CN111152819A - 基于车辆信源间时间差测量的车时源及列车控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种测量车辆信源间时间差的车时源,包括检测模块DM、测时模块TMM、传送模块TM和电源模块PM,DM检测车辆信源VS生成测时信号MS送至TMM,TMM生成不同车辆信源到达相同空间事件间时间差测时数据TD送至TM,TM生成包括测时数据数组传送信号TS送至空气空间。一种列车控制方法,列车以TS获取测时数据数组依此计算出保证当前列车行驶安全所需要的时间间隔下限值TLLTI,判断当时间间隔达到TLLTI时采取制动控制使行驶到达前方获取的时间间隔恢复且保持在TLLTI之上。利用本发明,列车可以自动针对其在先列车自主采取可信控制有效克服高速追尾风险。本发明还提供一种在先列车制动意图识别方法、一种在先列车完整性检查方法和一种在先列车前期速度测量方法。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通信号技术领域,具体地,涉及一种基于车辆信源间时间差测量的车 时源及列车控制方法。
背景技术
随着高速铁路运输的迅猛发展,列车以高速运行在获取到极大交通便利的同时也产生了 追踪运行列车之间潜在发生高速追尾重大危害事件的风险,如何防止重大危害发生已经成为 高速铁路运输领域新的重大问题。随着微电子技术及信息科技长足进展,信息化控制成为有 效解决列车运行安全问题的优选手段。安全完整性等级(Safety IntegrityLevel)以每小时 发生危险的失效概率区分,既有的列车运行控制***不能保证SIL4所需的安全完整性水平, 通过降低列车高速追尾重大危害风险可以提升列车运行控制***的安全完整性水平。
发明内容
本发明是为了解决列车高速追尾风险问题,提供一种基于车辆信源间时间差测量的车时 源及列车控制方法,列车利用车时源提供的时间差信息及本发明列车控制方法可以自主采取 自身列车速度的可信控制,有效克服高速追尾在先列车风险。本发明同时还提供一种在先列 车制动意图识别方法、一种在先列车完整性检查方法和一种在先列车前期速度测量方法。
为了达到上述目的,一方面,本发明提供一种设于轨道线路上用于测量不同车辆信源到 达相同空间事件间时间差的车时源,包括检测模块、测时模块、传送模块和电源模块。检测 模块输出测时信号送至测时模块,测时模块输出测时数据送至传送模块,传送模块输出测时 数据数组送至空气空间,电源模块输出电能送至检测模块、测时模块和传送模块。
优选的,所述车辆信源,为以列车的空间接近或离开而激发所述车时源内部产生包括电 荷移动、磁性改变、光变化或电动势变化的车载装置。
优选的,所述检测模块,在车辆信源到达空间事件发生的时间点输出所述测时信号。
优选的,所述测时模块,以测量不同车辆信源到达相同空间事件发生不同时间点间时间 间隔的方式生成所述测时数据。
优选的,所述传送模块,采用依测时数据生成时间点倒序选取的测时数据生成所述测时 数据数组。
另一方面,本发明还提供一种列车控制方法,包括步骤:S11,确定序列车辆信源到达相 同空间序列事件间的时间间隔;S12,依据确定的时间间隔计算出保证当前列车行车安全所需 要的时间间隔下限值;S13,判断当时间间隔达到时间间隔下限值时,生成制动用的控制信号 进行制动控制,使当前列车随后行驶到达前方空间时确定的时间间隔恢复且保持在依此计算 出的时间间隔下限值之上。
优选的,步骤S12中,所述计算时间间隔下限值TLLTI为:TLLTI=f(AP,AB,APB,LP,LB),其中, AP为当前列车时间间隔,AB为在先列车时间间隔,APB为当前列车与在先列车时间间隔,LP为 与AP相对应的当前列车车辆信源间距,LB为与AB相对应的在先列车车辆信源间距。
优选的,步骤S12中,所述计算时间间隔下限值采用预设的下限值,包括,预先存储所 编制的不同当前列车时间间隔、不同与当前列车时间间隔相对应的当前列车车辆信源间距、 不同在先列车时间间隔、不同与在先列车时间间隔相对应的在先列车车辆信源间距和不同当 前列车与在先列车时间间隔下的不同时间间隔下限值;根据确定的不同当前列车时间间隔、 不同与当前列车时间间隔相对应的当前列车车辆信源间距、不同在先列车时间间隔、不同与 在先列车时间间隔相对应的在先列车车辆信源间距和不同当前列车与在先列车时间间隔读取 所存储的下限值。
再一方面,本发明还提供一种在先列车制动意图识别方法,包括步骤:S21,确定序列车 辆信源到达相同空间序列事件间的时间间隔;S22,依据确定的时间间隔计算出保证在先列车 行车安全所需要的时间间隔下限值;S23,判断当在先列车时间间隔达到在先列车行车安全所 需要的时间间隔下限值时,判定在先列车制动为防追尾其在先列车的制动。
优选的,步骤S22中,所述计算时间间隔下限值TLLTIB为:TLLTIB=f(AB,ABB,APBB,LB,LBB),其 中,AB为在先列车时间间隔,ABB为在先列车的在先列车时间间隔,APBB为在先列车与在先列车 的在先列车时间间隔,LB为与AB相对应的在先列车车辆信源间距,LBB为与ABB相对应的在先列 车的在先列车车辆信源间距。
优选的,步骤22中,所述计算时间间隔下限值采用预设的下限值,包括,预先存储所编 制的不同在先列车时间间隔、不同与在先列车时间间隔相对应的在先列车车辆信源间距、不 同在先列车的在先列车时间间隔、不同与在先列车的在先列车时间间隔相对应的在先列车的 在先列车车辆信源间距和不同在先列车与在先列车的在先列车时间间隔下的不同时间间隔下 限值;根据确定的不同在先列车时间间隔、不同与在先列车时间间隔相对应的在先列车车辆 信源间距、不同在先列车的在先列车时间间隔、不同与在先列车的在先列车时间间隔相对应 的在先列车的在先列车车辆信源间距和不同在先列车与在先列车的在先列车时间间隔读取所 存储的下限值。
又一方面,本发明还提供一种在先列车完整性检查方法,包括步骤:S31,确定序列车辆 信源到达相同空间序列事件间的时间间隔;S32,依据确定的时间间隔计算出在先列车完整性 判据特征量;S33,判断当判据特征量达到预设阈值时判定为在先列车完整性丢失。
优选的,步骤S32中,所述计算判据特征量RCP为:RCP=AMLN/ANLM,其中,AM为在先列车 尾部时间间隔,AN为在先列车头部时间间隔,LM为与AM相对应的在先列车车辆信源间距,LN为与AN相对应的在先列车车辆信源间距。
优选的,步骤S33中,所述阈值采用数值常量。
再一方面,本发明还提供一种在先列车前期速度测量方法,包括步骤:S41,确定序列车 辆信源到达相同空间序列事件间的时间间隔;S42,依据确定的时间间隔计算出在先列车前期 速度。
优选的,步骤S42中,所述计算在先列车前期速度VB为:VB=LK/AK,其中,AK为在先列车时间间隔,LK为与AK相对应的在先列车车辆信源间距。
本发明有益效果是,利用本发明,列车可以建立功能完整且运行独立的防高速追尾主体 化机车信号,与既有运行CTCS-2级和CTCS-3级列车运行控制***友好兼容,列车可以自动 针对在先列车自主采取防高速追尾的可信控制,有效克服高速追尾风险。
附图说明
图1为本发明较佳实施例1车时源和列车车轮布置示意图;
图2为本发明较佳实施例1车时源电路图;
图3为本发明较佳实施例1列车车辆信源示意图;
图4为本发明较佳实施例1车时源时序图;
图5为本发明较佳实施例1设施空间关系示意图;
图6为本发明较佳实施例1应用场景示意图;
图7为本发明较佳实施例1设施布置示意图;
图8为本发明较佳实施例1测时数据数组元素示意图;
图9为本发明较佳实施例1测时数据数组生成场景示意图;
图10为本发明较佳实施例1车时源应用场景时序图;
图11为本发明较佳实施例1测时模块和传送模块程序流程框图;
图12为本发明较佳实施例1列车设备布置示意图;
图13为本发明较佳实施例1列车头部和列车尾部测时数据元素识别原理图;
图14为本发明较佳实施例1传送信号间隔时间示意图;
图15为本发明较佳实施例1时间间隔下限值编制示意图;
图16为本发明较佳实施例1列车控制过程示意图;
图17为本发明车时源原理框图;
图18为本发明列车控制方法流程图;
图19为本发明较佳实施例2设施布置示意图;
图20为本发明较佳实施例2车时源时序图;
图21为本发明较佳实施例2设施空间关系示意图;
图22为本发明较佳实施例2应用场景示意图;
图23为本发明较佳实施例2测时数据数组元素示意图;
图24为本发明较佳实施例2车时源应用场景时序图;
图25为本发明较佳实施例2测时模块和传送模块程序流程框图;
图26为本发明较佳实施例3设施布置示意图;
图27为本发明较佳实施例3车载信源电路图;
图28为本发明较佳实施例3车时源电路图;
图29为本发明较佳实施例3车时源时序图;
图30为本发明较佳实施例3应用场景示意图;
图31为本发明较佳实施例3测时数据数组元素示意图;
图32为本发明较佳实施例3测时数据数组生成场景示意图;
图33为本发明较佳实施例3车时源应用场景时序图;
图34为本发明较佳实施例3检测模块和测时模块和传送模块程序流程框图;
图35为本发明较佳实施例4设施布置示意图;
图36为本发明较佳实施例4车时源电路图;
图37为本发明较佳实施例4车时源时序图;
图38为本发明较佳实施例4应用场景示意图;
图39为本发明较佳实施例4测时数据数组元素示意图;
图40为本发明较佳实施例4车时源应用场景时序图;
图41为本发明较佳实施例4测时模块和传送模块程序流程框图。
附图标记说明
Coil1 线圈1 Coil2 线圈2 ANT 天线
VS 车辆信源信号 MS 测时信号 TS 传送信号
VDM 检测模块电源 VTIMTM 测时模块和传送模块电源
LDI 车时源间距 DA 检测区域 UA 非检测区域
LT 列车尾部车辆信源间距
LH 列车头部车辆信源间距
Ak 测时数据数组元素k的量值
ti 车辆信源在i时刻到达车时源空间事件发生的时间点
Ai(n) 车辆信源在i时刻到达车时源空间下宽度为n的测时数据数组
LH0 当前列车头部车辆信源间距
LT1 在先第一列车尾部车轮信源间距
LH1 在先第一列车头部车辆信源间距
LT2 在先第二列车尾部车辆信源间距
LH2 在先第二列车头部车辆信源间距
LT3 在先第三列车尾部车辆信源间距
TSTI 传送信号间隔时间 V 列车速度 S 列车车程
TLLTI 时间间隔下限值 VHP 当前列车头部车速 VTB 在先第一列车尾部车速
SHP 当前列车头部车程 SHPW 当前列车优选头部车程 STB 在先第一列车尾部车程
T 时间 DM 检测模块 TDM 测时模块
TM 传送模块 PM 电源模块 TD 测时数据
VOBS 信号模块电源 VDMTIMTM 检测模块和测时模块和传送模块电源
具体实施方式
下面将结合本发明较佳实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施 例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,为本发明较佳实施例1车时源和列车车轮布置示意图,车时源以单模块结 构安装于靠近车轮外缘的轨道上,包括感应线圈Coil1、感应线圈Coil2和传送天线ANT。当 车轮沿轨道线路行驶通过车时源所处空间时,线圈Coil1和线圈Coil2共同轮番感应到车轮 外缘金属物体和车轮外缘金属物体相互之间空气的靠近和离开,车时源在车轮外缘金属物体 和空气交替变换的控制下生成传送信号经传送天线ANT输出至空气空间。
如图2所示,为本发明较佳实施例1车时源电路图,包括检测模块、测时模块、传送模 块和电源模块。
检测模块采用LDC0851集成电路,对车轮外缘金属物体电磁特性和车轮外缘之间空气电 磁特性差异进行检测,LDC0851是电感近距离感应开关,当导电物体车轮外缘金属物体进入 感应线圈Coil1和Coil2的接近范围内时将致使线圈Coil1和Coil2的磁性改变而触发开关, 当导电物体车轮外缘金属物体离开,感应线圈Coil1和Coil2的接近范围内恢复为空气时, 开关受空气电磁特性影响使线圈Coil1和Coil2的磁性恢复,开关恢复为原先状态。图2所 示的检测模块在以磁性改变的车辆信源控制下生成图4所示的测时信号MS,以LDC0851的脚 5送至图2所示测时模块和传送模块的CC1312R脚7。LDC0851内置的滞后功能可以保证一个 可靠的开关阈值,从而不受机械振动的影响;内置的差分电路可防止因温度变化或湿度影响 等环境因素而导致误触发;电感式感应开关即使在有尘土、油污或潮气的环境中也可实现可 靠而准确的感应,非常适合严苛或脏污的环境;LDC0851无需使用磁体,而且不受直流磁场 的影响。本实施例LDC0851以4ksps采样速率对360km/h时速行进的列车车轮每行进2.5cm 完成一次采样,工作温度范围-40℃至+125℃,电源电压3.3V,LDC0851使能脚4接至 电源脚8,电源电压一旦达到3.3V即以4ksps采样速率连续检测。
测时模块和传送模块两者共同采用一片无线单片机CC1312R集成电路,实现包括时间差 测量、数组生成及输出传送信号全部功能。CC1312R具有极低功耗和极低电压的工作性能, 单片机以内部时钟2MHz工作,CC1312R内设的计数器以累积机器周期数方式测量时间差,时 间差测量包括初始段的毫秒级精密测量和后续段的秒级测量,时间差测量数据包括毫秒数据 和秒数据,0000~7d00记载0~8秒分辨率为0.25mS的毫秒数据,8000~eddd记载8~900 秒分辨率为32mS的秒数据,以7f01~7fff和edde~ffff记载车时源参量和轨道线路参量, 时间差测量量程为15min。当CC1312R脚7的测时信号MS改变逻辑状态时触发程序中断,启 动包括时间差测量、数组生成、传送信号输出的程序操作。所述时间差测量为以不同测时信 号MS改变逻辑状态的电动势变化控制CC1312R获取测时信号MS改变逻辑状态事件发生时间 点间时间间隔测时数据的过程。所述数组生成为以选取测时数据组合生成测时数据数组的过 程,本实施例以当前测时数据生成时间点为起始依不同测时数据生成时间点倒序选取的测时 数据组成测时数据数组,测时数据数组的元素数为38。所述传送信号输出为以无线单片机 CC1312R向空气空间输出包括测时数据数组信息在内的传送信号,包括开启射频功率、输出 868MHzFSK信号和关闭射频功率的操作。传送模块的传送信号编程在868MHz,以FSK调制, 输出功率10dBm,FSK数据率250kBaud。一个完整测时数据数组的传送耗费时间低于5mS,对 应于以360km/h车速运行的列车,其车载设备接收传送信号相应的5mS时段列车位移低于 50cm。
电源模块采用专为能量收集元件和/或低电流降压应用而设计的LTC3588-2超静态电流电 源。LTC3588-2内部集成了一个低损耗的全波桥接器和一个高效的降压转换器,能高效地提 取压电器件能量,可连续输出100mA电流,适用于锂离子电池和磷锂离子电池以及超级电容 器。本实施例1采用超级电容器储能,图中有两路电源,两个LTC3588-2共用一个压电元件 PFCB-W14获取环境振动能量,当压电陶瓷的晶体结构受到压缩,内部的偶极子运动产生电压 时,就会产生压电效应,由长链分子组成的聚合物元素当分子相互排斥时会产生电压。 LTC3588-2非常适合振动能收集应用,车时源被安装于可以获取列车行驶振动能的空间,在 列车行驶到达车时源位置之前即获取到经轨道传导的振动能而激活车时源检测模块。图中CS1和CS2为依轨道列车具体型号及轨道振动传导效应实际情况选取的储能电容,测时模块和传送 模块以独立电源VTIMTM供电,保证当车时源远离提供振动能的列车振动源时,计时模块和传送 模块依然可以连续地进行时间差测量直至15min满量程。
如图3所示,为本发明较佳实施例1列车车辆信源示意图,可见,车辆信源包括车轮外 缘的车辆金属零件和车轮外缘间的车辆空气零件,车时源以车辆金属零件与车辆空气零件间 的电磁特性差异作为检测对象,将车辆金属零件与车辆空气零件间固有电磁特性差异及固有 排列的空间关系作为该实施例的车辆信源。当车辆金属零件和车辆空气零件随列车行驶依次 通过车时源检测模块的检测范围时,列车将序列所述车辆信源信号输出至检测模块,检测模 块获取到图4所示电磁特***替改变的车辆信号VS。本实施例以车辆金属零件和车辆空气零 件作为车辆信源,利于保证车时源获取列车行车状态信息的客观性,在列车完整性完好情况 下,列车在运行时间和空间范围内可以保证车辆金属零件与车辆空气零件间固有的电磁特性 差异及固有的空间关系始终不变。
如图4所示,为本发明较佳实施例1车时源时序图,VS为以车轮金属零件和车辆空气零 件构成的磁***替变换的车辆信源,输出至车时源,用于激发车时源内部产生电荷移动的规 律发生变化的车辆信源信号,可见,在每一车轮金属零件到达车时源空间时都产生测时信号 MS状态改变及输出传送信号TS。
如图5所示,为本发明较佳实施例1设施空间关系示意图。由图5(a)可见,对于任一列车,由列车头部向列车尾部方向按序列排列有第一车轮、第二车轮、第三车轮……尾部车轮;由图5(b)可见,LH为列车头部车辆信源间距,LT为列车尾部车辆信源间距;由图5(c) 可见,在先第一列车和当前列车按列车行驶方向沿轨道线路同轨追踪运行,轨道上设有后方最近车时源、当前车时源、前方最近车时源,当前列车前方最近列车为在先第一列车,当前列车的第三车轮刚好行驶到达了当前车时源空间,当前列车的第三车轮为当前车轮,在当前 车轮的前方依次序列排列有当前列车第二车轮的在先第一车轮、当前列车第一车轮的在先第 二车轮、在先第一列车尾部车轮的在先第三车轮及在先第一列车尾部车轮前方最近车轮的在 先第四车轮。
如图6所示,为本发明较佳实施例1应用场景示意图,可见,列车1、列车2和列车3以行车方向沿轨道线路同轨追踪运行,车时源1、车时源2、车时源3、车时源4和车时源5以 LDI距离间隔设置,在列车行驶所占用的轨道线路范围内的车时源2、车时源4和车时源5可 以获取到轨道线路振动能量,检测模块电源VDM可以保证检测模块工作电压所需,当列车行驶离开后VDM电源随时间电能耗尽电压下降,可见,车时源1和车时源3处于VDM电源电能耗尽的检测休眠区,车时源2、车时源4和车时源5处于VDM电源供电正常的持续检测区,图中UA 所示为检测休眠区,DA所示为连续检测区,可以理解,利用轨道刚性可以使列车振动能沿轨道双向传导,且传导性能相对稳定,VDM电源可以在车辆信源到达车时源空间之前提前获取到 振动能且在车辆信源离开车时源空间之后达到电能耗尽状态,既是,所述连续检测区域DA可 以自动满足全部车辆信源检测所需。图中VTIMTM为测时模块和传送模块电源,测时模块和传送 模块以微能耗电路实现,可以保证VTIMTM在列车离开后振动能下降时在32768S时间范围内一直 保持在所需电压范围,从而保证时间测量的连续不断进行。图中,列车1的尾部车轮、列车 2的第8车轮和列车3的第3车轮刚好分别到达了车时源5、车时源4和车时源2空间,车时 源5、车时源4和车时源2分别检测到各自的车辆金属零件及输出了各自的传送信号TS。图 中示出的LT为列车尾部车辆信源间距,LH为列车头部车辆信源间距。
如图7所示,为本发明较佳实施例1设备布置示意图,由图可见,轨道线路、列车、车载设备和车时源按如图5所示布置,在先第二列车、在先第一列车、当前列车按列车行驶方向同轨追踪运行,在先第二列车、在先第一列车、当前列车依次通过后方最近车时源、当前车时源、前方最近车时源、前方第二车时源和前方第三车时源所处空间,全部列车的车头均设有车载设备,当前列车第三车轮刚好行驶到达了当前车时源空间,当前车时源刚好检测到 第三车轮车辆金属零件的到达输出了传送信号TS送至当前列车车载设备。
如图8所示,为本发明较佳实施例1测时数据数组元素示意图,图8中示出了如图6所 示的列车3第三车轮行驶到达车时源2时,车时源2所输出的传送信号TS包括的测时数据数 组的部分元素相对应的列车车轮,虽然图中仅示出了部分元素,依然可以利用其示出的部分 元素生成的规律确定,所采用的元素为相间一个列车车轮的每两个相近列车车轮先后到达车 时源2事件间的时间间隔。
如图9所示,为本发明较佳实施例1测时数据数组生成场景示意图,图9(a)示出了如 图6所示的列车运行情况下列车第一车轮到达车时源空间下测时数据数组AE(38)部分元素量 值,图9(b)示出了如图6所示的列车运行情况下列车第二车轮到达车时源空间下测时数据 数组AF(38)部分元素量值,图9(c)示出了图6所示的列车运行情况下列车第三车轮到达车 时源空间下测时数据数组AG(38)部分元素量值。虽然图9仅示出了部分车轮到达车时源下测 时数据数组的部分元素量值,仅是为了便于说明,本领域技术人员可以对图9所示出元素生 成规律的理解确定出其它未经示出的全部元素及全部车轮的测时数据数组。
如图10所示,为本发明较佳实施例1车时源应用场景时序图,图中,VS为如图7所示的 当前车时源所获取的车辆信源信号,MS为当前车时源内部生成的测时信号,TS为当前车时源 输出的传送信号,ta为如图7所示的在先第二列车第一车轮到达当前车时源的时间点,tb为 在先第二列车尾部车轮到达当前车时源的时间点,tc为如图7所示的在先第一列车第一车轮 到达当前车时源的时间点,td为在先第一列车尾部车轮到达当前车时源的时间点,te为如图7 所示的当前列车第一车轮到达当前车时源的时间点,tg为当前列车第三车轮到达当前车时源 的时间点。可见,当前车时源在每一个车辆金属零件到达其空间时以车辆金属零件信号VS进 行控制及生成测时信号MS及输出传送信号TS,如图7所示的当前车时源在ta输出AA(38)、 在tb输出AB(38)、在tc输出AC(38)、在td输出AD(38)、在te输出AE(38)、在tg输出AG(38)。 图中,以距离的长短示出TS、MS和TS间隔时间大小。
如图11所示,为本发明较佳实施例1测时模块和传送模块程序流程框图。流程框图中, 所述CC1312R获取到一个测时信号MS,为以CC1312R脚7获取LDC0851脚5电动势产生下降 变化的过程。可以理解,虽然该实施例是以LDC0851脚5电动势下降来向CC1312R脚7传递车辆信源到达车时源空间事件发生时间点的消息的,还可以做出各种电路的变化或者变型, 例如,采用电荷移动、磁性改变或光变化来传递车辆信源到达车时源空间事件发生时间点的 消息。
如图12所示,为本发明较佳实施例1列车设备布置示意图,包括ANT、连接电缆和车载 设备。可见,为利于车载设备获取第三车轮到达车时源下的测时数据数组信息,接收天线ANT 在接近第三车轮的位置安装,车时源输出的传送信号TS经ANT和连接电缆传输至列车车载设 备。当如图7所示的当前列车的第三车轮刚好行驶到达当前车时源空间时,当前车时源输出 包括AG(38)测时数据数组信息的传送信号,当前列车车载设备以近距离通信获取当前车时源 输出至空气空间的传送信号TS利于获取测时数据数组AG(38)信息。
如图13所示,为本发明较佳实施例1列车头部和列车尾部测时数据元素识别原理图,本 发明采用机器视觉的列车头部和列车尾部测时数据元素识别。图13(a)示出以大律法确定 阈值的方法,所述阈值采用达到最大类间方差的阈值。图13(b)一方面示出以测时数据元 素量值与阈值大小比较二值化处理的二值图像,所述二值化处理为:当测时数据元素量值大 于或等于阈值时赋值为HIGH,当测时数据元素量值小于阈值时赋值为LOW。另一方面,图13 (b)示出以机器视觉提取特征方法,包括,确定出:①当前列车头部轮廓为A1,A1为当前列 车时间间隔,所述当前列车时间间隔为当前列车不同车辆信源到达相同空间事件间的时间差, A1为与当前列车头部车辆信源间距LH0相对应的时间间隔,②在先第一列车轮廓为A4A5A6A7A8 A9A10A11A12A13A14A15A16A17,A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17为在先第一列车 时间间隔,所述在先第一列车时间间隔为在先第一列车不同车辆信源到达相同空间事件间的 时间差,在先第一列车尾部轮廓为A4,A4为与在先第一列车尾部车辆信源间距LT1相对应的时 间间隔,在先第一列车头部轮廓为A17,A17为与在先第一列车头部车辆信源间距LH1相对应的 时间间隔,③在先第二列车轮廓为A20A21A22A23A24A25A26A27A28A29A30A31A32A33,A20A21A22 A23A24A25A26A27A28A29A30A31A32A33为在先第二列车时间间隔,所述在先第二列车时间间隔 为在先第二列车不同车辆信源到达相同空间事件间的时间差,在先第二列车尾部轮廓为A20, A20为与在先第二列车尾部车辆信源间距LT2相对应的时间间隔,在先第二列车头部轮廓为A33, A33为与在先第二列车头部车辆信源间距LH2相对应的时间间隔,④在先第三列车轮廓为A36A37 A38,A36A37A38为在先第三列车的时间间隔,所述在先第三列车时间间隔为在先第三列车不同 车辆信源到达相同空间事件间的时间差,在先第三列车尾部轮廓为A36,A36为与在先第三列车 尾部车辆信源间距LT3相对应的时间间隔,⑤A2、A3为当前列车与在先第一列车时间间隔,所 述当前列车与在先第一列车时间间隔为当前列车车辆信源与在先第一列车信源到达相同空间 事件间的时间差,A18、A19为在先第一列车与在先第二列车时间间隔,所述在先第一列车与在 先第二列车时间间隔为在先第一列车车辆信源与在先第二列车信源到达相同空间事件间的时 间差,A34、A35为在先第二列车与在先第三列车时间间隔,所述在先第二列车与在先第三列车 时间间隔为在先第二列车车辆信源与在先第三列车信源到达相同空间事件间的时间差。
如图14所示,为本发明较佳实施例1传送信号间隔时间示意图,可见,当车时源以200m 间距沿轨道线路设置时,以360km/h车速行驶的列车可以获取到2S间隔时间的传送信号,当 车时源以100m间距沿轨道线路设置时,以180km/h车速行驶的列车可以获取到2S间隔时间 的传送信号,以360km/h车速行驶的列车可以获取到1S间隔时间的传送信号,当车时源以 50m间距沿轨道线路设置时,以90km/h车速行驶的列车可以获取到2S间隔时间的传送信号, 以180km/h车速行驶的列车可以获取到1S的间隔时间传送信号,以360km/h车速行驶的列车 可以获取0.5S间隔时间的传送信号。可以理解,在既有设置完成的车时源间距情况下,不同 列车获取传送信号的间隔时间依列车车速变化而改变,车速V越快,间隔时间TSTI越小,利于 保证本发明克服列车高速追尾风险措施设置的有效性。
如图15所示,为本发明较佳实施例1时间间隔下限值编制示意图,图中所示的时间间隔 下限值TLLTI为当前列车与在先第一列车时间间隔A2的下限值,可见,编制的时间间隔下限值 TLLTI量值随着当前列车头部车速VHP量值增大而增大并随着在先第一列车尾部车速VTB量值增大 而减小,对应于VHP和VTB任意量值都可以读取所需要的元素A2的时间间隔下限值TLLTI。可以理 解,图中TLLTI只是示例性的,图中所示当前列车头部车速VHP为360km/h及在先第一列车尾部 车速VTB为360km/h下的时间间隔下限值TLLTI为60S,既是在当前列车以360km/h车速追踪前 期在当前位置下以360km/h车速行驶的在先第一列车的情况下,若当前列车由车时源获取到 的A2量值达到等于或者小于60S时,当前列车即刻采取自身列车制动的控制使当前列车行驶 到达前方空间时获取到的A2量值恢复且保持在60S之上。
如图16所示,为本发明较佳实施例1列车控制过程示意图,如图16(a)和(b)所示,在先第一列车以车速V1匀速行驶,在t1时间点行驶到达车程S1时采取常规制动直至停车,在先第一列车尾部车速VTP由t1时间点V1逐渐降低至t3时间点的零值,在先第一列车车程逐渐增加至t3时间点的S3。利用本发明实施控制的当前列车在t2时间点行驶到达车程S1时由S1位置车时源获取到在先第一列车行车状态发生变化的信息,图中,在未计入当前列车制动控制时延情况下视作当前列车在t2时间点S1车程位置即刻启动了自身列车制动的控制,当前列 车在t4时间点以车速V2逐渐降低至t4时间点的零值停车至车程S2,可见,当前列车在全部时 间范围内的任一相同时间点始终未达到与在先第一列车相同车程,既是未发生列车间碰撞, 达到了防止列车追尾的目的。如图16(c)和(d)所示,在先第一列车以测速V1匀速行驶, 在t1时间点行驶到达车程S3时采取紧急制动直至停车,在先第一列车尾部车速VTP由t1时间 点V1逐渐降低至t3时间点的零值,在先第一列车车程逐渐增加至t3时间点的S4停车。利用本 发明实施控制的当前列车在t2时间点行驶到达车程S3时由S3位置车时源获取到在先第一列车 行车状态发生变化的信息,图中,在未计入当前列车制动控制时延情况下视作当前列车在t2时间点S3车程即刻启动了自身列车制动的控制,当前列车预期在t4时间点停车至车程S5,可 见,因受当前列车最大制动率限制,当前列车在ta时间点与在先第一列车发生碰撞,由图中 车程随时间增加速度可以看出,在碰撞时间点ta处的在先第一列车车速及当前列车车速相较 车速V2已经大幅度减小,达到了防止列车高速追尾的目的。由图16(d)可见,优选的列车 防追尾控制为当前列车以时间点t1及车程S1采取与在先第一列车相同的紧急制动,获取如图 中所示SHPW车程使当前列车在t3时间点停车至S2,以理想地防止列车追尾。为获取图中所示 SHPW车程的控制,当前列车需与在先第一列车之间建立既实时又可信的信息共享,本发明控制 方法为可信信息共享优选方案,可以理解,尽管本发明方法实时性有所降低,但可以保证信 息共享的可信,尽管本发明未能完全防止列车追尾,但可以可信保证防列车高速追尾的可信。 本发明列车控制方法不受列车追踪间隔时间变化的影响,尤其适宜于追踪列车小间隔时间运 行。
如图17所示,为本发明原理框图,包括检测模块DM、测时模块TMM、传送模块TM和电源模块PM,检测模块DM检测车辆信源VS生成测时信号MS送至TMM,测时模块TMM生成不同 车辆信源到达相同空间事件间测时数据TD送至TM,传送模块TM生成包括测时数据数组的传送信号TS送至空气空间,电源模块PM输出电能送至检测模块DM、测时模块TMM和传送模块TM。
如图18所示,为本发明列车控制方法流程图,包括步骤:
步骤S11,确定序列车辆信源到达相同空间序列事件间的时间间隔。列车以图12示出的 方式设置ANT、连接电缆和车载设备,及以图6示出的方式追踪运行,车时源以图6示出的 方式设置,及以图8示出的方式生成测时数据数组,当前列车以图7所示的方式运行及在当 前列车第三车轮到达当前车时源空间下其车载设备接收由当前车时源输出至空气空间的传送 信号TS,当前列车车载设备对传送信号TS进行解调并获取如图9(c)所示结构和如图10所 示AG(38)时序的完整的测时数据数组信息,包括由A1至A38的共计38个元素的量值。
步骤S12,依据确定的时间间隔计算出保证当前列车行车安全所需要的时间间隔下限值。 在以如图5(c)所示出的在先已经确定完成在先第一列车具体型号的情况下,在先第一列车 的车轮排列顺序和空间关系以及相互之间的间距对于当前列车而言既是确定的已知量值,当 前列车车载设备利用图5(c)所示的空间关系可以确定出:⑥AG(38)的元素A1为与当前列车 头部车辆信源间距LH0相对应的时间间隔,其中,A1为所述当前列车时间间隔AP其中之一,LH0为当前列车头部车辆信源间距,LH0为当前列车车辆信源间距LP其中之一;⑦AG(38)的元素A2和/或A3为当前列车与在先第一列车时间间隔,A2或A3为所述当前列车与在先列车时间间隔 APB其中之一;⑧AG(38)元素A4为与在先第一列车尾部车辆信源间距LT1相对应的时间间隔,其 中,A4为在先第一列车时间间隔,A4为所述在先第一列车时间间隔AB其中之一,LT1为所述在 先第一列车车辆信源间距LB其中之一。依据下限值计算函数TLLTI=f(AP,AB,APB,LP,LB)及所确定 的AP、AB、APB、LP、LB量值进行下述计算:⑨计算出当前列车头部速度VHP和在先第一列车尾 部前期在当前位置下的速度VTB为:VHP=LH0/A1,VTB=LT1/A4,其中,LH0为当前列车头部车辆信 源间距,A1为与当前列车头部车辆信源间距相对应的时间间隔,LT1为在先第一列车尾部车辆 信源间距,A4为与在先第一列车尾部车辆信源间距相对应的时间间隔;⑩依据计算出的VHP和 VTB和APB读取预先存储所编制的与VHP和VTB和APB相对应的元素A2的时间间隔下限值TLLTI。步骤
步骤S13,判断当时间间隔达到时间间隔下限值时,生成制动用的控制信号进行制动控制, 使当前列车随后行驶到达前方空间时确定的时间间隔恢复且保持在依此计算出的时间间隔下 限值之上。以元素A2与读取的元素A2的时间间隔下限值TLLTI进行数值大小比较,判断A2是否 小于或者等于TLLTI,若是,则为达到,若否,则为未达到。所述生成制动用的控制信号为适 用于具体型号列车制动装置和/或随列车制动装置型号不同或者列车制动率不同而不同的信 号。通过自身采取制动降低列车速度使随后确定的元素A2向量值增加的方向变化,通过控制 制动系数及制动持续时间使当前列车运行置于编制的时间间隔下限值TLLTI之上。
需要说明的是,步骤S12中,在尚未确定在先第一列车具体型号的情况下,当前列车还 可以以图13所示的本发明较佳实施例1列车头部和列车尾部测时数据元素识别方法采用机器 视觉识别获取:当前列车头部轮廓为A1、与当前列车头部车辆信源间距LH0相对应的时间间 隔为A1;在先第一列车轮廓为A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16A17、与在先第一列车 尾部车辆信源间距LT1相对应的时间间隔为A4、与在先第一列车头部车辆信源间距LH1相对应 的时间间隔为A17;在先第二列车轮廓为A20 A21 A22 A23 A24 A25 A26A27 A28 A29 A30 A31 A32 A33、与 在先第二列车尾部车辆信源间距LT2相对应的时间间隔为A20、与在先第二列车头部车辆信源间 距LH2相对应的时间间隔为A33;在先第三列车轮廓为A36 A37 A38、与在先第三列车尾部车辆信 源间距LT3相对应的时间间隔为A36;当前列车与在先第一列车时间间隔APB为A2和/或A3、在先 第一列车与在先第二列车时间间隔APB为A18和/或A19、在先第二列车与在先第三列车时间间隔APB为A34和/或A35。以在先第一列车轮廓A4A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17与预 存的列车型号数据库预存的列车轮廓数据进行比对,确定出在先第一列车的具体型号,读取 列车数据库中预存的与当前列车型号相符合且与当前列车时间间隔A1相对应的车辆信源间距 LH0、读取列车数据库中预存的与在先第一列车型号相符合且与在先第一列车时间间隔A4相对 应的尾部车辆信源间距LT1、读取列车数据库中预存的与在先第一列车型号相符合且与在先第 一列车时间间隔A17相对应的头部车辆信源间距LH1;计算出当前列车头部速度VHP和在先第 一列车尾部前期在当前位置下的速度VTB为:VHP=LH0/A1,VTB=LT1/A4;依据计算出的VHP和 VTB及确定出的APB读取预先存储所编制的与VHP和VTB和APB相对应的元素A2的时间间隔下限值 TLLTI。
上述步骤S12中计算出时间间隔下限值TLLTI,为预先采用仿真技术对型号列车在既有线路 中的运行状态进行模拟,编制列车在各种状态下,包括不同VHP和VTB和APB情况下的时间间隔 下限值数据,并存储在车载设备的数据库中,这样在列车上运行本发明所述方法时,当遇到 与仿真同样的情况时,例如达到某个VHP和VTB和APB情况时,则可以调用所存储的与该情况对 应的车辆时间间隔下限值TLLTI。
上述步骤S12中采用仿真技术编制车辆时间间隔下限值TLLTI,在计算中采用下述函数:TLLTI=f(AP,AB,APB,LP,LB),其中,AP为当前列车时间间隔,AB为在先列车时间间隔,APB为当前列车 与在先列车时间间隔,LP为与AP相对应的当前列车车辆信源间距,LB为与AB相对应的在先列 车车辆信源间距。
上述步骤S12中,所述计算时间间隔下限值采用预设的下限值,包括:预先存储所编制 的不同当前列车时间间隔、不同与当前列车时间间隔相对应的当前列车车辆信源间距、不同 在先列车时间间隔、不同与在先列车时间间隔相对应的在先列车车辆信源间距和不同当前列 车与在先列车时间间隔下的不同时间间隔下限值;根据确定的不同当前列车时间间隔、不同 与当前列车时间间隔相对应的当前列车车辆信源间距、不同在先列车时间间隔、不同与在先 列车时间间隔相对应的在先列车车辆信源间距和不同当前列车与在先列车时间间隔读取所存 储的下限值。
再一方面,本发明还提供一种当前列车识别在先列车制动意图的方法,包括步骤:S21, 确定序列车辆信源到达相同空间序列事件间的时间间隔;S22,依据确定的时间间隔计算出保 证在先列车行车安全所需要的时间间隔下限值;S23:判断当在先列车时间间隔达到在先列车 行车安全所需要的时间间隔下限值时,判定在先列车制动为防追尾其在先列车的制动。
上述步骤S21为与如图18本发明列车控制方法流程图说明中所述步骤S11相同的步骤。
上述步骤S22中,当前列车采用机器视觉的识别,确定出AG(38)元素A18和/或A19为在先 第一列车与在先第二列车时间间隔APBB,在先第一列车轮廓为A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17,将在先第一列车轮廓与预存的列车型号数据库进行比对,确定出在先第一列车型 号,依据确定出的在先第一列车型号,读取列车数据库预存的与在先第一列车型号相符合且 与在先第一列车头部时间间隔A17相对应的头部车辆信源间距LH1,以确定的在先第二列车轮廓 A20 A21 A22 A23 A24 A25 A26 A27 A28 A29 A30 A31 A32 A33与预存的列车型号数据库进行比对,确定出在 先第二列车型号,读取列车数据库预存的与在先第二列车型号相符合且与在先第二列车尾部 时间间隔A20相对应的尾部车辆信源间距LT2、读取列车数据库预存的与在先第二列车型号相符 合且与在先第二列车头部时间间隔A33相对应的头部车辆信源间距LH2,计算出在先第一列车头 部速度VHPB和在先第二列车尾部前期在当前位置下的速度VTBB为:VHPB=LH1/A17,VTBB=LT2/A20; 依据计算出的VHPB和VTBB和确定出的APBB读取预先存储所编制的与VHPB和VTBB和APBB相对应的元 素A18的时间间隔下限值TLLTIB。
上述步骤S22中计算出时间间隔下限值TLLTIB,为预先采用仿真技术对型号列车在既有线 路中的运行状态进行模拟,编制列车在各种状态下,包括不同VHPB和VTBB和APBB情况下的时间 间隔下限值数据,并存储在车载设备的数据库中,这样,在当前列车识别出在先第一列车具 体型号和在先第二列车具体型号及由车时源获取到在先第一列车和在先第二列车运行相关测 时数据的情况下,当前列车可以依据车时源提供的信息仿真在先第一列车运行及依此判定出 在先第一列车实施本发明的具体情况,在当前列车仿真在先第一列车运行下,当在先第一列 车与在先第二列车时间间隔A18达到时间间隔下限值TLLTIB时,当前列车判定在先第一列车制动 意图为在先第一列车防追尾在先第二列车的制动。
所述计算时间间隔下限值TLLTIB采用下述函数:TLLTIB=f(AB,ABB,APBB,LB,LBB),其中,AB为在 先列车时间间隔,ABB为在先列车的在先列车时间间隔,APBB为在先列车与在先列车的在先列车 时间间隔,LB为与AB相对应的在先列车车辆信源间距,LBB为与ABB相对应的在先列车的在先列 车车辆信源间距。所述在先列车时间间隔包括在先第一列车时间间隔、在先第二列车时间间 隔和在先第三列车时间间隔,所述在先列车与在先列车的在先列车时间间隔包括在先列车与 在先第二列车时间间隔和在先第二列车与在先第三列车时间间隔,所述在先列车车轮信源间 距包括在先第一列车车辆信源间距、在先第二列车车辆信源间距和在先第三列车车辆信源间 距,所述在先列车的在先列车车辆信源间距包括在先第二列车车辆信源间距和在先第三列车 车辆信源间距。
上述步骤S22中,所述计算时间间隔下限值TLLTIB采用预设的下限值,包括:预先存储所 编制的不同在先列车时间间隔、不同与在先列车时间间隔相对应的在先列车车辆信源间距、 不同在先列车的在先列车时间间隔、不同与在先列车的在先列车时间间隔相对应的在先列车 的在先列车车辆信源间距和不同在先列车与在先列车的在先列车时间间隔下的不同时间间隔 下限值;根据确定的不同在先列车时间间隔、不同与在先列车时间间隔相对应的在先列车车 辆信源间距、不同在先列车的在先列车时间间隔、不同与在先列车的在先列车时间间隔相对 应的在先列车的在先列车车辆信源间距和不同在先列车与在先列车的在先列车时间间隔读取 所存储的下限值。
又一方面,本发明还提供一种当前列车自主检查前期在当前空间下的在先列车完整性的 方法,包括步骤:S31,确定序列车辆信源到达相同空间序列事件间的时间间隔;S32,依据 确定的时间间隔计算出在先列车完整性判据特征量;S33:判断当判据特征量达到预设阈值时 判定为在先列车完整性丢失。
所述在先列车完整性包括在先第一列车完整性和在先第二列车完整性。为便于描述,下 述仅以在先第一列车完整性作为说明对象。
上述步骤S31为与如图18本发明列车控制方法流程图说明中所述步骤S11相同的步骤。
上述步骤S32中,所述计算在先第一列车完整性判据特征量RCQ采用函数:RCQ=A4LH1/A17LT1, 其中,A4为在先第一列车尾部时间间隔,A17为在先第一列车头部时间间隔,LH1为在先第一列 车头部车辆信源间距,LT1为在先第一列车尾部车辆信源间距。
上述步骤S33中,所述阈值采用预设的数值常量1.5,将计算出的RCQ量值与1.5进行数 值大小比较的判断,当RCQ大于或者等于1.5时判定为在先第一列车完整性丢失,所述在先第 一列车完整性丢失为在先第一列车的整体连接完好性遭到了损坏。
再一方面,本发明还提供一种当前列车自主测量在先列车前期在当前空间下的速度的方 法,包括步骤:S41,确定序列车辆信源到达相同空间序列事件间的时间间隔;S42,依据确 定的时间间隔计算出在先列车前期速度。
上述步骤S41为与如图18本发明列车控制方法流程图说明中所述步骤S11相同的步骤。
上述步骤S42中,所述计算在先列车前期速度,包括在先第一列车前期在当前空间下的 速度和在先第二列车前期在当前空间下的速度VB,采用函数:VB=LK/AK,其中,AK为在先列 车时间间隔,LK为与AK相对应的在先列车车辆信源间距。本发明较佳实施例1以A4作为AK, 以LT1作为LK计算出在先第一列车前期在当前空间下的速度,以A20作为AK,以LT2作为LK计算 出在先第二列车前期在当前空间下的速度。
如图19所示,为本发明较佳实施例2设施布置示意图,可见,磁浮列车沿磁浮轨道行驶, 车体外廓凸起物体为车辆金属零件,车体外廓凹陷部位为车辆空气零件,车辆金属零件和车 辆空气零件共同构成电磁特性变换的车辆信源,车时源以车辆金属零件电磁特性和车辆空气 零件电磁特性差异作为检测对象,车时源以单模块结构安装于磁浮轨道上。车时源采用如图 2所示电路。当车辆金属零件和车辆空气零件沿轨道行驶通过车时源的检测空间时,图2所 示线圈Coil1和线圈Coil2共同感应到车辆金属零件和车辆空气零件的接近和离开,既是磁 浮列车向车时源输出了序列车辆信源信号和/或车时源获取到如图20所示的金属零件信号和 空气零件信号电磁特***替变换车辆信源信号VS,车时源在车辆金属累计信号和空气零件信 号电磁特***替变换的激发下生成测时信号MS及输出传送信号TS经图2电路图所示天线ANT 传送至空气空间。磁浮列车上设有接收天线ANT,接收由车时源输出的传送信号TS经连接电 缆传输至磁浮列车车载设备,车载设备由传送信号TS获取车时源所传送的测时数据数组信 息。当磁浮列车完整性保持完好时,所述车辆金属零件与车辆空气零件相互间的空间关系可 以保证在车时源检测的间范围内和/或列车运行空间范围内保持恒定不变。
如图20所示,为本发明较佳实施例2车时源时序图,可见,车辆信源输出的车辆信源信 号VS为以车辆金属零件和车辆空气零件构成的电磁特***替变换的列车车辆信源向车时源 输出的信号,车时源在每次电磁特性发生变换时测时信号MS都变换状态并输出传送信号TS。
如图21所示,为本发明较佳实施例2设施空间关系示意图,LH为磁浮列车头部车辆信源 间距,LT为磁浮列车尾部车辆信源间距。
如图22所示,为本发明较佳实施例2应用场景示意图,可见,列车1、列车2和列车3按行车方向沿轨道线路同轨追踪运行,车时源1、车时源2、车时源3、车时源4和车时源5 按LDI距离间隔设置,处于列车占用轨道线路范围内的车时源2、车时源4和车时源5获取到 振动能使内设的检测模块电源VDM处于正常供电可以保证检测模块连续检测状态,DA所示轨道线路区域为连续检测区域,可以自动覆盖车辆信源所需检测范围。UA所示轨道线路区域为非 检测区域,车时源1和车时源3处于检测模块电能耗尽状态,对车辆信源的检测停止,VTIMTM为测时模块和传送模块电源,因该模块以微能耗技术实施从而可以保证VTIMTM一直处于正常供 电的状态及时间差测量的连续不断地进行。由图中还可见,列车1的车辆空气零件刚好到达 车时源5,列车2的车辆金属零件刚好到达车时源4,列车3的车辆空气零件刚好到达车时源 2,车时源5、车时源4和车时源2刚好受到了变换电磁特性的车辆信源的激发,此时,车时 源5、车时源4和车时源2刚好分别输出了各自的TS信号。
如图23所示,为本发明较佳实施例2测时数据数组元素示意图,图中示出了如图22所 示的列车3的车辆空气零件刚好到达车时源2下的测时数据数组的全部元素及其相对应的车 辆金属零件和车辆空气零件,所述测时数据数组的元素数为8。
如图24所示,为本发明较佳实施例2车时源应用场景时序图,可见,如图22所示的磁 浮列车1如图19所示的头部车辆金属零件前端在ta时间点到达车时源2,其尾部车辆金属零 件末端在td时间点到达车时源2,如图22所示的磁浮列车2如图19所示的头部车辆金属零 件前端在te时间点到达车时源2,其尾部车辆金属零件末端在th时间点到达车时源2,如图 22所示的磁浮列车3如图19所示的头部车辆金属零件前端在ti时间点到达车时源2,其头部 车辆金属零件末端在tj时间点到达车时源2。由图24所示可见,在每一车辆金属零件或车辆 空气零件到达车时源2空间时车时源的测时信号MS都变换状态,在每一测时信号MS变换状 态时车时源都输出包括测时数据数组信息的传送信号TS,AA(8)为列车1头部车辆金属零件前 端在ta时间点到达车时源2时车时源2输出的TS,AD(8)为列车1尾部车辆金属零件末端在 td时间点到达车时源2时车时源2输出的TS,AE(8)为列车2头部车辆金属零件前端在te时间 点到达车时源2时车时源2输出的TS,AH(8)为列车2尾部车辆金属零件末端在th时间点到达 车时源2时车时源2输出的TS,AI(8)为列车3头部车辆金属零件前端在ti时间点到达车时源 2时车时源2输出的TS,AJ(8)为列车3头部车辆金属零件末端在tj时间点到达车时源2时车 时源2输出的TS。
如图25所示,为本发明较佳实施例2测时模块和传送模块程序流程框图。流程框图25 中,所述CC1312R获取到测时信号MS产生变化,为以CC1312R脚7获取LDC0851脚5电动势产生下降或者上升变化的过程。可以理解,虽然该实施例2是以LDC0851脚5电动势变化来向CC1312R脚7传递车辆信源到达车时源空间事件发生时间点的消息的,还可以做出各种电路的变化或者变型,例如,采用电荷移动、磁性改变或光变化来传递车辆信源到达车时源空间事件发生时间点的消息。
可以理解,较佳实施例2可以采用图13、图14、图15、图16、图17和图18所示出的 方式和/或步骤实施与较佳实施例1等同的操作,并获取与较佳实施例1等同的技术效果。例如,如图22所示的磁浮列车3以函数TLLTI=f(AP,AB,APB,LP,LB)计算出保证磁浮列车3行驶安全所需要的如图24所示的AJ(8)的元素A2的下限值TLLTI,及以磁浮列车3采取自身制动控制使元素A2保持在TLLTI之上;再比如,如图22所示的磁浮列车3以函数RCQ=A3LH/A5LT计算出如图22所示的磁浮列车2的列车完整性判据特征量及判定出磁浮列车2前期列车完整性的状态;再比如,如图22所示的列车3仿真磁浮列车2的运行,以函数TLLTIB=f(AB,ABB,APBB,,LB,LBB) 计算出磁浮列车2保证安全行车所需要的如图23所示的AJ(8)的元素A6的下限值及判定出磁 浮列车2采取制动控制的意图;再比如,如图22所示的磁浮列车3用AJ(8)的元素A3量值和 磁浮列车2的如图21所示的LT量值以函数VB=LT/A3计算出如图22所示的磁浮列车2前期在 如图22所示的车时源2空间下的速度VB……在此不再赘述。
如图26所示,为本发明较佳实施例3设施布置示意图,可见,列车沿轨道线路行驶,轨 道线路上设有车时源,列车上设有4个车载信号源,分别为头部车载信号源、第二车载信号 源、第三车载信号源和尾部车载信号源。车载信号源向空气空间输出连续波无线电信号,列 车以车载信号源输出的无线电信号作为车辆信源,车时源以无线电信号幅度和/或相位差异作 为检测对象。在列车行驶通过车时源的检测空间时,检测模块获取到如图29所示VS以车载 信号和空气信号相间的幅度和/或相位交替变换的信号。所述车载信号源与车辆之间的空间关 系可以保证在车时源进行检测的时间范围和/或列车运行空间范围内始终恒定不变。车时源采 用无线电信号幅度和/或相位与车时源内设阈值数值大小比较的判断,当无线电信号幅度和/ 或相位达到预设幅度和/或相位阈值时判定为车载信号源到达车时源空间事件发生。
如图27所示,为本发明较佳实施例3车载信源电路图,包括信号模块和电源模块。信号 模块采用集成电路无线单片机CC1312R,编程在433MHz连续波频率下工作,内部时钟2MHz, 输出功率10dBm。电源模块采用专为能量收集元件和/或低电流降压应用而设计的LTC3588-2 超静态电流电源。PFCB-W14为压电元件获取列车振动能量。
如图28所示,为本发明较佳实施例3车时源电路图,包括检测模块、测时模块、传送模 块和电源模块。检测模块、测时模块和传送模块共同采用一片无线单片机CC1312R集成电路, 完成433MHz信号接收、放大、滤波、鉴幅/鉴相、数值比较、测时、选取测试数据输出数组、 发送传送信号等工作。无线单片机CC1312R采用接收的车载信号幅度和/或相位与预设阈值大 小比较的判断,当接收的车载信号速度和/或相位达到预设阈值时,判定为车载信号到达车时 源空间。车时源输出的传送信号频率为868MHz,功率为10dBm,FSK数据调制。电源模块采 用集成电路LTC3588-2和PFCB-W14压电元件等。
如图29所示,为本发明较佳实施例3车时源时序图,VS为车时源获取到的以车载信号和 空气信号相间隔及接续组成的车辆信源信号,TS为车时源输出的包括测时数据数组信息的传 送信号,可见,在每一车载信号源到达车时源空间时车时源都输出一个传送信号TS。
如图30所示,为本发明较佳实施例3应用场景示意图,可见,列车1、列车2和列车3按列车行驶方向沿轨道线路同轨追踪运行,车时源1、车时源2、车时源3、车时源4和车时 源5按LDI距离间隔设置,车时源2、车时源4和车时源5获取到振动能使内设的检测模块和 测时模块和传送模块电源VDMTIMTM处于正常供电并可以保证检测模块连续检测状态,车时源1 和车时源3处于无振动能激发状态,因检测模块和测时模块和传送模块以微能耗技术实施从而可以保证VTIMTM一直处于正常供电状态及时间差测量的连续不断进行。由图中还可见,列车 1尾部车载信号源刚好到达车时源5,列车2头部车载信号源刚好到达车时源4,列车3第二 车载信号源刚好到达车时源2,车时源5、车时源4和车时源2刚好受到了变换幅度和/或相 位特性的车辆信源的激发,此时,车时源5、车时源4和车时源2刚好分别输出了各自的TS信号。
如图31所示,为本发明较佳实施例3测时数据数组元素示意图,图中示出了如图30列 车3第二车载信号源刚好到达车时源2下的测时数据数组元素及其对应的车载信号源间距。
如图32所示,为本发明较佳实施例3测时数据数组生成场景示意图,由图32(a)可见 如图30所示的列车2尾部车载信号源在tj时间点到达车时源2空间下的测时数据数组AJ(8) 的元素,由图32(b)可见如图30所示的列车3头部车载信号源在tk时间点到达车时源空间 下的测时数据数组AK(8)的元素,由图32(c)可见如图30所示的列车3第二车载信号源在t1时间点到达车时源2空间下的测时数据数组AL(8)的元素,图中以距离的长短示意出测时数 据的量值大小。
如图33所示,为本发明较佳实施例3车时源应用场景时序图,可见,如图30所示的列 车1头部车载信号源在tc时间点到达车时源2,其尾部车载信号源在tf时间点到达车时源2, 列车2头部车载信号源在tg时间点到达车时源2,其尾部车载信号源在tj时间点到达车时源 2,列车3头部车载信号源在tk时间点到达车时源2,其第二车载信号源在tl时间点到达车时 源2。图中,在每一车载信号源到达车时源2空间时车时源输出包括测时数据数组信息的传 送信号TS。AC(8)为列车1头部车载信号源在tc时间点到达车时源2下的TS,AF(8)为列车1尾部车载信号源在tf时间点到达车时源2下的TS,AG(8)为列车2头部车载信号源在tg时间点到达车时源2下的TS,AJ(8)为列车2尾部车载信号源在tj时间点到达车时源2下的TS, AK(8)为列车3头部车载信号源在tk时间点到达车时源2下的TS,AL(8)为列车3第二车载信 号源在tl时间点到达车时源2下的TS。
如图34所示,为本发明较佳实施例3检测模块和测时模块和传送模块程序流程框图。流 程框图中,所述CC1312R检测到一个车载信号的到达生成一个测时信号,为以CC1312R测量 车载信号幅度和/或相位,当幅度和/或相位达到预设阈值时,以CC1312R内部的电荷移动控 制其内设功能和/或软件流程实施变换的过程。可以理解,虽然实施例3是以CC1312R受外部 车载信源激发而内部产生电荷移动来传递所述车辆信源到达车时源空间事件发生时间点的消 息的,还可以做出各种电路的变型,包括以磁性改变、光变化或电动势变化来传递车辆信源 到达车时源空间事件发生时间点的消息,依然可以获取与如图34所述等同的技术效果。
可以理解,较佳实施例3可以采用图13、图14、图15、图16、图17和图18所示出的 方式和/或步骤实施与较佳实施例1等同的操作,并获取与较佳实施例1等同的技术效果。例如,如图30所示的列车3以函数TLLTI=f(AP,AB,APB,LP,LB)计算出保证列车3行驶安全所需要的如图32、图33所示的AL(8)的如图31所示的元素A2的下限值TLLTI,及以列车3采取自身制动控制使元素A2保持在TLLTI之上;再比如,如图30所示的列车3以函数RCQ=A3LH/A5LT计算出如图30所示的列车2的列车完整性判据特征量及判定出列车2前期列车完整性的状态;再比如,如图30所示的列车3仿真列车2的运行,以函数TLLTIB=f(AB,ABB,APBB,LB,LBB)计算出列车2保证安全行车所需要的如图32、图33所示的AL(8)的如图31所示的元素A6的下限值及判定出列车2采取制动控制的意图;再比如,如图30所示的列车3用AL(8)的元素A3量值和列车 2的如图30所示的LT量值以函数VB=LT/A3计算出如图30所示的列车2前期在如图30所示 的车时源2空间下的速度VB……在此不再赘述。
如图35所示,为本发明较佳实施例4设施布置示意图,可见,磁浮列车沿磁浮轨道行驶, 车体外廓行驶经过车时源检测空间的凸起物体为车辆金属零件,车体外廓空余空间为车辆空 气零件,以车辆金属零件和车辆空气零件共同构成返波特性变化的车辆信源,车时源对车辆 金属零件和车辆空气零件返波特性变化作为检测对象。车时源以单模块结构安装于磁浮轨道 上,当车辆金属零件和车辆空气零件沿轨道行驶依次通过车时源所处空间时,车时源依次受 到车辆金属零件和车辆空气零件返波特***替变化的车辆信源信号的激发,车时源在返波特 ***替变化激发的控制下输出传送信号传送至空气空间。磁浮列车上设有接收天线ANT接收 由车时源输出的传送信号,经连接电缆传输至磁浮列车车载设备,车载设备由传送信号中获 取车时源传送的测时数据数组信息。磁浮列车可以保证返波体与车辆间的固有空间关系在磁 浮列车运行时间范围和空间范围内恒定不变。车时源采用测量多普勒无线电信号幅度与车时 源内设阈值大小比较的判断,当多普勒无线电信号幅度达到预设幅度阈值时,判定为车辆金 属零件到达车时源空间事件发生,当多普勒无线电信号幅度恢复至阈值以下时,判定为车辆 空气零件到达车时源空间事件发生。
如图36所示,为本发明较佳实施例4车时源电路图,包括检测模块、测时模块、传送模 块和电源模块。
检测模块采用集成电路IWR6843。IWR6843是一款能够在60GHz至64GHz频带中运行且基 于FMCW雷达技术的集成式单芯片毫米波传感器,该器件采用TI的低功耗45nm RFCMOS工艺 进行构建,在极小的封装中实现了前所未有的集成度。IWR6843是适用于工业领域中的低功 耗、自监控、超精确雷达***的理想解决方案,应用于运动检测和占位检测等。IWR6843以 如图35所示的车辆金属零件和车辆空气零件作为检测对象,获取到如图37中VS所示的车辆 金属信号和车辆空气信号,IWR6843输出如图37中MS所示的测时信号经IWR6843脚P5送至 测时模块和传送模块CC1312R的脚6。
测时模块和传送模块共同采用一片采用无线单片机CC1312R集成电路,以内部时钟2MHz 工作,传送信号编程在868MHz频率下工作,在IWR6843提供测时信号MS在CC1312R脚6变 换状态时CC1312R完成包括以测量时间生成时间间隔、生成测时数据数组、输出包括测时数 据数组信息传送信号TS的操作。CC1312R内设的计数器以累积机器周期数方式测量时间差, 时间差测量包括初始段的毫秒级精密测量和后续段的秒级测量,时间差测量数据包括毫秒数 据和秒数据,0000~7d00记载0~8秒分辨率为0.25mS的毫秒数据,8000~eddd记载8~900 秒分辨率为32mS的秒数据,以7f01~7fff和edde~ffff记载车时源状态参量,时间差测量 量程为15min。当CC1312R脚6的测时信号MS改变逻辑状态时触发软件程序中断,启动包括 时间差测量、数组生成、传送信号输出的程序操作。所述时间差测量为以不同测时信号MS改 变逻辑状态的电动势变化控制CC1312R获取测时信号MS改变逻辑状态事件发生时间点间时间 间隔测时数据的过程。所述数组生成为以选取测时数据组合生成测时数据数组的过程,本实 施例以当前测时数据生成时间点为起始依不同测时数据生成时间点倒序选取的测时数据组成 测时数据数组,测时数据数组的元素数为5。所述传送信号输出为以无线单片机CC1312R向 空气空间输出包括测时数据数组信息在内的传送信号,包括开启射频功率、输出868MHzFSK 信号和关闭射频功率的操作。传送模块的输出功率10dBm,FSK数据率250kBaud。一个完整 测时数据数组传送耗费时间低于0.5mS,对于以2000km/h运行磁浮列车,在0.5mS传送时间 内的列车位置变化低于30cm。
电源模块采用专为能量收集元件和/或低电流降压应用而设计的LTC3588-2超静态电流电 源和低噪声稳压电源LP9512。本实施例4采用超级电容器储能,图中有两路电源,两个 LTC3588-2通过一个压电元件获得环境振动能量,车时源安装于可以获取磁浮列车行驶振动 能的位置,在列车行驶到达车时源位置之前即获取到经轨道传导的振动能而激活车时源检测 模块。图中CS1和CS2为依据轨道列车型号及轨道振动传导实际情况选取的储能电容,计时模 块和传送模块采用独立电源VTIMTM供电以保证当磁浮列车远离而使振动能下降时测时模块和传 送模块保持连续不断地测时至满量程15min。
如图37所示,为本发明较佳实施例4车时源时序图,图中所示VS为一列磁浮列车行驶 通过车时源情况下的磁浮列车输出的和/或车时源获取到的车辆信源信号,采用多普勒返回 波,在车辆金属零件到达车时源空间和/或车辆空气零件到达车时源空间下MS都变换逻辑状 态,在MS变换逻辑状态时车时源都输出传送信号TS。
如图38所示,为本发明较佳实施例4应用场景示意图,可见,列车1、列车2和列车3按行车方向沿轨道线路同轨追踪运行,车时源1、车时源2、车时源3、车时源4和车时源5 按LDI距离间隔设置,处于列车占用轨道线路范围内的车时源2、车时源4和车时源5获取到 振动能使内设的检测模块电源VDM处于正常供电状态保证车时源2、车时源4和车时源5的检 测模块处于连续检测状态,DA所示轨道线路区域为连续检测区域,可以自动覆盖车辆信源所需检测范围。UA所示轨道线路区域为非检测区域,车时源1和车时源3处于检测模块电能耗尽状态,对车辆信源的检测处于停止检测状态。VTIMTM为测时模块和传送模块电源,因该模块以微能耗技术实施从而可以保证VTIMTM一直处于正常供电的状态及时间差测量的连续不断地进 行。由图中还可见,列车1的车辆空气零件刚好到达车时源5,列车2的车辆金属零件刚好 到达车时源4,列车3的车辆金属零件中间部位到达车时源2,车时源5和车时源4刚好受到 了车辆信源的车载信号的激发,此时,车时源5和车时源4分别输出了各自的传送信号TS。 LV为列车车辆金属零件长度。
如图39所示,为本发明较佳实施例4测时数据数组元素示意图,图中示出了如图38列 车车辆金属零件后方的车辆空气零件刚好到达车时源下的测时数据数组元素及与各个元素相 对应的车辆信源间距,其中,A2和A4为与列车金属零件间车辆空气零件相对应的时间间隔。
如图40所示,为本发明较佳实施例4车时源应用场景时序图,VS为如图38所示磁浮列 车输出的和/或车时源获取的车辆信源信号,MS为IWR6843脚P5输出的测时信号,TS为车时 源输出的传送信号。ta为如图38所示的列车1车辆金属零件前端到达车时源的时间点,tb为 列车1车辆空气零件前端到达车时源的时间点,tc为如图38所示的列车2车辆金属零件前端 到达车时源的时间点,td为列车2车辆空气零件前端到达车时源的时间点,te为如图38所示 的列车3车辆金属零件前端到达车时源的时间点,tf为列车3车辆空气信号前端到达车时源 的时间点。图中,在每一车辆金属零件或车辆空气零件到达车时源空间时测时信号MS产生逻 辑状态变化,车时源在每一测时信号MS产生逻辑状态变化时输出包括测时数据数组信息在内 的传送信号TS。AA(5)为列车1车辆金属零件在ta时间点到达车时源下的传送信号TS,AB(5) 为列车1车辆空气零件在tb时间点到达车时源下的传送信号TS,AC(5)为列车2车辆金属零件 在tc时间点到达车时源下的传送信号TS,AD(5)为列车2车辆空气零件在td时间点到达车时 源下的传送信号TS,AE(5)为列车3车辆金属零件在te时间点到达车时源下的传送信号TS, AF(5)为列车3车辆空气零件在tf时间点到达车时源下的传送信号TS。
如图41所示,为本发明较佳实施例4测时模块和传送模块程序流程框图。流程框图中, 所述CC1312R获取到一个测时信号MS,为以CC1312R脚6获取IWR6843脚P5电动势产生下降或者上升变化的过程。可以理解,虽然该实施例是以IWR6843脚P5电动势下降或者上升的变化来向CC1312R脚6传递车辆信源到达车时源空间事件发生时间点的消息的,还可以做出各种电路的变化或者变型,例如,采用电荷移动、磁性改变或光变化来传递车辆信源到达车时源空间事件发生时间点的消息。
可以理解,较佳实施例4可以采用图13、图14、图15、图16、图17和图18所示出的 方式和/或步骤实施与较佳实施例1等同的操作,并获取与较佳实施例1等同的技术效果。例如,如图38所示的列车3以函数TLLTI=f(AP,AB,APB,LP,LB)计算出保证列车3行驶安全所需要的如图40所示的AF(5)的如图39所示的元素A2的下限值TLLTI,及以列车3采取自身制动控制使元素A2保持在TLLTI之上;再比如,如图38所示的列车3仿真列车2的运行,以函数TLLTIB=f(AB,ABB,APBB,,LB,LBB)计算出列车2保证安全行车所需要的如图40所示的AF(5)的如图39所示的元素A4的下限值及判定出列车2采取制动控制的意图;再比如,如图38所示的列车3 用AF(5)的元素A3量值和列车2的如图38所示的LV量值以函数VB=LV/A3计算出如图38所示 的列车2前期在如图38所示的车时源2空间下的速度VB……在此不再赘述。
需要说明的是,本说明书中较佳实施例1、2、3和4仅是为了便于本领域技术人员理解 本发明,而不是对本发明的限制。虽然,较佳实施例1和2是以LDC0851脚5的电动势变化来向CC1312R脚6传递车辆信源到达车时源空间事件发生时间点的消息的,较佳实施例2是以集成电路CC1312R内部电荷的移动来传递车辆信源到达车时源空间事件发生时间点的消息 的,而较佳实施例4是以IWR6843脚P5的电动势变化来向CC1312R脚6传递车辆信源到达车 时源空间事件发生时间点的消息的,不仅如此,还可以做出各种变化和变型,例如,采用车 载天然射线源作为车辆信源并采用检测天然射线的检测模块,或采用轨道因承载列车重量和 运动惯量而产生形变的位移作为车辆信源并采用位移检测的检测模块和/或运动加速度检测 的检测模块,来获取所述列车信源到达车时源空间事件发生时间点的消息,也可以用光变化 和/或磁性改变来获取车辆信源到达车时源空间事件发生时间点的消息。本领域技术人员可以 理解,本发明车时源及列车控制方法可以依不同型号列车以不同类型车辆零件和/或不同类型 车时源的检测模块对不同类型车辆信源进行感知,所述车辆信源包括金属物体、非金属物体、 返波物体、透波物体、无线电、光、磁、天然射线、力、运动惯量等可以激发车时源内部产 生包括电荷移动、磁性改变、光变化或电动势变化的各种类型和/或形式的列车车载装置。可 以理解,可以使用许多不同的工艺和技术中的任意一种来表示信息、消息和信号。例如上述 说明中提到过的信息、信息都可以表示为电荷、电压、电磁波、磁场或磁粒子、力或力场、 光场或以上任意组合。
与既有列车控制***和控制技术相比,本发明的车时源及列车控制方法不但能保证危害 事件成因和后果控制的有效性,仅仅利用单一近距离无线电通信方式即实现了本发明所有信 息的传递和共享,既不不存在网络通信及其时效性和安全性问题,也不存在信息传递空间阻 隔问题,除了确定车辆信源间时间差之外的全部操作均设于列车自身车载设备之内,在距离 范围内车时源实现相互备份,实现本发明无需依赖任何外部参考信息包括标准时间和/或列车 位置信息支持及全部信息自主生成的以自身列车信号作为主体信号的自主防高速追尾,达到 防高速追尾功能的完整和无需外部信息支持运行的独立,而且采用车载设备对运行列车间的 时间间隔进行控制思路清晰,列车可以直接自动针对同轨在先列车进行控制,有利于本发明 措施设置的有效性。
以上实施例仅用于说明本发明,而非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员在 不脱离本发明的精神和范围的情况下还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案 也属于本发明的技术范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (16)
1.一种用于生成不同车辆信源到达相同空间事件间时间差信息的车时源,包括检测模块、测时模块、传送模块和电源模块,其特征在于:
检测模块输出测时信号送至测时模块;
测时模块输出测时数据送至传送模块;
传送模块输出测时数据数组送至空气空间;
电源模块输出电能送至检测模块、测时模块和传送模块。
2.根据权利要求1所述的车时源,其特征在于,所述车辆信源,为以列车的空间接近或离开而激发所述车时源内部产生包括电荷移动、磁性改变、光变化或电动势变化的车载装置。
3.根据权利要求1所述的车时源,其特征在于,所述检测模块,在车辆信源到达空间事件发生的时间点输出所述测时信号。
4.根据权利要求1所述的车时源,其特征在于,所述测时模块,以测量不同车辆信源到达相同空间事件发生不同时间点间时间间隔的方式生成所述测时数据。
5.根据权利要求1所述的车时源,其特征在于,所述传送模块,采用依测时数据生成时间点倒序选取的测时数据生成所述测时数据数组。
6.一种列车控制方法,包括步骤:
S11:确定序列车辆信源到达相同空间序列事件间的时间间隔;
S12:依据确定的时间间隔计算出保证当前列车行车安全所需要的时间间隔下限值;
S13:判断当时间间隔达到时间间隔下限值时,生成制动用的控制信号进行制动控制,使当前列车随后行驶到达前方空间时确定的时间间隔恢复且保持在依此计算出的时间间隔下限值之上。
7.根据权利要求6所述的列车控制方法,其特征在于,步骤S12中,所述计算时间间隔下限值TLLTI为:
TLLTI=f(AP,AB,APB,LP,LB),
其中,AP为当前列车时间间隔,AB为在先列车时间间隔,APB为当前列车与在先列车时间间隔,LP为与AP相对应的当前列车车辆信源间距,LB为与AB相对应的在先列车车辆信源间距。
8.根据权利要求7所述的列车控制方法,其特征在于,步骤S12中,所述计算时间间隔下限值采用预设的下限值,包括:
预先存储所编制的不同当前列车时间间隔、不同与当前列车时间间隔相对应的当前列车车辆信源间距、不同在先列车时间间隔、不同与在先列车时间间隔相对应的在先列车车辆信源间距和不同当前列车与在先列车时间间隔下的不同时间间隔下限值;
根据确定的不同当前列车时间间隔、不同与当前列车时间间隔相对应的当前列车车辆信源间距、不同在先列车时间间隔、不同与在先列车时间间隔相对应的在先列车车辆信源间距和不同当前列车与在先列车时间间隔读取所存储的下限值。
9.一种在先列车制动意图识别方法,包括步骤:
S21:确定序列车辆信源到达相同空间序列事件间的时间间隔;
S22:依据确定的时间间隔计算出保证在先列车行车安全所需要的时间间隔下限值;
S23:判断当在先列车时间间隔达到在先列车行车安全所需要的时间间隔下限值时,判定在先列车制动为防追尾其在先列车的制动。
10.根据权利要求9所述的在先列车制动意图识别方法,其特征在于,步骤S22中,所述计算时间间隔下限值TLLTIB为:
TLLTIB=f(AB,ABB,APBB,LB,LBB),
其中,AB为在先列车时间间隔,ABB为在先列车的在先列车时间间隔,APBB为在先列车与在先列车的在先列车时间间隔,LB为与AB相对应的在先列车车辆信源间距,LBB为与ABB相对应的在先列车的在先列车车辆信源间距。
11.根据权利要求10所述的在先列车制动意图识别方法,其特征在于,步骤22中,所述计算时间间隔下限值采用预设的下限值,包括:
预先存储所编制的不同在先列车时间间隔、不同与在先列车时间间隔相对应的在先列车车辆信源间距、不同在先列车的在先列车时间间隔、不同与在先列车的在先列车时间间隔相对应的在先列车的在先列车车辆信源间距和不同在先列车与在先列车的在先列车时间间隔下的不同时间间隔下限值;
根据确定的不同在先列车时间间隔、不同与在先列车时间间隔相对应的在先列车车辆信源间距、不同在先列车的在先列车时间间隔、不同与在先列车的在先列车时间间隔相对应的在先列车的在先列车车辆信源间距和不同在先列车与在先列车的在先列车时间间隔读取所存储的下限值。
12.一种在先列车完整性检查方法,包括步骤:
S31:确定序列车辆信源到达相同空间序列事件间的时间间隔;
S32:依据确定的时间间隔计算出在先列车完整性判据特征量;
S33:判断当判据特征量达到预设阈值时判定为在先列车完整性丢失。
13.根据权利要求12所述的在先列车完整性检查方法,其特征在于,步骤S32中,所述计算判据特征量RCP为:
RCP=AMLN/ANLM,
其中,AM为在先列车尾部时间间隔,AN为在先列车头部时间间隔,LM为与AM相对应的在先列车车辆信源间距,LN为与AN相对应的在先列车车辆信源间距。
14.根据权利要求12所述的在先列车完整性检查方法,其特征在于,步骤S33中,所述阈值采用数值常量。
15.一种在先列车前期速度测量方法,包括步骤:
S41:确定序列车辆信源到达相同空间序列事件间的时间间隔;
S42:依据确定的时间间隔计算出在先列车前期速度。
16.根据权利要求15所述的在先列车前期速度测量方法,其特征在于,步骤S42中,所述计算在先列车前期速度VB为:
VB=LK/AK,
其中,AK为在先列车时间间隔,LK为与AK相对应的在先列车车辆信源间距。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111634312A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-09-08 | 虞萍 | 基于无线传感器网络和数据源的机车信号*** |
CN112600580A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-02 | 广东电网有限责任公司韶关供电局 | 一种自组网远距离无线通信模块 |
CN113371034A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-10 | 虞萍 | 基于列车制动管理的闭塞***及方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101041963B1 (ko) * | 2010-02-17 | 2011-06-16 | 김효상 | Ats 지상자를 이용한 atp 속도제한 커브 추종 시스템 및 방법 |
CN102975748A (zh) * | 2012-11-29 | 2013-03-20 | 北京全路通信信号研究设计院有限公司 | 一种列车定位与测速方法及*** |
CN105905134A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-31 | 深圳航天科技创新研究院 | 一种轨道交通车辆精确测速***和方法 |
AU2017202201A1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-10-19 | Alstom Transport Technologies | Method for commanding a railway level crossing protection system |
CN107672626A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-02-09 | 颜悦萱 | 基于时间间隔保持的轨道车辆防碰撞***及方法 |
CN108163011A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-15 | 大连奇辉计算机网络有限公司 | 一种铁路列车自校正计轴方法及*** |
KR20190095011A (ko) * | 2018-02-06 | 2019-08-14 | 주식회사 제이브이지 | 열차 기종 인식 방법 및 시스템 |
CN110758467A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-07 | 虞萍 | 基于时间间隔比值的在先列车完整性判定方法及装置 |
-
2020
- 2020-01-06 CN CN202010011855.XA patent/CN111152819A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101041963B1 (ko) * | 2010-02-17 | 2011-06-16 | 김효상 | Ats 지상자를 이용한 atp 속도제한 커브 추종 시스템 및 방법 |
CN102975748A (zh) * | 2012-11-29 | 2013-03-20 | 北京全路通信信号研究设计院有限公司 | 一种列车定位与测速方法及*** |
AU2017202201A1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-10-19 | Alstom Transport Technologies | Method for commanding a railway level crossing protection system |
CN105905134A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-31 | 深圳航天科技创新研究院 | 一种轨道交通车辆精确测速***和方法 |
CN107672626A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-02-09 | 颜悦萱 | 基于时间间隔保持的轨道车辆防碰撞***及方法 |
CN108163011A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-15 | 大连奇辉计算机网络有限公司 | 一种铁路列车自校正计轴方法及*** |
KR20190095011A (ko) * | 2018-02-06 | 2019-08-14 | 주식회사 제이브이지 | 열차 기종 인식 방법 및 시스템 |
CN110758467A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-07 | 虞萍 | 基于时间间隔比值的在先列车完整性判定方法及装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111634312A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-09-08 | 虞萍 | 基于无线传感器网络和数据源的机车信号*** |
CN112600580A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-02 | 广东电网有限责任公司韶关供电局 | 一种自组网远距离无线通信模块 |
CN113371034A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-10 | 虞萍 | 基于列车制动管理的闭塞***及方法 |
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