CN112441086B - 轨道车辆及其控制方法、***和列车控制与管理*** - Google Patents

轨道车辆及其控制方法、***和列车控制与管理*** Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种轨道车辆及其控制方法、***和列车控制与管理***，能够实现全线轨道车辆的运行控制。一种轨道车辆控制方法，该方法包括：接收位于本轨道车辆前方的目标轨道车辆的信息以及所述本轨道车辆的当前车速；基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速控制所述本轨道车辆运行并确定针对所述目标轨道车辆的运行需求；以及将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给中心服务器，使得所述中心服务器将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给所述目标轨道车辆，以便所述目标轨道车辆基于所述针对所述目标轨道车辆的运行需求来运行。

Description

轨道车辆及其控制方法、***和列车控制与管理***
技术领域
本公开涉及车辆领域，具体地，涉及一种轨道车辆及其控制方法、***和列车控制与管理***。
背景技术
现有的轨道车辆控制方法包括：根据车辆运行在不同路况、地点和自然环境的工况，以及障碍物的特性，对视频摄像装置、激光雷达装置、红外线测试装置、超声波测试装置、GPS多种测试源的输出数据进行数据融合，实现对多种测试装置的优势互补，完成对障碍物的检测和预警并控制本车的运行。然而，这种方法只能实现本车的运行控制，不能实现全线轨道车辆的运行控制。
发明内容
本公开的目的是提供一种轨道车辆及其控制方法、***和列车控制与管理***，能够实现全线轨道车辆的运行控制。
根据本公开的第一实施例，提供一种轨道车辆控制方法，该方法包括：接收位于本轨道车辆前方的目标轨道车辆的信息以及所述本轨道车辆的当前车速；基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速控制所述本轨道车辆运行并确定针对所述目标轨道车辆的运行需求；以及将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给中心服务器，使得所述中心服务器将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给所述目标轨道车辆，以便所述目标轨道车辆基于所述针对所述目标轨道车辆的运行需求来运行。
可选地，所述本轨道车辆包括列车控制与管理***和信号***，所述控制所述本轨道车辆运行并确定针对所述目标轨道车辆的运行需求，包括：由所述列车控制与管理***确定针对所述目标轨道车辆的运行需求；由所述列车控制与管理***和所述信号***冗余控制所述本轨道车辆运行。
可选地，所述目标轨道车辆的信息包括所述本轨道车辆与所述目标轨道车辆之间的相对速度和相对距离，则所述控制所述本轨道车辆运行并确定针对所述目标轨道车辆的运行需求，包括：
在所述相对速度小于0的情况下，控制所述本轨道车辆保持当前运行状态；
在所述相对速度等于0的情况下，控制所述本轨道车辆保持当前运行状态，并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度大于所述当前车速的情况下，控制所述本轨道车辆制动刹车，并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是制动刹车；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度等于所述当前车速的情况下，控制所述本轨道车辆减速刹车；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度小于所述当前车速的情况下，判断理论刹车距离是否大于等于所述相对距离：如果所述理论刹车距离大于等于所述相对距离，则控制所述本轨道车辆制动刹车并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是加速；如果所述理论刹车距离小于所述相对距离，则判断所述相对距离与所述理论刹车距离之差是否大于防碰撞可容忍距离，并在所述相对距离与所述理论刹车距离之差大于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆保持当前运行状态，在所述相对距离与所述理论刹车距离之差等于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆执行常用制动减速，在所述相对距离与所述理论刹车距离之差小于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆执行安全制动并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速。
根据本公开的第二实施例，提供一种列车控制与管理***，包括：接收模块，用于接收位于本轨道车辆前方的目标轨道车辆的信息以及所述本轨道车辆的当前车速；控制模块，用于基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速控制所述本轨道车辆运行并确定针对所述目标轨道车辆的运行需求；以及通信模块，用于将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给中心服务器，使得所述中心服务器将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给所述目标轨道车辆，以便所述目标轨道车辆基于所述针对所述目标轨道车辆的运行需求来运行。
可选地，所述通信模块由所述本轨道车辆的信号***来实现，而且所述信号***与所述控制模块一起冗余控制所述本轨道车辆执行运行。
可选地，所述目标轨道车辆的信息包括所述本轨道车辆与所述目标轨道车辆之间的相对速度和相对距离，则所述控制模块用于：
在所述相对速度小于0的情况下，控制所述本轨道车辆保持当前运行状态；
在所述相对速度等于0的情况下，控制所述本轨道车辆保持当前运行状态，并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度大于所述当前车速的情况下，控制所述本轨道车辆制动刹车，并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是制动刹车；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度等于所述当前车速的情况下，控制所述本轨道车辆减速刹车；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度小于所述当前车速的情况下，判断理论刹车距离是否大于等于所述相对距离：如果所述理论刹车距离大于等于所述相对距离，则控制所述本轨道车辆制动刹车并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是加速；如果所述理论刹车距离小于所述相对距离，则判断所述相对距离与所述理论刹车距离之差是否大于防碰撞可容忍距离，并在所述相对距离与所述理论刹车距离之差大于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆保持当前运行状态，在所述相对距离与所述理论刹车距离之差等于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆执行常用制动减速，在所述相对距离与所述理论刹车距离之差小于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆执行安全制动并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速。
根据本公开的第三实施例，提供一种轨道车辆，该轨道车辆包括根据本公开第二实施例所述的列车控制与管理***。
根据本公开的第四实施例，提供一种轨道车辆控制***，该轨道车辆控制***包括：列车控制与管理***，该列车控制与管理***安装在本轨道车辆上，且所述列车控制与管理***用于接收位于本轨道车辆前方的目标轨道车辆的信息以及所述本轨道车辆的当前车速，基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速控制所述本轨道车辆运行并确定针对所述目标轨道车辆的运行需求，以及将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给中心服务器；障碍物检测装置，该障碍物检测装置安装在所述本轨道车辆上并且用于检测位于本轨道车辆前方的所述目标轨道车辆的信息并将检测到的目标轨道车辆的信息发送给所述列车控制与管理***；中心服务器，该中心服务器位于所述本轨道车辆外部并用于从所述列车控制与管理***接收所述针对所述目标轨道车辆的运行需求，并将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给所述目标轨道车辆，以便所述目标轨道车辆基于所述针对所述目标轨道车辆的运行需求来运行。
可选地，所述目标轨道车辆的信息包括所述本轨道车辆与所述目标轨道车辆之间的相对速度和相对距离，则所述列车控制与管理***用于：
在所述相对速度小于0的情况下，控制所述本轨道车辆保持当前运行状态；
在所述相对速度等于0的情况下，控制所述本轨道车辆保持当前运行状态，并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度大于所述当前车速的情况下，控制所述本轨道车辆制动刹车，并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是制动刹车；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度等于所述当前车速的情况下，控制所述本轨道车辆减速刹车；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度小于所述当前车速的情况下，判断理论刹车距离是否大于等于所述相对距离：如果所述理论刹车距离大于等于所述相对距离，则控制所述本轨道车辆制动刹车并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是加速；如果所述理论刹车距离小于所述相对距离，则判断所述相对距离与所述理论刹车距离之差是否大于防碰撞可容忍距离，并在所述相对距离与所述理论刹车距离之差大于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆保持当前运行状态，在所述相对距离与所述理论刹车距离之差等于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆执行常用制动减速，在所述相对距离与所述理论刹车距离之差小于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆执行安全制动并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速。
可选地，所述障碍物检测装置包括雷达装置、视觉装置、红外装置、全球卫星定位***中的至少一者。
通过采用上述技术方案，由于既能够基于目标轨道车辆的信息和本轨道车辆的当前车速控制本轨道车辆运行并确定针对目标轨道车辆的运行需求，又能够通过中心服务器将针对目标轨道车辆的运行需求转发给目标轨道车辆，使得目标轨道车辆能够基于针对目标轨道车辆的运行需求来运行，这样就实现了本轨道车辆与前方目标轨道车辆的联动控制，所以能够有效地避免碰撞或减少碰撞损失，有效地控制全线轨道车辆的动作，保证全线轨道车辆的运行效率。另外，控制中心的工作人员也能够从中心服务器及时获取到全线轨道车辆的状况，以便于及时派人员处理。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开一种实施例的轨道车辆控制方法的流程图。
图2是根据本公开一种实施例的列车控制与管理***的示意框图。
图3示出根据本公开一种实施例的轨道车辆的示意框图。
图4示出根据本公开一种实施例的轨道车辆的控制流程图。
图5是根据本公开一种实施例的轨道车辆控制***的示意框图。
图6示出根据本公开一种实施例的轨道车辆控制***的应用场景示意图。
图7是根据本公开一种实施例的轨道车辆控制***的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在详细描述根据本公开的实施例之前，首先说明一下本公开中使用的有关术语的含义。
制动刹车指的是以安全制动的方式控制轨道车辆减速直至停车。安全制动指的是电制动不起作用，只有机械制动起作用，而且制动减速度取决于轨道车辆机械制动产品的性能，例如可以是1.2m/s2。
减速刹车指的是根据轨道车辆的制动性能及轨道车辆与前方目标轨道车辆之间的相对距离S0计算减速指令，并按照所计算的减速指令中的减速度来控制轨道车辆减速直至停车。
常用制动减速指的是以常用制动的方式控制轨道车辆减速直至停车。常用制动指的是电制动和机械制动同时起作用，制动减速度取决于轨道车辆机械制动产品的性能，例如可以是1.0m/s2。
理论刹车距离S理论指的是基于轨道车辆的当前车速理论上计算出来的刹车距离。
防碰撞可容忍距离ΔS指的是在两车均停止的情况下两车之间的距离勉强可以避免两车相撞。防碰撞可容忍距离ΔS为正数，而且是考虑了目标轨道车辆检测的反应时间以及本轨道车辆的控制反应时间等因素而设置的。
图1示出根据本公开一种实施例的轨道车辆控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤S11至S13，该方法可以由轨道车辆上的列车控制与管理***(TrainControl and Management System，TCMS)执行。
在步骤S11中，接收位于本轨道车辆前方的目标轨道车辆的信息以及本轨道车辆的当前车速。其中，可以从安装在本轨道车辆上的障碍物检测装置获取到目标轨道车辆的信息。障碍物检测装置可以包括诸如激光雷达、毫米波雷达之类的雷达装置，诸如摄像头之类的视觉装置，还可以包括红外装置、超声波检测装置、全球卫星定位***等。
在步骤S12中，基于目标轨道车辆的信息和当前车速控制本轨道车辆运行并确定针对目标轨道车辆的运行需求。
在步骤S13中，将针对目标轨道车辆的运行需求传送给中心服务器，使得中心服务器将针对目标轨道车辆的运行需求传送给目标轨道车辆，以便目标轨道车辆基于针对目标轨道车辆的运行需求来运行。其中，针对目标轨道车辆的运行需求例如是要求前方目标轨道车辆加速、减速等等。
在本公开中，中心服务器指的是能够对全线轨道车辆进行管理的服务器，该中心服务器位于本轨道车辆外部。
通过采用上述技术方案，由于既能够基于目标轨道车辆的信息和本轨道车辆的当前车速控制本轨道车辆运行并确定针对目标轨道车辆的运行需求，又能够通过中心服务器将针对目标轨道车辆的运行需求转发给目标轨道车辆，使得目标轨道车辆能够基于针对目标轨道车辆的运行需求来运行，这样就实现了本轨道车辆与前方目标轨道车辆的联动控制，所以能够有效地避免碰撞或减少碰撞损失，有效地控制全线轨道车辆的动作，保证全线轨道车辆的运行效率。另外，控制中心的工作人员也能够从中心服务器及时获取到全线轨道车辆的状况，以便于及时派人员处理。
在一种实施方式中，本轨道车辆包括TCMS和信号***，其中将在下文详细描述信号***。则，在步骤S12中，可以由TCMS确定针对目标轨道车辆的运行需求；由TCMS和信号***冗余控制本轨道车辆运行。这样就能够实现双重控制，更有效地避免碰撞或减少碰撞损失。
在一种实施方式中，目标轨道车辆的信息包括本轨道车辆与目标轨道车辆之间的相对速度和相对距离S0。相对速度是一个矢量，通常以相对速度的正负来表示靠近还是远离，在本公开中，以相对速度为负也即小于0表示相互远离、但是并不意味着本车车速一定小于前方目标轨道车辆车速，以相对速度为正也即大于0表示相互靠近。则步骤S12中所述的控制本轨道车辆运行并确定针对目标轨道车辆的运行需求可以包括：
(1)在相对速度小于0的情况下，这说明本轨道车辆与目标轨道车辆之间正在相互远离，因此不存在碰撞可能，所以只需控制本轨道车辆保持当前运行状态即可，而且在这种情况下也不需要通过中心服务器向目标轨道车辆发送针对目标轨道车辆的运行需求，也即目标轨道车辆只需要根据自身需求运行即可。
(2)在相对速度等于0的情况下，这说明本轨道车辆与目标轨道车辆之间的相对距离保持不变，在这种情况下不存在碰撞可能，所以只需控制本轨道车辆保持当前运行状态即可，而且可以确定对目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速。
(3)在相对速度大于0并且相对速度大于当前车速的情况下，这说明本轨道车辆与目标轨道车辆正在对向行驶，则控制本轨道车辆制动刹车，并确定对目标轨道车辆的运行需求是制动刹车。
(4)在相对速度大于0并且相对速度等于当前车速的情况下，这说明目标轨道车辆处于静止状态，则控制本轨道车辆减速刹车。
(5)在相对速度大于0并且相对速度小于当前车速的情况下，这说明本轨道车辆与目标轨道车辆正在同向行驶并且目标轨道车辆的当前速度小于本轨道车辆的当前车速，则需要进一步判断理论刹车距离S理论是否大于等于相对距离S0。如果理论刹车距离S理论大于等于相对距离S0，这说明碰撞风险很大，则控制本轨道车辆制动刹车并确定对目标轨道车辆的运行需求是加速，这样通过本轨道车辆制动刹车而目标轨道车辆加速来增大两者之间的相对距离，避免碰撞。如果理论刹车距离S理论小于相对距离S0，则需要进一步判断相对距离S0与理论刹车距离S理论之差是否大于防碰撞可容忍距离ΔS。在相对距离S0与理论刹车距离S理论之差大于防碰撞可容忍距离ΔS的情况下，因为此时的碰撞风险较小，所以可以控制本轨道车辆保持当前运行状态；在相对距离S0与理论刹车距离S理论之差等于防碰撞可容忍距离ΔS的情况下，说明存在碰撞风险，所以控制本轨道车辆执行常用制动减速；在相对距离S0与理论刹车距离S理论之差小于防碰撞可容忍距离ΔS的情况下，说明碰撞风险很大，所以控制本轨道车辆执行安全制动并确定对目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速。
图2示出根据本公开一种实施例的列车控制与管理***的示意框图，如图2所示，该列车控制与管理***2包括：接收模块21，用于接收位于本轨道车辆前方的目标轨道车辆的信息以及本轨道车辆的当前车速；控制模块22，用于基于目标轨道车辆的信息和当前车速控制本轨道车辆运行并确定针对目标轨道车辆的运行需求；以及通信模块23，用于将针对目标轨道车辆的运行需求传送给中心服务器，使得中心服务器将针对目标轨道车辆的运行需求传送给目标轨道车辆，以便目标轨道车辆基于针对目标轨道车辆的运行需求来运行。
在本公开中，通信模块23可以利用现有TCMS中的信息终端、本轨道车辆中的现有信号***或者其他类型的通信***来实现。
通过采用上述技术方案，由于既能够基于目标轨道车辆的信息和本轨道车辆的当前车速控制本轨道车辆运行并确定针对目标轨道车辆的运行需求，又能够通过中心服务器将针对目标轨道车辆的运行需求转发给目标轨道车辆，使得目标轨道车辆能够基于针对目标轨道车辆的运行需求来运行，这样就实现了本轨道车辆与前方目标轨道车辆的联动控制，所以能够有效地避免碰撞或减少碰撞损失，有效地控制全线轨道车辆的动作，保证全线轨道车辆的运行效率。另外，控制中心的工作人员也能够从中心服务器及时获取到全线轨道车辆的状况，以便于及时派人员处理。
可选地，目标轨道车辆的信息包括本轨道车辆与目标轨道车辆之间的相对速度和相对距离，则控制模块22用于：
(1)在相对速度小于0的情况下，控制本轨道车辆保持当前运行状态；
(2)在相对速度等于0的情况下，控制本轨道车辆保持当前运行状态，并确定对目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速；
(3)在相对速度大于0并且相对速度大于当前车速的情况下，控制本轨道车辆制动刹车，并确定对目标轨道车辆的运行需求是制动刹车；
(4)在相对速度大于0并且相对速度等于当前车速的情况下，控制本轨道车辆减速刹车；
(5)在相对速度大于0并且相对速度小于当前车速的情况下，判断理论刹车距离是否大于等于相对距离：如果理论刹车距离大于等于相对距离，则控制本轨道车辆制动刹车并确定对目标轨道车辆的运行需求是加速；如果理论刹车距离小于相对距离，则判断相对距离与理论刹车距离之差是否大于防碰撞可容忍距离，并在相对距离与理论刹车距离之差大于防碰撞可容忍距离的情况下控制本轨道车辆保持当前运行状态，在相对距离与理论刹车距离之差等于防碰撞可容忍距离的情况下控制本轨道车辆执行常用制动减速，在相对距离与理论刹车距离之差小于防碰撞可容忍距离的情况下控制本轨道车辆执行安全制动并确定对目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速。
根据本公开实施例的列车控制与管理***2中各个模块所执行的操作的具体实施方式已经在根据本公开实施例的轨道车辆控制方法中进行了详细描述，此处不再赘述。
根据本公开的又一实施例，还提供一种轨道车辆，该轨道车辆包括根据本公开实施例的列车控制与管理***2。该轨道车辆可以是胶轮有轨电车或者其他类型的轨道车辆。
图3示出根据本公开一种实施例的轨道车辆的示意框图。如图3所示，轨道车辆的障碍物检测***对本轨道车辆前方的目标轨道车辆进行检测，其中障碍物检测***可以使用诸如雷达***、视觉***等对目标轨道车辆进行检测，然后障碍物检测***内的控制器对雷达***、视觉***等的检测结果进行融合处理，得到目标轨道车辆的信息。障碍物检测***中的控制器可以是独立的模块，也可以集成在雷达***或者视觉***中。本轨道车辆中的TCMS可以基于目标轨道车辆的信息和本轨道车辆的当前车速控制本轨道车辆运行并确定针对目标轨道车辆的运行需求，例如可以通过控制本轨道车辆的牵引***的加速度、牵引力等参数以及制动***的制动速度等参数来达到控制本轨道车辆运行的目的，其中控制和确定的具体实现方式已经在上面进行了详细描述，此处不再赘述。本轨道车辆中的信号***则可以将TCMS所确定的针对目标轨道车辆的运行需求发送给中心服务器1，其中中心服务器1位于本轨道车辆外部并用于对全线轨道车辆进行管理。另外，TCMS也可以将基于目标轨道车辆的信息和本轨道车辆的当前车速所确定的控制策略发送给信号***，使得信号***也能够执行前面描述的控制本轨道车辆运行的相关操作，从而实现了冗余控制，提高了可靠性。
现有的信号***由计算机联锁子***、列车自动防护子***、列车自动驾驶子***、列车自动监控子***等构成，是一个集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的自动控制***。本公开中的信号***是在现有信号***的基础上增加了前面描述的相关功能的***。
图4示出根据本公开一种实施例的轨道车辆的控制流程图。首先障碍物检测***上电自检。然后如果自检异常，则TCMS接收并向信号***自检异常信息，然后信号***将障碍物检测***自检异常信息发送给中心服务器。如果障碍物检测***自检正常，则障碍物检测***开始检测前方目标轨道车辆的信息并将检测到的信息发送给TCMS。然后TCMS根据目标轨道车辆的信息和当前车速判断碰撞风险等级并确定针对目标轨道车辆的运行需求。然后TCMS根据碰撞风险等级控制本轨道车辆运行，而且TCMS还将碰撞风险等级和针对目标轨道车辆的运行需求发送给信号***，使得信号***也根据碰撞风险等级控制本轨道车辆运行并将针对目标轨道车辆的运行需求发送给中心服务器。其中，碰撞风险等级的判断以及随后的控制策略可以参考上面根据本公开实施例的方法中的详细描述。
图5示出根据本公开一种实施例的轨道车辆控制***的示意框图，如图5所示，该轨道车辆控制***500包括：列车控制与管理***2，该列车控制与管理***2安装在本轨道车辆100上并且为上面结合图2描述的列车控制与管理***；障碍物检测装置3，该障碍物检测装置3安装在本轨道车辆100上并且用于检测位于本轨道车辆前方的目标轨道车辆的信息并将检测到的目标轨道车辆的信息发送给列车控制与管理***2；中心服务器1，该中心服务器1位于本轨道车辆100外部并用于从列车控制与管理***2接收针对目标轨道车辆的运行需求，并将针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给目标轨道车辆，以便目标轨道车辆基于针对目标轨道车辆的运行需求来运行。
在本公开中，障碍物检测装置3可以包括诸如激光雷达、毫米波雷达之类的雷达装置，诸如摄像头之类的视觉装置，还可以包括红外装置、超声波检测装置、全球卫星定位***等。障碍物检测装置3中还可以包括处理器，该处理器可以为单独的模块，也可以被集成在雷达装置、视觉装置中的一者中，以便对雷达装置、视觉装置等采集到的数据进行处理，并将处理结果发给列车控制与管理***2。当然，雷达装置、视觉装置等采集到的数据由列车控制与管理***2来处理也是可行的。
在本公开中，目标轨道车辆的信息包括本轨道车辆与前方目标轨道车辆之间的相对速度和相对距离。
通过采用上述技术方案，由于既能够基于目标轨道车辆的信息和本轨道车辆的当前车速控制本轨道车辆运行并确定针对目标轨道车辆的运行需求，又能够通过中心服务器将针对目标轨道车辆的运行需求转发给目标轨道车辆，使得目标轨道车辆能够基于针对目标轨道车辆的运行需求来运行，这样就实现了本轨道车辆与前方目标轨道车辆的联动控制，所以能够有效地避免碰撞或减少碰撞损失，有效地控制全线轨道车辆的动作，保证全线轨道车辆的运行效率。另外，控制中心的工作人员也能够从中心服务器及时获取到全线轨道车辆的状况，以便于及时派人员处理。
图6示出根据本公开实施例的轨道车辆控制***的应用场景示意图。本车上的障碍物检测装置检测到目标轨道车辆信息并将其发送给本车上的TCMS，TCMS基于目标轨道车辆信息和本车车速信息控制本车运行并确定针对目标轨道车辆的运行需求，本车上的信号***将针对目标轨道车辆的运行需求发送给中心服务器，中心服务器再将针对目标轨道车辆的运行需求发送给目标轨道车辆上的信号***，目标轨道车辆上的信号***再将针对目标轨道车辆的运行需求发送给目标轨道车辆上的TCMS，然后目标轨道车辆上的TCMS基于针对目标轨道车辆的运行需求来控制目标轨道车辆运行，例如通过控制牵引***、制动***等来控制目标轨道车辆的运行。
图7示出根据本公开实施例的轨道车辆控制***500的工作流程图。
步骤S701，障碍物检测装置3检测位于本轨道车辆前方的目标轨道车辆的信息，列车控制与管理***2从障碍物检测装置3获取位于本轨道车辆前方的目标轨道车辆的信息并从本轨道车辆获取本轨道车辆的当前车速。其中目标轨道车辆的信息包括本轨道车辆与目标轨道车辆之间的相对速度和相对距离S0。
步骤S702，列车控制与管理***2判断相对速度是否小于0。若小于0，则转至步骤S703，若等于0，则转至步骤S704，若大于0，则转至步骤S705。
步骤S703，在相对速度小于0的情况下，这说明本轨道车辆与目标轨道车辆之间正在相互远离，因此在这种情况下，列车控制与管理***2控制本轨道车辆保持当前运行状态。
步骤S704，在相对速度等于0的情况下，这说明本轨道车辆与目标轨道车辆之间的相对距离S0保持不变，因此在这种情况下列车控制与管理***2控制本轨道车辆保持当前运行状态。另外，列车控制与管理***2还确定此时需要目标轨道车辆保持当前运行速度或加速，则该需求会通过中心服务器1传输给目标轨道车辆，目标轨道车辆接收到该需求之后会保持当前运行状态或加速，以保证本轨道车辆与目标轨道车辆之间的安全距离。
步骤S705，在相对速度大于0的情况下，列车控制与管理***2判断相对速度是否大于本轨道车辆的当前车速。若大于，则转至步骤S706，若小于，则转至步骤S708，若等于，则转至步骤S707。
步骤S706，在相对速度大于本轨道车辆的当前车速的情况下，这说明本轨道车辆与目标轨道车辆正在对向行驶，两者之间的距离会越来越小，存在碰撞可能，则列车控制与管理***2控制本轨道车辆立即制动刹车，并确定此时需要目标轨道车辆立即刹车，则该需求会经由中心服务器1转发给目标轨道车辆，然后目标轨道车辆立即制动刹车，从而能够等待工作人员来处理。
步骤S707，在相对速度等于本轨道车辆的当前车速的情况下，这说明目标本轨道车辆处于静止状态，则列车控制与管理***2控制本轨道车辆减速刹车，而且列车控制与管理***2可以根据本轨道车辆的制动性能及相对距离S0制定减速指令。
步骤S708，在相对速度小于本轨道车辆的当前车速的情况下，这说明本轨道车辆与目标轨道车辆正在同向行驶并且目标轨道车辆的当前速度小于本轨道车辆的当前车速，则列车控制与管理***2进一步判断理论刹车距离S理论是否大于等于相对距离S0。
步骤709，如果理论刹车距离S理论大于等于相对距离S0，这说明碰撞风险很大，则列车控制与管理***2控制本轨道车辆制动刹车，并确定此时需要目标轨道车辆加速，则该需求会经由中心服务器1转发给目标轨道车辆，然后目标轨道车辆加速。
步骤S710，如果理论刹车距离S理论小于相对距离S0，则列车控制与管理***2进一步判断相对距离S0与理论刹车距离S理论之差是否大于防碰撞可容忍距离ΔS。
步骤S711，在相对距离S0与理论刹车距离S理论之差大于防碰撞可容忍距离ΔS的情况下，因为此时的碰撞风险较小，所以列车控制与管理***2可以控制本轨道车辆保持当前运行状态，不允许本轨道车辆加速。
步骤S712，在相对距离S0与理论刹车距离S理论之差等于防碰撞可容忍距离ΔS的情况下，说明存在碰撞风险，所以列车控制与管理***2控制本轨道车辆执行常用制动减速。
步骤S713，在相对距离S0与理论刹车距离S理论之差小于防碰撞可容忍距离ΔS的情况下，说明碰撞风险很大，所以列车控制与管理***2控制本轨道车辆执行安全制动，并确定此时需要目标轨道车辆保持当前运行状态或加速、但不可减速，则该需求会经由中心服务器1转发给目标轨道车辆，然后目标轨道车辆保持当前运行状态或加速，但不减速。
通过上述技术方案，实现了本轨道车辆与目标轨道车辆的联动，减小了碰撞风险，提高了全线轨道车辆的运行效率。
根据本公开实施例的轨道车辆控制***中的列车控制与管理***所执行操作的具体实施方式已经被有关方法中进行了详细描述，此处不再赘述。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种轨道车辆控制方法，其特征在于，该方法包括：
由本轨道车辆的列车控制与管理***从安装在所述本轨道车辆上的障碍物检测装置获取位于所述本轨道车辆前方的目标轨道车辆的信息以及从所述本轨道车辆获取所述本轨道车辆的当前车速；
由所述列车控制与管理***基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速确定针对所述本轨道车辆的控制策略以及针对所述目标轨道车辆的运行需求并基于所述控制策略控制所述本轨道车辆运行；以及
将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给中心服务器，使得所述中心服务器将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给所述目标轨道车辆，以便所述目标轨道车辆基于所述针对所述目标轨道车辆的运行需求来运行；
其中，所述方法还包括：由所述列车控制与管理***向所述本轨道车辆的信号***发送所述控制策略；以及由所述列车控制与管理***和所述信号***基于所述控制策略来冗余控制所述本轨道车辆运行；
其中，所述目标轨道车辆的信息包括所述本轨道车辆与所述目标轨道车辆之间的相对速度和相对距离，则所述基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速确定针对所述本轨道车辆的控制策略以及针对所述目标轨道车辆的运行需求并基于所述控制策略控制所述本轨道车辆运行，包括：在所述相对速度大于0并且所述相对速度小于所述当前车速的情况下，判断理论刹车距离是否大于等于所述相对距离：如果所述理论刹车距离大于等于所述相对距离，则控制所述本轨道车辆制动刹车并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是加速；如果所述理论刹车距离小于所述相对距离，则判断所述相对距离与所述理论刹车距离之差是否大于防碰撞可容忍距离，并在所述相对距离与所述理论刹车距离之差大于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆保持当前运行状态，在所述相对距离与所述理论刹车距离之差等于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆执行常用制动减速，在所述相对距离与所述理论刹车距离之差小于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆执行安全制动并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速确定针对所述本轨道车辆的控制策略以及针对所述目标轨道车辆的运行需求并基于所述控制策略控制所述本轨道车辆运行，还包括：
在所述相对速度小于0的情况下，控制所述本轨道车辆保持当前运行状态；
在所述相对速度等于0的情况下，控制所述本轨道车辆保持当前运行状态，并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度大于所述当前车速的情况下，控制所述本轨道车辆制动刹车，并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是制动刹车；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度等于所述当前车速的情况下，控制所述本轨道车辆减速刹车。
3.一种列车控制与管理***，其特征在于，该列车控制与管理***包括：
接收模块，用于从安装在本轨道车辆上的障碍物检测装置获取位于所述本轨道车辆前方的目标轨道车辆的信息以及从所述本轨道车辆获取所述本轨道车辆的当前车速；
控制模块，用于基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速确定针对所述本轨道车辆的控制策略以及针对所述目标轨道车辆的运行需求并基于所述控制策略控制所述本轨道车辆运行；以及
通信模块，用于将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给中心服务器，使得所述中心服务器将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给所述目标轨道车辆，以便所述目标轨道车辆基于所述针对所述目标轨道车辆的运行需求来运行；
其中，所述通信模块还用于向所述本轨道车辆的信号***发送所述控制策略，使得所述信号***与所述控制模块一起基于所述控制策略来冗余控制所述本轨道车辆运行；
其中，所述目标轨道车辆的信息包括所述本轨道车辆与所述目标轨道车辆之间的相对速度和相对距离，则所述基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速确定针对所述本轨道车辆的控制策略以及针对所述目标轨道车辆的运行需求并基于所述控制策略控制所述本轨道车辆运行，包括：在所述相对速度大于0并且所述相对速度小于所述当前车速的情况下，判断理论刹车距离是否大于等于所述相对距离：如果所述理论刹车距离大于等于所述相对距离，则控制所述本轨道车辆制动刹车并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是加速；如果所述理论刹车距离小于所述相对距离，则判断所述相对距离与所述理论刹车距离之差是否大于防碰撞可容忍距离，并在所述相对距离与所述理论刹车距离之差大于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆保持当前运行状态，在所述相对距离与所述理论刹车距离之差等于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆执行常用制动减速，在所述相对距离与所述理论刹车距离之差小于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆执行安全制动并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速。
4.根据权利要求3所述的列车控制与管理***，其特征在于，所述基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速确定针对所述本轨道车辆的控制策略以及针对所述目标轨道车辆的运行需求并基于所述控制策略控制所述本轨道车辆运行，还包括：
在所述相对速度小于0的情况下，控制所述本轨道车辆保持当前运行状态；
在所述相对速度等于0的情况下，控制所述本轨道车辆保持当前运行状态，并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度大于所述当前车速的情况下，控制所述本轨道车辆制动刹车，并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是制动刹车；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度等于所述当前车速的情况下，控制所述本轨道车辆减速刹车。
5.一种轨道车辆，其特征在于，该轨道车辆包括根据权利要求3至4中任一权利要求所述的列车控制与管理***。
6.一种轨道车辆控制***，其特征在于，该轨道车辆控制***包括：
列车控制与管理***，该列车控制与管理***安装在本轨道车辆上，且所述列车控制与管理***用于从安装在所述本轨道车辆上的障碍物检测装置获取位于本轨道车辆前方的目标轨道车辆的信息以及从所述本轨道车辆获取所述本轨道车辆的当前车速，基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速确定针对所述本轨道车辆的控制策略以及针对所述目标轨道车辆的运行需求并基于所述控制策略控制所述本轨道车辆运行，以及将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给中心服务器；
所述障碍物检测装置，该障碍物检测装置安装在所述本轨道车辆上并且用于检测位于所述本轨道车辆前方的所述目标轨道车辆的信息并将检测到的目标轨道车辆的信息发送给所述列车控制与管理***；
中心服务器，该中心服务器位于所述本轨道车辆外部并用于从所述列车控制与管理***接收所述针对所述目标轨道车辆的运行需求，并将所述针对所述目标轨道车辆的运行需求传送给所述目标轨道车辆，以便所述目标轨道车辆基于所述针对所述目标轨道车辆的运行需求来运行；
其中，所述轨道车辆控制***还包括信号***，所述列车控制与管理***还用于向所述信号***发送所述控制策略，所述信号***与所述列车控制与管理***一起基于所述控制策略来冗余控制所述本轨道车辆运行；
其中，所述目标轨道车辆的信息包括所述本轨道车辆与所述目标轨道车辆之间的相对速度和相对距离，则所述基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速确定针对所述本轨道车辆的控制策略以及针对所述目标轨道车辆的运行需求并基于所述控制策略控制所述本轨道车辆运行，包括：在所述相对速度大于0并且所述相对速度小于所述当前车速的情况下，判断理论刹车距离是否大于等于所述相对距离：如果所述理论刹车距离大于等于所述相对距离，则控制所述本轨道车辆制动刹车并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是加速；如果所述理论刹车距离小于所述相对距离，则判断所述相对距离与所述理论刹车距离之差是否大于防碰撞可容忍距离，并在所述相对距离与所述理论刹车距离之差大于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆保持当前运行状态，在所述相对距离与所述理论刹车距离之差等于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆执行常用制动减速，在所述相对距离与所述理论刹车距离之差小于所述防碰撞可容忍距离的情况下控制所述本轨道车辆执行安全制动并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速。
7.根据权利要求6所述的轨道车辆控制***，其特征在于，所述基于所述目标轨道车辆的信息和所述当前车速确定针对所述本轨道车辆的控制策略以及针对所述目标轨道车辆的运行需求并基于所述控制策略控制所述本轨道车辆运行，还包括：
在所述相对速度小于0的情况下，控制所述本轨道车辆保持当前运行状态；
在所述相对速度等于0的情况下，控制所述本轨道车辆保持当前运行状态，并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是保持当前运行状态或加速；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度大于所述当前车速的情况下，控制所述本轨道车辆制动刹车，并确定对所述目标轨道车辆的运行需求是制动刹车；
在所述相对速度大于0并且所述相对速度等于所述当前车速的情况下，控制所述本轨道车辆减速刹车。
8.根据权利要求6所述的轨道车辆控制***，其特征在于，所述障碍物检测装置包括雷达装置、视觉装置、红外装置、全球卫星定位***中的至少一者。
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