一种计算ATO准点曲线的调整速度的方法与流程

本发明实施例涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种计算ato准点曲线的调整速度的方法。

背景技术：

轨道交通列车已成为国民出行的主要交通工具。我国轨道交通运行控制领域目前广泛应用的列车制式类型主要有两种，分别是应用于干线铁路的中国列车控制系统(ctcs)和应用于城市轨道交通的基于通信的列车运行控制系统(cbtc)。在ctcs和cbtc中都存在列车运行过程中的舒适度差(频繁加速/降速导致的)、准点率差、时间调整能力差等一系列问题。

因此，如何避免上述的技术缺陷，在列车运行过程中灵活、有效地调整列车运行速度，进而改善列车的舒适度和准点率，成为亟须解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种计算ato准点曲线的调整速度的方法，包括：

周期性执行根据ato顶棚速度曲线，计算列车以第一预设速度达到目的地所需的第一时间；所述第一预设速度是拟合所述ato顶棚速度曲线所得到的；

若判断获知所述第一时间小于列车到达目的地的运行计划时间，则将与当前时刻间隔时长最长的临时限速时段确定为目标临时限速时段；

将所述目标临时限速时段的两端点分别对应时段的车速降至所述目标临时限速时段的车速，并重新计算列车达到目的地所需的第二时间；

若判断获知所述第二时间大于所述运行计划时间，则根据当前位置到所述目的地的距离、列车运行状态信息和所述运行计划时间，计算ato准点曲线的调整速度；

根据当前周期的ato准点曲线，确定列车运行的当前临时限速，并根据所述调整速度与所述当前临时限速的比较结果，确定在当前时刻所述列车的运行速度，以使所述列车按照所述运行速度运行至在所述ato准点曲线中、与当前位置相邻的速度拐点处对应的时刻。

本发明实施例提供的计算ato准点曲线的调整速度的方法，通过先确定目标临时限速时段，再对两端点分别对应时段的车速降速至目标临时限速时段的车速，如果重新计算的第二时间大于运行计划时间，再计算ato准点曲线的调整速度，在列车运行过程中能够灵活、有效地调整列车运行速度，进而改善列车的舒适度和准点率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例计算ato准点曲线的调整速度的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例拟合ato顶棚速度曲线的示意图；

图3为本发明实施例调整后的ato准点速度曲线示意图；

图4为本发明实施例列车以最低临时限速运行的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例计算ato准点曲线的调整速度的方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种计算ato准点曲线的调整速度的方法，包括以下步骤：

s101：周期性执行根据ato顶棚速度曲线，计算列车以第一预设速度达到目的地所需的第一时间；所述第一预设速度是拟合所述ato顶棚速度曲线所得到的。

具体的，装置周期性执行根据ato顶棚速度曲线，计算列车以第一预设速度达到目的地所需的第一时间；所述第一预设速度是拟合所述ato顶棚速度曲线所得到的。装置可以是ato，周期性执行的周期可以根据实际情况自主设置，可选为20ms，即每间隔20ms执行一次步骤s101～步骤s105。图2为本发明实施例拟合ato顶棚速度曲线的示意图；图2中的mrsp曲线是ato顶棚速度曲线；可以理解为：列车根据ato准点曲线实时调整速度；tsm即是目标速度曲线，即当列车降速时的速度曲线；tsr即是临时降速，参照图2，临时降速v2对应的时段为临时降速时段；该时段内对应的临时降速位移为l2、v4和l4的说明不再赘述。参照图2，第一时间可以理解为图2中s(从当前位置到达目的地的距离)对应的起始端和终止端之间的时长。

计算第一时间t1总的具体过程可以如下：

上升沿为加速度a1，共3段；

距离信息

时间信息

下降沿为加速度a2，共3段；(a2取实际值，减速度应该为负值)

时间

距离

如果a1＝－a2；

l1-l1-l11＝l111

l3-l3-l33＝l333

l5-l5-l55＝l555

需要说明的是：本发明实施例升速加速度a1和降速加速度a2都是恒定值，且二者数值相同、符号相反(正负号)。

s102：若判断获知所述第一时间小于列车到达目的地的运行计划时间，则将与当前时刻间隔时长最长的临时限速时段确定为目标临时限速时段。

具体的，装置若判断获知所述第一时间小于列车到达目的地的运行计划时间，则将与当前时刻间隔时长最长的临时限速时段确定为目标临时限速时段。即列车按照ato顶棚速度曲线运行，所需要的时间，比运行计划时间要少，说明可以对ato准点曲线进行优化计算，在保证准时到达目的地的前提下，可以对速度进行优化，进一步通过尽量减少加速与减速度的操作，保证列车平稳运行，进而提升乘客的舒适度。参照图2，共有两个临时限速时段，分别为l2和l4对应的时段，可以理解的是：与当前时刻间隔时长最长的临时限速时段为l4对应的时段，因此，将l4对应的时段确定为目标临时限速时段。

s103：将所述目标临时限速时段的两端点分别对应时段的车速降至所述目标临时限速时段的车速，并重新计算列车达到目的地所需的第二时间。

具体的，装置将所述目标临时限速时段的两端点分别对应时段的车速降至所述目标临时限速时段的车速，并重新计算列车达到目的地所需的第二时间。参照图2，l4对应的时段的两端点分别对应时段为l3对应的时段、l5对应的时段，在保证升速加速度a1，降速加速度a2恒定的情况下，将v3和v5降至v4，图3为本发明实施例调整后的ato准点速度曲线示意图，如图3所示，将v3和v5同时降至为v4，(且图2与图3中l3的上升沿和l5的下降沿的斜率都不变)。第二时间t2总的计算过程可以如下：

上升沿为加速度a1，共2段；

距离信息

时间信息

下降沿为加速度a2，共2段；(a2取实际值，减速度应该为负值)

时间

距离

如果a1＝－a2；

l1-l1'-l11'＝l111'

l3+l4+l5-l4'-l44'＝l444'

s104：若判断获知所述第二时间大于所述运行计划时间，则根据当前位置到所述目的地的距离、列车运行状态信息和所述运行计划时间，计算ato准点曲线的调整速度。

具体的，装置若判断获知所述第二时间大于所述运行计划时间，则根据当前位置到所述目的地的距离、列车运行状态信息和所述运行计划时间，计算ato准点曲线的调整速度。即此时，列车按照ato准点曲线运行，到达目的地所花费的时间大于计划时间，不用再调整曲线了，可以直接按照如下方程求解计算调整速度。需要说明的是：列车运行状态信息可以包括升速加速度a1、降速加速度a2和当前车速v0，进一步地可以：

根据如下方程求解计算所述调整速度：

其中，vt为调整速度、v0为当前车速、a1为升速加速度、a2为降速加速度、t为列车以vt运行的持续时长、s为所述距离、t为所述运行计划时间。

求解vt的过程可以如下：

其中：

结果：

通过计算调整速度vt值，得出最终的ato准点曲线。

s105：根据当前周期的ato准点曲线，确定列车运行的当前临时限速，并根据所述调整速度与所述当前临时限速的比较结果，确定在当前时刻所述列车的运行速度，以使所述列车按照所述运行速度运行至在所述ato准点曲线中、与当前位置相邻的速度拐点处对应的时刻。

具体的，装置根据当前周期的ato准点曲线，确定列车运行的当前临时限速，并根据所述调整速度与所述当前临时限速的比较结果，确定在当前时刻所述列车的运行速度，以使所述列车按照所述运行速度运行至在所述ato准点曲线中、与当前位置相邻的速度拐点处对应的时刻。需要说明的是：ato也周期性生成ato准点曲线，ato准点曲线的生成周期可以与上述周期性执行方法步骤的周期可以相同，可选为20ms。确定在当前时刻所述列车的运行速度，具体可以包括：

若判断获知所述调整速度小于所述当前临时限速，则确定所述运行速度为所述调整速度。以上述图3为例，图3中的ato准点曲线是当前周期的ato准点曲线。如果此时列车运行在路段l1上，由于当前临时限速是拟合ato顶棚速度曲线的限速v1，因此，此时计算出的调整速度vt小于v1，则使列车按照调整速度vt运行至v1与v2速度拐点处对应的时刻。

若判断获知所述调整速度大于所述当前临时限速，则确定所述运行速度为所述当前临时限速。参照图3，如果此时列车运行在路段l2上，由于当前临时限速是拟合ato顶棚速度曲线的限速v2，因此，此时计算出的调整速度vt大于v2，则使列车按照当前临时限速v2运行至v2与v4速度拐点处(v3与v5已降至v4)对应的时刻。

需要说明的是：该方法还可以包括：

若判断获知所述第二时间小于所述运行计划时间，则继续执行所述将与当前时刻间隔时长最长的临时限速时段确定为目标临时限速时段，直到重新计算出的第二时间大于所述运行计划时间。即此时，列车按照ato准点曲线运行，到达目的地所花费的时间小于计划时间，可以继续优化计算ato准点曲线，即重复执行上述将与当前时刻间隔时长最长的临时限速时段确定为目标临时限速时段；

将所述目标临时限速时段的两端点分别对应时段的车速降至所述目标临时限速时段的车速，并重新计算列车达到目的地所需的第二时间的步骤，直到重新计算出的第二时间大于所述运行计划时间，之后再求解上述方程，从而得出最终的ato准点曲线。如果所述第二时间等于所述运行计划时间，可以不再调整ato准点曲线的调整速度。

该方法还可以包括：

若判断获知所述第一时间大于列车到达目的地的运行计划时间，则发出列车在所述运行计划时间之内无法到达所述目的地的提示消息。即列车按照最高速度顶棚运行(即图2中的ato准点曲线)，在运行计划时间之内也无法到达目的地，可以发出相应的提示消息。

本发明实施例提供的计算ato准点曲线的调整速度的方法，通过先确定目标临时限速时段，再对两端点分别对应时段的车速降速至目标临时限速时段的车速，如果重新计算的第二时间大于运行计划时间，再计算ato准点曲线的调整速度，在列车运行过程中能够灵活、有效地调整列车运行速度，进而改善列车的舒适度和准点率。

在上述实施例的基础上，所述根据所述调整速度与所述当前临时限速的比较结果，确定在当前时刻所述列车的运行速度，包括：

若判断获知所述调整速度小于所述当前临时限速，则确定所述运行速度为所述调整速度。

具体的，装置若判断获知所述调整速度小于所述当前临时限速，则确定所述运行速度为所述调整速度。可参照上述实施例，不再赘述。

若判断获知所述调整速度大于所述当前临时限速，则确定所述运行速度为所述当前临时限速。具体的，装置若判断获知所述调整速度大于所述当前临时限速，则确定所述运行速度为所述当前临时限速。可参照上述实施例，不再赘述。

本发明实施例提供的计算ato准点曲线的调整速度的方法，进一步能够灵活、有效地调整列车运行速度，进而改善列车的舒适度和准点率。

在上述实施例的基础上，所述列车运行状态信息包括升速加速度、降速加速度和当前车速；相应的，所述根据当前位置到所述目的地的距离、列车运行状态信息和所述运行计划时间，计算ato准点曲线的调整速度，包括：

根据如下方程求解计算所述调整速度：

其中，vt为调整速度、v0为当前车速、a1为升速加速度、a2为降速加速度、t为列车以vt运行的持续时长、s为所述距离、t为所述运行计划时间。

具体的，装置根据如下方程求解计算所述调整速度：

其中，vt为调整速度、v0为当前车速、a1为升速加速度、a2为降速加速度、t为列车以vt运行的持续时长、s为所述距离、t为所述运行计划时间。可参照上述实施例，不再赘述。

本发明实施例提供的计算ato准点曲线的调整速度的方法，进一步能够灵活、有效地调整列车运行速度，进而改善列车的舒适度和准点率。

在上述实施例的基础上，所述方法还包括：

若判断获知所述第二时间小于所述运行计划时间，则继续执行所述将与当前时刻间隔时长最长的临时限速时段确定为目标临时限速时段，直到重新计算出的第二时间大于所述运行计划时间。

具体的，装置若判断获知所述第二时间小于所述运行计划时间，则继续执行所述将与当前时刻间隔时长最长的临时限速时段确定为目标临时限速时段，直到重新计算出的第二时间大于所述运行计划时间。可参照上述实施例，不再赘述。

本发明实施例提供的计算ato准点曲线的调整速度的方法，进一步能够灵活、有效地调整列车运行速度，进而改善列车的舒适度和准点率。

在上述实施例的基础上，所述方法还包括：

若判断获知所述第一时间大于列车到达目的地的运行计划时间，则发出列车在所述运行计划时间之内无法到达所述目的地的提示消息。

具体的，装置若判断获知所述第一时间大于列车到达目的地的运行计划时间，则发出列车在所述运行计划时间之内无法到达所述目的地的提示消息。可参照上述实施例，不再赘述。

本发明实施例提供的计算ato准点曲线的调整速度的方法，通过发送提示消息，能够及时告警，进而采取相应处理措施。

在上述实施例的基础上，所述根据ato顶棚速度曲线，计算列车以第一预设速度达到目的地所需的第一时间的步骤之前，所述方法还包括：

根据ato顶棚速度曲线，计算列车以第二预设速度达到目的地所需的低速到达时间；所述第二预设速度为所述ato顶棚速度曲线中的最低临时限速。

具体的，装置根据ato顶棚速度曲线，计算列车以第二预设速度达到目的地所需的低速到达时间；所述第二预设速度为所述ato顶棚速度曲线中的最低临时限速。图4为本发明实施例列车以最低临时限速运行的示意图；如图4所示，可以将如图4所示的vt作为第二预设速度，可以理解的是：第二预设速度是匀速运行、且低于第一预设速度的平均速度。该情况下，低速到达时间的计算过程可以如下：

上升沿1个：

下降沿1个：

上升沿1个距离：

下降沿1个距离：

低速到达时间：

若判断获知所述低速到达时间大于所述运行计划时间，则执行所述根据ato顶棚速度曲线，计算列车以第一预设速度达到目的地所需的第一时间的步骤。

具体的，装置若判断获知所述低速到达时间大于所述运行计划时间，则执行所述根据ato顶棚速度曲线，计算列车以第一预设速度达到目的地所需的第一时间的步骤。即按照第二预设速度不能按时到达目的地，应该提高速度门限，继续执行上述步骤s101。

本发明实施例提供的计算ato准点曲线的调整速度的方法，进一步能够灵活、有效地调整列车运行速度，进而改善列车的舒适度和准点率。

在上述实施例的基础上，所述方法还包括：

若判断获知所述低速到达时间小于等于所述运行计划时间，则直接将所述第二预设速度确定为所述调整速度。

具体的，装置若判断获知所述低速到达时间小于等于所述运行计划时间，则直接将所述第二预设速度确定为所述调整速度。即列车即使按照最低速度运行，也能按照要求、甚至提前到达目的地。此时，可以直接按照第二预设速度控制列车运行，同时兼顾准时到达目的地、保证乘客的舒适度。

本发明实施例提供的计算ato准点曲线的调整速度的方法，进一步能够灵活、有效地调整列车运行速度，进而改善列车的舒适度和准点率。

在上述实施例的基础上，所述根据ato顶棚速度曲线，计算列车以第二预设速度达到目的地所需的第二时间的步骤之前，所述方法还包括：

获取atp防护曲线。

具体的，装置获取atp防护曲线。进一步可以从atp中获取atp防护曲线。

根据所述atp防护曲线和所述列车的制式类型，计算每种制式类型的列车分别对应的ato顶棚速度曲线。

具体的，装置根据所述atp防护曲线和所述列车的制式类型，计算每种制式类型的列车分别对应的ato顶棚速度曲线。制式类型可以包括ctcs制式和cbtc制式。计算ato顶棚速度曲线具体步骤可以包括：

若判断获知所述制式类型为ctcs制式，则根据如下公式计算与所述ctcs制式对应列车的ato顶棚速度曲线：

vato1＝sbi－vctcs

其中，vato1为与所述ctcs制式对应列车的ato顶棚速度曲线、sbi为所述atp防护曲线、vctcs为与所述ctcs制式对应的第一预设车速。第一预设车速可选为5km/h。

若判断获知所述制式类型为cbtc制式，则根据如下公式计算与所述cbtc制式对应列车的ato顶棚速度曲线：

vato2＝sbi－vcbtc

其中，vato2为与所述cbtc制式对应列车的ato顶棚速度曲线、sbi为所述atp防护曲线、vcbtc为与所述cbtc制式对应的第二预设车速；所述第二预设车速小于所述第一预设车速。第二预设车速可选为2km/h。

本发明实施例提供的计算ato准点曲线的调整速度的方法，通过计算每种制式类型的列车分别对应的ato顶棚速度曲线，使得该方法具备更广泛的应用价值。

在上述实施例的基础上，所述根据所述atp防护曲线和所述列车的制式类型，计算每种制式类型的列车分别对应的ato顶棚速度曲线，包括：

若判断获知所述制式类型为ctcs制式，则根据如下公式计算与所述ctcs制式对应列车的ato顶棚速度曲线：

vato1＝sbi－vctcs

其中，vato1为与所述ctcs制式对应列车的ato顶棚速度曲线、sbi为所述atp防护曲线、vctcs为与所述ctcs制式对应的第一预设车速。

具体的，装置若判断获知所述制式类型为ctcs制式，则根据如下公式计算与所述ctcs制式对应列车的ato顶棚速度曲线：

vato1＝sbi－vctcs

其中，vato1为与所述ctcs制式对应列车的ato顶棚速度曲线、sbi为所述atp防护曲线、vctcs为与所述ctcs制式对应的第一预设车速。可参照上述实施例，不再赘述。

若判断获知所述制式类型为cbtc制式，则根据如下公式计算与所述cbtc制式对应列车的ato顶棚速度曲线：

vato2＝sbi－vcbtc

其中，vato2为与所述cbtc制式对应列车的ato顶棚速度曲线、sbi为所述atp防护曲线、vcbtc为与所述cbtc制式对应的第二预设车速；所述第二预设车速小于所述第一预设车速。

具体的，装置若判断获知所述制式类型为cbtc制式，则根据如下公式计算与所述cbtc制式对应列车的ato顶棚速度曲线：

vato2＝sbi－vcbtc

其中，vato2为与所述cbtc制式对应列车的ato顶棚速度曲线、sbi为所述atp防护曲线、vcbtc为与所述cbtc制式对应的第二预设车速；所述第二预设车速小于所述第一预设车速。可参照上述实施例，不再赘述。

本发明实施例提供的计算ato准点曲线的调整速度的方法，通过具体公式分别计算与每种制式类型的列车分别对应的ato顶棚速度曲线，不仅使得该方法具备更广泛的应用价值，还能够提高获取ato顶棚速度曲线的合理性，进而更有效地调整列车运行速度。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。