一种自适应调整的ATO精确停车控制方法技术

本发明专利技术公开了一种自适应调整的ATO精确停车控制方法，基于历史停站信息进行统计学习，自适应地推断停车点偏移量；同时给出了该方法的两个应用前提条件，首先电制动阶段速度跟随性能良好，其次空气制动过程具有随机、统计平稳特性；该方法提高了统计意义上的平均停站精度，实现了整个列车编队的高精度停车要求，还能够及时和适时地评估列车性能以及线路状况，满足了复杂多变的实时运营任务需求。满足了复杂多变的实时运营任务需求。满足了复杂多变的实时运营任务需求。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应调整的ATO精确停车控制方法


[0001]本专利技术涉及城市轨道交通领域，具体涉及一种自适应调整的ATO精确停车控制方法。

技术介绍

[0002]城市轨道交通线路具有站间距短，行车密度高的特点，列车自动驾驶系统的可靠性、高效性对线路运营能力有非常大的影响。随着城市轨道交通技术的日新月异，很多新建线路都开通了全自动无人驾驶运营，配备了前向、反向自动跳跃(JOG)功能。虽然自动跳跃可以控制列车低速小距离运行，实现未精确停车情况下再次精确对标，但是在繁忙线路的高峰运营时段，列车ATO(Automatic Train Operation，列车自动运行系统)进站首次对标不准，将严重影响线路的运营效率。
[0003]列车ATO模式对标不准的通常原因是低速阶段电空混合匹配度不好，比如电制动过早退出，空气制动又没有及时补上，使得整车制动力衰减，列车停站有过标趋势。相比于空气制动，电制动的延时和响应时间都比较小，控制线性度好。为了延长电制动在低速停车阶段的作用时间，降低空气制动的作用时间，列车控制和管理系统(TCMS)采取了电制动开始淡出速度点浮动计算的方式，压低了电制动完全淡出速度点，这样即使空气制动出现衰减，也可以大概率地保证ATO停车精度误差范围。
[0004]空气制动系统由供气和机械制动装置等组成，容易受工作环境影响，使得列车ATO停站精度分布具有随机性特点。另外考虑到整个列车编队，不同列车之间性能差异是客观存在的，难以通过同一版ATO参数实现编队内所有列车的高精度控制，各个列车的停站精度总会存在或多或少差异，很难同时满足高密度运营线路对首次停站的高精度要求。随着运营里程增加以及运营年限增长，列车制动装置也会出现一定程度的损耗和老化，列车发生性能参数漂移的可能性比较大。上述这些客观因素对高精度的ATO停车控制带来了很大挑战，固定不变的ATO参数不容易适应线路环境及列车性能变化，难以实现高精度的停车控制。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种ATO精确停车控制方法，使系统适应线路环境及列车性能变化，从而使系统一直工作在最佳工况，满足整个列车编队的高精度停车要求。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提出了一种自适应调整的ATO精确停车控制方法，包括以下步骤：
[0007]S1、监控列车每一次的停站过程中的速度跟随性能，并判断每次的列车停站过程是否满足可纳入停站统计条件；
[0008]S2、将满足可纳入停站统计条件的停站过程的结果更新到停站数组队列，并以n次停站作为一个学习周期，计算每n次停站结果的统计特征；
[0009]S3、根据S2中计算得到的每n次停站结果的统计特征，自适应地计算停车点偏移
量；
[0010]S4、在上述步骤的基础上，评估列车每次停站结果和每个学习周期内的停站结果，若出现超出设定阈值的情况，则将既有的停车点偏移量清零，并重启新一轮的学习过程。
[0011]优选地，所述可纳入停站统计条件包括：列车停站阶段电制动过程速度跟随性能良好、列车停站阶段没有收到干扰、列车停站精度满足设定阈值要求。
[0012]优选地，所述列车停站阶段电制动过程速度跟随性能良好的判断标准为：将列车电制动过程的常规速度设为目标速度，将该目标速度与列车实际速度的差值定义为速度偏差，若速度偏差满足设定阈值，或者速度偏差超出设定阈值但是速度跟随收敛，则视为列车停站阶段电制动过程速度跟随性能良好。
[0013]优选地，列车停站阶段的干扰因素包括：非主端控车、非ATO控车、以非停车点为最强约束停靠站台。
[0014]优选地，所述可纳入停站统计条件还应用于列车实时停站过程，当某次列车实时停站过程不满足可纳入停站统计条件，则此次停站不使用本方法。
[0015]优选地，所述停站数组为SSP_Accuracy_Array，每n次停站结果的统计特征的包括：中位数偏移量Offset_Median、均值偏移量Offset_Mean和标准差偏移量Offset_Std。
[0016]优选地，所述停车点偏移量SSP_Offset_Adjust的计算式为：
[0017]SSP_Offset_Adjust+＝Adjust_Delta；其中，Adjust_Delta为一个学习周期的校正增量，符号+＝表示累加运算，上式表示在上个学习周期的基础上累加本个学习周期的校正增量Adjust_Delta。
[0018]优选地，所述校正增量Adjust_Delta的计算式如下：
[0019][0020]其中，QUICK_REGION为设定的快速调整区域，QUICK_STEP表示Offset_Median处于快速调整区域QUICK_REGION内时采取的快速调整步长；FINE_REGION为设定的细微调整区域，FINE_STEP表示Offset_Median处于细微调整区域FINE_REGION内时采取的细微调整步长；SIGN(
·
)是符号运算函数，根据Offset_Median的正负返回
±
1。
[0021]优选地，对所述停车点偏移量SSP_Offset_Adjust进行限值约束：设定一个调整上限值和调整下限值，当一个学习周期后得到的停车点偏移量SSP_Offset_Adjust大于所述调整上限值，则以调整上限值作为接下来一个学习周期内列车停站的停车点偏移量；当一个学习周期后得到的停车点偏移量SSP_Offset_Adjust小于调整下限值，则以调整下限值作为接下来一个学习周期内列车停站的停车点偏移量。
[0022]优选地，所述步骤S4包括以下两种情况：
[0023]S41、对列车单次停站结果进行即时评估，若列车停站特性突变，则将既有停车点偏移量SSP_Offset_Adjust清零，并立即重启新一轮学习过程；
[0024]S42、对每个学习周期的列车停站结果进行统计评估，若该学习周期内的列车n次停站结果不满足统计平稳特性，则将既有的停车点偏移量清零SSP_Offset_Adjust，并重启新一轮学习过程。
[0025]优选地，所述列车停站特性突变为：具有欠标特性的列车，某次的停站精度超出了
设定允许过标距离，或者，具有过标特性的列车，某次的停站精度超出了设定允许欠标距离。
[0026]优选地，所述列车具有欠标特性为既有停车点偏移量SSP_Offset_Adjust大于零；所述列车具有过标特性为既有停车点偏移量SSP_Offset_Adjust小于零。
[0027]优选地，所述列车停站统计平稳性的判定条件如下：所述均值偏移量Offset_Mean与中位数偏移量Offset_Median的差值不超过设定的偏差阈值，且所述标准差偏移量Offset_Std不超出设定的集中趋势阈值。
[0028]优选地，当在列车单次即时评估中由于列车停站特性突变引起学习过程重启的次数超出了设定的突变次数阈值时，则之后不再重启学习过程，也不再使用本方法控制停车；同时，当在列车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应调整的ATO精确停车控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、监控列车每一次的停站过程中的速度跟随性能，并判断每次的列车停站过程是否满足可纳入停站统计条件；S2、将满足可纳入停站统计条件的停站过程的结果更新到停站数组队列，并以n次停站作为一个学习周期，计算每n次停站结果的统计特征；S3、根据S2中计算得到的每n次停站结果的统计特征，自适应地计算停车点偏移量；S4、在上述步骤的基础上，评估列车每次停站结果和每个学习周期内的停站结果，若出现超出设定阈值的情况，则将既有的停车点偏移量清零，并重启新一轮的学习过程。2.如权利要求1所述的一种自适应调整的ATO精确停车控制方法，其特征在于，所述可纳入停站统计条件包括：列车停站阶段电制动过程速度跟随性能良好、列车停站阶段没有收到干扰、列车停站精度满足设定阈值要求。3.如权利要求2所述的一种自适应调整的ATO精确停车控制方法，其特征在于，所述列车停站阶段电制动过程速度跟随性能良好的判断标准为：将列车电制动过程的常规速度设为目标速度，将该目标速度与列车实际速度的差值定义为速度偏差，若速度偏差满足设定阈值，或者速度偏差超出设定阈值但是速度跟随收敛，则视为列车停站阶段电制动过程速度跟随性能良好。4.如权利要求2所述的一种自适应调整的ATO精确停车控制方法，其特征在于，列车停站阶段的干扰因素包括：非主端控车、非ATO控车、以非停车点为最强约束停靠站台。5.如权利要求1所述的一种自适应调整的ATO精确停车控制方法，其特征在于，所述可纳入停站统计条件还应用于列车实时停站过程，当某次列车实时停站过程不满足可纳入停站统计条件，则此次停站不使用本方法。6.如权利要求1所述的一种自适应调整的ATO精确停车控制方法，其特征在于，所述停站数组为SSP_Accuracy_Array，每n次停站结果的统计特征的包括：中位数偏移量Offset_Median、均值偏移量Offset_Mean和标准差偏移量Offset_Std。7.如权利要求6所述的一种自适应调整的ATO精确停车控制方法，其特征在于，所述停车点偏移量SSP_Offset_Adjust的计算式为：SSP_Offset_Adjust+＝Adjust_Delta；其中，Adjust_Delta为一个学习周期的校正增量，符号+＝表示累加运算，上式表示在上个学习周期的基础上累加本个学习周期的校正增量Adjust_Delta。8.如权利要求7所述的一种自适应调整的ATO精确停车控制方法，其特征在于，所述校正增量Adjust_Delta的计算式如下：其中，QUICK_REGION为设定的快速调整区域，QUICK_STEP表示Offset_Median处于快速调整区域QUICK_REGION内时采取的快速调整步长；F...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾立忠，吕新军，王维旸，熊波，宋佳华，王军，
申请(专利权)人：卡斯柯信号有限公司，
类型：发明
国别省市：