本發(fā)明涉及軌道交通信號(hào)，具體涉及一種離線(xiàn)坡度補(bǔ)償計(jì)算方法、裝置以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、在保障城市軌道交通的安全與效率方面，基于通信的列車(chē)控制系統(tǒng)作為核心，由列車(chē)自動(dòng)防護(hù)(atp)、自動(dòng)運(yùn)行(ato)、自動(dòng)監(jiān)控(ats)、聯(lián)鎖及維護(hù)支持系統(tǒng)等關(guān)鍵模塊構(gòu)成。其中，atp系統(tǒng)尤為關(guān)鍵，它依據(jù)列車(chē)的實(shí)時(shí)速度與位置，利用動(dòng)勢(shì)能轉(zhuǎn)換原理，確保列車(chē)運(yùn)行嚴(yán)格遵守安全限制。列車(chē)的能量管理需實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)計(jì)算，必須考慮運(yùn)行中線(xiàn)路坡度變化對(duì)能量消耗的影響。
2、現(xiàn)有的對(duì)于線(xiàn)路坡度變化引起的能量消耗的計(jì)算都是在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行在線(xiàn)計(jì)算，這種計(jì)算方式使得在線(xiàn)運(yùn)算的運(yùn)算量過(guò)大并且容錯(cuò)率低，系統(tǒng)響應(yīng)速度慢。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種離線(xiàn)坡度補(bǔ)償計(jì)算方法、裝置以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，能夠提前精確處理線(xiàn)路坡度數(shù)據(jù)，減輕了在線(xiàn)運(yùn)算的負(fù)擔(dān)，為atp系統(tǒng)的監(jiān)控功能提供數(shù)據(jù)支撐，確保列車(chē)在各種運(yùn)行條件下均能安全高效地運(yùn)行
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種離線(xiàn)坡度補(bǔ)償計(jì)算方法，用于預(yù)先計(jì)算列車(chē)在預(yù)計(jì)行駛線(xiàn)路上的坡度補(bǔ)償數(shù)據(jù)，包括以下步驟：
3、s1、輸入列車(chē)的預(yù)計(jì)行駛線(xiàn)路的線(xiàn)路數(shù)據(jù)，根據(jù)輸入的所述線(xiàn)路數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取該線(xiàn)路數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的軌道鏈路信息、坡度區(qū)信息和車(chē)輛信息；
4、s2、基于所述軌道鏈路信息、坡度區(qū)信息和車(chē)輛信息分別在上行方向和下行方向上計(jì)算預(yù)計(jì)行駛線(xiàn)路上的坡度補(bǔ)償點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的實(shí)際坡度補(bǔ)償值；
5、s3、對(duì)所述坡度補(bǔ)償點(diǎn)進(jìn)行篩選，篩選保留的坡度補(bǔ)償點(diǎn)為坡度補(bǔ)償變化點(diǎn)；
6、s4、基于所述坡度補(bǔ)償變化點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的實(shí)際坡度補(bǔ)償值預(yù)計(jì)算列車(chē)在預(yù)計(jì)行駛線(xiàn)路上的所需能量，并計(jì)算對(duì)應(yīng)的上下坡?tīng)恳爸苿?dòng)數(shù)據(jù)。
7、可選地，所述軌道鏈路信息包括軌道閉塞分區(qū)鏈路信息、軌道末端信息、道岔信息、軌道換向極點(diǎn)信息，以及，高架、隧道、雨雪模式不同場(chǎng)景下的緊急制動(dòng)保證率；所述坡度區(qū)信息包括軌道上所有坡度區(qū)的方向、坡度區(qū)的起點(diǎn)或終點(diǎn)坐標(biāo)、坡度區(qū)的長(zhǎng)度和道岔信息、坡度區(qū)起點(diǎn)處的真實(shí)坡度、以及坡度區(qū)的曲線(xiàn)半徑；所述車(chē)輛信息包括列車(chē)長(zhǎng)度、列車(chē)各節(jié)車(chē)廂質(zhì)量以及位置分布信息。
8、可選地，所述步驟s2包括以下步驟：
9、s21、分別在上行方向和下行方向上確定坡度補(bǔ)償起點(diǎn)并計(jì)算其實(shí)際坡度補(bǔ)償值；
10、s22、基于一定的步長(zhǎng)，分別在上行方向和下行方向上逐個(gè)確定坡度補(bǔ)償點(diǎn)并計(jì)算其對(duì)應(yīng)的實(shí)際坡度補(bǔ)償值。
11、可選地，所述步驟s21具體為：對(duì)于上行方向和下行方向，分別遍歷所述預(yù)計(jì)行駛線(xiàn)路的所有軌道末端，朝列車(chē)行駛方向進(jìn)行坡度補(bǔ)償起點(diǎn)的選取，根據(jù)軌道末端是否存在下一條線(xiàn)路，分為以下情況：
12、若軌道末端不存在下一條線(xiàn)路，則從軌道末端往線(xiàn)路方向擴(kuò)大一個(gè)車(chē)長(zhǎng)距離的位置處作為坡度補(bǔ)償起點(diǎn)；
13、若軌道末端存在下一條線(xiàn)路，則以軌道末端所處位置作為坡度補(bǔ)償起點(diǎn)。
14、可選地，當(dāng)軌道末端存在道岔的匯聚結(jié)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)比較匯聚結(jié)點(diǎn)到道岔定反位的線(xiàn)路末端的距離與車(chē)長(zhǎng)，從而確定坡度補(bǔ)償起點(diǎn)：
15、當(dāng)匯聚結(jié)點(diǎn)到道岔定位方向的軌道末端之間的距離，以及匯聚結(jié)點(diǎn)到道岔反位反向的軌道末端之間的距離，均小于車(chē)長(zhǎng)時(shí)，則定義距離道岔定位方向的軌道末端一個(gè)車(chē)長(zhǎng)的位置為第一位置，定義距離道岔反位方向的軌道末端一個(gè)車(chē)長(zhǎng)的位置為第二位置，將第一位置和第二位置中距離所述匯聚結(jié)點(diǎn)更近的作為坡度補(bǔ)償起點(diǎn)；
16、當(dāng)匯聚結(jié)點(diǎn)到道岔定位方向的軌道末端之間的距離，以及匯聚結(jié)點(diǎn)到道岔反位反向的軌道末端之間的距離，至少其中之一大于車(chē)長(zhǎng)時(shí)，則將該匯聚結(jié)點(diǎn)的位置作為坡度補(bǔ)償起點(diǎn)。
17、可選地，在軌道換向極點(diǎn)處，生成坡度補(bǔ)償起點(diǎn)。
18、可選地，所述步驟s22具體為：分別從上行方向和下行方向的所述坡度補(bǔ)償起點(diǎn)開(kāi)始，在對(duì)應(yīng)的方向上遍歷線(xiàn)路中所有的閉塞分區(qū)，每隔一定步長(zhǎng)生成一個(gè)坡度補(bǔ)償點(diǎn)，并計(jì)算每個(gè)坡度補(bǔ)償點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)際坡度補(bǔ)償值；每個(gè)坡度補(bǔ)償點(diǎn)的實(shí)際坡度補(bǔ)償值為該點(diǎn)的理論坡度補(bǔ)償值與距離一個(gè)所述步長(zhǎng)的位置處的理論坡度補(bǔ)償值中的較小值。
19、可選地，所述坡度補(bǔ)償點(diǎn)的理論坡度補(bǔ)償值為列車(chē)車(chē)頭處于該坡度補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)的整個(gè)列車(chē)的真實(shí)坡度折算值。
20、可選地，所述理論坡度補(bǔ)償值的計(jì)算過(guò)程包括以下步驟：
21、計(jì)算線(xiàn)路地圖中的任一點(diǎn)的真實(shí)坡度值；
22、將列車(chē)各車(chē)廂所處位置的真實(shí)坡度值按質(zhì)量占比進(jìn)行折算，得到所述真實(shí)坡度折算值作為列車(chē)車(chē)頭所在位置處的坡度補(bǔ)償值。
23、可選地，所述真實(shí)坡度值的計(jì)算公式為：grade(x)＝begin_gradient+distance/radius，其中，grade(x)為點(diǎn)x的真實(shí)坡度值，begin_gradient為點(diǎn)x所處坡度區(qū)的起點(diǎn)處的真實(shí)坡度值，distance為點(diǎn)x與該坡度區(qū)的起點(diǎn)之間的距離，radius為該坡度區(qū)的曲線(xiàn)半徑。
24、可選地，當(dāng)車(chē)身范圍內(nèi)存在匯聚結(jié)點(diǎn)時(shí)，要考慮列車(chē)的部分處于定位分支路徑和反位分支路徑兩種情況，計(jì)算兩種情況下的真實(shí)坡度折算值，選擇其中最小的真實(shí)坡度折算值作為最終的補(bǔ)償坡度值。
25、可選地，在步驟s22生成所述坡度補(bǔ)償點(diǎn)的過(guò)程中，在遇到閉塞分區(qū)的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)、道岔的匯聚結(jié)點(diǎn)、道岔發(fā)散結(jié)點(diǎn)、軌道邊界時(shí)，需做特殊處理，生成對(duì)應(yīng)的坡度補(bǔ)償點(diǎn)。
26、可選地，當(dāng)閉塞分區(qū)的起始點(diǎn)或結(jié)束點(diǎn)不是根據(jù)所述步長(zhǎng)生成的坡度補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，則在該閉塞分區(qū)的起始點(diǎn)或結(jié)束點(diǎn)強(qiáng)制生成一個(gè)坡度補(bǔ)償點(diǎn)，該坡度補(bǔ)償點(diǎn)的實(shí)際坡度補(bǔ)償值為上游最近的根據(jù)步長(zhǎng)生成的坡度補(bǔ)償點(diǎn)處的理論坡度補(bǔ)償值；
27、當(dāng)匯聚結(jié)點(diǎn)不是根據(jù)所述步長(zhǎng)生成的坡度補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，則在該匯聚結(jié)點(diǎn)強(qiáng)制生成一個(gè)坡度補(bǔ)償點(diǎn)，其實(shí)際坡度補(bǔ)償值為匯聚結(jié)點(diǎn)處的理論坡度補(bǔ)償值和下游延長(zhǎng)一個(gè)所述步長(zhǎng)的位置處的理論坡度補(bǔ)償值之間的較小值；
28、當(dāng)根據(jù)所述步長(zhǎng)生成的坡度補(bǔ)償點(diǎn)恰好為道岔發(fā)散點(diǎn)時(shí)，在該道岔發(fā)散點(diǎn)生成坡度補(bǔ)償點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的實(shí)際坡度補(bǔ)償值為上游坡度補(bǔ)償點(diǎn)的理論坡度補(bǔ)償值、下游分別沿定位方向和反位方向延長(zhǎng)一個(gè)步長(zhǎng)的位置處的理論坡度補(bǔ)償值之間的最小值；
29、當(dāng)根據(jù)所述步長(zhǎng)生成的坡度補(bǔ)償點(diǎn)鄰近軌道末端時(shí)，若軌道末端與距離軌道末端最近的坡度補(bǔ)償點(diǎn)之間的距離不足一個(gè)所述步長(zhǎng)時(shí)，在軌道末端強(qiáng)制生成一個(gè)坡度補(bǔ)償點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的實(shí)際坡度補(bǔ)償值即為此處的理論坡度補(bǔ)償值。
30、可選地，所述步驟s3具體為：在同一個(gè)閉塞分區(qū)內(nèi)，在同一上行方向或下行方向上，若前后兩個(gè)坡度補(bǔ)償點(diǎn)的實(shí)際坡度補(bǔ)償值相同，則刪除下游的坡度補(bǔ)償點(diǎn)，但需要保留坡度補(bǔ)償起點(diǎn)以及閉塞分區(qū)的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)處的坡度補(bǔ)償點(diǎn)，最終留存下的坡度補(bǔ)償點(diǎn)即為坡度補(bǔ)償變化點(diǎn)。
31、本發(fā)明還提出了一種計(jì)算機(jī)裝置，包括處理器以及存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的離線(xiàn)坡度補(bǔ)償計(jì)算方法的步驟。
32、本發(fā)明還提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被控制器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的離線(xiàn)坡度補(bǔ)償計(jì)算方法的步驟。
33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
34、本方案提出了一種離線(xiàn)坡度補(bǔ)償計(jì)算方法，能夠生成精準(zhǔn)的坡度補(bǔ)償變化點(diǎn)，用于能量預(yù)計(jì)算，它能實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路坡度數(shù)據(jù)的離線(xiàn)精確處理，為列車(chē)自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)控功能提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，從而顯著增強(qiáng)列車(chē)運(yùn)行的安全性與可靠性，確保軌道交通的高效穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)；
35、本方案適用不同線(xiàn)路軌道信息以及列車(chē)車(chē)輛信息，能夠動(dòng)態(tài)生成線(xiàn)路地圖的坡度補(bǔ)償變化點(diǎn)信息；雖然整個(gè)線(xiàn)路的坡度是連續(xù)的，本發(fā)明只需要選取有效的坡度變化點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，避免了大量數(shù)據(jù)的重復(fù)計(jì)算，更加高效；
36、本方案將整個(gè)車(chē)身范圍內(nèi)的坡度值換算到列車(chē)車(chē)頭質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償坡度的計(jì)算，更貼合實(shí)際跑車(chē)場(chǎng)景，對(duì)控車(chē)的精確度更高；
37、本方案結(jié)合車(chē)輛信息、坡度信息、線(xiàn)路軌道末端、道岔、軌道換向點(diǎn)等情況，進(jìn)行離線(xiàn)計(jì)算補(bǔ)償坡度變化點(diǎn)的方法，預(yù)先精確處理線(xiàn)路坡度數(shù)據(jù)，為自動(dòng)防護(hù)監(jiān)控功能提供支持，進(jìn)一步保障列車(chē)的安全、可靠運(yùn)營(yíng)。