虚拟编组列车停站时间控制方法、装置、电子设备及介质与流程

本发明属于轨道交通，特别涉及一种虚拟编组列车停站时间控制方法、装置、电子设备及介质。

背景技术：

1、随着网络化规模和客流的不断增长，城市轨道交通客流出行分布规律时空不均衡特性逐渐凸显出来，既有列车运行组织方式难以实现运力与客流的动态化匹配。随着城市轨道交通网络化规模的不断扩大尤其是向市郊的延伸，列车网络化运行模式将得到推广应用，运力-运量不匹配问题还将可能进一步加剧。为缓解平低峰时段的运力过剩问题，目前城市轨道交通运营中通常采用降低列车旅行速度或服务频次的方式，但这会导致乘客旅行时间加长，影响轨道交通的服务质量和客流吸引力。

2、为解决上述运力-运量不匹配问题，提出了发展灵活编组方案。具体地，通过在线动态调整列车编组方式，可实现车辆等资源的高效利用和客流-车流的精确匹配，是实现城市轨道交通节能降碳增效的重要手段和提升城市轨道交通出行占比的重要支撑，能够提供更优质的运输服务，已成为轨道交通新一代列车运行控制技术的发展方向。其中，虚拟编组(virtual coupling，vc)技术可不依赖车钩间的物理接触和相互作用力实现车辆间的连接，形成的虚拟编组列车既可满足列车编组运行的需要，又可方便地根据客流需求变化动态改变编组方式(编组或解编)。

3、虚拟编组列车(virtually coupled train set，vcts)能够很好地满足上述需求。如图1所示，一列虚拟编组列车由2个或多个列车单元(train unit，tu)构成，每个列车单元都有独立的牵引/制动与车载计算设备，彼此间没有车钩实现物理连接，而是通过通信实现车-车信息交互。所有列车单元具有相同的运输任务。各列车单元之间可不受传统闭塞机制的制约，通过列车单元的主动控制和协同控制，可以实现相邻列车单元之间的小间距安全追踪运行。得益于无线通信连接和控制系统结构改变的灵活性，虚拟编组列车的编组方式可以在列车运行过程中实时动态改变，也就是说，新的列车单元可以随时加入虚拟编组列车，或者既有的列车单元可以随时从虚拟编组列车中退出(即一个虚拟编组列车拆分为2个或多个独立运行的列车或编组)。为便于系统控制需要，通常将沿着列车运行方向位于虚拟编组列车中最前方的列车单元称为领头车，后续的列车单元均称为跟随车。

4、目前轨道交通系统中采用的是空间间隔法，其是指同一线路上运行的相邻列车之间保持一定安全距离，从而实现列车安全隔离，避免出现列车追尾或迎面相撞等事故的方法。列车安全防护通常由列车运行控制系统完成。如图2所示，在虚拟编组列车运行时，该系统首先计算出一个能够保证避免列车单元碰撞的安全防护距离，并要求列车单元实际间距必须大于该安全防护距离，否则立即将输出紧急制动使跟随车减速至停站。在此基础上，系统通常计算一个合适的期望间距(大于安全防护距离，并考虑控制系统可能的偏差)作为列车运行控制时的追踪目标，从而使列车在运行控制系统作用下的实际距离在该期望距离的一定范围内波动。

5、目前轨道交通中应用的最先进的列车安全防护方法是移动闭塞法。如图3所示，对于追踪运行的2辆相邻列车，通常假设前行列车(下文简称前车)可能会瞬时停站，从而要求后行列车(下文简称后车)将最近一次获得的前车的车尾位置作为追踪防护目标，要求两车之间的安全防护距离不小于后车实施紧急制动至停站全过程中运行的距离(考虑测量误差等因素，通常还要加上一段保护距离余量)，以避免两车发生追尾碰撞。由于追踪运行列车间的安全防护距离仅由后车的制动距离决定，因此通常称为绝对制动距离间隔控制方式；考虑到假设前车瞬时停站，通常也称为“撞硬墙”方式。

技术实现思路

1、本发明提出一种虚拟编组列车停站时间控制方法、装置、电子设备及介质，可以最大化利用列车运力，实现虚拟编组列车的紧密跟踪运行，从而提高运行效率和灵活性。

2、针对上述问题，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，提供一种虚拟编组列车停站时间控制虚拟编组列车停站时间控制方法，包括：

4、获取虚拟编组中的前车长度、前后车区间间隔、前后车站台间隔、后车进站减速度、后车出站加速度、前车停站时间；

5、根据前车长度、前后车区间间隔、前后车站台间隔、后车进站减速度、后车出站加速度和前车停站时间，确定后车停站时间，后车停站时间为从后车进站停稳到后车发车之间的时间。

6、可选地，根据前车长度、前后车区间间隔、前后车站台间隔、后车进站减速度、后车出站加速度和前车停站时间，确定后车停站时间，包括：

7、根据前车长度、前后车区间间隔、前后车站台间隔、后车进站减速度、后车出站加速度、前车停站时间，确定后车进站停稳时间的最小值、前后车共同停站时间和后车等待发车时间的最小值，后车进站停稳时间为从前车进站停稳到后车进站停稳之间的时间差，前后车共同停站时间为从后车进站停稳到前车发车之间的时间差，后车等待发车时间为从前车发车到后车发车之间的时间差；

8、根据后车进站停稳时间的最小值、前后车共同停站时间、后车等待发车时间的的最小值和前车停站时间，确定后车停站时间和后车等待发车时间。

9、进一步地，根据后车进站停稳时间的最小值、前后车共同停站时间、后车等待发车时间的的最小值和前车停站时间，确定后车停站时间和后车等待发车时间，包括：

10、若前后车共同停站时间与后车等待发车时间的最小值之和小于最小停站时间，即满足t2+tm3＜tmin，即且采用列车运行优先策略，则将后车停站时间和后车等待发车时间分别调整为：

11、tt＝tmin，

12、

13、其中，tst为标准停站时间，tmin为最小停站时间，tmin≤tst，t1为后车进站停稳时间，tm1为后车进站停稳时间t1的最小值，t2为前后车共同停站时间，t2＝tt'-tm1，t3为后车等待发车时间，tm3为后车等待发车时间t3的最小值，t'3为后车等待发车时间的调整值，tt'为前车停站时间，tt为后车停站时间，为前车长度，为前后车区间间隔，为前后车站台间隔，为后车进站减速度，为后车出站加速度。

14、进一步地，根据后车进站停稳时间的最小值、前后车共同停站时间、后车等待发车时间的的最小值和前车停站时间，确定后车停站时间和后车等待发车时间，包括：

15、若前后车共同停站时间与后车等待发车时间的最小值之和小于最小停站时间，即满足t2+tm3＜tmin，即且采用列车停站优先策略，则将后车停站时间和后车等待发车时间分别调整为：

16、tt＝tst，

17、

18、其中，tst为标准停站时间，tmin为最小停站时间，tmin≤tst，t1为后车进站停稳时间，tm1为后车进站停稳时间t1的最小值，t2为前后车共同停站时间，t2＝tt'-tm1，t3为后车等待发车时间，tm3为后车等待发车时间t3的最小值，t'3为后车等待发车时间的调整值，tt'为前车停站时间，tt为后车停站时间，为前车长度，为前后车区间间隔，为前后车站台间隔，为后车进站减速度，为后车出站加速度。

19、进一步地，根据后车进站停稳时间的最小值、前后车共同停站时间、后车等待发车时间的的最小值和前车停站时间，确定后车停站时间和后车等待发车时间，包括：

20、若前后车共同停站时间与后车等待发车时间的最小值之和大于或等于最小停站时间，且小于标准停站时间，即满足tst＞t2+tm3≥tmin，即且采用列车运行优先策略，则将后车停站时间和后车等待发车时间分别调整为：

21、tt＝t2+tm3，

22、

23、其中，tst为标准停站时间，tmin为最小停站时间，tmin≤tst，t1为后车进站停稳时间，tm1为后车进站停稳时间t1的最小值，t2为前后车共同停站时间，t2＝tt'-tm1，t3为后车等待发车时间，tm3为后车等待发车时间t3的最小值，t'3为后车等待发车时间的调整值，tt'为前车停站时间，tt为后车停站时间，为前车长度，为前后车区间间隔，为前后车站台间隔，为后车进站减速度，为后车出站加速度。

24、进一步地，根据后车进站停稳时间的最小值、前后车共同停站时间、后车等待发车时间的的最小值和前车停站时间，确定后车停站时间和后车等待发车时间，包括：

25、若前后车共同停站时间与后车等待发车时间的最小值之和大于或等于最小停站时间，且小于标准停站时间，即满足tst＞t2+tm3≥tmin，即且采用列车停站优先策略，则将后车停站时间和后车等待发车时间分别调整为：

26、tt＝tst，

27、

28、其中，tst为标准停站时间，tmin为最小停站时间，tmin≤tst，t1为后车进站停稳时间，tm1为后车进站停稳时间t1的最小值，t2为前后车共同停站时间，t2＝tt'-tm1，t3为后车等待发车时间，tm3为后车等待发车时间t3的最小值，t'3为后车等待发车时间的调整值，tt'为前车停站时间，tt为后车停站时间，为前车长度，为前后车区间间隔，为前后车站台间隔，为后车进站减速度，为后车出站加速度。

29、进一步地，根据后车进站停稳时间的最小值、前后车共同停站时间、后车等待发车时间的的最小值和前车停站时间，确定后车停站时间和后车等待发车时间，包括：

30、若前后车共同停站时间与后车等待发车时间的最小值之和大于标准停站时间，即满足t2+tm3≥tst，即则将后车停站时间和后车等待发车时间分别调整为：

31、tt＝t2+tm3，

32、

33、其中，tst为标准停站时间，tmin为最小停站时间，tmin≤tst，t1为后车进站停稳时间，tm1为后车进站停稳时间t1的最小值，t2为前后车共同停站时间，t2＝tt'-tm1，t3为后车等待发车时间，tm3为后车等待发车时间t3的最小值，t'3为后车等待发车时间的调整值，tt'为前车停站时间，tt为后车停站时间，为前车长度，为前后车区间间隔，为前后车站台间隔，为后车进站减速度，为后车出站加速度。

34、可选地，该方法还包括：

35、确定后车停站时间大于或等于最小停站时间。

36、第二方面，提供一种虚拟编组列车停站时间控制虚拟编组列车停站时间控制装置，包括：

37、获取模块，用于获取虚拟编组中的前车长度、前后车区间间隔、前后车站台间隔、后车进站减速度、后车出站加速度、前车停站时间；

38、确定模块，用于根据前车长度、前后车区间间隔、前后车站台间隔、后车进站减速度、后车出站加速度和前车停站时间，确定后车停站时间，后车停站时间为从后车进站停稳到后车发车之间的时间。

39、可选地，确定模块，还用于根据前车长度、前后车区间间隔、前后车站台间隔、后车进站减速度、后车出站加速度、前车停站时间，确定后车进站停稳时间的最小值、前后车共同停站时间和后车等待发车时间的最小值，后车进站停稳时间为从前车进站停稳到后车进站停稳之间的时间差，前后车共同停站时间为从后车进站停稳到前车发车之间的时间差，后车等待发车时间为从前车发车到后车发车之间的时间差；

40、确定模块，还用于根据后车进站停稳时间的最小值、前后车共同停站时间、后车等待发车时间的的最小值和前车停站时间，确定后车停站时间和后车等待发车时间。

41、进一步地，确定模块，还用于若前后车共同停站时间与后车等待发车时间的最小值之和小于最小停站时间，即满足t2+tm3＜tmin，即且采用列车运行优先策略，则将后车停站时间和后车等待发车时间分别调整为：

42、tt＝tmin，

43、

44、其中，tst为标准停站时间，tmin为最小停站时间，tmin≤tst，t1为后车进站停稳时间，tm1为后车进站停稳时间t1的最小值，t2为前后车共同停站时间，t2＝tt'-tm1，t3为后车等待发车时间，tm3为后车等待发车时间t3的最小值，t'3为后车等待发车时间的调整值，tt'为前车停站时间，tt为后车停站时间，为前车长度，为前后车区间间隔，为前后车站台间隔，为后车进站减速度，为后车出站加速度。

45、进一步地，确定模块，还用于若前后车共同停站时间与后车等待发车时间的最小值之和小于最小停站时间，即满足t2+tm3＜tmin，即且采用列车停站优先策略，则将后车停站时间和后车等待发车时间分别调整为：

46、tt＝tst，

47、

48、其中，tst为标准停站时间，tmin为最小停站时间，tmin≤tst，t1为后车进站停稳时间，tm1为后车进站停稳时间t1的最小值，t2为前后车共同停站时间，t2＝tt'-tm1，t3为后车等待发车时间，tm3为后车等待发车时间t3的最小值，t'3为后车等待发车时间的调整值，tt'为前车停站时间，tt为后车停站时间，为前车长度，为前后车区间间隔，为前后车站台间隔，为后车进站减速度，为后车出站加速度。

49、进一步地，确定模块，还用于若前后车共同停站时间与后车等待发车时间的最小值之和大于或等于最小停站时间，且小于标准停站时间，即满足tst＞t2+tm3≥tmin，即且采用列车运行优先策略，则将后车停站时间和后车等待发车时间分别调整为：

50、tt＝t2+tm3，

51、

52、其中，tst为标准停站时间，tmin为最小停站时间，tmin≤tst，t1为后车进站停稳时间，tm1为后车进站停稳时间t1的最小值，t2为前后车共同停站时间，t2＝tt'-tm1，t3为后车等待发车时间，tm3为后车等待发车时间t3的最小值，t'3为后车等待发车时间的调整值，tt'为前车停站时间，tt为后车停站时间，为前车长度，为前后车区间间隔，为前后车站台间隔，为后车进站减速度，为后车出站加速度。

53、进一步地，确定模块，还用于若前后车共同停站时间与后车等待发车时间的最小值之和大于或等于最小停站时间，且小于标准停站时间，即满足tst＞t2+tm3≥tmin，即且采用列车停站优先策略，则将后车停站时间和后车等待发车时间分别调整为：

54、tt＝tst，

55、

56、其中，tst为标准停站时间，tmin为最小停站时间，tmin≤tst，t1为后车进站停稳时间，tm1为后车进站停稳时间t1的最小值，t2为前后车共同停站时间，t2＝tt'-tm1，t3为后车等待发车时间，tm3为后车等待发车时间t3的最小值，t'3为后车等待发车时间的调整值，tt'为前车停站时间，tt为后车停站时间，为前车长度，为前后车区间间隔，为前后车站台间隔，为后车进站减速度，为后车出站加速度。

57、进一步地，确定模块，还用于若前后车共同停站时间与后车等待发车时间的最小值之和大于标准停站时间，即满足t2+tm3≥tst，即则将后车停站时间和后车等待发车时间分别调整为：

58、tt＝t2+tm3，

59、

60、其中，tst为标准停站时间，tmin为最小停站时间，tmin≤tst，t1为后车进站停稳时间，tm1为后车进站停稳时间t1的最小值，t2为前后车共同停站时间，t2＝tt'-tm1，t3为后车等待发车时间，tm3为后车等待发车时间t3的最小值，t'3为后车等待发车时间的调整值，tt'为前车停站时间，tt为后车停站时间，为前车长度，为前后车区间间隔，为前后车站台间隔，为后车进站减速度，为后车出站加速度。

61、进一步地，确定模块，还用于确定后车停站时间大于或等于最小停站时间。

62、第三方面，提供一种电子设备，包括：处理器，处理器与存储器耦合；

63、其中，处理器，用于读取并执行存储器存储的程序或指令，使得该电子设备执行第一方面所述的虚拟编组列车停站时间控制方法。

64、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，存储有程序或指令，当计算机读取并执行程序或指令时，使得计算机执行第一方面所述的虚拟编组列车停站时间控制方法。

65、基于本发明提供的虚拟编组列车停站时间控制方法、装置、电子设备及介质，可以根据前车长度、前后车区间间隔、前后车站台间隔、后车进站减速度、后车出站加速度和前车停站时间，确定后车停站时间，其中，后车进站减速度和后车出站加速度与后车性能相关，而前车停站时间与前车进站减速度和前车出站加速度相关，即与前车性能相关，因此可以综合考虑前后车性能来优化后车停站时间，以最大化利用列车运力，实现虚拟编组列车的紧密跟踪运行，从而提高运行效率和灵活性。

66、具体地，可以结合列车停站策略来调整后车停站时间。一方面，若列车停站策略为列车运行优先，则可以通过缩减后车等待发车时间来降低后车停站时间；另一方面，若列车停站策略为列车停站优先，则可以在预留充足的站内作业时间(用于上下旅客、撰写货物等)的基础上，尽可能地通过缩减后车等待发车时间来降低后车停站时间，以便在不同停站策略场景下，以最大化利用列车运力，实现虚拟编组列车的紧密跟踪运行，从而提高运行效率和灵活性。

67、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。