一种超高速磁浮低真空管隧真空环境运行防护方法及系统与流程

本发明属于轨道交通领域，特别涉及一种超高速磁浮低真空管隧真空环境运行防护方法及系统。

背景技术：

1、低真空管道磁浮交通系统(高速飞车)是一项具有颠覆性、前瞻性的战略性工程，研发成功后将与航空、高铁共同构成真正意义上的世界一流现代立体综合交通体系。低真空管隧高速磁浮列车在真空管道运行时，为了保证高速磁浮列车高速运行，要求运行管道处于低真空状态，因此需要建立真空管道控制系统，保障真空管道处于一定压力值以下，进而保证管道处于真空状态。

2、高速列车在高速运行时，由于气压和气流对列车运行是主要因素，因此对真空管道的监控就尤为重要。真空管线作为高速飞车的基础设施，涉及到飞车正线运行安全状态，真空管线是否处于真空状态对于列车的制动曲线、移动授权、区段占用状态均产生影响，一旦出现真空管道相关阀、逃生门以及真空泵等发生误动作，或者管道泄露等，将对高速磁浮列车运行形成危害。

3、从而如何确保低真空管隧中的列车运行安全越来越成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明公开了一种超高速磁浮低真空管隧真空环境运行防护方法及系统，该方法和系统提高了列车运行的安全性和可靠性。

2、本发明的目的在于提供一种超高速磁浮低真空管隧真空环境运行防护方法，包括，

3、真空管道监控系统基于真空管道内的压强和空气流速，建立空气扩散模型；

4、中央运控系统基于空气扩散模型，通过分区运行控制系统控制车载运控系统以对列车的运行状态进行控制。

5、进一步地，真空管道监控系统基于真空管道内的压强和空气流速，建立空气扩散模型包括，

6、基于真空管道内的压强变化率，确定真空管道内当前的空气是否处于稳态，其中，

7、若真空管道内当前的空气处于稳定状态，则根据真空管道内的压强和/或空气流速，确定列车的运行状态；

8、否则，基于真空管道内的压强变化率，确定列车的运行状态。

9、进一步地，真空管道内的压强变化率δp满足：

10、δp＝(p1-p2)/t1-t2

11、其中，p1表示t1时刻的压强，p2表示t2时刻的压强；

12、当δp＝0时，表示真空管道内当前的空气处于稳定状态；

13、当δp≠0时，表示真空管道内当前的空气处于不稳定状态。

14、进一步地，若真空管道内当前的空气处于稳定状态，或真空管道内当前的空气处于不稳定状态，但0＜δp≤第一压强变化率时，则根据真空管道内的压强和/或空气流速，确定列车的运行状态包括，

15、若真空管道内的压强p＜第一压强，则列车的运行状态与真空管道内的空气流速v空气满足以下关系：

16、当v空气≤第一空气流速v1时，列车采用正常的运行速度行驶；

17、当第一空气流速v1＜v空气≤第二空气流速v2时，列车采用小于第一运行速度的速度行驶；

18、当第二空气流速v2＜v空气≤第三空气流速v3时，列车采用小于第二运行速度的速度行驶；

19、当第三空气流速v3＜v空气≤第四空气流速v4时，列车下放支撑轮运行；

20、当v空气＞第四空气流速v4时，列车停车；

21、若真空管道内的压强p≥第一压强，列车采用正常的运行速度行驶。

22、进一步地，若真空管道内当的前空气处于不稳定状态，但δp＞第一压强变化率时，则基于真空管道内的压强变化率，确定列车的运行状态包括，

23、当第一压强变化率＜δp≤第二压强变化率时，列车下放支撑轮运行；

24、当δp＞第二压强变化率时，列车停车。

25、进一步地，中央运控系统基于空气扩散模型，通过分区运行控制系统控制车载运控系统以对列车的运行状态进行控制包括，

26、若v空气＞第四气体流速v4或δp＞第二压强变化率，中央运控系统向分区运行控制系统下发制动控制指令，分区运行控制系统通过车载控制系统控制列车制动停车。

27、进一步地，中央运控系统基于空气扩散模型，通过分区运行控制系统控制车载运控系统以对列车的运行状态进行控制还包括，

28、若第一空气流速v1＜v空气≤第四空气流速v4或第一压强变化率＜δp≤第二压强变化率，中央运控系统计算临时限速，并向分区运行控制系统下发临时限速指令以及计算得出的临时限速；

29、分区运行控制系统基于临时限速指令与临时限速，通过车载运控系统控制列车的运行状态。

30、进一步地，分区运行控制系统基于临时限速指令与临时限速，通过车载运控系统控制列车的运行状态包括，

31、分区运行控制系统通过车载运控系统获取列车的悬浮速度，并判断列车的临时限速是否低于悬浮速度，其中，

32、若临时限速低于悬浮速度，分区运行控制系统通过车载运控系统控制列车下放支撑轮，列车支撑轮落地后，列车以临时限速通过限速区域；

33、否则，分区运行控制系统通过车载运控系统控制列车以悬浮速度通过限速区域。

34、进一步地，还包括真空管道监控系统对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行操作控制，且需要经过分区运行控制系统的许可，具体包括，

35、真空管道监控系统向分区运行控制系统发送操作状态指令；

36、分区运行控制系统基于操作状态指令，通过车载运控系统查看列车是否处于停车状态，

37、若列车处于停车状态，则允许真空管道监控系统对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行操作控制；

38、否则，不允许真空管道监控系统对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行操作控制。

39、进一步地，还包括中央运控系统对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行远程操作控制，且需要经过分区运行控制系统的许可，具体包括，

40、中央运控系统向分区运行控制系统发送操作状态指令；

41、分区运行控制系统基于操作状态指令，通过车载运控系统查看列车是否处于停车状态，

42、若列车处于停车状态，则允许中央运控系统对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行远程操作控制；

43、否则，不允许中央运控系统对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行远程操作控制。

44、本发明的另一目的在于提供一种超高速磁浮低真空管隧真空环境运行防护系统，包括中央运控系统、分区运行控制系统、车载运控系统以及真空管道监控系统，中央运控系统分别与分区运行控制系统和真空管道监控系统连接，分区运行控制系统还分别与真空管道监控系统和车载运控系统连接，其中，

45、真空管道监控系统，用于获取真空管道内的压强和空气流速，并基于真空管道内的压强和空气流速，建立空气扩散模型；

46、中央运行控制系统，用于通过分区运行控制系统控制车载运控系统以对列车的运行状态进行控制。

47、进一步地，基于真空管道内的压强和空气流速，建立空气扩散模型包括，

48、基于真空管道内的压强变化率，确定真空管道内当前的空气是否处于稳态；其中，真空管道内的压强变化率δp满足：

49、δp＝(p1-p2)/t1-t2

50、其中，p1表示t1时刻的压强，p2表示t2时刻的压强；

51、当δp＝0时，表示真空管道内当前的空气处于稳定状态，当δp≠0时，表示真空管道内当前的空气处于不稳定状态；

52、若真空管道内当前的空气处于稳定状态，或真空管道内当前的空气处于不稳定状态，但0＜δp≤第一压强变化率时，则根据当前真空管道内的压强和/或空气流速，确定列车的运行状态，其中，

53、若真空管道内的压强p＜第一压强，则列车的运行状态与真空管道内的空气流速v空气满足以下关系：

54、当v空气≤第一气体流速v1时，则列车采用正常的运行速度行驶；

55、当第一空气流速v1＜v空气≤第二气体流速v2时，列车采用小于第一运行速度的速度行驶；

56、当第二空气流速v2＜v空气≤第三气体流速v3时，列车采用小于第二运行速度的速度行驶；

57、当第三空气流速v3＜v空气≤第四空气流速v4时，列车下放支撑轮运行；

58、当v空气＞第四气体流速v4时，列车停车；

59、若真空管道内的压强p≥第一压强，列车采用正常的运行速度行驶；

60、若真空管道内当前的空气处于不稳定状态，但δp＞第一压强变化率时，则基于真空管道内的压强变化率，确定列车的运行状态，其中，

61、当第一压强变化率＜δp≤第二压强变化率时，列车下放支撑轮运行；

62、当δp＞第二压强变化率时，列车停车。

63、进一步地，基于空气扩散模型，通过分区运行控制系统控制车载运控系统以对列车的运行状态进行控制包括，

64、若v空气＞第四气体流速v4或当δp＞第二压强变化率，中央运控系统向分区运行控制系统下发制动控制指令，分区运行控制系统通过车载控制系统控制列车制动停车。

65、进一步地，基于空气扩散模型，通过分区运行控制系统控制车载运控系统以对列车的运行状态进行控制还包括，

66、若第一空气流速v1＜v空气≤第四空气流速v4或第一压强变化率＜δp≤第二压强变化率，中央运控系统计算临时限速，并向分区运行控制系统下发临时限速指令以及计算得出的临时限速；

67、分区运行控制系统基于临时限速指令与临时限速，通过车载运控系统控制列车的运行状态，具体包括，

68、分区运行控制系统通过车载运控系统获取列车的悬浮速度，并判断列车的临时限速是否低于悬浮速度，其中，

69、若临时限速低于悬浮速度，分区运行控制系统通过车载运控系统控制列车下放支撑轮，列车支撑轮落地后，列车以临时限速通过限速区域；

70、否则，分区运行控制系统通过车载运控系统控制列车以悬浮速度通过限速区域。

71、进一步地，真空管道监控系统还用于对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行操作控制，且需要经过分区运行控制系统的许可，具体包括，

72、真空管道监控系统向分区运行控制系统发送操作状态指令；

73、分区运行控制系统用于基于操作状态指令，通过车载运控系统查看列车是否处于停车状态，

74、若列车处于停车状态，则允许真空管道监控系统对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行操作控制；

75、否则，不允许真空管道监控系统对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行操作控制。

76、进一步地，中央运控系统还用于对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行远程操作控制，且需要经过分区运行控制系统的许可，具体包括，

77、中央运控系统向分区运行控制系统发送操作状态指令；

78、分区运行控制系统用于基于操作状态指令，通过车载运控系统查看列车是否处于停车状态，

79、若列车处于停车状态，则允许真空管道监控系统对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行远程操作控制；

80、否则，不允许真空管道监控系统对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行远程操作控制。

81、本发明的另一目的在于提供一种超高速磁浮低真空管隧真空环境运行防护系统，包括中央运控系统、分区运行控制系统、车载运控系统以及真空管道监控系统，中央运控系统分别与分区运行控制系统和真空管道监控系统连接，分区运行控制系统还分别与真空管道监控系统和车载运控系统连接，其中，

82、真空管道监控系统包括空气扩散计算模块、控制子系统、环境感知子系统、闸板阀、复压阀、逃生门、真空泵、气压传感器以及空气流速传感器，其中，所述气压传感器和空气流速传感器分别与环境感知子系统连接，分别用于采集真空管道内的压强与空气流速，所述空气扩散计算模块与环境感知子系统连接，用于根据环境感知子系统提供的真空管道内的压强与空气流速，建立空气扩散模型；控制子系统与真空管道内的闸板阀、复压阀、逃生门、真空泵连接，用于对闸板阀、复压阀、逃生门、真空泵进行控制；

83、所述中央运控系统包括临时限速自动计算模块和全局自动应急指挥模块，临时限速自动计算模块与全局自动应急指挥模块连接，其中，所述全局自动应急指挥模块和真空管道监控系统的空气扩散计算模块连接，用于获取空气扩散模型，并将空气扩散模型发送给临时限速自动计算模块，所述临时限速计算模块用于基于空气扩散模型计算得出临时限速；

84、所述分区运行控制系统用于根据中央运控系统基于空气扩散模型下发的控制指令，通过车载运控系统对列车的运行状态进行控制。

85、进一步地，中央运控系统还包括远程操作终端，用于远程操作控制闸板阀、复压阀、逃生门、真空泵。

86、进一步地，分区运行控制系统还用于对闸板阀、复压阀、逃生门、真空泵进行监控，且在中央运控系统或者控制子系统对闸板阀、复压阀、逃生门和/或真空泵进行操作控制之前，进行许可确认。

87、本发明的防护方法和系统在对真空环境中磁浮列车的安全运行进行防护时，中央运控系统利用真空管道监控系统建立的空气扩散模型，计算得出临时限速，通过分区运行控制系统和车载运控系统对列车进行的运行状态进行控制，避免了低真空管隧泄露所带来的安全风险，实现了对真空管道内的列车的安全防护，极大的提高了真空环境中列车运行的可靠性，确保了列车运行安全。

88、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。