列车对标方法、系统、电子设备、存储介质及程序产品与流程

本发明涉及车辆制动控制系统，尤其涉及一种列车对标方法、系统、电子设备、存储介质及程序产品。

背景技术：

1、随着全自动运行系统的发展，人们对全自动运行的准确性要求越来越高。列车在固定区间自动闭塞系统（fixed block automatic block，fam）和连续自动闭塞系统（continuous automatic block，cam）模式下进站停车欠标或过标一定范围内，由车载控制器控制列车前进或后退再次对标停车被称为“跳跃对标”。

2、在第一种现有的跳跃对标过程中，跳跃距离达到预设距离，牵引指令无效且牵引级位归零后，通过经过一定延时输出制动的方式控制列车减速并停稳。在第二种现有跳跃对标过程中，列车通过应答器获取列车的当前位置信息，进而计算跳跃距离。

3、现有的跳跃对标过程中存在跳跃距离超出预期的可能，导致跳跃不准确，实用性较差。

技术实现思路

1、本发明提供一种列车对标方法、系统、电子设备、存储介质及程序产品，用以解决现有技术中列车跳跃不准确的缺陷，实现提高列车跳跃的准确性。

2、本发明提供一种列车对标方法，应用于列车智能探测系统，包括如下步骤：响应于列车自动驾驶系统发送的开始跳跃指令，基于前一时间周期的输入数据集、前一时间周期的第一列车状态向量和前一时间周期的第一列车控制率向量，确定列车在当前时间周期的第二列车状态向量；输入数据集用于表征列车相对于目标停车窗的位置及列车所处轨道的信息，第一列车状态向量用于表征列车在对标过程中的对标状态，对标状态包括牵引状态或者惰行状态或者制动状态，第一列车控制率向量用于表征列车在对标过程中所需的控制动力的大小；将第二列车状态向量转换为列车在当前时间周期的当前动力等级，并基于当前时间周期的输入数据集确定当前动力指令，将当前动力等级和当前动力指令发送至列车自动驾驶系统，以供列车自动驾驶系统基于当前动力等级和当前动力指令控制列车向目标停车窗的位置移动；基于当前动力等级和最优运动变量，确定列车在当前时间周期的第二列车控制率向量，将当前时间周期作为前一时间周期，以更新当前动力等级和当前动力指令，直至列车停止移动，最优运动变量是基于列车的标准动力等级确定的，标准动力等级是基于当前时间周期的输入数据集确定的。

3、根据本发明提供的一种列车对标方法，基于前一时间周期的输入数据集、前一时间周期的第一列车状态向量和前一时间周期的第一列车控制率向量，确定列车在当前时间周期的第二列车状态向量，包括：基于前一时间周期的输入数据集，确定状态矩阵和控制率矩阵，状态矩阵表征前一时间周期的对标状态与前一时间周期的输入数据集的关系，控制率矩阵表征前一时间周期的控制动力与前一时间周期的输入数据集的关系；基于第一列车状态向量、第一列车控制率向量、状态矩阵和控制率矩阵，确定第二列车状态向量。

4、根据本发明提供的一种列车对标方法，最优运动变量是基于如下方式确定：获取前一时间周期的状态矩阵的平均状态，以及前一时间周期的控制率矩阵的平均控制率；平均状态为状态矩阵中多个状态值的平均值，平均控制率为控制率矩阵中多个控制率的平均值；基于平均状态、平均控制率、预设加权矩阵和预设权重矩阵，确定列车的状态协方差矩阵；预设加权矩阵用于表征列车的最小能耗、最优跟踪控制变量和跟踪误差之间的关系，跟踪误差为当前动力等级与标准动力等级的差值，最优跟踪控制变量为最小能耗对应的控制变量；预设权重矩阵用于表征最优跟踪控制变量和跟踪误差的转换关系；基于状态协方差矩阵、标准动力等级、平均状态、平均控制率、预设加权矩阵和预设权重矩阵，确定最优运动变量。

5、根据本发明提供的一种列车对标方法，基于当前动力等级和最优运动变量，确定列车在当前时间周期的第二列车控制率向量，包括：构建动力等级、最优跟踪控制变量和列车控制率向量之间的转换关系，得到转换信息，转换信息包括第一对角矩阵、第二对角矩阵、第一特征矩阵和第二特征矩阵，第一特征矩阵和第二特征矩阵的主对角元素均为零；基于第一对角矩阵、第一特征矩阵、第二特征矩阵、第二对角矩阵、平均控制率、预设权重矩阵、最优运动变量和当前动力等级，确定第二列车控制率向量。

6、根据本发明提供的一种列车对标方法，获取状态矩阵的平均状态，包括：基于状态矩阵、预设转换矩阵的转置矩阵和预设转换矩阵，确定状态中间矩阵，预设转换矩阵表征第二列车状态向量和当前动力等级的转换关系；获取状态中间矩阵的对角线上的每个状态值；将各状态值的平均值作为平均状态。

7、根据本发明提供的一种列车对标方法，输入数据集包括列车的当前位置、列车离目标停车窗的位置的最大距离、列车离目标停车窗的位置的最小距离、列车所在轨道的轨道坡度、列车所在轨道的轨道摩擦系数和列车所在轨道的轨道障碍物信息。

8、根据本发明提供的一种列车对标方法，当前动力指令包括牵引指令、惰行指令或者制动指令，基于当前时间周期的输入数据集确定当前动力指令，包括；若当前时间周期的输入数据集中的最小距离大于或者等于预设牵引距离，且当前时间周期的输入数据集中的最小距离小于预设惰行距离，确定当前动力指令为牵引指令，牵引指令用于控制列车加速移动；若当前时间周期的输入数据集中的最小距离大于或者等于预设惰行距离，且当前时间周期的输入数据集中的最小距离小于预设制动距离，确定当前动力指令为惰行指令，惰行指令用于控制列车减速移动；若当前时间周期的输入数据集中的最小距离大于或者等于预设制动距离，确定当前动力指令为制动指令，制动指令用于控制列车停稳，预设牵引距离大于预设惰行距离，预设惰行距离大于预设制动距离。

9、根据本发明提供的一种列车对标方法，开始跳跃指令包括开始向后跳跃指令，在响应于列车自动驾驶系统发送的开始跳跃指令之前，方法还包括：接收列车自动驾驶系统发送的列车停稳信息后，获取列车的车头与站台信标之间的位置关系；若位置关系为列车的车头超过站台信标，则向列车自动驾驶系统发送列车过标信息；接收列车自动驾驶系统发送的开始向后跳跃指令。

10、根据本发明提供的一种列车对标方法，开始跳跃指令包括开始向前跳跃指令，在响应于列车自动驾驶系统发送的开始跳跃指令之前，方法还包括：接收列车自动驾驶系统发送的列车停稳信息后，获取列车的车头与站台信标之间的位置关系；若位置关系为列车的车头离站台信标的距离大于设定距离，则向列车自动驾驶系统发送列车欠标信息；接收列车自动驾驶系统发送的开始向前跳跃指令。

11、根据本发明提供的一种列车对标方法，在直至列车停止移动之后，方法还包括：接收列车发送的列车停稳信息；基于列车停稳信息，获取列车的车头与站台信标之间的位置关系；将位置关系发送至列车自动驾驶系统，以供列车自动驾驶系统确定是否再次进行对标。

12、本发明还提供一种列车对标方法，应用于列车自动驾驶系统，包括：向列车智能探测系统发送开始跳跃指令；其中，开始跳跃指令用于触发列车智能探测系统基于前一时间周期的输入数据集、前一时间周期的第一列车状态向量和前一时间周期的第一列车控制率向量，确定列车在当前时间周期的第二列车状态向量；输入数据集用于表征列车相对于目标停车窗的位置及列车所处轨道的信息，第一列车状态向量用于表征列车在对标过程中的对标状态，对标状态包括牵引状态或者惰行状态或者制动状态，第一列车控制率向量用于表征列车在对标过程中所需的控制动力的大小；将第二列车状态向量转换为列车在当前时间周期的当前动力等级，并基于当前时间周期的输入数据集确定当前动力指令；将当前动力等级和当前动力指令发送至列车自动驾驶系统；基于当前动力等级和最优运动变量，确定列车在当前时间周期的第二列车控制率向量，将当前时间周期作为前一时间周期，以更新当前动力等级和当前动力指令，直至列车停止移动；最优运动变量是基于列车的标准动力等级确定的，标准动力等级是基于当前时间周期的输入数据集确定的；基于当前动力等级和当前动力指令控制列车向目标停车窗的位置移动，直至列车停止移动。

13、本发明还提供一种列车对标系统，包括列车智能探测系统和列车自动驾驶系统，其中：列车智能探测系统，用于响应于列车自动驾驶系统发送的开始跳跃指令，基于前一时间周期的输入数据集、前一时间周期的第一列车状态向量和前一时间周期的第一列车控制率向量，确定列车在当前时间周期的第二列车状态向量，输入数据集表征列车相对于目标停车窗的位置及列车所处轨道的信息，第一列车控制率向量用于表征列车在对标过程中的对标状态，所述对标状态包括牵引状态或者惰行状态或者制动状态，第一列车控制率向量用于表征列车在对标过程中所需的控制动力的大小；将第二列车状态向量转换为列车在当前周期的当前动力等级，并基于当前时间周期的输入数据集确定当前动力指令；将当前动力等级和当前动力指令发送至列车自动驾驶系统；列车自动驾驶系统，用于基于当前动力等级和当前动力指令控制列车向目标停车窗的位置移动；列车智能探测系统，还用于基于当前动力等级和最优运动变量，确定列车在当前时间周期的第二列车控制率向量，将当前时间周期作为前一时间周期，以更新当前动力等级和当前动力指令，直至列车停止移动，最优运动变量是基于列车的标准动力等级确定的，标准动力等级是基于当前时间周期的输入数据集确定的。

14、根据本发明提供的一种列车对标系统，还包括列车自动防护系统，其中：列车智能探测系统，用于接收列车自动驾驶系统发送的列车停稳信息后，获取列车的车头与站台信标之间的位置关系；若位置关系为列车的车头超过站台信标，则向列车自动驾驶系统发送列车过标信息；接收列车自动驾驶系统发送的开始向后跳跃指令；列车自动驾驶系统，用于接收列车过标信息后，向列车自动防护系统发送向后跳跃申请；列车自动防护系统，用于接收向后跳跃申请后，向列车自动驾驶系统发送允许向后跳跃指令；列车自动驾驶系统，还用于接收允许向后跳跃指令后，向列车智能探测系统发送开始向后跳跃指令。

15、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如上述任一种列车对标方法。

16、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种列车对标方法。

17、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种列车对标方法。

18、本发明提供的列车对标方法、系统、电子设备、存储介质及程序产品，通过响应于列车自动驾驶系统发送的开始跳跃指令，基于前一时间周期的输入数据集、前一时间周期的第一列车状态向量和前一时间周期的第一列车控制率向量，确定列车在当前时间周期的第二列车状态向量；输入数据集用于表征列车相对于目标停车窗的位置及列车所处轨道的信息，第一列车状态向量用于表征列车在对标过程中的对标状态，对标状态包括牵引状态或者惰行状态或者制动状态，第一列车控制率向量用于表征列车在对标过程中所需的控制动力的大小；将第二列车状态向量转换为列车在当前时间周期的当前动力等级，并基于当前时间周期的输入数据集确定当前动力指令，将当前动力等级和当前动力指令发送至列车自动驾驶系统，以供列车自动驾驶系统基于当前动力等级和当前动力指令控制列车向目标停车窗的位置移动；基于当前动力等级和最优运动变量，确定列车在当前时间周期的第二列车控制率向量，将当前时间周期作为前一时间周期，以更新当前动力等级和当前动力指令，直至列车停止移动，最优运动变量是基于列车的标准动力等级确定的，标准动力等级是基于当前时间周期的输入数据集确定的。本发明通过周期更新列车的输入数据集，实现了对列车的精准定位和测距。根据前一时间周期的输入数据集、第一列车状态向量和第一列车控制率向量确定第二列车状态向量，实现了基于有限时间最优解耦控制策略，最大程度的减少了变量之间的相互作用影响，提高了确定第二列车状态向量的准确性。通过周期确定第二列车状态向量，提高了确定当前动力等级的准确性，有利于提高列车对标的精度和效率。