[发明专利]一种电力机车智能驾驶系统

权利要求书

1.一种电力机车智能驾驶系统，其特征在于，包括数据处理模块、存储模块、站点停留计时模块、数据采集模块、速度控制模块，所述存储模块、站点停留计时模块、数据采集模块和速度控制模块均与数据处理模块通信连接；

所述站点停留计时模块用于统计电力机车在每站停留的时间，所述速度控制模块用于控制电力机车的加速和减速，并预设有离站加速度a和进站加速度b，所述存储模块存储有各站点信息、对应各站点的标准进离站时刻、标准停留时间y₀和对应各路段的预设最高速度V_m；

所述数据采集模块包括测速单元和定位单元，其中，所述测速单元用于检测电力机车的实时速度，所述定位单元用于确定客货运列车的位置；

所述数据处理模块获取数据采集模块采集到的数据，分析计算得出机车速度控制的策略，并通过速度控制模块进行调速；

所述数据处理模块的处理步骤如下：

步骤一、通过实时获取测速单元和定位单元的数据，当实时速度为0，且实时位置与站点信息匹配，则数据处理模块将客货运列车标记为已停靠，此时数据处理模块控制站点停留计时模块记录进站时刻；

步骤二、当机车实时速度不为0，且实时位置与站点信息不匹配时，则数据处理模块将客货运列车标记为已离站，此时控制站点停留计时模块记录离站时刻，记录站点信息、实际进离站时刻和实际停留时长作为停留记录文件；

步骤三、在机车离站时，定位单元进行定位，根据定位单元采集的数据，获取前方路段的预设最高速度V_m，数据处理模块再根据实际离站时刻和前方站点的标准进站时刻以及站点信息，计算得到该站点与下一站点的路程D、标准耗时T₀和机车以预设最高速度V_m运行的匀速行驶时长t₀，进而可算出到达下一站点的最短时长T，再将T₀和T进行比较，若T₀T，则标注为正点，若T₀T，则标注为晚点；

步骤四、标注为晚点后，数据处理模块对速度控制模块发出指令，控制机车以离站加速度a对机车进行加速，同时测速单元进行实时监测，直至速度达到预设最高速度V_m后停止加速，以预设最高速度V_m匀速行驶，经过时长t₀后，数据处理模块对速度控制模块发出指令，并以进站加速度b对机车进行减速，直至减速至0完成进站停靠；

步骤五、标注为正点后，数据处理模块计算出达标行驶速度V₁和机车以达标行驶速度V₁运行的匀速行驶时长t₁，对速度控制模块发出指令，控制机车以离站加速度a对机车进行加速，同时测速单元进行实时监测，直至速度达到V₁后停止加速，以最高速度V₁匀速行驶，行驶时长t₁后，控制机车以进站加速度b对机车进行减速，直至减速至0完成进站停靠；

所述数据采集模块还包括上下车计数单元，所述上下车计数单元用于统计每站上下车的人数，机车进站后，数据处理模块控制启动上下车计数单元，记录机车停靠该站点时各客车车厢的上下车人数，每上一个人，客车车厢的人数加一，每下一个人，客车车厢的人数减一，并统计出各客车车厢内的人数以及总上下车人数，当客车车厢人数超过客车车厢的设计容纳人数时，将客车车厢标记为满载，当客车车厢人数小于设计容纳人数的40％时，则将客车车厢标记为空载；

所述数据处理模块还电连接有通信模块和人员分布调度模块，所述人员分布调度模块用于将乘客从人员密集区引流至人员稀疏区，所述通信模块无线通信连接有云计算模块，所述数据处理模块将停留记录文件与对应的总上下车人数上传至云计算模块内存储，并与对应的到站时刻关联，所述云计算模块用于预测前方站点的总上下车人数，并根据预测的机车是否晚点和总上下车人数判断是否需要进行人员调度；

所述云计算模块的执行步骤如下：

S1、筛选出站点同一到站时刻对应的所有停留记录文件与总上下车人数，以总上下车人数为x，实际停留时间为y，建立特征向量k(x，y)，进而获得数组X＝{x₁，x₂，x₃，……，x_n}以及数组Y＝{y₁，y₂，y₃，……，y_n}，对数组X和数组Y进行数据拟合，得到拟合曲线方程F(x)；

S2、机车在被标注为正点后，所述数据处理模块通过通信模块向云计算模块发送预测前方站点的总上下车人数的指令，云计算模块获取前方站点的站点信息，筛选出前方站点该到站时刻的总上下车人数以及实际停留时间的历史数据，计算出该到站时刻总上下车人数的平均值，作为前方站点的预计上下车人数，并将预计上下车人数代入S1中得到的拟合曲线方程F(x)，计算出预计停留时间y’，将预计停留时间y’与标准停留时间y₀进行比较，若y’y₀,则不进行人员调度，若y’y₀,则通知数据处理模块通过人员分布调度模块对人员进行调度；

S3、机车在被标注为晚点后，通知数据处理模块通过人员分布调度模块对人员进行调度；

所述人员分布调度模块获取标记为满载的客车车厢号和标记为空载的客车车厢号，向前方站点发出推送消息，将满载的客车车厢号和空载的客车车厢号推送至候车区的屏幕上，并通过语音提醒候车人员移动至对应空载的客车车厢号的候车区排队等待。