[发明专利]一种货运列车及其速度跟踪方法与系统

权利要求书

1.一种货运列车速度跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集并获取列车的路况信息、实时运行速度、实时位置以及运行环境信息；

将所述实时运行速度与预设速度曲线上的预设速度进行对比，得到速度误差和速度误差变化率，并根据所述速度误差和速度误差变化率控制列车按照预设速度曲线运行；

根据路况信息以及实时位置选择以单质点模型或多质点模型作为控制对象；

对所述速度误差、速度误差变化率进行模糊化处理，得到模糊输入量，基于所述运行环境信息和控制对象选择结果，根据设置的模糊控制规则对所述模糊输入量进行模糊推理，得到对应的模糊值；对所述模糊值进行解模糊处理，得到列车的牵引力/制动力调整值；

根据牵引力/制动力调整值调整列车的运行，实现列车实时运行速度跟踪预设速度曲线。

2.如权利要求1所述的货运列车速度跟踪方法，其特征在于，当列车处于平直段或列车整体处于坡度不变的上坡/下坡路段时，以单质点模型作为控制对象；

当列车的部分车厢处于坡度不变的上坡/下坡路段或列车整体处于坡度变化的上坡/下坡路段或列车处于弯道时，以多质点模型作为控制对象。

3.如权利要求1所述的货运列车速度跟踪方法，其特征在于，所述速度误差对应的模糊输入量为{NB，NS，ZN，ZE，ZP，PS，PB}7个模糊子集；所述速度误差变化率对应的模糊输入量为{NB，NS，ZE，PS，PB}5个模糊子集；所述模糊值包括制动力对应的模糊值和牵引力对应的模糊值，制动力对应的模糊值为{Z7，Z6，Z5，Z4，Z3，Z2，Z1，Z0}8个模糊子集，牵引力对应的模糊值为{Q1，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6，Q7}7个模糊子集；

其中，NB表示负大，NS表示负小，ZN表示负较小，ZE表示零，ZP表示正较小，PS表示正小，PB表示正大，Z7～Z1分别表示制动力由小到大的7个等级，Q1～Q7分别表示牵引力由小到大的7个等级，Z0为惰行模式，即制动力为0。

4.如权利要求1所述的货运列车速度跟踪方法，其特征在于，所述模糊控制规则包括基于单质点模型晴天状况下的模糊控制规则、基于多质点模型晴天状况下的模糊控制规则、基于单质点模型雨天状况下的模糊控制规则、基于多质点模型雨天状况下的模糊控制规则、基于单质点模型雾天状况下的模糊控制规则、基于多质点模型雾天状况下的模糊控制规则、基于单质点模型冰雪状况下的模糊控制规则、基于多质点模型冰雪状况下的模糊控制规则。

5.如权利要求1～4中任一项所述的货运列车速度跟踪方法，其特征在于，还包括：根据路况信息以及实时位置判断列车运行前方是否发生紧急状况；

当发生紧急状况时，获取列车与紧急状况发生点的实时距离；

对所述实时运行速度、实时距离进行模糊化处理，得到模糊输入量，根据设置的紧急模糊控制规则对所述模糊输入量进行模糊推理，得到对应的模糊值；对所述模糊值进行解模糊处理，得到列车的制动力调整值；

根据所述制动力调整值调整列车的运行，使列车在到达紧急状况发生点之前平缓停车。

6.如权利要求5所述的货运列车速度跟踪方法，其特征在于，所述实时运行速度对应的模糊输入量为{V1，V2，V3，V4，V5}5个模糊子集；所述实时距离对应的模糊输入量为{N，QN，M，QF，F}5个模糊子集；所述模糊值为制动力对应的模糊值，制动力对应的模糊值为{Z7，Z6，Z5，Z4，Z3，Z2，Z1，Z0}8个模糊子集；

其中，V1表示小，V2表示较小，V3表示中，V4表示较大，V5表示大，N表示近，QN表示较近，M表示中，QF表示较远，F表示远，Z7～Z1分别表示制动力由小到大的7个等级，Z0为惰行模式，即制动力为0。

7.如权利要求6所述的货运列车速度跟踪方法，其特征在于，所述紧急模糊控制规则如表1所示：

表1.紧急模糊控制规则

其中V_s表示实时运行速度，S表示实时距离。