1.一种虚拟连挂高速列车在通信故障下的控制方法,所述虚拟连挂高速列车由多个单列车组成,虚拟连挂高速列车的各个单列车之间建立虚拟连挂的控制模式行驶,将行驶在最前面的单列车记为首车,将行驶在所述首车之后的单列车记为追踪车,其特征在于:单个所述单列车上设置有车载控制系统,所述车载控制系统包括车载控制模块(1)、车载ATO模块(2)、定位模块(3)、车车通信模块(4)和车地通信模块(5);所述车载ATO模块(2)、定位模块(3)、车车通信模块(4)和车地通信模块(5)四者均与所述车载控制模块(1)连接;所述控制方法还包括地面列控中心,所述地面列控中心包括地面控制模块(6)和地面通信模块(7);所述地面控制模块(6)与所述地面通信模块(7)连接;各个单列车的所述车车通信模块(4)相互无线通信连接,各个单列车的车地通信模块(5)均与所述地面通信模块(7)无线通信连接;
所述控制方法包括:
虚拟连挂高速列车在行驶过程中,当其中一个单列车的车车通信模块(4)出现通信故障时,按以下步骤进行控制:
将车车通信模块(4)出现通信故障的单列车记为故障车;
一)所述故障车的车载控制模块(1)生成通信故障信息,然后故障车的车载控制模块(1)将生成的通信故障信息通过对应的车地通信模块(5)发送给所述地面通信模块(7),然后地面通信模块(7)将收到的通信故障信息发送给地面控制模块(6);
二)地面控制模块(6)收到通信故障信息后生成紧急制动指令,然后地面控制模块(6)将生成的紧急制动指令按时间间隔t依次序逐个发送给各个单列车的车地通信模块(5);所述次序为从位列最后的追踪车到首车的顺序;所述时间间隔t为设定值;
各个单列车的车地通信模块(5)收到紧急制动指令后,均按以下方式控制:单个单列车的车地通信模块(5)将收到的紧急制动指令发送给对应的车载控制模块(1),车载控制模块(1)将收到的紧急制动指令发送给对应的车载ATO模块(2),车载ATO模块(2)控制对应的单列车制动停车直到完全停稳,然后车载控制模块(1)从所述定位模块(3)获取当前的位置信息,然后车载控制模块(1)生成停车信息,然后车载控制模块(1)将生成的停车信息通过车地通信模块(5)发送给所述地面通信模块(7);所述停车信息包括单列车当前的位置信息和停车完毕信息;
三)地面通信模块(7)每收到一个停车信息即将收到的停车信息传送给地面控制模块(6),当地面控制模块(6)收到全部单列车的停车信息后即生成硬连挂指令,然后地面控制模块(6)将生成的硬连挂指令和所述故障车当前的位置信息数据发送给所述故障车的相邻前车或相邻后车的车地通信模块(5);
将收到硬连挂指令的单列车记为牵引车;所述相邻前车为与单列车相邻的前方的单列车,所述相邻后车为与单列车相邻的后方的单列车;
四)所述牵引车的车地通信模块(5)将收到的硬连挂指令和故障车当前的位置信息数据传输给对应的车载控制模块(1),然后车载控制模块(1)将对应牵引车当前的位置信息数据和收到的故障车当前的位置信息数据传输给对应的车载ATO模块(2),然后牵引车的车载ATO模块(2)根据自身当前的位置信息和故障车当前的位置信息控制所述牵引车向故障车行驶,直到牵引车的全自动挂钩与故障车的全自动挂钩碰撞并连接;将牵引车与故障车通过硬连挂形成的新的单列车记为组合单列车,将牵引车的车载控制系统作为所述组合单列车的车载控制系统;
五)地面列控中心控制组合单列车和其他单列车重新建立虚拟连挂的控制模式继续运行。
2.如权利要求1所述的虚拟连挂高速列车在通信故障下的控制方法,其特征在于:所述步骤四)中,牵引车的车载ATO模块(2)按以下方式控制牵引车向故障车行驶:
1)牵引车的车载ATO模块(2)根据牵引车的位置信息和故障车的位置信息计算获取牵引车与故障车的间隔距离△S;
2)牵引车的车载ATO模块(2)控制牵引车向故障车的方向启动并加速行驶,使牵引车在△S1的距离内速度达到V1,然后控制牵引车在△S2的距离内以V1的速度匀速行驶,然后车载ATO模块(2)控制牵引车制动减速,使牵引车在△S3的距离内速度达到V2,然后车载ATO模块(2)控制牵引车在△S4的距离内匀速行驶;其中,V2
3.如权利要求1所述的虚拟连挂高速列车在通信故障下的控制方法,其特征在于:所述步骤五)中,所述虚拟连挂的控制模式中各个追踪车均按以下方式控制调整运行:虚拟连挂高速列车的各个所述单列车均通过各自的车车通信模块(4)相互实时共享各自的定位信息;对于单个追踪车来说,对应的车载控制模块(1)根据公式一获取当前时刻k下对应追踪车与相邻前车的追踪间距裕量S裕;根据公式二获取当前时刻k与前一时刻k‑1对应追踪车与相邻前车的间距变化量e;然后根据模糊推理表,采用模糊推理计算出对应追踪车当前的调整加速度a’,然后追踪车的所述车载控制模块(1)根据得到的调整加速度a’控制并调整对应的追踪车行驶;
所述公式一为:
S裕=dk‑Smin
其中,dk为当前时刻k下对应追踪车的车头与相邻前车的车头的实际间距;所述Smin为规定的两个单列车的车头之间的最小间距;
所述公式二为:
e=dk‑dk‑1
其中,dk‑1为前一时刻k‑1下对应追踪车的车头与相邻前车的车头的实际距离;
所述模糊推理表为:
{FB,FM,FS,KO,QS,QM,QB}为所述间距变化量e的模糊论域,其中,FB表示负大,FM表示负中,FS表示负小,KO表示零,QS表示正小,QM表示正中,QB表示正大;
{HO,LS,LM,LB}为所述追踪间距裕量S裕的模糊论域,其中,HO表示零,LS表示正小,LM表示正中,LB表示正大;
{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}为所述调整加速度a’的模糊论域,其中,NB表示负大,NM表示负中,NS表示负小,ZO表示零,PS表示正小,PM表示正中,PB表示正大。