一种虚拟联挂系统设置联挂区域的方法及装置与流程

1.本发明主要涉及到轨道交通技术领域，特指一种虚拟联挂系统设置联挂区域的方法及装置。

背景技术：

2.近年来城市轨道交通发展迅速，线网规模不断扩大。但是，当前大部分城市轨道交通运输系统仍然采用基于通信的列车自动控制系统(cbtc)的移动闭塞固定编组列车运行方式，无法解决高峰期运力紧张、低峰期运力浪费、灵活性不足等问题。例如，面对早晚高峰潮汐客流情况，列车存在运能浪费或者不足的问题；面对轨道交通运输需求日益增长，现有轨道交通网络运力接近饱和的问题；车辆作为大运量交通运输载体，其性能和组织模式是否达到最优运输效率的问题。
3.因此，为了满足不同时段运力需求，进一步提高运营效率，下一代列控系统提出了虚拟联挂的概念。即根据城市轨道交通在不同区段、时段下的客流特征，在保证较高列车服务频率的条件下，通过灵活改变列车编组长度来实现客流需求和运力最佳协同的运输组织技术。这就成为了轨道交通领域研究的热点。
4.虚拟联挂是指若干主动力车不直接接触，动态保持最小安全距离，形成“虚拟列车”，并且按照一列列车的方式进行运行。各自主动力车可以在行进过程中自由联挂和解编，从而大幅提高编队效率。
5.虚拟联挂技术中最为重要的一环就是虚拟联挂编队的建立，就是将各自独立运行的列车动态联挂起来，从而形成编队，进行后续协同控制。在这其中，如何确保列车在虚拟联挂建立过程中的成功率，如何确保列车在虚拟联挂建立过程中安全性和稳定性，均成为本领域亟待解决的技术难题及热点。

技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、智能化程度高、能够提高联挂成功率和稳定性的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法及装置。
7.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
8.一种虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其包括：
9.轨道交通列车的动态联挂，令两列自主运行的列车不直接接触，在列车同时运行过程中，通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认过程，完成虚拟联挂编队的联挂动作；
10.轨道交通列车静态联挂，令需要被联挂的列车或者列车编队停止停靠在站台区域，申请联挂的列车根据相对制动距离模型，缓慢靠近静止的列车或者编队，通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认过程中，申请联挂的列车虚拟联挂至编队的联挂动作。
11.作为本发明方法的进一步改进：所述轨道交通列车的动态联挂流程包括：
12.确认动态联挂的状态；
13.根据动态联挂的状态计算区间长度；
14.依据区间长度计算联挂区域；所述联挂区域为申请联挂列车和被申请列车或编队以绝对制动距离模型追踪，间隔至少一个绝对制动距离时，从申请联挂列车发出联挂申请，至该列车完全联挂至列车编队后，被申请列车或编队所走行的区域加至少一个绝对制动距离及车长；
15.在得到的联挂区域内通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认过程，完成虚拟联挂编队的联挂动作。
16.作为本发明方法的进一步改进：所述轨道交通列车动态联挂的状态包括以下两种：
17.(a)申请联挂列车和被申请列车或编队均已独立运行在区间，即联挂区域设置在站间中间区间的情况；
18.(b)被申请列车或编队刚刚出站，申请列车间隔s秒后立即出站追赶，即联挂区域设置在车站出站区间的情况。
19.作为本发明方法的进一步改进：当确认动态联挂的状态为(a)时，流程为：
20.申请联挂列车和被申请列车或编队均独立运行在站间区间；
21.被申请列车或编队速度为v1，申请联挂列车速度为v2，令v1《v2；
22.申请联挂列车距离被申请列车或编队至少一个绝对制动距离，申请联挂列车发送联挂申请；
23.申请联挂列车高速追赶至理想位置后，降速至v1；
24.申请联挂列车与被申请列车或编队速度趋同且保持相对制动安全间距；
25.完成虚拟动态联挂。
26.作为本发明方法的进一步改进：当确认动态联挂的状态为(a)时，联挂区域长度通过下式得到：
27.s＝s_abd+s_pd+s_margin+s_len；
28.s_pd＝v1*(t_jx+t_yx)；
29.t_jx＝(v2-v1)/aj；
30.t_yx＝(s_abd+v1*t_jx-(v2*v2-v1*v1)/2aj-s_safe)/(v2-v1)；
31.aj＝(ρmb-r(v1，f，r))/ρm
32.其中：s为联挂区域的长度；s_abd为申请联挂列车和被申请列车或编队之间的绝对制动距离,按照绝对制动距离模型计算；s_pd为被申请列车或编队在申请联挂列车追赶至速度趋同过程中的走行距离；s_len为列车长度；s_margin为安全裕量；t_jx为申请联挂列车高速追赶后，从v2速度降速至v1速度的时间；t_yx为申请联挂列车保持原有速度v2追赶被申请列车或编队至理想位置的时间；s_safe为申请联挂列车和被申请列车或编队进行联挂时的相对制动距离，按照相对制动距离模型计算；aj为考虑了列车质量、列车旋转质量系数、制动力、坡度、曲率半径、阻力等因素后，列车可获得的加速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，b为列车制动力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r。
33.作为本发明方法的进一步改进：当确认动态联挂的状态为(b)时，流程为：
34.被申请列车或编队按照计划出站，加速至v1后匀速运行，等待后续联挂列车；
35.申请联挂列车在站台间隔t秒后出站，加速至v2追赶被申请列车或编队；
36.申请联挂列车追赶至理想位置后，开始降速至v1；
37.申请联挂列车与被申请列车或编队速度趋同且保持相对制动安全间距；
38.完成虚拟联挂。
39.作为本发明方法的进一步改进：当确认动态联挂的状态为(b)时，联挂区域长度通过下式得到：
40.s＝s_wait+s_pd+s_len+s_margin
41.s_wait＝0.5*aq*(v1/aq)*(v1/aq)+v1*(t-v1/aq)+v1*(v2/aq)；
42.s_pd＝v1*(t_jx+t_yx)；
43.t_jx＝(v2-v1)/aj；
44.t_yx＝(s_wait-s_len-0.5*aq*(v2/aq)*(v2/aq)-(v2*v2-v1*v1)/2aj-s_sa fe)/(v2-v1)；
45.aj＝(ρmb-r(v1，f，r))/ρm
46.aq＝(q(v1)-r(v1，f，r))/ρm
47.其中：s为联挂区域的长度；s_wait为被申请列车或编队出站运行至v1，以及匀速运行等待申请联挂列车加速至v2时的走行距离；s_len为列车长度；s_margin为安全裕量；s_pd为被申请列车或编队在申请联挂列车追赶至速度趋同过程中的走行距离；t为被申请列车或编队出站、间隔t秒后，申请联挂列车发车的间隔时间；t_jx为申请联挂列车高速追赶后，从v2速度降速至v1速度的时间；t_yx为申请联挂列车保持原有速度v2追赶被申请列车或编队至理想位置的时间；s_safe为申请联挂列车和被申请列车或编队进行联挂时的相对制动距离，按照相对制动距离模型计算；aq为考虑了列车质量、列车旋转质量系统、牵引力、坡度、曲率半径、阻力因素后，列车可获得的加速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，q为列车牵引力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r；aj为考虑了列车质量，列车旋转质量系数、制动力、坡度、曲率半径、阻力因素后，列车可获得的减速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，b为列车制动力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r
。
48.作为本发明方法的进一步改进：当确认动态联挂的状态为(b)时，流程为：
49.被申请列车或编队按照计划出站，加速至v1后匀速运行，等待后续联挂列车；
50.申请联挂列车在站台间隔t秒后出站，加速至v2去追赶被申请列车或编队；
51.计算此时两车的最优速度v_best；
52.两车匀速运行至理想位置，被申请列车或编队加速运行至v_best，同时申请联挂列车也降速至v_best；
53.申请联挂列车与被申请列车或编队速度趋同且保持相对制动安全间距；
54.完成虚拟联挂。
55.作为本发明方法的进一步改进：当确认动态联挂的状态为(b)时，联挂区域长度通过下式得到：
56.s＝s_wait+s_m+s_yx+s_margin+s_len；
57.s_wait＝0.5*aq*(v1/aq)*(v1/aq)+v1*(t-v1/aq)+v1*(v2/aq)；
58.v_best＝(v1+v2)/2；
59.s_m＝(v1*v1+v2*v2-2*v_best*v_best)/2aj；
60.s_yx＝((s_wait-s_len-0.5*aq*(v2/aq)*(v2/aq)-s_safe-s_m)/(v2-v1))*v1；
61.aj＝(ρmb-r(v1，f，r))/ρm
62.aq＝(q(v1)-r(v1，f，r))/ρm
63.其中：s为联挂区域的长度；s_wait为被申请列车或编队出站运行至v1，以及匀速运行等待申请联挂列车加速至v2时的走行距离；s_len为列车长度；s_margin为安全裕量；v_best为被申请列车或编队速度为v1和申请联挂列车速度为v2时，两车的优化速度；t为被申请列车或编队出站、间隔t秒后，申请联挂列车发车的间隔时间；s_m为被申请列车或编队和申请联挂列车在距离m时，同时加速或者降速，使得两车速度趋同至v_best时，列车的走行距离；s_yx为被申请列车或编队和申请联挂列车匀速运行至理想位置时，列车的走行距离；s_safe为申请联挂列车和被申请列车或编队进行联挂时的相对制动距离，按照相对制动距离模型计算；aq为考虑了列车质量、列车旋转质量系统、牵引力、坡度、曲率半径、阻力因素后，列车获得的加速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，q为列车牵引力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r；aj为考虑了列车质量，列车旋转质量系数、制动力、坡度、曲率半径、阻力因素后，列车可获得的减速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，b为列车制动力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r。
64.作为本发明方法的进一步改进：所述轨道交通列车的静态联挂流程包括：
65.确认静态联挂的状态；
66.设置在站台区域为联挂区域；
67.在得到的联挂区域内通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认过程，完成虚拟联挂编队的联挂动作。
68.作为本发明方法的进一步改进：所述静态联挂时联挂区域通过下式得到：
69.s＝s_safe+s_margin+2*s_len；
70.其中：s为联挂区域的长度；s_safe为申请联挂列车低速靠近静止的被联挂列车或编队所需的相对制动距离，按照相对制动距离模型计算；s_margin为安全裕量；s_len为列车长度。
71.本发明进一步提供一种虚拟联挂系统设置联挂区域的装置，其包括：
72.线路数据模块，用于读取及存储线路数据信息；
73.列车数据模块，用于读取及存储列车特性数据信息；
74.逻辑计算模块，用于根据联挂区域设计算法进行不同情况下联挂区域长度；
75.结果输出模块，用于显示计算结果及推荐策略。
76.本发明的该装置主要用来实施上述方法。
77.与现有技术相比，本发明的优点就在于：
78.1、本发明的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法及装置，原理简单、智能化程度高，为能够实现提高轨道交通列车虚拟联挂成功率的策略，其充分利用了轨道交通列车采集的有效信息和线路运行信息，给出了一种虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，建立了联挂区域选择长度模型。
79.2、本发明的的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法及装置，明确给出了不同装下的
联挂区域定义，说明仅在联挂区域内的列车方可进行联挂，非联挂区域的列车不能进行联挂，从而确保了列车联挂的计划性、稳定性和成功率。
80.3、本发明的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法及装置，针对静态联挂场景，创建了静态联挂区域计算模型；针对动态联挂场景，分别创建了区间联挂区域计算模型和出站后立即联挂区域计算模型；在均衡联挂区域长度和线路旅行速度问题解决过程中，创建了最优速度联挂区域计算模型。
附图说明
81.图1是本发明装置的组成示意图。
82.图2是本发明在具体应用实例中联挂区域通用模型的原理示意图。
具体实施方式
83.以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
84.如图1所示，本发明的一种虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，主要适用于轨道交通列车，其包括动态联挂和静态联挂两种方式，本发明的方法包括：
85.轨道交通列车的动态联挂，令指两列自主运行的列车(或单列列车与既有的联挂编队)不直接接触，在列车同时运行过程中，通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认等过程，完成虚拟联挂编队的联挂动作，简称“动态联挂”。
86.轨道交通列车静态联挂，令需要被联挂的列车或者列车编队停止停靠在站台区域，申请联挂的列车根据相对制动距离模型，逐步慢慢靠近静止的列车或者编队，通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认等过程中，申请联挂的列车虚拟联挂至编队的联挂动作，简称“静态联挂”。
87.在具体应用实例中，所述轨道交通列车的动态联挂流程包括：
88.确认动态联挂的状态；
89.根据动态联挂的状态计算区间长度；因为轨道交通列车动态联挂发生在站间区间，并且对区间长度有特殊要求；
90.依据区间长度计算联挂区域；所述联挂区域为申请联挂列车和被申请列车或编队以绝对制动距离模型追踪，间隔至少一个绝对制动距离时，从申请联挂列车发出联挂申请，至该列车完全联挂至列车编队后，被申请列车或编队所走行的区域加至少一个绝对制动距离及车长；
91.在得到的联挂区域内通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认过程，完成虚拟联挂编队的联挂动作。
92.在具体应用实例中，本发明给出一个联挂区域的通用模型，如图2所示
，
图中：
93.s＝s_abd+s_pd+s_margin+s_len
94.其中：s为联挂区域的长度；s_abd为申请联挂列车和被申请列车(或编队)之间的绝对制动距离；s_pd为申请联挂列车高速追赶并且速度趋同列车编队时，被申请列车(或编队)的走行距离；s_len为列车长度；s_margin为安全裕量。
95.在具体应用实例中，轨道交通列车动态联挂的状态包括：
96.(a)申请联挂列车和被申请列车(或编队)均已独立运行在区间，即联挂区域设置
fe)/(v2-v1)；
125.aj＝(ρmb-r(v1，f，r))/ρm
126.aq＝(q(v1)-r(v1，f，r))/ρm
127.其中：s为联挂区域的长度；s_wait为被申请列车(或编队)出站运行至v1，以及匀速运行等待申请联挂列车加速至v2时的走行距离；s_len为列车长度；s_margin为安全裕量，通常取30％；s_pd为被申请列车(或编队)在申请联挂列车追赶至速度趋同过程中的走行距离；t为被申请列车(或编队)出站、间隔t秒后，申请联挂列车发车的间隔时间；t_jx为申请联挂列车高速追赶后，从v2速度降速至v1速度的时间；t_yx为申请联挂列车保持原有速度v2追赶被申请列车(或编队)至理想位置的时间；s_safe为申请联挂列车和被申请列车(或编队)可以进行联挂时的相对制动距离，按照相对制动距离模型计算；aq为考虑了列车质量、列车旋转质量系统、牵引力、坡度、曲率半径、阻力等因素后，列车可获得的加速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，q为列车牵引力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r。aj为考虑了列车质量，列车旋转质量系数、制动力、坡度、曲率半径、阻力等因素后，列车可获得的减速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，b为列车制动力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r
。
128.在上述过程中，被申请列车(或编队)以v1低速匀速运行等待申请联挂列车的情况，不利于线路运营效能，会降低列车旅行速度，因此，提出另外一种优化后的旅速方案。
129.当确认动态联挂的状态为(b)时，流程为：
130.被申请列车或编队按照计划出站，加速至v1后匀速运行，等待后续联挂列车；
131.申请联挂列车在站台间隔t秒后出站，加速至v2去追赶被申请列车或编队；
132.计算此时两车的最优速度v_best；
133.两车匀速运行至理想位置，被申请列车或编队加速运行至v_best，同时申请联挂列车也降速至v_best；
134.申请联挂列车与被申请列车或编队速度趋同且保持相对制动安全间距；
135.完成虚拟联挂。
136.则该情况下，联挂区域长度计算公式如下：
137.s＝s_wait+s_m+s_yx+s_margin+s_len；
138.s_wait＝0.5*aq*(v1/aq)*(v1/aq)+v1*(t-v1/aq)+v1*(v2/aq)；
139.v_best＝(v1+v2)/2；
140.s_m＝(v1*v1+v2*v2-2*v_best*v_best)/2aj；
141.s_yx＝((s_wait-s_len-0.5*aq*(v2/aq)*(v2/aq)-s_safe-s_m)/(v2-v1))*v1；
142.aj＝(ρmb-r(v1，f，r))/ρm
143.aq＝(q(v1)-r(v1，f，r))/ρm
144.其中：s为联挂区域的长度；s_wait为被申请列车(或编队)出站运行至v1，以及匀速运行等待申请联挂列车加速至v2时的走行距离；s_len为列车长度；s_margin为安全裕量，通常取30％；v_best为被申请列车(或编队)速度为v1和申请联挂列车速度为v2时，两车的优化速度；t为被申请列车(或编队)出站、间隔t秒后，申请联挂列车发车的间隔时间；s_m为被申请列车(或编队)和申请联挂列车在距离m时，同时加速或者降速，使得两车速度趋同至v_best时，列车的走行距离；s_yx为被申请列车(或编队)和申请联挂列车匀速运行至理
想位置时，列车的走行距离；s_safe为申请联挂列车和被申请列车(或编队)可以进行联挂时的相对制动距离，按照相对制动距离模型计算；aq为考虑了列车质量、列车旋转质量系统、牵引力、坡度、曲率半径、阻力等因素后，列车可获得的加速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，q为列车牵引力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r。aj为考虑了列车质量，列车旋转质量系数、制动力、坡度、曲率半径、阻力等因素后，列车可获得的减速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，b为列车制动力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r。
145.在具体应用实例中，所述轨道交通列车的静态联挂流程包括：
146.确认静态联挂的状态；
147.设置在站台区域为联挂区域；
148.在得到的联挂区域内通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认过程，完成虚拟联挂编队的联挂动作。
149.在具体应用实例中，所述静态联挂下联挂区域通常设置在站台区域，计算公式如下：
150.s＝s_safe+s_margin+2*s_len；
151.其中：s为联挂区域的长度；s_safe为申请联挂列车低速靠近静止的被联挂列车(或编队)所需的相对制动距离，按照相对制动距离模型计算；s_margin为安全裕量，通常取30％；s_len为列车长度。
152.结合图1所示，本发明进一步提供一种虚拟联挂系统设置联挂区域的装置，其包括：
153.线路数据模块，用于读取及存储线路数据信息；所述线路数据信息包括但不仅限于线路坡度、曲率、站台信息、目标区间信息等；
154.列车数据模块，用于读取及存储列车特性数据信息；所述列车特性数据信息包括但不仅限于列车长度、重量、旋转质量系数、制动力、牵引力、速度、加速度等；
155.逻辑计算模块，用于根据联挂区域设计算法进行特定情况下联挂区域长度；
156.结果输出模块，用于显示计算结果及推荐策略。
157.本发明的该装置用来实施本发明的上述方法。
158.采用本发明的上述虚拟联挂系统设置联挂区域的方法及装置之后：
159.1、本发明在轨道交通线路中提出联挂区域差异的状态定义及为每个状态进行了流程设计，该定义为系统中预先设定的能够用于进行列车虚拟联挂的区域，即不在该区域内的列车不允许进行联挂。
160.2、本发明给出了如何进行理想联挂区域选择的策略及算法，从而既能确保虚拟联挂的成功率，也能保证其安全性和稳定性。有利于列车能够在最优的位置进行联挂，同时也避免了列车刚完成联挂尚未运行一段时间就需要解编的问题，从而更方便辅助中心调度进行更合理的运营规划及设计。
161.3、本发明轨道交通列车进行虚拟联挂，可在车站、折返线、库线、区间等位置进行联挂区域的选择。
162.4、本发明鉴于列车进行虚拟联挂又分为动态联挂和静态联挂两种方式，因此本发明也针对这两种方式分别给出进行联挂区域设计的策略和算法，同时也给出了提高列车旅
行速度的优化方案。
163.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其特征在于，包括：轨道交通列车的动态联挂，令两列自主运行的列车不直接接触，在列车同时运行过程中，通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认过程，完成虚拟联挂编队的联挂动作；轨道交通列车静态联挂，令需要被联挂的列车或者列车编队停止停靠在站台区域，申请联挂的列车根据相对制动距离模型，缓慢靠近静止的列车或者编队，通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认过程中，申请联挂的列车虚拟联挂至编队的联挂动作。2.根据权利要求1所述的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其特征在于，所述轨道交通列车的动态联挂流程包括：确认动态联挂的状态；根据动态联挂的状态计算区间长度；依据区间长度计算联挂区域；所述联挂区域为申请联挂列车和被申请列车或编队以绝对制动距离模型追踪，间隔至少一个绝对制动距离时，从申请联挂列车发出联挂申请，至该列车完全联挂至列车编队后，被申请列车或编队所走行的区域加至少一个绝对制动距离及车长；在得到的联挂区域内通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认过程，完成虚拟联挂编队的联挂动作。3.根据权利要求2所述的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其特征在于，所述轨道交通列车动态联挂的状态包括以下两种：(a)申请联挂列车和被申请列车或编队均已独立运行在区间，即联挂区域设置在站间中间区间的情况；(b)被申请列车或编队刚刚出站，申请列车间隔s秒后立即出站追赶，即联挂区域设置在车站出站区间的情况。4.根据权利要求3所述的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其特征在于，当确认动态联挂的状态为(a)时，流程为：申请联挂列车和被申请列车或编队均独立运行在站间区间；被申请列车或编队速度为v1，申请联挂列车速度为v2，令v1<v2；申请联挂列车距离被申请列车或编队至少一个绝对制动距离，申请联挂列车发送联挂申请；申请联挂列车高速追赶至理想位置后，降速至v1；申请联挂列车与被申请列车或编队速度趋同且保持相对制动安全间距；完成虚拟动态联挂。5.根据权利要求4所述的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其特征在于，当确认动态联挂的状态为(a)时，联挂区域长度通过下式得到：s＝s_abd+s_pd+s_margin+s_len；s_pd＝v1*(t_jx+t_yx)；t_jx＝(v2-v1)/aj；t_yx＝(s_abd+v1*t_jx-(v2*v2-v1*v1)/2aj-s_safe)/(v2-v1)；aj＝(ρmb-r(v1，f，r))/ρm其中：s为联挂区域的长度；s_abd为申请联挂列车和被申请列车或编队之间的绝对制
动距离,按照绝对制动距离模型计算；s_pd为被申请列车或编队在申请联挂列车追赶至速度趋同过程中的走行距离；s_len为列车长度；s_margin为安全裕量；t_jx为申请联挂列车高速追赶后，从v2速度降速至v1速度的时间；t_yx为申请联挂列车保持原有速度v2追赶被申请列车或编队至理想位置的时间；s_safe为申请联挂列车和被申请列车或编队进行联挂时的相对制动距离，按照相对制动距离模型计算；aj为考虑了列车质量、列车旋转质量系数、制动力、坡度、曲率半径、阻力等因素后，列车可获得的加速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，b为列车制动力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r。6.根据权利要求3所述的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其特征在于，当确认动态联挂的状态为(b)时，流程为：被申请列车或编队按照计划出站，加速至v1后匀速运行，等待后续联挂列车；申请联挂列车在站台间隔t秒后出站，加速至v2追赶被申请列车或编队；申请联挂列车追赶至理想位置后，开始降速至v1；申请联挂列车与被申请列车或编队速度趋同且保持相对制动安全间距；完成虚拟联挂。7.根据权利要求6所述的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其特征在于，当确认动态联挂的状态为(b)时，联挂区域长度通过下式得到：s＝s_wait+s_pd+s_len+s_margins_wait＝0.5*aq*(v1/aq)*(v1/aq)+v1*(t-v1/aq)+v1*(v2/aq)；s_pd＝v1*(t_jx+t_yx)；t_jx＝(v2-v1)/aj；t_yx＝(s_wait-s_len-0.5*aq*(v2/aq)*(v2/aq)-(v2*v2-v1*v1)/2aj-s_sa fe)/(v2-v1)；aj＝(ρmb-r(v1，f，r))/ρmaq＝(q(v1)-r(v1，f，r))/ρm其中：s为联挂区域的长度；s_wait为被申请列车或编队出站运行至v1，以及匀速运行等待申请联挂列车加速至v2时的走行距离；s_len为列车长度；s_margin为安全裕量；s_pd为被申请列车或编队在申请联挂列车追赶至速度趋同过程中的走行距离；t为被申请列车或编队出站、间隔t秒后，申请联挂列车发车的间隔时间；t_jx为申请联挂列车高速追赶后，从v2速度降速至v1速度的时间；t_yx为申请联挂列车保持原有速度v2追赶被申请列车或编队至理想位置的时间；s_safe为申请联挂列车和被申请列车或编队进行联挂时的相对制动距离，按照相对制动距离模型计算；aq为考虑了列车质量、列车旋转质量系统、牵引力、坡度、曲率半径、阻力因素后，列车可获得的加速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，q为列车牵引力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r；aj为考虑了列车质量，列车旋转质量系数、制动力、坡度、曲率半径、阻力因素后，列车可获得的减速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，b为列车制动力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r。8.根据权利要求3所述的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其特征在于，当确认动态联挂的状态为(b)时，流程为：
被申请列车或编队按照计划出站，加速至v1后匀速运行，等待后续联挂列车；申请联挂列车在站台间隔t秒后出站，加速至v2去追赶被申请列车或编队；计算此时两车的最优速度v_best；两车匀速运行至理想位置，被申请列车或编队加速运行至v_best，同时申请联挂列车也降速至v_best；申请联挂列车与被申请列车或编队速度趋同且保持相对制动安全间距；完成虚拟联挂。9.根据权利要求8所述的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其特征在于，当确认动态联挂的状态为(b)时，联挂区域长度通过下式得到：s＝s_wait+s_m+s_yx+s_margin+s_len；s_wait＝0.5*aq*(v1/aq)*(v1/aq)+v1*(t-v1/aq)+v1*(v2/aq)；v_best＝(v1+v2)/2；s_m＝(v1*v1+v2*v2-2*v_best*v_best)/2aj；s_yx＝((s_wait-s_len-0.5*aq*(v2/aq)*(v2/aq)-s_safe-s_m)/(v2-v1))*v1；aj＝(ρmb-r(v1，f，r))/ρmaq＝(q(v1)-r(v1，f，r))/ρm其中：s为联挂区域的长度；s_wait为被申请列车或编队出站运行至v1，以及匀速运行等待申请联挂列车加速至v2时的走行距离；s_len为列车长度；s_margin为安全裕量；v_best为被申请列车或编队速度为v1和申请联挂列车速度为v2时，两车的优化速度；t为被申请列车或编队出站、间隔t秒后，申请联挂列车发车的间隔时间；s_m为被申请列车或编队和申请联挂列车在距离m时，同时加速或者降速，使得两车速度趋同至v_best时，列车的走行距离；s_yx为被申请列车或编队和申请联挂列车匀速运行至理想位置时，列车的走行距离；s_safe为申请联挂列车和被申请列车或编队进行联挂时的相对制动距离，按照相对制动距离模型计算；aq为考虑了列车质量、列车旋转质量系统、牵引力、坡度、曲率半径、阻力因素后，列车获得的加速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，q为列车牵引力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r；aj为考虑了列车质量，列车旋转质量系数、制动力、坡度、曲率半径、阻力因素后，列车可获得的减速度，ρ为列车旋转质量系数，m为列车质量，b为列车制动力，r(v1，f，r)为运动阻力，取决于列车速度v1，坡度f，和曲率半径r。10.根据权利要求1-9中任意一项所述的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其特征在于，所述轨道交通列车的静态联挂流程包括：确认静态联挂的状态；设置在站台区域为联挂区域；在得到的联挂区域内通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认过程，完成虚拟联挂编队的联挂动作。11.根据权利要求10所述的虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其特征在于，所述静态联挂时联挂区域通过下式得到：s＝s_safe+s_margin+2*s_len；其中：s为联挂区域的长度；s_safe为申请联挂列车低速靠近静止的被联挂列车或编队
所需的相对制动距离，按照相对制动距离模型计算；s_margin为安全裕量；s_len为列车长度。12.一种虚拟联挂系统设置联挂区域的装置，其特征在于，包括：线路数据模块，用于读取及存储线路数据信息；列车数据模块，用于读取及存储列车特性数据信息；逻辑计算模块，用于根据联挂区域设计算法进行不同情况下联挂区域长度；结果输出模块，用于显示计算结果及推荐策略。

技术总结

本发明公开了一种虚拟联挂系统设置联挂区域的方法，其包括：轨道交通列车的动态联挂，令两列自主运行的列车不直接接触，在列车同时运行过程中，通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认过程，完成虚拟联挂编队的联挂动作；轨道交通列车静态联挂，令需要被联挂的列车或者列车编队停止停靠在站台区域，申请联挂的列车根据相对制动距离模型，缓慢靠近静止的列车或者编队，通过联挂申请、联挂信息交互、联挂确认过程中，申请联挂的列车虚拟联挂至编队的联挂动作。本发明具有原理简单、智能化程度高、能够提高联挂成功率和稳定性等优点。高联挂成功率和稳定性等优点。高联挂成功率和稳定性等优点。