中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所;中国铁道科学研究院集团有限公司;北京交通大学周博渊获国家专利权
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龙图腾网获悉中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所;中国铁道科学研究院集团有限公司;北京交通大学申请的专利一种适合于车-车通信列控系统的列车安全跟驰驾驶方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119734736B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411955373.4,技术领域涉及:B61L23/00;该发明授权一种适合于车-车通信列控系统的列车安全跟驰驾驶方法是由周博渊;易海旺;齐英华;吕继东;徐宁;王一阁;惠子南;宿帅;田婉琪;卢万里;盛昭;迟盛;王怡静;李珍萍;王心仪设计研发完成,并于2024-12-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种适合于车-车通信列控系统的列车安全跟驰驾驶方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种适合于车‑车通信列控系统的列车安全跟驰驾驶方法,充分考虑了车‑车通信列控系统中列车跟驰驾驶的运行特点,可以实现更短间隔的列车间安全追踪,并且能够保证在更大的列车初始状态范围内后车仍可以与前车保持安全间隔并以更小间隔运行,可以满足面向高速铁路运输路网的安全且小间隔运行能力保障的需求。
本发明授权一种适合于车-车通信列控系统的列车安全跟驰驾驶方法在权利要求书中公布了:1.一种适合于车-车通信列控系统的列车安全跟驰驾驶方法,其特征在于,由后车中的设备执行如下步骤: 周期性地接收前车发送的列车运行数据; 根据接收到前车的列车运行数据,结合预定的安全裕量和时距要求,计算与前车之间的跟驰误差; 基于跟驰误差,构建用于描述列车间相对运动关系的列车相对动态模型; 设置列车跟驰误差识别策略,该策略包括:使用混合控制理论,设计控制器的状态反馈增益和控制器的状态反馈-前馈的增益矩阵,建立线性闭环系统模型;两个控制器的设计问题表示为优化问题,设计每一控制器的二范数优化目标和无穷范数优化目标以达到下述控制目标:最小化并约束前后车的最大位置误差和后车的加速度,以及最小化并约束位置误差和控制输入的二范数;设置前车加速度为扰动向量,将扰动向量对于输出和的影响以传递函数表示,相应的无穷范数和二范数分别对所需输出,执行干扰放大器的功能;结合李雅普诺夫函数,通过线性矩阵不等式来求解两个控制器的增益矩阵;其中,对两个控制器的输出和进行设计,得到如下系统: ; ; ; ; ; ; 其中,为系统状态向量的导数,即t时刻的列车相对动态模型,表示系统状态向量随时间的变化速率,为控制器的状态矩阵,为控制器的干扰输入矩阵,为无穷范数输出矩阵,为控制器的增益矩阵,是用于调节反馈控制器的控制输入矩阵,是用来建模系统中不确定性扰动的输入矩阵,为控制器的反馈增益矩阵,为控制器的前馈增益矩阵,和为的具体分量,为二范数输出矩阵,为控制器的标识符号,u为系统的控制输入,为后车加速度,为位置误差;矩阵,为时距要求,为时间常数; 计算最小安全裕量,并结合最小安全裕量设定安全间隔,包括:设置前车加速度为扰动向量,从前车开始实施紧急制动到完全停车进行N步前向可达集的计算,得到的最大跟驰误差的绝对值即为最小安全裕量; 结合所述列车相对动态模型、跟驰误差以及设定的安全间隔设计控制器的决策流程; 结合设定的约束条件、前车的列车运行数据、自身的运行数据与控制器的决策流程,获得对应决策信息,并以此控制列车运行;其中,所述结合设定的约束条件、前车的列车运行数据、自身的运行数据与控制器的决策流程,获得对应决策信息包括:设定的约束条件为跟驰误差、加速度差以及控制输入需满足的约束条件,所述设定的约束条件形成系统容许集;其中,控制输入为后车的期望加速度;前车的列车运行数据与自身的运行数据包括:前车的位置、速度与加速度,后车的位置、速度与加速度;将系统容许集、前车的列车运行数据与自身的运行数据输入至控制器,通过控制器的决策流程,获得对应的决策信息; 所述获得对应的决策信息包括:计算一步后向可达集: ; 其中,为Pontryagin差分,代表矩阵或向量之间的元素逐个相乘,为后向可达集,和代表离散后控制器的状态方程的系数矩阵,为扰动集合,为不确定初始条件,为系统容许集; 定义最大初始状态集为: ; 其中,表示采样时刻,状态向量,扰动向量,T为转置符号,为前车的加速度,与属于跟驰误差,为位置误差,为速度误差,为自治系统函数; 最大初始状态集通过后向可达集迭代,直至本步计算的可达集与上一步相同,得到的不变集即为所求的最大初始状态集,再结合列车驾驶控制策略获得决策信息; 令为控制量全集,列车驾驶控制策略为: ; 其中,表示的内部,表示的边界,通过上式获得的控制输入即为所述决策信息。
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