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高速列车跟驰运行控制策略与安全车距的互动演化被引量：2: 2014年; 为实现高速列车的安全、高效、平稳运行,利用Petri网描述与分析了给定跟驰状态下高速列车控制策略与安全车距的互动演化机理,探讨了高速列车复杂跟驰形势下的安全车距计算问题,建立了能够反映高速列车控制策略的停车减速运行数学模型,提出了基于控制策略的安全车距计算方法,以满足高速列车当前跟驰状态下行为调整的安全性、高效性和平稳(舒适)性和有助于动态安全车距和控制策略的实时标定。在前车速度分别为250、300、350km·h-1,后车速度为300km·h-1三种跟驰状态下,计算了前后车分别采取不同的控制策略时应保持的安全车距。计算结果表明:随着前后车控制策略的变化,安全车距是不同的,对列车行为调整的平稳(舒适)性与跟驰效率的影响也存在差异;综合考虑安全、效率和列车行为调整的平稳(舒适)性,宜针对高速列车不同跟驰状态重新标定不同跟驰控制策略下的安全车距,并建立相应的数据库,作为列车运行和控制的依据。; 潘登梅萌郑应平; 关键词：列车运行控制高速列车安全车距 PETRI网数学建模

基于列车主体性的RBC越区切换模型被引量：1: 2013年; CTCS-3型列控系统中,RBC切换是车—地之间大规模数据连续、可靠双向传输的瓶颈,对列车安全、高效运行影响至巨.本文提出并研究了一种新的基于高速列车主体性的越区RBC切换模型,由RBC向列车发送隐性移动授权的基础数据,列车作为主体对基础数据进行融合计算生成移动授权,即通过隐性移动授权的显化过程来实现列车运行控制;同时,对预告应答器的设置作了适应性的调整.性能分析与仿真实验表明,新模型可以显著提高行车组织效率和增强列车运行的安全性.; 潘登梅萌郑应平; 关键词：铁路运输 PETRI网移动授权

CTCS-3列控系统RBC切换的形式化建模、分析与验证被引量：4: 2013年; 针对影响RBC切换质量的列车速度、RBC切换时间等诸因素,以及澄清对RBC交接协议安全性在认识上的一些误区,利用随机Petri网形式化描述工具,建立了CTCS-3列控系统RBC切换模型。通过理论分析和仿真实验,验证了不同速度条件下高速列车越区运行RBC交接协议A、B的可靠性、安全性和合理性。交接协议B作为协议A的冗余措施,由于考虑了RBC切换过程中通信中断时间,从RBC切换成功概率上讲,并不存在安全上的问题,但降低了RBC切换效率,对行车效率有所影响;列车速度进一步提高时,RBC切换的可靠性下降,可考虑适当增加RBC重叠覆盖区域、场强和列车间隔时间裕量。; 潘登郑应平; 关键词：通信协议形式化建模 PETRI网

基于安全车距实时标定的列车间隔动态控制被引量：6: 2014年; 分析了列车间隔与其跟驰行为的关系,利用Petri网形式化建模工具描述了当高速列车跟驰稳态被破坏时,列车间隔的动态控制。面向CTCS-4级列车运行控制系统,运用数值分析方法建立了全速域范围内最小安全车距随后车当前速度变化的拟合函数,并运用该拟合函数进行列车跟驰行为质量评估,进而构建了基于跟驰行为评估的列车间隔动态控制模型,并对该模型进行了仿真验证。仿真结果表明:列车跟驰系统从速度为200km·h-1、列车间隔为5 849.18m的安全、高效跟驰稳态运行到速度为380km·h-1的跟驰稳态期间,列车间隔的动态控制能够通过后车的行为调整得到实现,且当速度为380km·h-1的跟驰稳态实现时,列车间隔仅比安全车距大358.00m,说明新的安全、高效跟驰稳态已经建立;当前车紧急停车时,后车在控制律的作用下采取因应措施,安全、高效、平稳地减速运行,直至完全停车。仿真结果验证了控制方法的有效性和可行性,能够实现列车安全、高效跟驰运行。; 潘登郑应平; 关键词：安全车距形式化描述

路径约束条件下车辆行为的时空演化模型被引量：4: 2015年; 复杂地理环境下车辆运行线路具有空间三维特征,它对车辆行为的约束是显然的,非一维空间和二维空间所能描述.将复杂地理环境下车辆运行线路抽象为空间曲线,引入微分几何理论,利用弧长、曲率和挠率等几何不变量参数建立沿空间曲线运动的Serret-Frenet活动标架;然后,对空间曲线上任意一点处Serret-Frenet标架具有时变属性的动态行为进行数学描述,进而建立路径约束条件下车辆行为的时空演化模型,并在数学上严格证明了所建时空演化模型适用于车辆(Serret-Frenet标架)直线运行和做匀速圆周运动的特殊情形.为后续复杂地理环境中交通线路上的车辆跟驰、变道等微观行为和交通流宏观行为研究,奠定了理论基础.; 潘登郑应平

高速列车运行速度作用于线路运能的规律被引量：1: 2015年; 应用准移动闭塞系统和移动闭塞系统数学模型计算了总车距、列车间隔时间和线路运能,选取制动加速度分别为-0.63、-0.75、-0.85、-0.90m·s-2进行了仿真试验,分析了高速列车运行速度作用于线路运能的规律。分析结果表明:安全车距与列车减速停车时的初始速度呈正比关系,列车间隔时间和线路运能与安全车距、列车运行速度和初始参数取值密切相关;列车间隔时间存在极小值,线路运能存在极大值;制动加速度越小,列车间隔时间越小,线路运能越大;列车间隔时间可以控制在3min以内,线路每天运能可以达到1 000列以上;准移动闭塞系统的列车间隔时间大于移动闭塞系统,线路运能低于移动闭塞系统;考虑工程应用的可行性使得准移动闭塞系统与移动闭塞系统的线路运能差距进一步扩大。; 潘登梅萌郑应平; 关键词：高速铁路列车运行速度安全车距列车运行控制

Establishment, maintenance, and re-establishment of the safe and efficient steady-following state: 2015年; We present an integrated mathematical model of vehicle-following control for the establishment, maintenance, and re-establishment of the previous or new safe and efficient steady-following state. The hyperbolic functions are introduced to establish the corresponding mathematical models, which can describe the behavioral adjustment of the following vehicle steered by a well-experienced driver under complex vehicle following situations. According to the proposed mathematical models, the control laws of the following vehicle adjusting its own behavior can be calculated for its moving in safety,efficiency, and smoothness(comfort). Simulation results show that the safe and efficient steady-following state can be well established, maintained, and re-established by its own smooth(comfortable) behavioral adjustment with the synchronous control of the following vehicle’s velocity, acceleration, and the actual following distance.; 潘登郑应平

安全高效跟驰状态下的后车行为控制被引量：2: 2015年; 安全高效跟驰状态下,后车应当根据前车的行为变化科学调整自身行为,才不至于失去安全高效跟驰状态。首先,建立安全跟驰车距随速度变化的拟合函数,作为后车行为调整的依据,并与目标距离速度控制方式相比较,讨论了全速域范围内一般跟驰情形任意速度条件下绝对安全车距计算对于列车运行控制的重要性。然后,基于后车行为调整单元的始末时间,提出安全车距实时跟踪条件下的两种速差控制律的计算方法,处于安全高效跟驰状态下的后车可根据前车行为变化做适应性调整。仿真实验显示,实际车距能够通过后车行为的科学调整得到很好的控制,而且车辆跟驰时隙可以减小至0,这为安全行车条件下进一步提高行车组织效率提供了工程实现方法。; 潘登梅萌郑应平; 关键词：交通工程

高速列车追踪运行的控制机理研究被引量：15: 2013年; 针对铁路移动闭塞系统列车间隔呈现出"移动"和"长度变化"的特征,研究高速列车追踪运行的控制机理。对高速列车追踪运行过程中的行为调整问题进行分析,确定了行为调整动态评价的综合性优化指标,然后运用Petri网对列车运行状态及其行为调整的起因、过程作了形式化描述;建立高速列车追踪运行过程中行为调整的控制模型,给出列车行为综合评价方法、控制策略算法及具体的实现步骤。仿真表明,研究方法有助于列车间隔动态控制,可有效实现列车安全、高效和平稳运行。; 潘登郑应平; 关键词：高速列车跟驰理论列车自动驾驶形式化建模仿真

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国家自然科学基金(61174183)

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