本发明涉及，尤其是涉及一种根据车辆制动损失程度动态调整保障制动率的控制方法及系统。
背景技术：
1、城市轨道交通列车运行过程中，车载控制器基于移动授权和列车运行任务控制列车牵引和制动，完成列车正常停车过程。如果发生各种故障场景，紧急制动是保障列车安全运行的最关键措施。cbtc制式下都采用ieee1474.1标准定义的安全制动模型，总共涉及五个不同制动阶段，其中决定列车能否安全停下的关键参数为紧急保障制动率(gebr)。紧急保障制动率的取值作为信号系统设计的关键参数，如果gebr取值太大，当系统出现故障时，实际施加的制动率小于紧急保障制动率设计值，就会出现撞车、挤岔、脱轨等安全风险；如果gebr取值太小，实际施加制动率远远大于紧急保障制动率取值，则列车追踪间隔、平均旅行时间、系统安全响应时间、系统安全距离参数等会增大，运营效率会大大降低。
2、目前国内外没有一个明确的标准定义紧急保障制动率如何进行取值，按照项目经验，通常由车辆制动系统厂家给出不同黏着系数下转向架被切除不同数量时对应的表格，参考既有项目实施经验，由车辆、信号、业主三方共同会议纪要确认一个固定的紧急保障制动率取值。由于都是参考项目经验，各地取值标准以及最终取值差异很大，紧急保障制动率从0.7m/s2到1.0m/s2之间都有。而实际参照经验进行取值的做法并不科学，固定一种紧急保障制动率缺乏灵活性，且个别线路为追求运行效率而牺牲安全性存在严重的安全隐患。
3、随着城市轨道交通运营线路越来越多，列车运行的安全性存在更严峻的考验。作为列车运行安全的关键系统，信号系统能否匹配车辆制动系统，实现安全控车显得更为突出。在列车安全防护模型中，出于安全的考虑，往往将列车紧急制动率取小值，而实际列车在绝大多数情况下均可以拥有更好的制动性能，结果是理论计算的制动距离偏大，从而增大了列车追踪间隔，降低了行车效率。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服上述现有技术存在紧急保障制动率的取值设置缺乏灵活性且存在一定的安全隐患的缺陷而提供一种根据车辆制动损失程度动态调整保障制动率的控制方法及系统。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、作为本发明的第一方面，提供一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，步骤包括：
4、根据车辆制动损失程度以及线路情况设置多档位紧急保障制动率，对于紧急保障制动率低于阈值的档位匹配设置安全限速；
5、列车运行过程中车载控制系统实时获取车辆制动损失状态；
6、收到对应车辆制动损失信息后，车载atp系统根据预设的多档位紧急保障制动率动态调整保障制动率及与之匹配的安全限速，车载ato更新牵引制动曲线参数并匹配相应的控车策略。
7、作为优选技术方案，所述方法对于非敞开段和敞开段分开设置不同保障制动率。
8、作为优选技术方案，所述根据车辆制动损失程度以及线路情况设置多档位紧急保障制动率具体如下：
9、基于线路因素选取黏着系数，所述的线路因素包括天气情况、环境特点、是否全地下、轨道条件以及是否潮湿；
10、在选定黏着系数下，由车辆制动系统给出正常工况、切除一个转向架、切除两个转向架、切除三个转向架、切除n个转向架下或同等制动故障条件下的紧急保障制动率，并将对应工况定义为不同故障等级。
11、作为优选技术方案，所述方法在实际转向架工作数量对应紧急保障制动率基础上，额外考虑故障降级情况下至少新增1个及以上转向架切除对应的保障制动率。
12、作为优选技术方案，对于转向架切除数较多导致对应的紧急保障制动率下最高速度下紧急制动距离超过安全阈值，对于对应的紧急保障制动率值匹配设置对应的安全限速。
13、作为优选技术方案，所述方法根据将预设离线输入各种档位紧急保障制动率下的vobc制动模型参数及匹配限速，用于实际控车根据车辆输入实时调整相关参数；离线输入地面和地下段数据至线路电子地图，生成控车参数配置与线路电子地图。
14、作为优选技术方案，所述方法参照预设保障制动率参数以及匹配的安全限速，计算轨旁安全距离和时间相关参数配置并离线输入至轨旁各子系统数据库，所述的轨旁安全距离和时间相关参数配置包括轨旁紧急制动距离、接近锁闭区段长度、进路延时解锁时间、保护区段解锁时间与人员防护激活时间。
15、作为优选技术方案，所述方法采用硬线接口安全采集不同车辆制动状态，采集电路设计为默认导向安全侧，即默认为转向架被切除。
16、作为优选技术方案，收到所述对应车辆制动故障信息后，车载atp系统结合当前位置，判断启用地下段还是地面段的保障制动率，并根据制动损失程度确定相应的保障制动率及与之匹配的安全限速；车载ato立即更新牵引制动曲线，并匹配相应的控车策略。
17、作为优选技术方案，如果当前车辆制动状态为制动严重故障，列车紧急制动停车，并告警提示操作人员转为人工驾驶，列车行驶至下一站台并清客后退出正线运行；
18、如果当前车辆制动状态为非制动严重故障，基于当前的列车工况调整为新的保障制动率及保障制动率相应的安全限速。
19、作为优选技术方案，当列车离限制点较远，或列车离限制点较近但当前速度未达到触发紧急制动触发曲线，且当前列车速度未超过新增的安全限速，此时车载vobc立即调整为新的紧急保障制动率及匹配限速，之后车载控制器继续正常控制列车继续运行。
20、作为优选技术方案，当列车离限制点较近或当前速度较高，或当前列车速度已超过或即将超过新的安全限速，列车调整为新的紧急保障制动率及相应等级的安全限速后，列车立即触发紧急制动曲线，正常列车触发紧急制动后会在停车点前停车。
21、作为优选技术方案，如果列车行驶过程中车载控制器计算超能，则立即施加紧急制动使列车在安全停车点前停下，之后调整控车曲线控制列车继续运行；
22、如果车载控制器计算未超能，车载ato立即更新牵引制动曲线并匹配相应的控车策略，列车更新控车曲线后继续正常控制列车运行。
23、作为本发明的第二方面，提供一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整系统，所述系统包括：
24、紧急保障制动率档位配置单元，根据车辆制动损失程度以及线路情况设置多档位紧急保障制动率，对于紧急保障制动率低于阈值的档位匹配设置安全限速；
25、车载控制系统离线生成单元，根据预设输入离线输入各种档位紧急保障制动率下的vobc制动模型参数及匹配限速，离线输入地面和地下段数据至线路电子地图；
26、轨旁离线生成模块，根据不同保障制动率参数以及匹配的安全限速计算列车轨旁安全相关参数，离线输入至轨旁各子系统数据库；
27、车载控制系统实时采样单元：列车运行过程中车载控制系统实时获取车辆制动损失状态；
28、车载控制系统控制单元：收到对应车辆制动故障信息后，车载atp系统动态调整保障制动率及与之匹配的安全限速，车载ato更新牵引制动曲线参数并匹配相应的控车策略；
29、车载控制系统执行单元：更新与车辆接口的牵引制动命令及级位信息，必要时输出紧急制动命令，并给轨旁系统发送相应报警。
30、作为优选技术方案，所述的紧急保障制动率档位配置单元对于非敞开段和敞开段分开设置不同保障制动率，
31、根据车辆制动损失程度以及线路情况设置多档位紧急保障制动率具体如下：
32、基于线路因素选取黏着系数，所述的线路因素包括天气情况、环境特点、是否全地下、轨道条件以及是否潮湿；
33、在选定黏着系数下，由车辆制动系统给出正常工况、切除一个转向架、切除两个转向架、切除三个转向架、切除n个转向架下或同等制动故障条件下的紧急保障制动率，并将对应工况定义为不同故障等级；
34、在实际转向架工作数量对应紧急保障制动率基础上，额外考虑故障降级情况下至少新增1个及以上转向架切除对应的保障制动率。
35、作为优选技术方案，所述的轨旁离线生成模块参照预设保障制动率参数以及匹配的安全限速计算轨旁安全距离和时间相关参数配置，包括计算列车紧急制动距离、紧急制动时间、接近锁闭区段长度、进路延时解锁时间和保护区段解锁时间。
36、作为优选技术方案，所述的车载控制系统实时采样单元采用硬线接口安全采集不同车辆制动状态，采集电路设计为默认导向安全侧，即默认为转向架被切除。
37、作为优选技术方案，所述的车载控制系统控制单元收到对应车辆制动故障信息后：
38、如果当前车辆制动状态为制动严重故障，列车紧急制动停车，并告警提示操作人员转为人工驾驶，列车行驶至下一站台并清客后退出正线运行；
39、如果当前车辆制动状态为非制动严重故障，基于当前的列车工况调整为新的保障制动率及保障制动率相应的安全限速；
40、当列车离限制点较远，或列车离限制点较近但当前速度未达到触发紧急制动触发曲线，且当前列车速度未超过新增的安全限速，此时车载vobc立即调整为新的紧急保障制动率及匹配限速，之后车载控制器继续正常控制列车继续运行；
41、当列车离限制点较近或当前速度较高，或当前列车速度已超过或即将超过新的安全限速，列车调整为新的紧急保障制动率及相应等级的安全限速后，列车立即触发紧急制动曲线，正常列车触发紧急制动后会在停车点前停车。
42、作为优选技术方案，所述的车载控制系统控制单元
43、如果列车行驶过程中车载控制器计算超能，则立即施加紧急制动使列车在安全停车点前停下，之后调整控车曲线控制列车继续运行；
44、如果车载控制器计算未超能，车载ato立即更新牵引制动曲线并匹配相应的控车策略，列车更新控车曲线后继续正常控制列车运行。
45、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
46、1)本发明将不同车辆制动故障对应的保障制动率进行分级，分为制动正常、制动轻等故障、制动中等故障、制动重故障、制动严重故障等不同等级下的保障制动率，并考虑黏着系统不同，按高架段和地面段分开设置成两类不同保障制动率，根据不同项目车辆、轨道、运营组织不同，灵活设置不同车辆制动故障下的紧急保障制动率，该发明大大提高了系统可用性。
47、2)本发明在紧急保障制动率多档位设置情况下，考虑行车安全，列车运行过程中实际使用的紧急保障制动率，需要在实际转向架工作数量对应紧急保障制动率基础上，额外考虑故障降级情况下至少新增1个及以上转向架切除对应的保障制动率，避免行车过程中未考虑新增转向架切除导致撞车、挤岔、脱轨等风险发生，以确保行车安全。
48、3)本发明在保障制动率多档位设置情况下，避免gebr值过低导致线路紧急制动距离、紧急制动时间、接近锁闭区段长度、进路延时解锁时间、保护区段解锁时间、人员防护区激活有效时间等整体参数性能受到影响。因此转向架切除数较多导致比较低的gebr取值时，本发明提出应在较低gebr值情况下匹配设置合适的安全限速，从而大大提高了系统可用性。
49、4)本发明在保障制动率多档位设置情况下，匹配所有紧急保障制动率及相应的安全限速，离线完成zc、dsu、ci、ats等轨旁各子系统数据库轨旁安全距离和时间相关参数配置，确保了轨旁相关安全参数与车载保障制动率调整后的兼容性，该完整方案可进一步确保系统的安全性。
50、5)本发明参照预设保障制动率参数以及匹配的安全限速，计算轨旁安全距离和时间相关参数配置以确保轨旁相关安全参数与车载保障制动率调整后的兼容性，并离线输入至轨旁各子系统数据库，所述的轨旁安全距离和时间相关参数配置包括轨旁紧急制动距离、接近锁闭区段长度、进路延时解锁时间、保护区段解锁时间与人员防护激活时间，该完整参数设置方案可确保系统的安全性。
51、6)本发明在保障制动率多档位设置情况下，输入输出模块硬线接口安全采集不同车辆制动状态，采集电路设计为默认导向安全侧，以确保行车安全。
52、7)本发明的车载控制系统根据车辆制动损失情况以及当前是否处于高架或地下段，动态调整列车保障制动率以及匹配的安全限速，并自动调整更新与之匹配的牵引制动曲线及控车策略。采用自动调整的方式，减轻了调度人员操作负担，提高了系统的自动化等级；采用实时动态调整的方式，大大缩短了系统故障下的应急响应时间，提高了系统的安全性。
1.一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，所述方法对于非敞开段和敞开段分开设置不同保障制动率。
3.根据权利要求1所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，所述根据车辆制动损失程度以及线路情况设置多档位紧急保障制动率具体如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，所述方法在实际转向架工作数量对应紧急保障制动率基础上，额外考虑故障降级情况下至少新增1个及以上转向架切除对应的保障制动率。
5.根据权利要求3所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，对于转向架切除数较多导致对应的紧急保障制动率下最高速度下紧急制动距离超过安全阈值，对于对应的紧急保障制动率值匹配设置对应的安全限速。
6.根据权利要求1所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，所述方法根据将预设离线输入各种档位紧急保障制动率下的vobc制动模型参数及匹配限速，用于实际控车根据车辆输入实时调整相关参数；离线输入地面和地下段数据至线路电子地图，生成控车参数配置与线路电子地图。
7.根据权利要求1所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，所述方法参照预设保障制动率参数以及匹配的安全限速，计算轨旁安全距离和时间相关参数配置以确保轨旁相关安全参数与车载保障制动率调整后的兼容性，并离线输入至轨旁各子系统数据库，所述的轨旁安全距离和时间相关参数配置包括轨旁紧急制动距离、接近锁闭区段长度、进路延时解锁时间、保护区段解锁时间与人员防护激活时间。
8.根据权利要求1所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，所述方法采用硬线接口安全采集不同车辆制动状态，采集电路设计为默认导向安全侧，即默认为转向架被切除。
9.根据权利要求1所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，收到所述对应车辆制动故障信息后，车载atp系统结合当前位置，判断启用地下段还是地面段的保障制动率，并根据制动损失程度确定相应的保障制动率及与之匹配的安全限速；车载ato立即更新牵引制动曲线，并匹配相应的控车策略。
10.根据权利要求9所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，如果当前车辆制动状态为制动严重故障，列车紧急制动停车，并告警提示操作人员转为人工驾驶，列车行驶至下一站台并清客后退出正线运行；
11.根据权利要求10所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，当列车离限制点较远，或列车离限制点较近但当前速度未达到触发紧急制动触发曲线，且当前列车速度未超过新增的安全限速，此时车载vobc立即调整为新的紧急保障制动率及匹配限速，之后车载控制器继续正常控制列车继续运行。
12.根据权利要求10所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，当列车离限制点较近或当前速度较高，或当前列车速度已超过或即将超过新的安全限速，列车调整为新的紧急保障制动率及相应等级的安全限速后，列车立即触发紧急制动曲线，正常列车触发紧急制动后会在停车点前停车。
13.根据权利要求9-12任一所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整方法，其特征在于，如果列车行驶过程中车载控制器计算超能，则立即施加紧急制动使列车在安全停车点前停下，之后调整控车曲线控制列车继续运行；
14.一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整系统，其特征在于，所述系统包括：
15.根据权利要求14所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整系统，其特征在于，所述的紧急保障制动率档位配置单元对于非敞开段和敞开段分开设置不同保障制动率，
16.根据权利要求14所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整系统，其特征在于，所述的轨旁离线生成模块参照预设保障制动率参数以及匹配的安全限速计算轨旁安全距离和时间相关参数配置，包括计算列车紧急制动距离、紧急制动时间、接近锁闭区段长度、进路延时解锁时间和保护区段解锁时间。
17.根据权利要求14所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整系统，其特征在于，所述的车载控制系统实时采样单元采用硬线接口安全采集不同车辆制动状态，采集电路设计为默认导向安全侧，即默认为转向架被切除。
18.根据权利要求14所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整系统，其特征在于，所述的车载控制系统控制单元收到对应车辆制动故障信息后：
19.根据权利要求14所述的一种基于车辆制动损失程度的保障制动率动态调整系统，其特征在于，所述的车载控制系统控制单元
