智能機(jī)車司機(jī)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)車控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種智能機(jī)車司機(jī)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著能源問題的日益突出，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能操縱優(yōu)化的機(jī)車的優(yōu)勢愈加顯著，越來 越多的專家學(xué)者致力于機(jī)車節(jié)能操縱優(yōu)化系統(tǒng)的研究，世界上的發(fā)達(dá)國家均在大力推進(jìn) 機(jī)車節(jié)能優(yōu)化操縱系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，例如美國通用電氣公司成功研制了列車運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng) Trip化timizer，并申請了專利"用于列車的形成優(yōu)化系統(tǒng)及方法"，它可基于不同機(jī)車的 組成和行駛路線，在滿足列車運(yùn)行時間要求的條件下最優(yōu)化全程駕駛計劃，取得良好的運(yùn) 行與節(jié)能效果；德國克諾爾集團(tuán)研制了 "駕駛員輔助系統(tǒng)"，該系統(tǒng)能夠有效控制列車運(yùn)行 時間，減少機(jī)車不必要制動及因此造成的機(jī)車和貨車的磨損，同時可協(xié)助收集和分析列車 司機(jī)操作數(shù)據(jù)，W改善列車操作性能和整體列車運(yùn)行效益。另外，國內(nèi)的科研單位和企業(yè)也 一直在進(jìn)行節(jié)能操縱優(yōu)化系統(tǒng)的研制，例如北京交控科技有限公司申請了專利"一種自動 駕駛的控制系統(tǒng)及方法"，其中的控制系統(tǒng)包括：曲線合成單元、反饋單元、控制器和優(yōu)化單 元，實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)的自動駕駛控制，便于對車載控制器的控制，提高控制效果；哈爾濱市科 技通用機(jī)電有限公司申請了專利"列車駕駛輔助系統(tǒng)"，其中介紹了通過通信總線采集機(jī)車 運(yùn)行的數(shù)字量及開關(guān)量、模擬量信息，用機(jī)車運(yùn)行速度預(yù)測模型和所采集的數(shù)據(jù)信息預(yù)測 機(jī)車節(jié)能運(yùn)行速度，并將數(shù)據(jù)實(shí)時顯示在顯示裝置上，供機(jī)車司機(jī)進(jìn)行查看。
[0003] 但是上述現(xiàn)有技術(shù)中沒有考慮我國復(fù)雜的客貨混跑狀況，也未考慮我國機(jī)車行駛 線路的復(fù)雜性和部分調(diào)度信息的臨時變化等情況，因此當(dāng)上述現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于我國的機(jī)車 上，很可能需要頻繁的進(jìn)行手動駕駛和自動駕駛之間切換，進(jìn)而無法實(shí)現(xiàn)機(jī)車的操縱優(yōu)化， 從而不利于節(jié)能W及降低司機(jī)的工作強(qiáng)度。另外，國內(nèi)現(xiàn)行的機(jī)車運(yùn)行優(yōu)化控制系統(tǒng)通 常W指導(dǎo)性建議為主，不能有效降低機(jī)車駕駛司機(jī)的工作強(qiáng)度W及達(dá)到精確合理的優(yōu)化控 制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對W上問題的提出，而研制一種智能機(jī)車司機(jī)控制裝置。 陽0化]本發(fā)明的技術(shù)手段如下：
[0006]一種智能機(jī)車司機(jī)控制裝置，所述機(jī)車包括列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置、列車控制管 理系統(tǒng)、司機(jī)控制器和列車控制系統(tǒng)，所述裝置包括智能司機(jī)控制器和手自動切換器；所述 智能司機(jī)控制器與所述列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置、列車控制管理系統(tǒng)和司機(jī)控制器相連接； 所述智能司機(jī)控制器從列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置和列車控制管理系統(tǒng)獲取機(jī)車既定信息和 運(yùn)行信息，W及實(shí)時監(jiān)聽所述司機(jī)控制器輸出的手動操縱檔位序列；所述機(jī)車既定信息和 運(yùn)行信息至少包括機(jī)車運(yùn)行的線路信息、機(jī)車性能特征信息、機(jī)車臨時調(diào)度信息和機(jī)車運(yùn) 行狀態(tài)信息；所述智能司機(jī)控制器根據(jù)獲取的機(jī)車既定信息和運(yùn)行信息、W及監(jiān)聽到的手 動操縱檔位序列經(jīng)過優(yōu)化計算和自動控制得到自動操縱檔位序列；所述手自動切換器連接 所述司機(jī)控制器和所述智能司機(jī)控制器，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)車在手動駕駛模式和自動駕駛模式之 間切換，并當(dāng)所述機(jī)車處于手動駕駛模式下時，將所述司機(jī)控制器輸出的手動操縱檔位序 列輸出給所述列車控制系統(tǒng)，當(dāng)所述機(jī)車處于自動駕駛模式下時，將所述智能司機(jī)控制器 輸出的自動操縱檔位序列輸出給所述列車控制系統(tǒng)；
[0007] 進(jìn)一步地，所述智能司機(jī)控制器得到的自動操縱檔位序列的格式與所述司機(jī)控制 器輸出的手動操縱檔位序列的格式相同；
[0008] 進(jìn)一步地，所述智能司機(jī)控制器與列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置、列車控制管理系統(tǒng)之 間通過CAN總線或串口總線相連接；所述手自動轉(zhuǎn)換器具有繼電器陣列；
[0009] 進(jìn)一步地，所述智能司機(jī)控制器包括優(yōu)化計算單元和人機(jī)交互單元；所述優(yōu)化計 算單元首先根據(jù)機(jī)車運(yùn)行的線路信息、監(jiān)聽到的手動操縱檔位序列和機(jī)車性能特征信息生 成行程預(yù)規(guī)劃基準(zhǔn)曲線，然后根據(jù)機(jī)車臨時調(diào)度信息和機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)信息計算得出自動操 縱檔位序列；所述人機(jī)交互單元用于顯示機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)信息、告警信息和故障信息，W及接 收司機(jī)輸入的機(jī)車操縱指令信息和對機(jī)車操縱動作的確認(rèn)信息并進(jìn)行顯示。
[0010] 由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的智能機(jī)車司機(jī)控制裝置，能夠結(jié)合現(xiàn)有 的車載系統(tǒng)和設(shè)備如列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置和列車控制管理系統(tǒng)，根據(jù)從列車運(yùn)行監(jiān)控記 錄裝置和列車控制管理系統(tǒng)獲取到的機(jī)車既定信息和運(yùn)行信息如機(jī)車運(yùn)行的線路信息、機(jī) 車性能特征信息、機(jī)車臨時調(diào)度信息和機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)信息等，輸出機(jī)車的自動優(yōu)化操縱序 列，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)車的精確合理的自動駕駛控制，同時有效降低機(jī)車駕駛司機(jī)的工作 強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 如圖1所示的一種智能機(jī)車司機(jī)控制裝置，所述機(jī)車包括列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝 置、列車控制管理系統(tǒng)、司機(jī)控制器和列車控制系統(tǒng)，所述裝置包括智能司機(jī)控制器和手自 動切換器；所述智能司機(jī)控制器與所述列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置、列車控制管理系統(tǒng)和司機(jī) 控制器相連接；所述智能司機(jī)控制器從列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置和列車控制管理系統(tǒng)獲取機(jī) 車既定信息和運(yùn)行信息，W及實(shí)時監(jiān)聽所述司機(jī)控制器輸出的手動操縱檔位序列；所述機(jī) 車既定信息和運(yùn)行信息至少包括機(jī)車運(yùn)行的線路信息、機(jī)車性能特征信息、機(jī)車臨時調(diào)度 信息和機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)信息；所述智能司機(jī)控制器根據(jù)獲取的機(jī)車既定信息和運(yùn)行信息、W 及監(jiān)聽到的手動操縱檔位序列經(jīng)過優(yōu)化計算和自動控制得到自動操縱檔位序列；所述手自 動切換器連接所述司機(jī)控制器和所述智能司機(jī)控制器，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)車在手動駕駛模式和自 動駕駛模式之間切換，并當(dāng)所述機(jī)車處于手動駕駛模式下時，將所述司機(jī)控制器輸出的手 動操縱檔位序列輸出給所述列車控制系統(tǒng)，當(dāng)所述機(jī)車處于自動駕駛模式下時，將所述智 能司機(jī)控制器輸出的自動操縱檔位序列輸出給所述列車控制系統(tǒng)；進(jìn)一步地，所述智能司 機(jī)控制器得到的自動操縱檔位序列的格式與所述司機(jī)控制器輸出的手動操縱檔位序列的 格式相同；進(jìn)一步地，所述智能司機(jī)控制器與列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置、列車控制管理系統(tǒng)之 間通過CAN總線或串口總線相連接；所述手自動轉(zhuǎn)換器具有繼電器陣列；進(jìn)一步地，所述智 能司機(jī)控制器包括優(yōu)化計算單元和人機(jī)交互單元；所述優(yōu)化計算單元首先根據(jù)機(jī)車運(yùn)行的 線路信息、監(jiān)聽到的手動操縱檔位序列和機(jī)車性能特征信息生成行程預(yù)規(guī)劃基準(zhǔn)曲線，然 后根據(jù)機(jī)車臨時調(diào)度信息和機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)信息計算得出自動操縱檔位序列；所述人機(jī)交互 單元用于顯示機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)信息、告警信息和故障信息，W及接收司機(jī)輸入的機(jī)車操縱指 令信息和對機(jī)車操縱動作的確認(rèn)信息并進(jìn)行顯示。
[0013] 本發(fā)明所述智能司機(jī)控制器通過優(yōu)化計算單元根據(jù)獲取的機(jī)車既定信息和運(yùn)行 信息、W及監(jiān)聽到的手動操縱檔位序列進(jìn)行優(yōu)化計算和自動控制得到自動操縱檔位序列；
[0014] 所述優(yōu)化計算單元的優(yōu)化計算過程和自動控制過程具體如下：
[0015] ①基于獲取到的機(jī)車運(yùn)行的線路信息和監(jiān)聽到的手動操縱檔位序列利用序列模 式挖掘算法進(jìn)行挖掘，得到對應(yīng)不同類型路段的手動操縱檔位序列；
[0016] ②W機(jī)車牽引計算模型為基礎(chǔ)，W機(jī)車消耗的燃油量最少和機(jī)車運(yùn)行時間最短為 多個優(yōu)化目標(biāo)，W機(jī)車性能特征信息為基本條件，W路段限定條件、操縱限定條件和速度限 定條件為優(yōu)化約束條件，利用多目標(biāo)優(yōu)化算法計算出在不同類型路段條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)上 述優(yōu)化目標(biāo)的自動操縱檔位序列和機(jī)車運(yùn)行速度序列，進(jìn)而基于計算出的自動操縱檔位序 列和機(jī)車運(yùn)行速度序列生成行程預(yù)規(guī)劃基準(zhǔn)曲線；所述行程預(yù)規(guī)劃基準(zhǔn)曲線直觀指明線路 的公里標(biāo)信息與自動操縱檔位序列之間的對應(yīng)關(guān)系，W及線路的公里標(biāo)信息與機(jī)車運(yùn)行速 度序列之間的對應(yīng)關(guān)系；
[0017] ③基于生成的行程預(yù)規(guī)劃基準(zhǔn)曲線，根據(jù)獲取的機(jī)車臨時調(diào)度信息和機(jī)車運(yùn)行狀 態(tài)信息，采用自動控制算法對行程預(yù)規(guī)劃基準(zhǔn)曲線中不同類型路段的自動操縱檔位序列和 機(jī)車運(yùn)行速度序列進(jìn)行自動調(diào)整，得到更新后的自動操縱檔位序列，具體地，在機(jī)車運(yùn)行到 線路某一位置時（機(jī)車運(yùn)行位置由公里標(biāo)指定），當(dāng)當(dāng)前的機(jī)車運(yùn)行速度與相應(yīng)的機(jī)車運(yùn) 行速度序列中的機(jī)車運(yùn)行速度發(fā)生偏離時，自動調(diào)整自動操作檔位序列中的操縱檔位使得 當(dāng)前的機(jī)車運(yùn)行速度與相應(yīng)的機(jī)車運(yùn)行速度序列中的機(jī)車運(yùn)行