一种列车及其自动驾驶切换控制方法、系统及设备与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种列车及其自动驾驶切换控制方法、系统及设备。


背景技术：

2.目前大部分的动车组采用的是司机人工驾驶的方式，但是近年来，自动驾驶技术开始在动车组上进行应用，且有逐步发展的趋势。自动驾驶模式的进入和退出，均会受到诸多条件限制，目前当人工操作手柄进行制动时，会退出自动驾驶模式并自动进行制动，除此之外退出自动驾驶模式时，例如由于信号系统故障，车辆设备发生故障等原因导致退出自动驾驶模式时，在司机接管之前，列车都将处于惰行状态，导致存在行车安全隐患。
3.此外，在目前的自动驾驶过程中，例如车载信号系统与列车通信不良，动车所内地面配置受限，列车与地面通信中断等原因导致无线连接失败时，均会退出自动驾驶模式，并等待司机接管，极大地影响了自动驾驶的可用性。
4.综上所述，如何进行更合理的自动驾驶切换控制，保障行车安全，提高自动驾驶的可用性，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种列车及其自动驾驶切换控制方法、系统及设备，以进行更合理的自动驾驶切换控制，保障行车安全，提高自动驾驶的可用性。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
7.一种列车的自动驾驶切换控制方法，应用于列车控制系统中，包括：
8.当检测到列车的各指定操作设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，并基于检测到的操作内容，进行列车的运行控制；
9.当检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到所述自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略所述自动驾驶系统发送的任意控车指令，并按照列车当前是否处于非进站区域，采用相应策略控制列车的运行；
10.当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据所述故障处置方案确定出限速值并发送给所述自动驾驶系统，且接收所述自动驾驶系统基于所述限速值反馈的控车指令以基于所述控车指令控制列车的运行；如果不符合，则进行列车的制动。
11.优选的，当检测到列车的各指定操作设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，并基于检测到的操作内容，进行列车的运行控制，包括：
12.当检测到列车的主控钥匙被操作时，接管对于列车的控制，向所述自动驾驶系统发送第一告警信息以使所述自动驾驶系统退出自动驾驶模式并撤销全部的控车指令，且维持列车的激活状态；
13.当检测到列车的制动手柄被操作时，接管对于列车的控制，向所述自动驾驶系统
发送第一告警信息以使所述自动驾驶系统退出自动驾驶模式并撤销全部的控车指令，维持列车的激活状态且按照被操作的制动手柄的制动级位进行列车的制动；
14.当检测到列车的各指定非导向安全设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，向所述自动驾驶系统发送第二告警信息以使所述自动驾驶系统保持自动驾驶模式并且仅保持激活指令和方向指令的输出，当接管时列车为牵引状态时，控制列车以当前速度恒速运行并发送人工接管请求至地面控制系统，且在第一时长内未收到所述地面控制系统的反馈时，进行列车的制动；当接管时列车为制动状态时，维持在接管之前接收到的由所述自动驾驶系统发送的制动指令以基于所述制动指令进行列车的制动；
15.其中，指定操作设备包括所述主控钥匙，所述制动手柄以及各指定非导向安全设备。
16.优选的，当检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到所述自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略所述自动驾驶系统发送的任意控车指令，并按照列车当前是否处于非进站区域，采用相应策略控制列车的运行，包括：
17.当列车处于非进站区域，检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到所述自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略所述自动驾驶系统发送的任意控车指令，且维持在接管之前接收到的由所述自动驾驶系统发送的控车指令以基于所述控车指令控制列车的运行，并发送人工接管请求至地面控制系统，且在第二时长内未收到所述地面控制系统的反馈时，按照预先存储的行车计划控制列车的运行；
18.当列车处于进站区域，检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到所述自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略所述自动驾驶系统发送的任意控车指令，且控制列车运行至设定的进站停车位置。
19.优选的，当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据所述故障处置方案确定出限速值并发送给所述自动驾驶系统，且接收所述自动驾驶系统基于所述限速值反馈的控车指令以基于所述控车指令控制列车的运行，包括：
20.当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据所述故障处置方案确定出限速值并发送给所述自动驾驶系统，且接收所述自动驾驶系统基于所述限速值、列车牵引系统当前状态以及列车制动系统当前状态调整速度控制曲线之后而反馈的控车指令，以基于所述控车指令控制列车的运行。
21.优选的，在接收所述自动驾驶系统基于所述限速值、列车牵引系统当前状态以及列车制动系统当前状态调整速度控制曲线之后而反馈的控车指令，以基于所述控车指令控制列车的运行之后，还包括：
22.将车辆状态发送至地面控制系统，且在第三时长内未收到所述地面控制系统的反馈时，控制列车运行至最近的站台之后停车。
23.优选的，当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果不符合，则进行列车的制动，包括：
24.当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果不符合，则向所述自动驾驶系统请求输出紧急制动控制，并在
第四时长内未收到所述自动驾驶系统的反馈时，向所述自动驾驶系统发送第三告警信息，且控制列车硬件电路自动断开紧急制动环路以进行列车的制动。
25.优选的，还包括：
26.在任意条件下接管对于列车的控制时，维持车载信号系统的运行以进行列车的超速安全防护。
27.一种列车的自动驾驶切换控制系统，应用于列车控制系统中，包括：
28.第一切换控制执行模块，用于当检测到列车的各指定操作设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，并基于检测到的操作内容，进行列车的运行控制；
29.第二切换控制执行模块，用于当检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到所述自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略所述自动驾驶系统发送的任意控车指令，并按照列车当前是否处于非进站区域，采用相应策略控制列车的运行；
30.第三切换控制执行模块，用于当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据所述故障处置方案确定出限速值并发送给所述自动驾驶系统，且接收所述自动驾驶系统基于所述限速值反馈的控车指令以基于所述控车指令控制列车的运行；如果不符合，则进行列车的制动。
31.一种列车的自动驾驶切换控制设备，包括：
32.存储器，用于存储计算机程序；
33.处理器，用于执行所述计算机程序以实现如上述所述的列车的自动驾驶切换控制方法的步骤。
34.一种列车，包括如上述所述的列车的自动驾驶切换控制系统。
35.应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到传统方案中，对于诸多情况均是统一配置为退出自动驾驶模式且列车进入惰行状态，既影响了自动驾驶的可用性，又导致存在行车安全隐患。因此，本技术的方案中，对于不同的情况进行了不同的设定，使得提高了自动驾驶的可用性，又有利于保障行车安全。具体的，当检测到列车的各指定操作设备中的任意一个被操作时，考虑到人工优先的原则，因此可以接管对于列车的控制，并且，本技术是基于检测到的操作内容，进行列车的运行控制，即接管之后不是控制列车惰行，而是会按照检测到的设备操作内容进行列车的运行控制，有利于保障行车安全。
36.而检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到自动驾驶系统发生故障时，说明此时的自动驾驶系统不可信，因此，在接管对于列车的控制时，会忽略自动驾驶系统发送的任意控车指令。并且，本技术的方案中，是按照列车当前是否处于非进站区域，控制列车的运行，提高了方案的灵活性，即按照列车的所处位置不同控制列车的运行，使得接管之后对于列车的运行控制可以设置地更为合理，而不是如传统方案中统一为惰行，使得本技术的方案有利于提高自动驾驶的可用性，且保障行车安全。
37.当检测到列车设备故障时，如果基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障符合限速运行条件，本技术不会退出自动驾驶模式，即本技术会根据故障处置方案确定出限速值并发送给自动驾驶系统，且接收自动驾驶系统基于限速值反馈的控车指令以基于控车指令控制列车的运行，因此有利于提高自动驾驶的可用性。而如果不符合限速运行条件，本技术会直接进行列车的制动，有利于保障行车安全。
38.综上所述，本技术的方案进行了更合理的自动驾驶切换控制，有利于保障行车安
全，且提高了自动驾驶的可用性。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本发明中一种列车的自动驾驶切换控制方法的实施流程图；
41.图2为本发明一种具体实施方式中的车载系统结构示意图；
42.图3为本发明中一种列车的自动驾驶切换控制系统的结构示意图。
具体实施方式
43.本发明的核心是提供一种列车的自动驾驶切换控制方法，进行了更合理的自动驾驶切换控制，有利于保障行车安全，且提高了自动驾驶的可用性。
44.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.请参考图1，图1为本发明中一种列车的自动驾驶切换控制方法的实施流程图，该列车的自动驾驶切换控制方法可以应用于列车控制系统中，包括以下步骤：
46.步骤s101：当检测到列车的各指定操作设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，并基于检测到的操作内容，进行列车的运行控制。
47.需要说明的是，本技术中按照实际情况的不同，所采取的自动驾驶切换控制的方式不同，步骤s101至步骤s103描述的是3种不同的情况，因此，步骤s101至步骤s103的顺序可以任意调换。
48.步骤s101描述的是人工操作列车设备时的自动驾驶切换控制的执行方式。具体的，当检测到列车的各指定操作设备中的任意一个被操作时，说明此时人工希望接管列车的控制，此时列车控制系统可以接管对于列车的控制，即此时列车的包括牵引系统，制动系统，车门控制系统在内的列车既有系统，由列车控制系统进行管理。并且，检测到的操作内容不同，对列车会有不同的运行控制策略，以保障列车行驶的灵活性和可靠性。
49.图2为一种具体实施方式中的车载系统结构示意图，车载系统中的列车控制系统可以控制包括牵引系统，制动系统，车门控制系统在内的列车既有系统，当然，也能够接收这些系统的设备状态反馈，以确认是否出现设备故障情况。
50.在本发明的一种具体实施方式中，考虑到列车的各指定操作设备中，主控钥匙和制动手柄是关键设备，其余的例如牵引手柄，方向控制设备等均为非导向安全设备，可以按照操作设备的不同，设定不同的处理方式。
51.例如在本发明的一种具体实施方式中，步骤s101可以具体包括：
52.当检测到列车的主控钥匙被操作时，接管对于列车的控制，向自动驾驶系统发送第一告警信息以使自动驾驶系统退出自动驾驶模式并撤销全部的控车指令，且维持列车的
激活状态；
53.当检测到列车的制动手柄被操作时，接管对于列车的控制，向自动驾驶系统发送第一告警信息以使自动驾驶系统退出自动驾驶模式并撤销全部的控车指令，维持列车的激活状态且按照被操作的制动手柄的制动级位进行列车的制动；
54.当检测到列车的各指定非导向安全设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，向自动驾驶系统发送第二告警信息以使自动驾驶系统保持自动驾驶模式并且仅保持激活指令和方向指令的输出，当接管时列车为牵引状态时，控制列车以当前速度恒速运行并发送人工接管请求至地面控制系统，且在第一时长内未收到地面控制系统的反馈时，进行列车的制动，当接管时列车为制动状态时，维持在接管之前接收到的由自动驾驶系统发送的制动指令以基于制动指令进行列车的制动；
55.其中，指定操作设备包括主控钥匙，制动手柄以及各指定非导向安全设备。
56.具体的，该种实施方式中，考虑到主控钥匙是关键设备，为了保障安全性，应当立即实现人工接管。因此，列车控制系统接管对于列车的控制之后，会向自动驾驶系统发送第一告警信息，第一告警信息中例如还可以携带有操作内容，该例子中的操作内容便是“主控钥匙被操作”，自动驾驶系统接收到第一告警信息之后，会退出自动驾驶模式并撤销全部的控车指令。
57.此外需要指出的是，由于在自动驾驶的过程中，制动手柄，牵引手柄，方向开关等设备会处于零位状态。因此，主控钥匙被操作，使得自动驾驶系统退出自动驾驶模式之后，列车控制系统需要维持列车的激活状态。
58.同样的，当检测到列车的制动手柄被操作时，考虑到制动手柄也是关键设备，为了保障安全性，应当立即实现人工接管。因此，列车控制系统接管对于列车的控制之后，会向自动驾驶系统发送第一告警信息，第一告警信息中还可以携带有操作内容，例如操作内容可以是制动手柄被操作以及具体的制动级位。自动驾驶系统接收到第一告警信息之后，会退出自动驾驶模式并撤销全部的控车指令。列车控制系统需要维持列车的激活状态，并且，由于是制动手柄被操作，因此列车控制系统会按照被操作的制动手柄的制动级位立即进行列车的制动，直到列车停车。
59.此外，在实际应用中，无论是主控钥匙还是制动手柄被操作，列车控制系统接管对于列车的控制之后，可以通过自身的无线通信单元向地面进行报告，例如当制动手柄被操作时，向地面报告制动级位以及列车状态。
60.列车所指定的非导向安全设备可以有多种，例如牵引手柄、方向控制设备等等，可以根据实际情况进行设定和调整。
61.当检测到列车的各指定非导向安全设备中的任意一个被操作时，由于并非关键设备被操作，因此，列车控制系统接管对于列车的控制之后，是向自动驾驶系统发送第二告警信息，第二告警信息中也可以携带有操作内容。
62.自动驾驶系统接收第二告警信息时，并不会立即退出自动驾驶模式，而是会保持自动驾驶模式有效，但是，自动驾驶系统此时仅会保持激活指令和方向指令的输出，其他的例如牵引指令，制动指令在内的控车指令均会撤销。
63.当检测到列车的各指定的非导向安全设备中的任意一个被操作时，列车控制系统接管对于列车的控制之后，如果接管时列车为牵引状态时，则列车控制系统会控制列车以
当前速度恒速运行并发送人工接管请求至地面控制系统，如果在第一时长内未收到地面控制系统的反馈时，为了保障行车安全，便会进行列车的制动，例如5s内未收到地面控制系统的反馈时，自动施加最大的常用制动。
64.当然，其他场合中，第一时长的取值，以及第一时长后进行列车制动时的具体制动级位设置，可以根据需要进行调整。此外可以理解的是，如果在第一时长内接收到了地面的反馈，则可以根据地面的反馈进行后续操作，例如地面通常会反馈允许切换为人工操作，则在地面反馈之后，自动驾驶系统可以退出自动驾驶模式，且列车控制系统在人工的控制下控制列车的运行。又如，地面可以反馈保持自动驾驶模式，则此时列车控制系统会重新将控车权交还自动驾驶系统，即自动驾驶系统会在自动驾驶模式下输出相应控车指令给列车控制系统，由列车控制系统执行。
65.可以看出，该种实施方式中，自动驾驶系统接收第二告警信息时，并不会立即退出自动驾驶模式，在第一时长之后仍未收到地面反馈，或者是第一时长之内接收到地面反馈确认退出自动驾驶模式时，才会退出自动驾驶模式。
66.当检测到列车的各指定非导向安全设备中的任意一个被操作时，列车控制系统接管对于列车的控制之后，如果接管时列车为制动状态时，则可以维持在接管之前接收到的由自动驾驶系统发送的制动指令以基于制动指令进行列车的制动。
67.此外需要说明的是，列车控制系统接管对于列车的控制之后，会进行列车的制动，同时，列车控制系统也可以选择发送人工接管请求至地面控制系统，如果在第一时长内未收到地面控制系统的反馈时，或者是第一时长之内接收到地面反馈确认退出自动驾驶模式时，可以退出自动驾驶模式。如果在第一时长内收到地面控制系统的反馈时，则可以按照地面控制系统的反馈来决定后续如何进行列车控制，例如地面反馈继续制动直至停车并退出自动驾驶模式，又如地面反馈停止制动，保持自动驾驶模式有效且立即进行自动驾驶。
68.步骤s102：当检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略自动驾驶系统发送的任意控车指令，并按照列车当前是否处于非进站区域，采用相应策略控制列车的运行。
69.当检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到自动驾驶系统发生故障时，说明此时的自动驾驶系统不可信，因此，列车控制系统在接管对于列车的控制之后，会忽略自动驾驶系统发送的任意控车指令。
70.并且，为了提高方案的灵活性，使得接管之后对于列车的运行控制可以设置地更为合理，本技术是按照列车当前所处位置不同来控制列车的运行，即按照列车当前是否处于非进站区域，采用相应策略控制列车的运行。当然，具体的策略设置，可以根据需要进行设定和调整。
71.具体的，在本发明的一种具体实施方式中，步骤s102可以具体包括：
72.当列车处于非进站区域，检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略自动驾驶系统发送的任意控车指令，且维持在接管之前接收到的由自动驾驶系统发送的控车指令以基于控车指令控制列车的运行，并发送人工接管请求至地面控制系统，且在第二时长内未收到地面控制系统的反馈时，按照预先存储的行车计划控制列车的运行；
73.当列车处于进站区域，检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到自动驾驶
系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略自动驾驶系统发送的任意控车指令，且控制列车运行至设定的进站停车位置。
74.该种实施方式考虑到，无论列车处于非进站区域还是处于进站区域，检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到自动驾驶系统发生故障时，均说明此时的自动驾驶系统不可信，因此，列车控制系统在接管对于列车的控制之后，会忽略自动驾驶系统发送的任意控车指令。
75.如果是处于非进站区域，为了保障列车的安全，稳定的运行，列车控制系统会维持在接管之前接收到的由自动驾驶系统发送的控车指令以基于控车指令控制列车的运行。例如在接管之前接收到的是由自动驾驶系统发送的牵引指令，则可以继续基于该牵引指令控制列车的运行，等待通信中断或者故障情况的恢复，即继续让列车行驶，避免出现不必要的停车。与此同时，列车控制系统还可以发送人工接管请求至地面控制系统，且如果在第二时长内未收到地面控制系统的反馈时，列车控制系统可以按照预先存储的行车计划控制列车的运行。当然，如果在第二时长内接收到了地面控制系统的反馈，则可以根据地面的要求要进行列车的控制，例如地面的反馈内容是要求列车进行制动。
76.该种实施方式中描述的行车计划需要预先进行设定并存储，使得列车控制系统可以按照行车计划有效地进行列车的控制。此外可以看出，由于可以按照行车计划有效地进行列车的控制，因此有利于保障列车的安全，稳定的运行，即由于是在非进站区域，列车通常无需制动，可以正常行驶，该种实施方式不会因为与自动驾驶系统通信中断或者自动驾驶系统发生故障或者地面未反馈，就直接进行列车的制动，而是可以在非进站区域，通过行车计划有效地接管对于列车的控制。
77.如果是处于进站区域，列车控制系统接管对于列车的控制之后，同样会忽略自动驾驶系统发送的任意控车指令。并且由于是进站区域，因此，列车控制系统会直接控制列车运行至设定的进站停车位置。
78.此外，在实际应用中，当需要控制列车运行至设定的进站停车位置时，具体实现方式可以有多种。例如可以通过相关的智能感知单元采集前方站台的图像信息，根据不同类型的站台(左侧、右侧、双向)进行特征提取，识别该站台的开放情况并反馈给列车控制系统，列车控制系统便会在列车运行至站台之后停车，并自动控制对应侧的车门打开。
79.该种实施方式中，对于处于进站区域的列车，也不会因为与自动驾驶系统通信中断或者自动驾驶系统发生故障进行列车的制动，而是可以由列车控制系统接管对于列车的控制，并且直接控制列车运行至设定的进站停车位置，有效地保障了行车安全，也有利于保障乘客的乘车体验。
80.步骤s103：当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据故障处置方案确定出限速值并发送给自动驾驶系统，且接收自动驾驶系统基于限速值反馈的控车指令以基于控车指令控制列车的运行；如果不符合，则进行列车的制动。
81.当检测到列车设备故障时，考虑到对部分类型的故障无需直接制动，而是进行适当的限速即可，可以保障自动驾驶系统的运行效率。当然，对于部分类型的故障需要直接制动来保证行车安全。
82.在本发明的一种具体实施方式中，当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处
置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据故障处置方案确定出限速值并发送给自动驾驶系统，且接收自动驾驶系统基于限速值反馈的控车指令以基于控车指令控制列车的运行，可以具体包括：
83.当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据故障处置方案确定出限速值并发送给自动驾驶系统，且接收自动驾驶系统基于限速值、列车牵引系统当前状态以及列车制动系统当前状态调整速度控制曲线之后而反馈的控车指令，以基于控车指令控制列车的运行。
84.该种实施方式考虑到，可以预设故障处置方案，并且可以理解的是，故障处置方案应当尽量详细，以避免发生出现列车故障但是故障处置方案中却没有对应的处理措施的情况。
85.列车控制系统可以识别出列车设备故障，如果基于预设的故障处置方案，确定当前发生的设备故障符合限速运行条件，便可以将确定出的限速值发送给自动驾驶系统，以便自动驾驶系统按照限速值进行速度控制曲线的调整。
86.并且该种实施方式考虑到，发生列车设备故障时，可能是列车牵引系统故障，也可能是列车制动系统故障，这两个系统的故障会对列车的运行造成影响，例如由于列车制动系统故障，导致只有正常制动能力的40％可用。因此，自动驾驶系统可以基于限速值、列车牵引系统当前状态以及列车制动系统当前状态调整速度控制曲线，进而向列车控制系统反馈控车指令。由于不仅考虑了限速值，还进一步地结合了牵引系统和制动系统当前状态来调整速度控制曲线，使得确定出的速度控制曲线能够更加合理，即确定出的速度控制曲线能够有效地考虑到故障的影响。
87.列车控制系统将可以列车牵引系统当前状态以及列车制动系统当前状态发送给自动驾驶系统，当然，也可以设置为自动驾驶系统自主获取，均不影响本发明的实施。
88.进一步的，在实际应用中，列车控制系统在接收自动驾驶系统基于限速值、列车牵引系统当前状态以及列车制动系统当前状态调整速度控制曲线之后而反馈的控车指令，以基于控车指令控制列车的运行之后，还可以包括：
89.将车辆状态发送至地面控制系统，且在第三时长内未收到地面控制系统的反馈时，控制列车运行至最近的站台之后停车。
90.该种实施方式中，列车控制系统将车辆状态发送至地面控制系统，使得相关工作人员可以据此进行决策，并进行反馈。通常情况下，列车可以在自动驾驶系统的控制下，以调整之后的速度控制曲线运行，即降低了故障情况对于乘客出行的影响。少部分场合中，可能在第三时长内未接收到地面控制系统的反馈，则为了保障行车安全，兼顾列车运行效率，避免非必要的停车，该种实施方式中，列车控制系统是接收自动驾驶系统发送的控车指令，控制列车运行至最近的站台之后停车，即在自动驾驶模式下，控制列车运行至最近的站台之后停车。此外，如果在第三时长内接收到地面控制系统的反馈时，则可以按照地面控制系统的要求进行后续的列车控制，例如故障较为轻微时，通过地面控制系统的反馈，可以将限速值恢复为未故障下的限速值。
91.在本发明的一种具体实施方式中，当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果不符合，则进行列车的制动，可以包括：
92.当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果不符合，则向自动驾驶系统请求输出紧急制动控制，并在第四时长内未收到自动驾驶系统的反馈时，向自动驾驶系统发送第三告警信息，且控制列车硬件电路自动断开紧急制动环路以进行列车的制动。
93.列车控制系统可以识别出列车设备故障，如果基于预设的故障处置方案，确定当前发生的设备故障不符合限速运行条件，说明故障较为严重，需要进行紧急制动。则列车控制系统可以向自动驾驶系统请求输出紧急制动控制，通常情况下，自动驾驶系统接收该请求之后，会立即反馈相应指令，使得列车控制系统执行紧急制动。而如果列车控制系统在第四时长内未收到自动驾驶系统的反馈时，为了保障行车安全，列车控制系统会向自动驾驶系统发送第三告警信息，同时直接控制列车硬件电路自动断开紧急制动环路以进行列车的制动。此外，列车控制系统还可以将该情况汇报至地面。
94.在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：
95.在任意条件下接管对于列车的控制时，维持车载信号系统的运行以进行列车的超速安全防护。
96.车载信号系统可以实现列车的超速安全防护，该种实施方式中，列车控制系统在任意条件下接管对于列车的控制时，并不会影响车载信号系统的功能，即会，维持车载信号系统的运行以进行列车的超速安全防护，有效地保障行车安全。在实际应用中，车载信号系统通常与自动驾驶系统通信连接，并可以向自动驾驶系统汇报自身是否故障。
97.应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到传统方案中，对于诸多情况均是统一配置为退出自动驾驶模式且列车进入惰行状态，既影响了自动驾驶的可用性，又导致存在行车安全隐患。因此，本技术的方案中，对于不同的情况进行了不同的设定，使得提高了自动驾驶的可用性，又有利于保障行车安全。具体的，当检测到列车的各指定操作设备中的任意一个被操作时，考虑到人工优先的原则，因此可以接管对于列车的控制，并且，本技术是基于检测到的操作内容，进行列车的运行控制，即接管之后不是控制列车惰行，而是会按照检测到的设备操作内容进行列车的运行控制，有利于保障行车安全。
98.而检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到自动驾驶系统发生故障时，说明此时的自动驾驶系统不可信，因此，在接管对于列车的控制时，会忽略自动驾驶系统发送的任意控车指令。并且，本技术的方案中，是按照列车当前是否处于非进站区域，控制列车的运行，提高了方案的灵活性，即按照列车的所处位置不同控制列车的运行，使得接管之后对于列车的运行控制可以设置地更为合理，而不是如传统方案中统一为惰行，使得本技术的方案有利于提高自动驾驶的可用性，且保障行车安全。
99.当检测到列车设备故障时，如果基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障符合限速运行条件，本技术不会退出自动驾驶模式，即本技术会根据故障处置方案确定出限速值并发送给自动驾驶系统，且接收自动驾驶系统基于限速值反馈的控车指令以基于控车指令控制列车的运行，因此有利于提高自动驾驶的可用性。而如果不符合限速运行条件，本技术会直接进行列车的制动，有利于保障行车安全。
100.综上所述，本技术的方案进行了更合理的自动驾驶切换控制，有利于保障行车安全，且提高了自动驾驶的可用性。
101.相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种列车的自动驾驶切换控制
系统，可与上文相互对应参照。
102.参见图3所示，为本发明中一种列车的自动驾驶切换控制系统的结构示意图，应用于列车控制系统中，包括：
103.第一切换控制执行模块301，用于当检测到列车的各指定操作设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，并基于检测到的操作内容，进行列车的运行控制；
104.第二切换控制执行模块302，用于当检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略自动驾驶系统发送的任意控车指令，并按照列车当前是否处于非进站区域，采用相应策略控制列车的运行；
105.第三切换控制执行模块303，用于当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据故障处置方案确定出限速值并发送给自动驾驶系统，且接收自动驾驶系统基于限速值反馈的控车指令以基于控车指令控制列车的运行；如果不符合，则进行列车的制动。
106.在本发明的一种具体实施方式中，第一切换控制执行模块301，具体用于：
107.当检测到列车的主控钥匙被操作时，接管对于列车的控制，向自动驾驶系统发送第一告警信息以使自动驾驶系统退出自动驾驶模式并撤销全部的控车指令，且维持列车的激活状态；
108.当检测到列车的制动手柄被操作时，接管对于列车的控制，向自动驾驶系统发送第一告警信息以使自动驾驶系统退出自动驾驶模式并撤销全部的控车指令，维持列车的激活状态且按照被操作的制动手柄的制动级位进行列车的制动；
109.当检测到列车的各指定非导向安全设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，向自动驾驶系统发送第二告警信息以使自动驾驶系统保持自动驾驶模式并且仅保持激活指令和方向指令的输出，当接管时列车为牵引状态时，控制列车以当前速度恒速运行并发送人工接管请求至地面控制系统，且在第一时长内未收到地面控制系统的反馈时，进行列车的制动；当接管时列车为制动状态时，维持在接管之前接收到的由自动驾驶系统发送的制动指令以基于制动指令进行列车的制动；
110.其中，指定操作设备包括主控钥匙，制动手柄以及各指定非导向安全设备。
111.在本发明的一种具体实施方式中，第二切换控制执行模块302，具体用于：：
112.当列车处于非进站区域，检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略自动驾驶系统发送的任意控车指令，且维持在接管之前接收到的由自动驾驶系统发送的控车指令以基于控车指令控制列车的运行，并发送人工接管请求至地面控制系统，且在第二时长内未收到地面控制系统的反馈时，按照预先存储的行车计划控制列车的运行；
113.当列车处于进站区域，检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略自动驾驶系统发送的任意控车指令，且控制列车运行至设定的进站停车位置。
114.在本发明的一种具体实施方式中，第三切换控制执行模块301当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据故障处置方案确定出限速值并发送给自动驾驶系统，且接收自动驾驶系统基于限速值反馈的控车指令以基于控车指令控制列车的运行，包括：
115.当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据故障处置方案确定出限速值并发送给自动驾驶系统，且接收自动驾驶系统基于限速值、列车牵引系统当前状态以及列车制动系统当前状态调整速度控制曲线之后而反馈的控车指令，以基于控车指令控制列车的运行。
116.在本发明的一种具体实施方式中，第三切换控制执行模块301还用于：
117.在接收自动驾驶系统基于限速值、列车牵引系统当前状态以及列车制动系统当前状态调整速度控制曲线之后而反馈的控车指令，以基于控车指令控制列车的运行之后，将车辆状态发送至地面控制系统，且在第三时长内未收到地面控制系统的反馈时，控制列车运行至最近的站台之后停车。
118.在本发明的一种具体实施方式中，第三切换控制执行模块301当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果不符合，则进行列车的制动，包括：
119.当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果不符合，则向自动驾驶系统请求输出紧急制动控制，并在第四时长内未收到自动驾驶系统的反馈时，向自动驾驶系统发送第三告警信息，且控制列车硬件电路自动断开紧急制动环路以进行列车的制动。
120.在本发明的一种具体实施方式中，还包括车载信号系统维持模块，用于：
121.在任意条件下接管对于列车的控制时，维持车载信号系统的运行以进行列车的超速安全防护。
122.相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种列车，以及一种列车的自动驾驶切换控制设备，可与上文相互对应参照。
123.该列车的自动驾驶切换控制设备可以包括：
124.存储器，用于存储计算机程序；
125.处理器，用于执行计算机程序以实现如上述任一实施例中的列车的自动驾驶切换控制方法的步骤。
126.该列车可以包括如上述任一实施例中的列车的自动驾驶切换控制系统。
127.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
128.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
129.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种列车的自动驾驶切换控制方法，其特征在于，应用于列车控制系统中，包括：当检测到列车的各指定操作设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，并基于检测到的操作内容，进行列车的运行控制；当检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到所述自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略所述自动驾驶系统发送的任意控车指令，并按照列车当前是否处于非进站区域，采用相应策略控制列车的运行；当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据所述故障处置方案确定出限速值并发送给所述自动驾驶系统，且接收所述自动驾驶系统基于所述限速值反馈的控车指令以基于所述控车指令控制列车的运行；如果不符合，则进行列车的制动。2.根据权利要求1所述的列车的自动驾驶切换控制方法，其特征在于，当检测到列车的各指定操作设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，并基于检测到的操作内容，进行列车的运行控制，包括：当检测到列车的主控钥匙被操作时，接管对于列车的控制，向所述自动驾驶系统发送第一告警信息以使所述自动驾驶系统退出自动驾驶模式并撤销全部的控车指令，且维持列车的激活状态；当检测到列车的制动手柄被操作时，接管对于列车的控制，向所述自动驾驶系统发送第一告警信息以使所述自动驾驶系统退出自动驾驶模式并撤销全部的控车指令，维持列车的激活状态且按照被操作的制动手柄的制动级位进行列车的制动；当检测到列车的各指定非导向安全设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，向所述自动驾驶系统发送第二告警信息以使所述自动驾驶系统保持自动驾驶模式并且仅保持激活指令和方向指令的输出，当接管时列车为牵引状态时，控制列车以当前速度恒速运行并发送人工接管请求至地面控制系统，且在第一时长内未收到所述地面控制系统的反馈时，进行列车的制动；当接管时列车为制动状态时，维持在接管之前接收到的由所述自动驾驶系统发送的制动指令以基于所述制动指令进行列车的制动；其中，指定操作设备包括所述主控钥匙，所述制动手柄以及各指定非导向安全设备。3.根据权利要求1所述的列车的自动驾驶切换控制方法，其特征在于，当检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到所述自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略所述自动驾驶系统发送的任意控车指令，并按照列车当前是否处于非进站区域，采用相应策略控制列车的运行，包括：当列车处于非进站区域，检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到所述自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略所述自动驾驶系统发送的任意控车指令，且维持在接管之前接收到的由所述自动驾驶系统发送的控车指令以基于所述控车指令控制列车的运行，并发送人工接管请求至地面控制系统，且在第二时长内未收到所述地面控制系统的反馈时，按照预先存储的行车计划控制列车的运行；当列车处于进站区域，检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到所述自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略所述自动驾驶系统发送的任意控车指令，且控制列车运行至设定的进站停车位置。4.根据权利要求1所述的列车的自动驾驶切换控制方法，其特征在于，当检测到列车设
备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据所述故障处置方案确定出限速值并发送给所述自动驾驶系统，且接收所述自动驾驶系统基于所述限速值反馈的控车指令以基于所述控车指令控制列车的运行，包括：当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据所述故障处置方案确定出限速值并发送给所述自动驾驶系统，且接收所述自动驾驶系统基于所述限速值、列车牵引系统当前状态以及列车制动系统当前状态调整速度控制曲线之后而反馈的控车指令，以基于所述控车指令控制列车的运行。5.根据权利要求4所述的列车的自动驾驶切换控制方法，其特征在于，在接收所述自动驾驶系统基于所述限速值、列车牵引系统当前状态以及列车制动系统当前状态调整速度控制曲线之后而反馈的控车指令，以基于所述控车指令控制列车的运行之后，还包括：将车辆状态发送至地面控制系统，且在第三时长内未收到所述地面控制系统的反馈时，控制列车运行至最近的站台之后停车。6.根据权利要求1所述的列车的自动驾驶切换控制方法，其特征在于，当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果不符合，则进行列车的制动，包括：当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果不符合，则向所述自动驾驶系统请求输出紧急制动控制，并在第四时长内未收到所述自动驾驶系统的反馈时，向所述自动驾驶系统发送第三告警信息，且控制列车硬件电路自动断开紧急制动环路以进行列车的制动。7.根据权利要求1至6任一项所述的列车的自动驾驶切换控制方法，其特征在于，还包括：在任意条件下接管对于列车的控制时，维持车载信号系统的运行以进行列车的超速安全防护。8.一种列车的自动驾驶切换控制系统，其特征在于，应用于列车控制系统中，包括：第一切换控制执行模块，用于当检测到列车的各指定操作设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，并基于检测到的操作内容，进行列车的运行控制；第二切换控制执行模块，用于当检测到与自动驾驶系统通信中断时，或者检测到所述自动驾驶系统发生故障时，接管对于列车的控制并忽略所述自动驾驶系统发送的任意控车指令，并按照列车当前是否处于非进站区域，采用相应策略控制列车的运行；第三切换控制执行模块，用于当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，如果符合，则根据所述故障处置方案确定出限速值并发送给所述自动驾驶系统，且接收所述自动驾驶系统基于所述限速值反馈的控车指令以基于所述控车指令控制列车的运行；如果不符合，则进行列车的制动。9.一种列车的自动驾驶切换控制设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至7任一项所述的列车的自动驾驶切换控制方法的步骤。
10.一种列车，其特征在于，包括如权利要求8所述的列车的自动驾驶切换控制系统。

技术总结
本申请公开了一种列车及其自动驾驶切换控制方法、系统及设备，应用于轨道交通技术领域，包括：当检测到列车的各指定操作设备中的任意一个被操作时，接管对于列车的控制，并基于检测到的操作内容，进行列车的运行控制；当检测到自动驾驶系统故障或与其通信中断时，接管对于列车的控制并忽略自动驾驶系统发送的任意控车指令，并按照列车当前是否处于非进站区域，采用相应策略控制列车的运行；当检测到列车设备故障时，基于预设的故障处置方案，判断当前发生的设备故障是否符合限速运行条件，进行相应的列车控制。应用本申请得分方案，进行了更合理的自动驾驶切换控制，有利于保障行车安全，且提高了自动驾驶的可用性。且提高了自动驾驶的可用性。且提高了自动驾驶的可用性。


技术研发人员：杨丽丽 马周聪 毛瑞雷 王双全 张安
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2022.10.11
技术公布日：2023/6/27