适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶方法及装置与流程

1.本发明涉及超高速磁悬浮交通技术领域，尤其涉及一种适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶方法及装置。


背景技术：

2.超高速低真空管道磁浮交通系统是一种运行于低真空密闭管道内、采用磁悬浮与电磁推进技术的新一代地面交通工具，初期目标运营时速可达1000km/h。磁浮列车所运行的管道环境，为全密闭的低真空环境，在非复压情况下人体无法在其中进行活动。正常情况下，磁浮列车由全自动的运行控制系统指挥调度运行至车站内，乘客才可以通过接驳系统进行上下车。
3.然而，一旦在列车运行过程中，运行控制系统或者车地无线通信系统发生故障，运行控制系统将触发紧急制动进行停车，并且在故障无法解除的情况下，由于故障-安全策略系统就将禁止列车继续自动驾驶。因此在这种情况下，需要将运行控制系统进行降级，转为由人工驾驶列车行驶到接驳地点。
4.但是由于超高速低真空管道磁浮交通系统的特殊性，列车运行的动力输出设备并没有在列车上，而是在列车所在位置的分区牵引控制来输出牵引力。在这种限制下，人工驾驶将无法从列车上进行。因此，需要一种能够控制磁浮列车运行至接驳点的远程驾驶方法及装置。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶方法及装置，能够解决现有技术中的技术问题。
6.本发明提供了一种适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶方法，其中，该方法包括：
7.对磁浮列车进行多视角图像采集；
8.根据所述列车所处位置选取对应图像；
9.对所选取的对应图像进行显示以及对执行远程驾驶的通知进行显示；
10.接收目标停车点信息和列车运行控制信息；
11.对所述列车运行控制信息进行解算，得到初始运行控制指令，并发送给牵引控制系统以牵引所述列车启动运行；
12.获取列车运行状态数据；
13.判断所述列车是否到达停车制动点，并对判断结果进行显示；
14.在未到达停车制动点的情况下，根据所述列车运行控制信息、所述列车运行状态数据和所述牵引控制系统反馈的数据计算得到实时运行控制指令，并发送给所述牵引控制系统以牵引所述列车继续运行；
15.在到达停车制动点的情况下，根据所述目标停车点信息、所述列车运行控制信息、
所述列车运行状态数据和所述牵引控制系统反馈的数据计算得到制动控制指令，并根据所述制动控制指令控制所述列车制动以使所述列车停在目标停车点。
16.根据本发明一种实施例，该方法还包括：
17.获取运行环境数据；
18.根据所述运行状态数据和所述运行环境数据判断是否输出报警提示信号。
19.根据本发明一种实施例，根据所述运行状态数据和所述运行环境数据判断是否输出报警提示信号包括：
20.在所述运行状态数据和/或所述运行环境数据存在异常的情况下，输出报警提示信号。
21.根据本发明一种实施例，所述制动控制指令包括制动方式。
22.根据本发明一种实施例，所述制动方式包括盘式制动。
23.本发明还提供了一种适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶装置，其中，该装置包括：
24.图像采集单元，用于对磁浮列车进行多视角图像采集；
25.图像自动选取单元，用于根据所述列车所处位置选取对应图像；
26.显示单元，用于对所选取的对应图像进行显示以及对执行远程驾驶的通知进行显示；
27.接收单元，用于接收目标停车点信息和列车运行控制信息；
28.解析处理单元，用于对所述列车运行控制信息进行解算，得到初始运行控制指令，并发送给牵引控制系统以牵引所述列车启动运行；
29.获取单元，用于获取列车运行状态数据；
30.所述解析处理单元还用于判断所述列车是否到达停车制动点；
31.所述显示单元还用于对判断结果进行显示；
32.所述解析处理单元还用于在未到达停车制动点的情况下，根据所述列车运行控制信息、所述列车运行状态数据和所述牵引控制系统反馈的数据计算得到实时运行控制指令，并发送给所述牵引控制系统以牵引所述列车继续运行；
33.所述解析处理单元还用于在到达停车制动点的情况下，根据所述目标停车点信息、所述列车运行控制信息、所述列车运行状态数据和所述牵引控制系统反馈的数据计算得到制动控制指令，并根据所述制动控制指令控制所述列车制动以使所述列车停在目标停车点。
34.根据本发明一种实施例，所述获取单元还用于获取运行环境数据，所述解析处理单元还用于根据所述运行状态数据和所述运行环境数据判断是否输出报警提示信号。
35.根据本发明一种实施例，根据所述运行状态数据和所述运行环境数据判断是否输出报警提示信号包括：
36.在所述运行状态数据和/或所述运行环境数据存在异常的情况下，输出报警提示信号。
37.根据本发明一种实施例，所述制动控制指令包括制动方式。
38.根据本发明一种实施例，所述制动方式包括盘式制动。
39.通过上述技术方案，可以为远程操作人员提供人工驾驶的能力，弥补了在车地无
线通信系统故障、地面自动运行控制系统故障等情况下，无法将列车移动到安全接驳点的问题。
附图说明
40.所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。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。
41.图1示出了根据本发明实施例的一种适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶方法的流程图；
42.图2示出了根据本发明实施例的一种适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶装置的方框图。
具体实施方式
43.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
44.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
45.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
46.图1示出了根据本发明实施例的一种适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶方法的流程图。
47.如图1所示，本发明实施例提供了一种适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶方法，其中，该方法包括：
48.s100，对磁浮列车进行多视角图像采集；
49.s102，根据所述列车所处位置选取对应图像；
50.s104，对所选取的对应图像进行显示以及对执行远程驾驶的通知进行显示；
51.s106，接收目标停车点信息和列车运行控制信息；
52.s108，对所述列车运行控制信息进行解算，得到初始运行控制指令(例如，牵引控制协议数据包)，并发送给牵引控制系统以牵引所述列车启动运行；
53.也就是，将接收的信息进行解析和识别，转换成牵引控制系统能够执行的运行控制指令并发送。
54.s110，获取列车运行状态数据；
55.s112，判断所述列车是否到达停车制动点，并对判断结果进行显示；
56.s114，在未到达停车制动点的情况下，根据所述列车运行控制信息、所述列车运行状态数据和所述牵引控制系统反馈的数据计算得到实时运行控制指令，并发送给所述牵引控制系统以牵引所述列车继续运行；
57.由此，牵引控制系统根据实时运行控制指令后输出电流，牵引列车继续前行。
58.s116，在到达停车制动点的情况下，根据所述目标停车点信息、所述列车运行控制信息、所述列车运行状态数据和所述牵引控制系统反馈的数据计算得到制动控制指令，并根据所述制动控制指令控制所述列车制动以使所述列车停在目标停车点。
59.其中，对停车制动点的判断，可以确保列车不会超过目标停车点停车。
60.通过上述技术方案，可以为远程操作人员提供人工驾驶的能力(即，对管道内无法自动控制的磁浮列车进行远程控制)，弥补了在车地无线通信系统故障、地面自动运行控制系统故障等情况下，无法将列车移动到安全接驳点的问题。
61.其中，在执行本发明所述的方法之前，操作员可以进行远程驾驶系统的登录操作：操作员首先输入账号密码等权限信息，锁定故障列车，发出登录请求。远程驾驶系统根据操作员的权限信息，通知该区域的自动运行控制系统进行降级，接替部分控制权。之后，操作员可以实现对故障列车的远程驾驶控制。
62.此外，在列车到达目标停车点后，可以提示操作员列车到达指定位置。之后操作员可选择继续设定新的目标停车点，或者结束驾驶。
63.根据本发明一种实施例，该方法还包括：
64.获取运行环境数据；
65.根据所述运行状态数据和所述运行环境数据判断是否输出报警提示信号。
66.根据本发明一种实施例，根据所述运行状态数据和所述运行环境数据判断是否输出报警提示信号包括：
67.在所述运行状态数据和/或所述运行环境数据存在异常的情况下，输出报警提示信号。
68.由此，在列车移动过程中，可以实时分析列车的运行环境和运行状态(例如速度等)，在前方环境出现异常、车速超速等情况下，产生报警提示告知操作员，以便操作员及时执行相应措施，避免列车出现危险。
69.根据本发明一种实施例，所述制动控制指令包括制动方式。
70.根据本发明一种实施例，所述制动方式包括盘式制动。
71.本领域技术人员应当理解，上述关于制动方式的描述仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。
72.本发明还提供了一种适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶装置，其中，该装置
包括：
73.图像采集单元10，用于对磁浮列车进行多视角图像采集；
74.举例来讲，图像采集单元为摄像机，设置在不同位置以实现多视角图像采集。
75.图像自动选取单元12，用于根据所述列车所处位置选取对应图像；
76.举例来讲，可以根据故障列车所处位置，选取多个摄像机采集的图像(包括列车前后方的摄像机的图像)，以通过下述的显示单元为操作员提供最清晰、全角度的现场图像。并且，图像自动选取单元还可以在驾驶列车的过程中，实时分析和切换最合适的摄像机，以得到对应的图像。
77.显示单元14，用于对所选取的对应图像进行显示以及对执行远程驾驶的通知进行显示；
78.接收单元16，用于接收目标停车点信息和列车运行控制信息；
79.解析处理单元18，用于对所述列车运行控制信息进行解算，得到初始运行控制指令，并发送给牵引控制系统以牵引所述列车启动运行；
80.获取单元20，用于获取列车运行状态数据；
81.所述解析处理单元18还用于判断所述列车是否到达停车制动点；
82.所述显示单元14还用于对判断结果进行显示；
83.所述解析处理单元18还用于在未到达停车制动点的情况下，根据所述列车运行控制信息、所述列车运行状态数据和所述牵引控制系统反馈的数据计算得到实时运行控制指令，并发送给所述牵引控制系统以牵引所述列车继续运行；
84.所述解析处理单元18还用于在到达停车制动点的情况下，根据所述目标停车点信息、所述列车运行控制信息、所述列车运行状态数据和所述牵引控制系统反馈的数据计算得到制动控制指令，并根据所述制动控制指令控制所述列车制动以使所述列车停在目标停车点。
85.通过上述技术方案，可以为远程操作人员提供人工驾驶的能力，弥补了在车地无线通信系统故障、地面自动运行控制系统故障等情况下，无法将列车移动到安全接驳点的问题。
86.根据本发明一种实施例，该装置还可以包括人机交互单元22，通过人机交互单元22将操作员输入的信息(目标停车点信息和列车运行控制信息)发送至接收单元。
87.举例来讲，人机交互单元22可以为操控面板，所述操控面板包括多档位驾驶手柄和操作按钮。操作员能够通过手柄控制列车动力的输出，通过操作按钮输入目标停车点信息、控制列车制动和解除制动等。
88.根据本发明一种实施例，所述获取单元20还用于获取运行环境数据，所述解析处理单元18还用于根据所述运行状态数据和所述运行环境数据判断是否输出报警提示信号。
89.根据本发明一种实施例，根据所述运行状态数据和所述运行环境数据判断是否输出报警提示信号包括：
90.在所述运行状态数据和/或所述运行环境数据存在异常的情况下，输出报警提示信号。
91.由此，在列车移动过程中，可以实时分析列车的运行环境和运行状态(例如速度等)，在前方环境出现异常、车速超速等情况下，产生报警提示告知操作员，以便操作员及时
执行相应措施，避免列车出现危险。
92.根据本发明一种实施例，所述制动控制指令包括制动方式。
93.根据本发明一种实施例，所述制动方式包括盘式制动。
94.本领域技术人员应当理解，上述关于制动方式的描述仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。
95.从上述实施例可以看出，本发明上述实施例所述的方法和装置可以将目标列车所处环境的多视角图像进行捕捉并实时显示给操作员(调度员)，并对操作员的远程驾驶指令进行识别并控制牵引系统进行动力输出，以实现操作员接替自动运控控制系统进行列车的人工远程驾驶。并且，在人工远程驾驶过程中，本发明所述的方法和装置还可以进行车速判别、环境判别等防护处理。
96.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明完全适用于超高速低真空管道磁浮交通系统的系统架构，弥补了在车地无线通信系统故障、地面自动运行控制系统故障等情况下，无法将列车移动到安全接驳点的问题。并且，本发明提供的远程驾驶装置和方法，即能给操作人员提供人工驾驶的能力，同时又具备了系统辅助控制和安全防护的功能。
97.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
98.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
99.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
100.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶方法，其特征在于，该方法包括：对磁浮列车进行多视角图像采集；根据所述列车所处位置选取对应图像；对所选取的对应图像进行显示以及对执行远程驾驶的通知进行显示；接收目标停车点信息和列车运行控制信息；对所述列车运行控制信息进行解算，得到初始运行控制指令，并发送给牵引控制系统以牵引所述列车启动运行；获取列车运行状态数据；判断所述列车是否到达停车制动点，并对判断结果进行显示；在未到达停车制动点的情况下，根据所述列车运行控制信息、所述列车运行状态数据和所述牵引控制系统反馈的数据计算得到实时运行控制指令，并发送给所述牵引控制系统以牵引所述列车继续运行；在到达停车制动点的情况下，根据所述目标停车点信息、所述列车运行控制信息、所述列车运行状态数据和所述牵引控制系统反馈的数据计算得到制动控制指令，并根据所述制动控制指令控制所述列车制动以使所述列车停在目标停车点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：获取运行环境数据；根据所述运行状态数据和所述运行环境数据判断是否输出报警提示信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述运行状态数据和所述运行环境数据判断是否输出报警提示信号包括：在所述运行状态数据和/或所述运行环境数据存在异常的情况下，输出报警提示信号。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述制动控制指令包括制动方式。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述制动方式包括盘式制动。6.一种适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶装置，其特征在于，该装置包括：图像采集单元，用于对磁浮列车进行多视角图像采集；图像自动选取单元，用于根据所述列车所处位置选取对应图像；显示单元，用于对所选取的对应图像进行显示以及对执行远程驾驶的通知进行显示；接收单元，用于接收目标停车点信息和列车运行控制信息；解析处理单元，用于对所述列车运行控制信息进行解算，得到初始运行控制指令，并发送给牵引控制系统以牵引所述列车启动运行；获取单元，用于获取列车运行状态数据；所述解析处理单元还用于判断所述列车是否到达停车制动点；所述显示单元还用于对判断结果进行显示；所述解析处理单元还用于在未到达停车制动点的情况下，根据所述列车运行控制信息、所述列车运行状态数据和所述牵引控制系统反馈的数据计算得到实时运行控制指令，并发送给所述牵引控制系统以牵引所述列车继续运行；所述解析处理单元还用于在到达停车制动点的情况下，根据所述目标停车点信息、所述列车运行控制信息、所述列车运行状态数据和所述牵引控制系统反馈的数据计算得到制
动控制指令，并根据所述制动控制指令控制所述列车制动以使所述列车停在目标停车点。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元还用于获取运行环境数据，所述解析处理单元还用于根据所述运行状态数据和所述运行环境数据判断是否输出报警提示信号。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，根据所述运行状态数据和所述运行环境数据判断是否输出报警提示信号包括：在所述运行状态数据和/或所述运行环境数据存在异常的情况下，输出报警提示信号。9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述制动控制指令包括制动方式。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述制动方式包括盘式制动。

技术总结
本发明提供了一种适用于超高速磁浮交通系统的远程驾驶方法及装置，该方法包括：采集列车的多视角图像；根据列车所处位置选取对应图像；显示对应图像及执行远程驾驶的通知；接收目标停车点信息和列车运行控制信息；对列车运行控制信息进行解算得到初始运行控制指令，并发送给牵引控制系统；获取列车运行状态数据；判断列车是否到达停车制动点，并显示判断结果；如未到达，根据列车运行控制信息、列车运行状态数据和牵引控制系统反馈的数据计算得到实时运行控制指令，并发送给牵引控制系统；如到达，根据目标停车点信息、列车运行控制信息、列车运行状态数据和牵引控制系统反馈的数据计算得到制动控制指令，并根据制动控制指令控制列车制动。控制列车制动。控制列车制动。


技术研发人员：金成日 张艳清 刘通 胡良辉 陈松
受保护的技术使用者：中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院）
技术研发日：2021.12.16
技术公布日：2023/6/20