IPC分类号 : B61L25/02I,B61C17/00I,B61L23/00I,B61C3/00I
专利摘要
本发明涉及一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法，包括以下步骤：1)辅助安全防护系统获取雷达数据和列车实时定位信息数据；2)采用障碍物绝对位置算法确定障碍物的绝对位置；3)分别确定紧急制动曲线EBD、紧急制动触发曲线EBI、最大常用制动曲线SBD及其触发曲线SBI；4)根据触发曲线SBI设置报警提示曲线，并且在报警提示曲线上设置提示点I与警告点W，并据此进行辅助安全防护。与现有技术相比，本发明具有考虑运营环境、考虑反应时间和定位测速误差、完善有效，可行性强等优点。
权利要求
1.一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)辅助安全防护系统获取雷达数据和列车实时定位信息数据，辅助安全防护系统通过运行线路建模获取列车实时定位信息数据，具体包括以下步骤：
11)列车运行线路建模：对线路的每个区段采用字段表示为[n,x
12)获取列车实时定位信息数据[m
2)采用障碍物绝对位置算法确定障碍物的绝对位置，具体包括以下步骤：
21)实时获取有轨电车在当前区段n
对于直线区段：
列车当前位置坐标(x
行驶方向β的计算式为：
其中，n
对于曲线区段：
列车当前位置坐标(x
行驶方向β的计算式为：
其中，(x
22)计算障碍物等效行车许可终点，具体为：
计算障碍物距离列车的轨内距离，当障碍物在以毫米波雷达为原点建立的水平面坐标系里的坐标与最近的轨道区段中心线之间的距离小于W/2时，判定为轨内障碍物，并将障碍物从雷达坐标系坐标转化为线路坐标系，则有：
其中，(x
所述的障碍物距离列车的轨内距离的计算式为：
对于直线区段：
对于曲线区段：
其中，(x
3)分别确定紧急制动曲线EBD、紧急制动触发曲线EBI、最大常用制动曲线SBD及其触发曲线SBI；
4)根据触发曲线SBI设置报警提示曲线，并且在报警提示曲线上设置提示点I与警告点W，并据此进行辅助安全防护。
2.根据权利要求1所述的一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法，其特征在于，所述的步骤1)中，辅助安全防护系统通过设置在有轨电车上作为前向检测器的毫米波雷达获取雷达数据[α,θ,ρ]，并对其进行极坐标变换剔除高度范围在车辆高度之外的目标获取目标障碍物的二维平面坐标
其中，α为目标障碍物俯仰角，θ为目标障碍物水平方向航向角，ρ为目标障碍物到雷达的距离。
3.根据权利要求1所述的一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法，其特征在于，所述的步骤3)中，选择轨内障碍物作为行车许可终点，即障碍物等效行车许可终点，获取紧急制动曲线EBD，则有：
其中，v
4.根据权利要求3所述的一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法，其特征在于，所述的步骤3)中，紧急制动触发曲线EBI通过紧急制动曲线计算，具体计算式为：
Δv＝a
Δs＝Δvt
S
其中，a
5.根据权利要求3所述的一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法，其特征在于，所述的步骤3)中，最大常用制动曲线SBD的计算式为：
对应的触发曲线SBI的计算式为：
S
其中，v
6.根据权利要求3所述的一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法，其特征在于，所述的步骤4)中，提示点I与警告点W的计算式为：
S
S
其中，v
7.根据权利要求6所述的一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法，其特征在于，所述的步骤4)中，当列车超过提示点I后，通过声音、灯光提示驾驶员进行减速操作，如果超过警告点W则即将触及最大常用制动曲线，若越过警告点W仍旧没有任何操作，列车将在越过SBI曲线监督点时自动触发最大常用制动，如果列车速度仍旧未降低到安全值，超过了EBI曲线监督点，则会触发紧急制动，确保行车安全。
8.根据权利要求7所述的一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法，其特征在于，所述的警告点W和SBI曲线间的时间间隔为10s，所述的提示点I和SBI曲线间的时间间隔为5s。
说明书
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其是涉及一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法。
背景技术
现代有轨电车作为一种绿色环保、运量及成本均适中的轨道交通方式，近两年广受欢迎，在我国许多城市进行了规划和建设。有轨电车由于运行线路并不是完全封闭，较其他形式的轨道交通方式存在更多的安全隐患，有轨电车系统由驾驶员进行操作，安全责任重大，基于发现障碍物——常用制动(或紧急制动)的安全驾驶模式，驾驶员视野距离限制了列车在某些区段的行驶速度上限。同时在夜晚或者雨、雪、雾等恶劣天气条件下，驾驶员的视野范围受到极大的限制和削弱，难以发现潜在的障碍物，一旦不能够及时制动，将会产生碰撞甚至脱轨的严重后果。因此为现代有轨电车研究开发一套具有视觉增强效果的辅助安全防护系统，具有很大的意义。
异态检测技术一般指利用传感器获取周围环境中目标的信息。用于有轨电车的异态检测技术是一种车载检测技术。目前车载检测技术多应用于智能车领域，主要分为主动检测和被动检测两种技术，其中主动检测需要向待测区域发射一定功率、频段的电磁波，利用回波分析完成障碍物目标的检测，代表技术为各类雷达技术；被动检测主要指视觉检测技术，利用CCD摄像机一类的设备，直接从环境中接收信息，并通过相关算法处理得出感兴趣数据。被动检测是非侵犯式检测，不增加环境噪声，功耗低，获取信息量大，但其信息来源完全依靠外界，在恶劣环境如夜晚或大风、雨、雪、雾的条件下将基本失效。
有轨电车应用环境一般在城市内部，在某些区段与城市道路交通共享路权，因此可能入侵有轨电车轨道限界的障碍物一般包括社会车辆、行人以及落入轨道并停留的其他目标。应选取前向检测器，对列车前方的障碍物情况进行检测，根据EN13452-1中的标准，现代有轨电车运营速度一般取50km/h，对于钢轨钢轮制式有轨电车，常规制动减速度取1.2m/s
现有技术中缺少一种完善、有效、可行的有轨电车辅助安全防护方法，实现实时计算列车防护曲线，提前向驾驶员提供避撞预警信息。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法，包括以下步骤：
1)辅助安全防护系统获取雷达数据和列车实时定位信息数据；
2)采用障碍物绝对位置算法确定障碍物的绝对位置；
3)分别确定紧急制动曲线EBD、紧急制动触发曲线EBI、最大常用制动曲线SBD及其触发曲线SBI；
4)根据触发曲线SBI设置报警提示曲线，并且在报警提示曲线上设置提示点I与警告点W，并据此进行辅助安全防护。
所述的步骤1)中，辅助安全防护系统通过设置在有轨电车上作为前向检测器的毫米波雷达获取雷达数据[α,θ,ρ]，并对其进行极坐标变换剔除高度范围在车辆高度之外的目标获取目标障碍物的二维平面坐标 则有：
其中，α为目标障碍物俯仰角，θ为目标障碍物水平方向航向角，ρ为目标障碍物到雷达的距离。
所述的步骤1)中，辅助安全防护系统通过运行线路建模获取列车实时定位信息数据，具体包括以下步骤：
11)列车运行线路建模：对线路的每个区段采用字段表示为[n,x1,y1,s1,x2,y2,s2,r,xo,yo,d,i,c,s,m]，其中，n为区段编号，(x1,y1)、(x2,y2)为区段中心线起讫点坐标，s1、s2为区段起讫点对应的里程数，r为区段曲率半径，(xo,yo)为曲线区段的圆心坐标，d为列车该曲线区段运行方向，若为顺时针方向运行曲线线路，则d取0，若为逆时针方向运行线路，则d取1，i为区段坡度值，c为常数，s为该区段里程数，m为该区段内查询应答器个数，并且定义轨道限界范围W＝w+2δ，w为车辆最大宽度，δ为安全余量；
12)获取列车实时定位信息数据[m1,n1,n2,x,y,sd,s,vcur]，其中，m1为上一个查询应答器编号，n1为上一个查询应答器所处区段的编号，n2为当前列车所处区段编号，(x,y)为上一个查询应答器的地面坐标，sd为上一个查询应答器以线路起点作为里程0点开始计算所对应的里程，s为上一个查询应答器到列车当前位置的累积里程，vcur为列车当前运行速度。
所述的步骤2)具体包括以下步骤：
21)实时获取有轨电车在当前区段n2内的区段信息，并分别对直线区段与曲线区段计算列车当前位置坐标(xtr,ytr)以及行驶方向β，具体为：
对于直线区段：
列车当前位置坐标(xtr,ytr)的计算式为：
行驶方向β的计算式为：
其中，n2为区段编号， 为n2区段中心线起讫点坐标，sd为上一个查询应答器以线路起点作为里程0点开始计算所对应的里程，s为上一个查询应答器到列车当前位置的累积里程， 为n2区段起讫点所对应的里程数；(xtr,ytr)为列车当前位置坐标；
对于曲线区段：
列车当前位置坐标(xtr,ytr)的计算式为：
行驶方向β的计算式为：
其中，(xob,yob)为障碍物在以毫米波雷达为原点建立的水平面坐标系里的坐标， 为障碍物所属区段的坐标，n为区段编号，m为该区段内查询应答器个数，c为常数，α为目标障碍物俯仰角，n2+j表示从n2区段到下面某个区段， 为n2曲线区段的曲率半径， 为n2曲线区段的讫点里程数，Sob为障碍物距离列车的轨内距离；
22)计算障碍物等效行车许可终点，具体为：
计算障碍物距离列车的轨内距离，当障碍物在以毫米波雷达为原点建立的水平面坐标系里的坐标与最近的轨道区段中心线之间的距离小于W/2时，判定为轨内障碍物，并将障碍物从雷达坐标系坐标转化为线路坐标系，则有：
其中，(xob,yob)为障碍物在以毫米波雷达为原点建立的水平面坐标系里的坐标；(xOB,yOB)为障碍物在线路坐标系里的坐标；
所述的障碍物距离列车的轨内距离的计算式为：
对于直线区段：
对于曲线区段：
其中，(xob,yob)为障碍物在以毫米波雷达为原点建立的水平面坐标系里的坐标， 为障碍物所属区段的坐标，n为区段编号，m为该区段内查询应答器个数，c为常数，α为目标障碍物俯仰角， 为n2曲线区段的曲率半径， 为n2曲线区段的讫点里程数，Sob为障碍物距离列车的轨内距离，往后几个区段讫点与点(xob,yob)之间的距离，直到找到距离(xob,yob)最近的区段起讫点
所述的步骤3)中，选择轨内障碍物作为行车许可终点，即障碍物等效行车许可终点，获取紧急制动曲线EBD，则有：
其中，vorg为从列车制动初始速度，vend为列车制动目标速度，对于以行车许可终点为障碍物目标的情况，取0，qebγ为列车最大制动减速度，Seb为紧急制动状态距离；
所述的步骤3)中，紧急制动触发曲线EBI通过紧急制动曲线计算，具体计算式为：
Δv＝atrγttr(1+rV)
Δs＝Δvttr+Slo
SEBI(v0)＝SEBD(v0+Δv)+Δs
其中，atrγ为列车最大牵引加速度，ttr为制动建立延时与驾驶员反应时间之和，rV为测速误差系数，Δs为考虑最不利情况下的距离增量，Slo为列车在ttr内按照v0速度前进的距离，v0为列车在碰到紧急制动触发曲线EBI时候的瞬时速度，即列车正常行驶速度，SEBD(v0+Δv)为列车行驶速度为v0时紧急制动曲线距离，SEBI(v0)为列车行驶速度为v0时紧急制动触发曲线距离。
所述的步骤3)中，最大常用制动曲线SBD的计算式为：
对应的触发曲线SBI的计算式为：
SSBI1(v0)＝SSBD(v0)+v0t′tr
其中，vorg为从列车制动初始速度，vend为列车制动目标速度，对于以行车许可终点为障碍物目标的情况，取0，asbγ为最大常用制动速度，Ssb为最大常用制动状态距离，v0为列车正常行驶速度，t′tr为制动建立延时与驾驶员反应时间之和，SSBD(v0)为列车行驶速度为v0时最大常用制动曲线距离，SSBI1(v0)为列车行驶速度为v0时最大常用制动触发曲线距离。
所述的步骤4)中，提示点I与警告点W的计算式为：
SW(v0)＝SSBI(v0)+v0tW
SI(v0)＝SSBI(v0)+v0tI
其中，v0为列车正常行驶速度，tW为警告点W和SBI曲线间的时间间隔，tI为提示点I和SBI曲线间的时间间隔，SSBI(v0)为列车行驶速度为v0时最大常用制动触发曲线距离，SW(v0)为警告点W到行车许可终点距离，SI(v0)为提示点I到行车许可终点距离。
所述的步骤4)中，当列车超过提示点I后，通过声音、灯光提示驾驶员进行减速操作，如果超过警告点W则即将触及最大常用制动曲线，若越过警告点W仍旧没有任何操作，列车将在越过SBI曲线监督点时自动触发最大常用制动，如果列车速度仍旧未降低到安全值，超过了EBI曲线监督点，则会触发紧急制动，确保行车安全。
所述的警告点W和SBI曲线间的时间间隔为10s，所述的提示点I和SBI曲线间的时间间隔为5s。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、针对现代有轨电车由于运营环境因素，在运行过程中具有一定安全隐患这个技术难点，选择毫米波雷达作为有轨电车异态检测的手段，并设计辅助安全防护功能，在此基础上，建立一种完善的新型辅助安全防护方法，本发明所述的基于异态检测的现代有轨电车辅助安全防护方法，为有轨电车选取适用性较高的前向检测器，实时获取前方障碍物的信息，并通过列车定位技术求得障碍物与轨道限界之间的相对位置，对于入侵轨道限界的障碍物，确定其与列车的轨内相对距离，并以此为行车许可终点实时计算列车防护曲线，如果当前检测周期并无轨内障碍物，辅助安全防护系统会选取线路上调度计划制定的停车点(如车站等)作为行车许可终点进行防护曲线的计算。
二、本发明考虑列车制动建立、驾驶员反应时间、列车定位测速误差等因素，计算紧急制动触发曲线EBI，当列车行驶状态越过EBI曲线，需自动施加紧急制动。从功能需求分析、辅助安全防护架构设计、避撞预警功能设计3方面入手，设计辅助安全防护功能。
三、本发明在基于雷达数据输入、列车定位数据输入、列车坐标确定、障碍物等效行车许可终点技术基础上，从紧急制动曲线EBD、紧急制动触发曲线EBI、最大常用制动曲线SBD及其触发曲线SBI及报警提示曲线4个方面构建辅助安全监控曲线算法，更加完善、有效，可行性强。
附图说明
图1为本发明的仿真线路示意图。
图2为本发明的仿真防护曲线。
图3为本发明的防护曲线变化趋势。
图4为本发明的速度记录曲线。
图5为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本发明避撞预警功能的实现，依赖于列车防护曲线的实时计算。列车防护曲线是列车制动模型的直观表达，表征列车在制动过程中速度下降与距离之间的关系。辅助驾驶系统需实时确定行车许可终点，并根据行车许可终点确定列车防护曲线，建立一簇防护曲线。
EBD(The EmergencyBrakeDecelerationCurve)曲线为紧急制动曲线，列车运行过程中每个行车许可终点都对应一条EBD曲线，EBD曲线是一簇防护曲线中的最外层，一般不会被触发，一旦超过EBD曲线，列车的停车位置将超过行车许可终点，也即会发生碰撞。
因此需要考虑列车制动建立、驾驶员反应时间、列车定位测速误差等因素，计算紧急制动触发曲线EBI(The EmergencyBrakeInterventionCurve)，当列车行驶状态越过EBI曲线，需自动施加紧急制动。
利用相同的原理，列车还设有最大常用制动曲线SBD(TheServiceBrakeDecelerationCurve)以及最大常用制动触发曲线SBI(TheServiceBrakeInterventionCurve)，当列车运行状态触发该曲线之后，施加最大常用制动。同时为了实现对于驾驶员的提示和警告，设立了提示点I与警告点W。
当驾驶员驾驶列车接近确定的行车许可终点时，辅助驾驶系统会向驾驶员提示安全引导速度，本发明中设提示点I与警告点W，其中I点的作用为提示驾驶员即将超过允许限速，该点提供足够的时间让驾驶员进行相关操作，当列车超过I点后，会通过声音、灯光等提示驾驶员进行减速操作；如果超过W点意味着即将触及最大常用制动曲线，若越过W点仍旧没有任何操作，列车将在越过SBI监督点时自动触发最大常用制动，如果列车速度仍旧未降低到安全值，超过了EBI监督点，则会触发紧急制动，确保行车安全。
制动过程中的人机交互设计为提示——询问——制动三层：当行车触发I点，进行声光提示，若直到触发W点驾驶员仍旧没有进行制动，给出解释界面，如果直到触发SBI监视曲线驾驶员没有进行选择，则自动进行列车最大常用制动，根据人体工程学结合驾驶员的反应思考时间，可以设I点、W点以及SBI曲线之间的触发时间为5s。
本发明所述的基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法具体包括以下步骤：
步骤S1：在有轨电车上设置毫米波雷达作为前向检测器，确定其算法输入，包括雷达数据输入和列车定位数据输入；
1.1雷达数据输入
所述毫米波雷达作为前向检测器所检测到的原始数据经过算法处理手段，至少为辅助安全防护系统提供如下数据输入：
[α,θ,ρ]
其中：α表示目标障碍物俯仰角；θ表示目标障碍物水平方向航向角；ρ表示目标障碍物到雷达的距离；
根据极坐标转换公式，剔除高度范围在车辆高度之外的目标，可以得到二维平面的坐标如下：
其中，(xob,yob)为障碍物在以毫米波雷达为原点建立的水平面坐标系里的坐标；
1.2列车定位数据输入
(1)列车运行线路建模
根据以下模型假设进行线路建模：a将线路形式经过抽象分析，分为直线线路、曲线线路、交叉口区域线路三类；b忽略缓和曲线的影响，假设直线线路与固定曲率半径的曲线线路直接连接；可以将线路每个区段用如下字段表示：
[n,x1,y1,s1,x2,y2,s2,r,xo,yo,d,i,c,s,m,]
其中：n为区段编号；(x1,y1)(x2,y2)为区段中心线起讫点坐标；s1、s2为区段起讫点所对应的里程数；r为区段曲率半径；(xo,yo)为曲线区段的圆心坐标；d为列车该曲线区段运行方向，若为顺时针方向运行曲线线路，d取0，若为逆时针方向运行线路d取1；i为区段坡度值；s为该区段里程数；m为该区段内查询应答器个数；另外定义轨道限界范围W＝车辆最大宽度w+2δ，δ为安全余量；
(2)列车实时定位信息的输入值为
[n,n1,n2,x,y,sd,s,vcur,]
其中：n为上一个查询应答器编号；n1为上一个查询应答器所处区段的编号；n2为当前列车所处区段编号；(x,y,)为上一个查询应答器的地面坐标；sd为上一个查询应答器以线路起点作为里程0点开始计算所对应的里程；s为上一个查询应答器到列车当前位置的累积里程；vcur为列车当前运行速度；
步骤S2：根据障碍物绝对位置算法包括列车坐标确定和障碍物等效行车许可终点计算，确定障碍物的绝对位置；
2.1列车坐标确定，在模型算法中，列车需要实时获取自身位置，假定列车位于区段n2，则可读取当前区段信息如下：
其中：n2为当前列车所处区段编号； 为n2区段中心线起讫点坐标； 为n2区段起讫点所对应的里程数； 为n2区段曲率半径； 为曲线区段的圆心坐标； 为列车该曲线区段运行方向，若为顺时针方向运行曲线线路， 取0，若为逆时针方向运行线路 取1； 为n2区段坡度值； 为该n2区段里程数； 为该n2区段内查询应答器个数；
分别针对直线区段与曲线区段的情况，计算列车当前位置坐标(xtr,ytr)以及行驶方向β；
直线区段：通过公式(1)(2)求得当前位置情况；
其中
其中：n2为区段编号； 为n2区段中心线起讫点坐标；sd为上一个查询应答器以线路起点作为里程0点开始计算所对应的里程；s为上一个查询应答器到列车当前位置的累积里程； 为n2区段起讫点所对应的里程数；(xtr,ytr)为列车当前位置坐标；β为行驶方向；
曲线区段：根据公式(3)(4)求得当前位置情况；其中σ通过(xtr,ytr)与区段起点的相对位置进行计算得到；
其中：n2为区段编号； 为曲线区段的圆心坐标； 为n2区段曲率半径； 为列车该曲线区段运行方向，若为顺时针方向运行曲线线路， 取0，若为逆时针方向运行线路 取1；(xtr,ytr)为列车当前位置坐标；β为行驶方向；
2.2障碍物等效行车许可终点计算，将障碍物从雷达坐标系坐标转化为线路坐标系公式如下：
其中，(xtr,ytr)为列车当前位置坐标，(xob,yob)为障碍物在以毫米波雷达为原点建立的水平面坐标系里的坐标；(xOB,yOB)为障碍物在线路坐标系里的坐标；β为行驶方向；
利用解析几何公式，可以求得(xob,yob)距离最近的轨道区段中心线的距离，若该距离小于 则认为该障碍物位于轨道限界之内，根据公式(6)、(7)求出其距离列车的轨内距离；公式(6)为直线区段情况，公式(7)为曲线区段情况；
其中，(xob,yob)为障碍物在以毫米波雷达为原点建立的水平面坐标系里的坐标； 为障碍物所属区段的坐标；n为区段编号；m为该区段内查询应答器个数；c为常数；α为目标障碍物俯仰角； 为n2曲线区段的曲率半径； 为n2曲线区段的讫点里程数；Sob为障碍物距离列车的轨内距离；
步骤S3：分别确定紧急制动曲线EBD、紧急制动触发曲线EBI、最大常用制动曲线SBD及其触发曲线SBI、报警提示曲线；
3.1紧急制动曲线EBD描述列车在最不利情况下从当前速度到完全停止或进入某一个限速区间上限速度所需要的制动距离，制动曲线的目标点一般可以分为两类，第一种为行车许可终点，即列车需要在行车许可终点之前达到完全制动状态才能够保证安全；第二种为最限速度曲线的变化，列车到达某一点时速度应该控制在该点最限速度之下；这里我们取轨内障碍物作为行车许可终点来计算实时防护曲线，根据运动学制动模型从行车许可点反算紧急制动曲线，并与线路最限速度相交；
其中：
vorg为从列车制动初始速度；
vend为列车制动目标速度，对于以行车许可终点为障碍物目标的情况，取0；
aebγ为列车最大制动减速度(考虑回转质量系数以及坡度影响)；
Seb为紧急制动状态距离
3.2紧急制动触发曲线EBI通过紧急制动曲线推算，紧急制动触发曲线与紧急制动曲线之间相差了列车切断牵引与生成制动的过程，包括司机反应延迟、牵引切断延迟与惰行直至建立制动三个阶段；EBI应用公式(9)～(11)计算
Δv＝atrγttr(1+rV)(9)
Δs＝Δvttr+Slo(10)
SEBI(v0)＝SEBD(v0+Δv)+Δs(11)
其中：
atrγ为列车最大牵引加速度(考虑回转质量系数以及坡度影响)；
ttr为制动建立延时与驾驶员反应时间之和；
rV为测速误差系数；
Δs为考虑最不利情况下的距离增量；
Slo为列车在ttr内按照v0速度前进的距离；
v0为列车在碰到紧急制动触发曲线EBI时候的瞬时速度；
SEBD(v0+Δv)为列车行驶速度为v0时紧急制动曲线距离；
SEBI(v0)为列车行驶速度为v0时紧急制动触发曲线距离；
3.3最大常用制动曲线SBD曲线采用公式(12)
以及SBI曲线采用公式(13)，从SBD到SBI的变换为直接平移；
SSBI1(v0)＝SSBD(v0)+v0t′tr(13)
其中，vorg为从列车制动初始速度；
vend为列车制动目标速度，对于以行车许可终点为障碍物目标的情况，取0；
asbγ为最大常用制动速度；Ssb为最大常用制动状态距离；v0为列车正常行驶速度；t′tr为制动建立延时与驾驶员反应时间之和；SSBD(v0)为列车行驶速度为v0时最大常用制动曲线距离；SSBI1(v0)为列车行驶速度为v0时最大常用制动触发曲线距离；
3.4报警提示曲线，本模型设两个提示功能点：提示点I与警告点W，其与SBI曲线之间具有一定的时间间隔，通过公式(14)(15)求解；
SW(v0)＝SSBI(v0)+v0tW(14)
SI(v0)＝SSBI(v0)+v0tI(15)
其中，v0为列车正常行驶速度；tW为警告点W和SBI曲线间的时间间隔，取10秒；tI为提示点I和SBI曲线间的时间间隔，取5秒；SSBI(v0)为列车行驶速度为v0时最大常用制动触发曲线距离；SW(v0)为警告点W到行车许可终点距离；SI(v0)为提示点I到行车许可终点距离；
步骤S4：根据步骤S3中列车防护曲线的实时计算，实现有轨电车的避撞预警功能。
下面利用Python程序开发语言，对本发明提出的上述方法进行了仿真验证，初步构建了现代有轨电车的运行场景，并着重针对本发明中的障碍物影响分析、列车防护曲线生成进行了实验设计，基本验证了本发明的有效性。
1、仿真环境构建
(1)线路建模
相比于传统轨道交通仿真程序设计只考虑列车运行一维的情况，由于本研究中有轨电车需要检测线路沿线的障碍物情况，因此需要建立二维的线路，如图1是根据某实际线路进行抽象提取的一条有轨电车线路。
(2)程序设计
程序主流程为控车程序，其他子函数包括坐标转换模块、障碍物生成模块、坐标反转换模块、防护曲线生成模块。
2、仿真实验结果
(1)列车防护曲线生成模块的验证
如图2所示，为行车许可终点位于轨道里程2200m处的4条防护曲线，算法能够根据障碍物位置以及列车定位的输入，输出防护曲线情况。
(2)防护曲线生成实时性验证
如图3所示，仿真实验假定列车检测器停在轨道某处，随机生成一个具有固定方向匀速运行的目标，当其进入轨道限界时可以被检测到，因而影响当前测量周期的列车防护曲线，并持续一段时间。本次仿真的障碍物在轨道内部逗留了14s，影响轨道的里程范围从3143m至3156m，在一段时间内生成具有突变性的一簇列车防护曲线，可以在图中看到有一段防护曲线明显向列车靠近，表明这段时间障碍物进入轨道，使得行车许可终点有所变化，另外这一簇曲线所构成的曲面并不完全平行于t轴，说明障碍物是斜穿经过轨道限界。
仿真结果可以证明辅助安全防护算法对于雷达检测到的障碍物时实时监测的(探测周期取100ms)，并且能够实时生成列车防护曲线。
(3)列车运行验证
图4为仿真实验模拟了行人穿越轨道限界的情景，所生成的速度记录曲线，仿真实验中驾驶员根据辅助安全防护系统提供的障碍物及制动信息进行驾驶，选取仿真线路某一区段，当列车出站加速引导到某一速度之后，前方发现障碍物，而后触发最大常用制动，4s后障碍物消失，列车重新牵引加速，直至停车进入车站。
仿真结果表明，对于生成的障碍物，被检测器较为准确地检测到之后，辅助安全防护算法能够实时计算列车防护曲线，并提出减速制动的策略。
仿真过程中均认为驾驶员遵从相关控制策略。
基于较为准确的雷达检测数据及列车定位数据，当前的辅助驾驶策略算法设计能够实时确定障碍物目标与轨道限界的位置关系，并将有威胁的障碍物转化为列车防护曲线的行车许可终点，从而根据防护曲线给出各个制动监督点，进行防撞预警。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
一种基于异态检测的有轨电车辅助安全防护方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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