1.本技术涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车虚拟编组方法。


背景技术：

2.近些年来轨道交通发展迅速，线网规模不断扩大。截止到2020年底，我国铁路运营里程达到14.63万公里，其中高速铁路运营里程达到3.8万公里，占比超过全世界高速铁路运营里程的2/3。有45个城市开通城市轨道交通运营线路总计244条，运营线路总长度达到7969.7公里。为了满足不同地区的运力需求，进一步提高运营效率，下一代列控系统提出虚拟编组(virtual coupling system)的概念，成为轨道交通领域的研究热点。
3.列车虚拟编组是指在移动闭塞列控系统的基础上，通过列车间的信息交互与感应，实现两列车或多列车编组运行。由于编组运行下各车追踪间隔很小且对于安全性要求很高，这就要求通信延迟必须很低，因此在编组运行条件下的各种状态信息需要基于车车的无线通信进行交互。列车间采用群体编组协同控制策略，通过无线通信建立虚拟编组形成一整列“虚拟列车编组”，实现多编组列车的同时发车、巡航运行、进站作业，从而达到提高运营效率、降低运营成本、提升服务质量的目的。
4.在多编组运行模式下，调度中心可以灵活的调整编组计划，列车可以中途加入或离开编组，编组中的列车的数量也会发生变化。多编组运行中的头车作为主控车，按照时刻表计划正常运行，后车作为跟随车，在保持安全制动距离的基础上，以尽可能小的间隔追踪前车。为了保证编组运行的稳定性，各车之间需要实时交互编组信息和列车状态信息，不断调整自己在编组中的速度，保持安全距离，避免与前方列车相撞。由于编组中列车的组成会随时发生改变，这就要求列车通信拓扑网需要具备一定的灵活性，在编组发生改变时能够及时调整各车的通信策略，保证编组运行的稳定性。由于“虚拟编组”概念提出较新，目前尚无可以满足多列车编组运行需求的列车通信拓扑网构建方法。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术缺陷之一，本技术提供了一种列车虚拟编组方法。
6.该种列车虚拟编组方法包括：
7.确定编组列车数量、通信指标和列控系统指标；
8.根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标确定最终的拓扑结构；所述最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构、前车
‑
头车拓扑结构、双前车
‑
头车拓扑结构中的一种；
9.确定编组信息；
10.根据所述最终的拓扑结构和所述编组信息进行列车虚拟编组；
11.其中，
12.所述前车跟随式拓扑结构包括：装载于一辆主控车中的车载通信模块和装载于一辆跟随车中的车载通信模块；主控车中的车载通信模块与跟随车中的车载通信模块建立通信连接；
13.所述前车
‑
头车拓扑结构包括：装载于一辆主控车中的车载通信模块和装载于两辆或者三辆跟随车中的车载通信模块；主控车中的车载通信模块分别与各跟随车中的车载通信模块建立通信连接；每辆跟随车中的车载通信模块均与紧随其后的一辆跟随车中的车载通信模块建立通信连接；
14.所述双前车
‑
头车拓扑结构包括：装载于一辆主控车中的车载通信模块和装载于至少四辆跟随车中的车载通信模块；主控车中的车载通信模块分别与各跟随车中的车载通信模块建立通信连接；每辆跟随车中的车载通信模块均分别与紧随其后的两辆跟随车中的车载通信模块建立通信连接。
15.可选地，所述通信指标，包括：通信距离、通信延时、通信带宽；
16.所述列控系统指标，包括：控车方式、位置测量误差、速度测量误差、处理周期。
17.可选地，所述根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标确定最终的拓扑结构，包括：
18.若编组列车数量为2，且通信距离位于第一距离阈值区间、通信延时位于第一延时阈值区间、通信带宽位于第一带宽阈值区间、控车方式为跟随、位置测量误差位于第一位置误差阈值区间、速度测量误差位于第一速度误差阈值区间、处理周期位于第一周期阈值区间，则最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构；
19.若编组列车数量位于第一列车数量阈值区间，且通信距离位于第二距离阈值区间、通信延时位于第二延时阈值区间、通信带宽位于第二带宽阈值区间、控车方式为跟随、位置测量误差位于第二位置误差阈值区间、速度测量误差位于第二速度误差阈值区间、处理周期位于第二周期阈值区间，则最终的拓扑结构为前车
‑
头车拓扑结构；
20.若编组列车数量位于第二列车数量阈值区间，且通信距离位于第三距离阈值区间、通信延时位于第三延时阈值区间、通信带宽位于第三带宽阈值区间、控车方式为跟随、位置测量误差位于第三位置误差阈值区间、速度测量误差位于第三速度误差阈值区间、处理周期位于第三周期阈值区间，则最终的拓扑结构为双前车
‑
头车拓扑结构。
21.可选地，
22.所述第一列车数量阈值区间为[3,4]，其中，单位为辆；
[0023]
所述第二列车数量阈值区间为[5,+∞)，其中，单位为辆；
[0024]
所述第一距离阈值区间为(80,250]，其中，单位为米；
[0025]
所述第二距离阈值区间为(250,400]，其中，单位为米；
[0026]
所述第三距离阈值区间为(400,+∞)，其中，单位为米；
[0027]
所述第一延时阈值区间为[100,200)，其中，单位为毫秒；
[0028]
所述第二延时阈值区间为[50,100)，其中，单位为兆赫兹；
[0029]
所述第三延时阈值区间为[0,50)，其中，单位为兆赫兹；
[0030]
所述第一带宽阈值区间为[20,50)，其中，单位为兆赫兹；
[0031]
所述第二带宽阈值区间为[50,100)，其中，单位为兆赫兹；
[0032]
所述第三带宽阈值区间为[100,+∞)，其中，单位为兆赫兹；
[0033]
所述第一位置误差阈值区间为(1.5,2]，其中，单位为％；
[0034]
所述第二位置误差阈值区间为(1,1.5]，其中，单位为％；
[0035]
所述第三位置误差阈值区间为[0,1]，其中，单位为％；
[0036]
所述第一速度误差阈值区间为(1.5,2]，其中，单位为千米/小时；
[0037]
所述第二速度误差阈值区间为(1,1.5]，其中，单位为千米/小时；
[0038]
所述第三速度误差阈值区间为[0,1]，其中，单位为千米/小时；
[0039]
所述第一周期阈值区间为(200,300]，其中，单位为毫秒；
[0040]
所述第二周期阈值区间为(100,200]，其中，单位为毫秒；
[0041]
所述第三周期阈值区间为[0,100]，其中，单位为毫秒。
[0042]
可选地，所述确定编组列车数量、通信指标和列控系统指标之前，还包括：
[0043]
确定待编组列车；
[0044]
其中，所述待编组列车待编入原始列车组内，所述原始列车组包括一辆主控车，或者包括已完成列车虚拟编组的一辆主控车和至少一辆跟随车；
[0045]
所述根据所述最终的拓扑结构和所述编组信息进行列车虚拟编组，包括：
[0046]
根据所述最终的拓扑结构建立所述待编组列车与所述原始列车组之间的通信连接；
[0047]
基于所述编组信息对所述待编组列车和所述原始列车组进行车虚拟编组，且列车虚拟编组后各列车采用所述最终的拓扑结构进行通信。
[0048]
可选地，所述根据所述最终的拓扑结构建立所述待编组列车与所述原始列车组之间的通信连接，包括：
[0049]
若最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构，则控制原始列车组内主控车中的车载通信模块与所述待编组列车中的车载通信模块建立通信连接；
[0050]
若最终的拓扑结构为前车
‑
头车拓扑结构，则控制原始列车组内主控车中的车载通信模块与所述待编组列车中的车载通信模块建立通信连接，并控制原始列车组内最后一辆跟随车中的车载通信模块与所述待编组列车中的车载通信模块建立通信连接；
[0051]
若最终的拓扑结构为双前车
‑
头车拓扑结构，则控制原始列车组内主控车中的车载通信模块与所述待编组列车中的车载通信模块建立通信连接，并控制原始列车组内最后两辆跟随车中的车载通信模块分别与所述待编组列车中的车载通信模块建立通信连接。
[0052]
可选地，所述确定编组列车数量、通信指标和列控系统指标之前，还包括：
[0053]
确定待脱离编组列车；
[0054]
其中，所述待脱离编组列车位于原始列车组内；所述原始列车组包括已完成列车虚拟编组的一辆主控车和至少一辆跟随车；
[0055]
所述根据所述最终的拓扑结构和所述编组信息进行列车虚拟编组，包括：
[0056]
控制断开所述待脱离编组列车中的车载通信模块与原始列车组内非待脱离编组列车中车载通信模块之间的通信连接；
[0057]
控制原始列车组内非待脱离编组列车中车载通信模块建立通信连接；
[0058]
基于所述编组信息对原始列车组内非待脱离编组列车进行列车虚拟编组，且列车虚拟编组后各列车采用所述最终的拓扑结构进行通信。
[0059]
可选地，所述待脱离编组列车为一辆，且为原始列车组内的主控车；
[0060]
所述控制断开所述待脱离编组列车中的车载通信模块与原始列车组内非待脱离编组列车中车载通信模块之间的通信连接，包括：
[0061]
控制断开所述待脱离编组列车中的车载通信模块与原始列车组内所有跟随车中
车载通信模块之间的通信连接；
[0062]
所述控制原始列车组内非待脱离编组列车中车载通信模块建立通信连接，包括：
[0063]
将原始列车组内紧随主控车后的跟随车作为新主控车，将原始列车组内其它跟随车作为新跟随车；
[0064]
若所述最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构，则控制新主控车通过其中的车载通信模块与新跟随车中的车载通信模块建立通信连接；
[0065]
若所述最终的拓扑结构为前车
‑
头车拓扑结构，则按新跟随车在原始列车组内的顺序，依次控制前后两辆新跟随车通过各自的车载通信模块建立通信连接，控制新主控车通过其中的车载通信模块分别与各新跟随车中的车载通信模块建立通信连接；
[0066]
若所述最终的拓扑结构为双前车
‑
头车拓扑结构，则按新跟随车在原始列车组内的顺序，依次控制前后两辆新跟随车通过各自的车载通信模块建立通信连接，控制所述新主控车通过其上的车载通信模块分别与各新跟随车之间建立通信连接，并控制各新跟随车通过其中的车载通信模块分别与紧随其后的第二辆新跟随车中的车载通信模块建立通信连接。
[0067]
可选地，所述待脱离编组列车为一辆，且为原始列车组内的跟随车，或者，所述待脱离编组列车为原始列车组内连续的多辆，且不包括原始列车组内的主控车；
[0068]
所述控制断开所述待脱离编组列车中的车载通信模块与原始列车组内非待脱离编组列车中车载通信模块之间的通信连接，包括：
[0069]
确定原始列车组内的目标列车；所述目标列车中的车载通信模块与所述待脱离编组列车中的车载通信模块之间已建立通信连接；
[0070]
控制断开目标列车中的车载通信模块与所述待脱离编组列车中的车载通信模块之间的通信连接；
[0071]
所述控制原始列车组内非待脱离编组列车中车载通信模块建立通信连接，包括：
[0072]
确定原始列车组的原始拓扑结构；
[0073]
若所述最终的拓扑结构与所述原始拓扑结构不同，则
[0074]
在所述最终的拓扑结构为前车
‑
头车拓扑结构时，对于原始列车组内非待脱离编组列车中的任一跟随车，若其中的车载通信模块与紧随其后的第二辆跟随车中的车载通信模块已建立通信连接，则控制断开该通信连接；
[0075]
在所述最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构时，对于原始列车组内非待脱离编组列车中的任一跟随车，若其中的车载通信模块与紧随其后的第二辆跟随车中的车载通信模块已建立通信连接，则控制断开与紧随其后的第二辆跟随车之间的通信连接，若其中的车载通信模块与原始列车组内非待脱离编组列车中的主控车的车载通信模块已建立通信连接，则控制断开与原始列车组内非待脱离编组列车中的主控车之间的通信连接。
[0076]
可选地，所述待脱离编组列车为原始列车组内连续的多辆，且不包括原始列车组内的主控车；
[0077]
所述根据所述最终的拓扑结构和所述编组信息进行列车虚拟编组之后，还包括：
[0078]
确定所述待脱离编组列车的车辆运行方向；
[0079]
将位于车辆运行方向的第一辆待脱离编组列车作为新主控车，其余待脱离编组列车均作为新跟随车；
[0080]
重复上述方法，对所述待脱离编组列车进行列车虚拟编组。
[0081]
本技术提供一种列车虚拟编组中的车辆通信拓扑结构和列车虚拟编组方法，该列车虚拟编组方法包括：确定编组列车数量、通信指标和列控系统指标；根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标确定最终的拓扑结构；最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构、前车
‑
头车拓扑结构、双前车
‑
头车拓扑结构中的一种；确定编组信息；根据最终的拓扑结构和编组信息进行列车虚拟编组。
[0082]
本技术提供的列车虚拟编组方法在实际运行过程中，可以根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标选用不同的拓扑结构构建列车通信拓扑网，进而进行列车虚拟编组，通过拓扑结构构建的列车通信拓扑网，可以使列车虚拟编组后的编组中的列车随时发生改变，满足多场景运营需求。
[0083]
另外，在一种实现中，通信指标，包括：通信距离、通信延时、通信带宽，列控系统指标，包括：控车方式、位置测量误差、速度测量误差、处理周期，明确了拓扑结构的选择依据，有利于拓扑结构的准确选择。
[0084]
另外，在一种实现中，根据编组列车数量与列车数量阈值区间、通信距离与距离阈值区间、通信延时与延时阈值区间、通信带宽与带宽阈值区间、控车方式、位置测量误差与位置误差阈值区间、速度测量误差与速度误差阈值区间、处理周期与周期阈值区间的关系确定拓扑结构，进一步明确了拓扑结构的选择依据，有利于拓扑结构的准确选择。
[0085]
另外，在一种实现中，对列车数量阈值区间、距离阈值区间、延时阈值区间、带宽阈值区间、位置误差阈值区间、速度误差阈值区间、周期阈值区间进行具体限定，进一步明确了拓扑结构的选择依据，有利于拓扑结构的准确选择。
[0086]
另外，在一种实现中，若存在欲申请编组的待编组列车，则根据最终的拓扑结构建立待编组列车与原始列车组之间的通信连接；基于编组信息对待编组列车和原始列车组进行车虚拟编组，且列车虚拟编组后各列车采用最终的拓扑结构进行通信。实现了当待编组列车加入编组时，根据加入该待编组列车后的编组列车数量、通信指标和列控系统指标选用不同的拓扑结构构建列车通信拓扑网，进而进行列车虚拟编组，通过拓扑结构构建的列车通信拓扑网，满足待编组列车随时加入编组的多场景运营需求。
[0087]
另外，在一种实现中，明确了不同的最终的拓扑结构下，实现根据最终的拓扑结构建立待编组列车与所述原始列车组之间的通信连接的方案，满足待编组列车随时加入编组的多场景运营需求。
[0088]
另外，在一种实现中，若存在待脱离编组列车，则控制断开待脱离编组列车与原始列车组的通信连接，建立原始列车组内非待脱离编组列车的通信连接，基于编组信息对原始列车组内非待脱离编组列车进行列车虚拟编组，且列车虚拟编组后各列车采用最终的拓扑结构进行通信。实现了有列车与脱离编组时，根据脱离该待脱离编组列车后的编组列车数量、通信指标和列控系统指标选用不同的拓扑结构构建列车通信拓扑网，进而进行列车虚拟编组，通过拓扑结构构建的列车通信拓扑网，满足待编组列车随时脱离编组的多场景运营需求。
[0089]
另外，在一种实现中，明确了待脱离编组列车为一辆，且为原始列车组内的主控车时的控制断开待脱离编组列车与原始列车组的通信连接，建立原始列车组内非待脱离编组列车的通信连接过程，满足对脱离编组的列车进行编组的多场景运营需求。
[0090]
另外，在一种实现中，明确了待脱离编组列车为一辆，且为原始列车组内的跟随车，或者，待脱离编组列车为原始列车组内连续的多辆，且不包括原始列车组内的主控车时的控制断开待脱离编组列车与原始列车组的通信连接，建立原始列车组内非待脱离编组列车的通信连接过程，满足对脱离编组的列车进行编组的多场景运营需求。
[0091]
另外，在一种实现中，在待脱离编组列车脱离编组后，对该待脱离编组列车进行列车虚拟编组。实现了在待脱离编组列车脱离编组后，根据该待脱离编组列车的编组列车数量、通信指标和列控系统指标选用不同的拓扑结构构建列车通信拓扑网，进而进行列车虚拟编组，通过拓扑结构构建的列车通信拓扑网，满足对脱离编组的列车进行编组的多场景运营需求。
附图说明
[0092]
此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0093]
图1为本技术实施例提供的一种前车跟随式拓扑结构的示意图；
[0094]
图2为本技术实施例提供的一种前车
‑
头车拓扑结构的示意图；
[0095]
图3为本技术实施例提供的另一种前车
‑
头车拓扑结构的示意图；
[0096]
图4为本技术实施例提供的一种双前车
‑
头车拓扑结构的示意图；
[0097]
图5为本技术实施例提供的一种列车虚拟编组方法的流程示意图；
[0098]
图6为本技术实施例提供的一种编队建立场景示意图；
[0099]
图7为本技术实施例提供的一种编队解编场景示意图；
[0100]
图8为本技术实施例提供的一种通信故障场景示意图。
具体实施方式
[0101]
为了使本技术实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本技术的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。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。
[0102]
在实现本技术的过程中，发明人发现，在多编组运行模式下，调度中心可以灵活的调整编组计划，列车可以中途加入或离开编组，编组中的列车的数量也会发生变化。多编组运行中的头车作为主控车，按照时刻表计划正常运行，后车作为跟随车，在保持安全制动距离的基础上，以尽可能小的间隔追踪前车。为了保证编组运行的稳定性，各车之间需要实时交互编组信息和列车状态信息，不断调整自己在编组中的速度，保持安全距离，避免与前方列车相撞。由于编组中列车的组成会随时发生改变，这就要求列车通信拓扑网需要具备一定的灵活性，在编组发生改变时能够及时调整各车的通信策略，保证编组运行的稳定性。由于“虚拟编组”概念提出较新，目前尚无可以满足多列车编组运行需求的列车通信拓扑网构建方法。
[0103]
针对上述问题，本技术提供了一种列车虚拟编组方法，该列车虚拟编组方法包括：确定编组列车数量、通信指标和列控系统指标；根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标确定最终的拓扑结构；最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构、前车
‑
头车拓扑结构、双
前车
‑
头车拓扑结构中的一种；确定编组信息；根据最终的拓扑结构和编组信息进行列车虚拟编组。本技术提供的方法在实际运行过程中，可以根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标选用不同的拓扑结构构建列车通信拓扑网，进而进行列车虚拟编组，通过拓扑结构构建的列车通信拓扑网，可以使列车虚拟编组后的编组中的列车随时发生改变，满足多场景运营需求。
[0104]
为了实现满足多场景运营需求的灵活列车虚拟编组，本实施例提供三种列车虚拟编组中的车辆通信拓扑结构，即前车跟随式拓扑结构、前车
‑
头车拓扑结构、双前车
‑
头车拓扑结构。
[0105]“虚拟编组”技术使用无线通信代替机械联挂，通过车
‑
车通信，实现列车在运营过程中虚拟联挂，并完成在线、实时、快速编组或解体的技术手段。这种实时动态的编组模式能使同一线路上不同车次的列车根据运营需求在区间或车站进行联挂或解编，为运输组织优化策略提供了新的选项。虚拟编组技术有利于通过实时灵活编组及新型的组织模式实现优质的供需匹配关系，在充分利用和调整运力的同时，保证服务频率，并缩减乘客在途及等候时间，从而提升运输服务品质，增强轨道交通线路的吸引力；此外，也有利于节省能耗和控制成本。
[0106]
其中，第一种列车虚拟编组中的车辆通信拓扑结构即前车跟随式拓扑结构，包括：装载于一辆主控车中的车载通信模块和装载于一辆跟随车中的车载通信模块；主控车中的车载通信模块与跟随车中的车载通信模块建立通信连接。
[0107]
也就是说，在前车跟随式拓扑结构中存在一辆主控车和一辆跟随车，且主控车与跟随车已进行列车虚拟编组，即跟随车紧随于主控车之后。主控车中装载有车载通信模块，跟随车中也装载有车载通信模块。
[0108]
其中的主控车，用于维护列车虚拟编组的信息，并将信息和主控车的状态数据发送给跟随车。
[0109]
跟随车，用于接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，根据主控车发送的信息和主控车的状态数据调整跟随车的状态。
[0110]
如图1所示，控车中的车载通信模块与跟随车中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了主控车与跟随车之间的直接通信。
[0111]
主控车维护列车虚拟编组的信息，并将信息和主控车的状态数据发送给该跟随车。该跟随车接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，根据主控车发送的信息和主控车的状态数据调整该跟随车的状态。
[0112]
前车跟随式拓扑结构中，信息流按照编组中的队列顺序进行传递，主控车负责维护编组信息，将编组信息以及主控车的列车状态数据(如位置、速度、加速度等)发送给跟随车，跟随车根据编组信息以及主控车的列车状态数据调整其状态。
[0113]
上述前车跟随式拓扑结构中，编组信息通过各车之间进行信息的传递及更新，在编组中所处的位置越靠后，获取的编组信息的时效性就会较低，当主控车改变编组状态时，跟随车对于命令的响应存在延迟。且在编组运行过程中，后车仅以前车作为追踪目标运行，只能基于前车提供的信息制定速度控制策略。如果编组受到扰动且编组中的列车数较多时，后车很难做出最优的速度控制策略以维持编组的稳定。
[0114]
为了进一步提高列车虚拟编组的处置能力和运行的稳定性，本实施例提供第二种
列车虚拟编组中的车辆通信拓扑结构，即前车
‑
头车拓扑结构。
[0115]
前车
‑
头车拓扑结构包括：装载于一辆主控车中的车载通信模块和装载于两辆或者三辆跟随车中的车载通信模块；主控车中的车载通信模块分别与各跟随车中的车载通信模块建立通信连接；每辆跟随车中的车载通信模块均与紧随其后的一辆跟随车中的车载通信模块建立通信连接。
[0116]
也就是说，在前车
‑
头车拓扑结构中存在一辆主控车和两辆跟随车，且主控车与跟随车已进行列车虚拟编组，即跟随车紧随于主控车之后。主控车中装载有车载通信模块，两辆跟随车中也分别装载有车载通信模块。
[0117]
或者，
[0118]
在前车
‑
头车拓扑结构中存在一辆主控车和三辆跟随车，且主控车与跟随车已进行列车虚拟编组，即跟随车紧随于主控车之后。主控车中装载有车载通信模块，三辆跟随车中也分别装载有车载通信模块。
[0119]
需要说明的是，在前车
‑
头车拓扑结构中，包括两辆跟随车，或者，三辆跟随车。其中一辆跟随车紧随主控车之后，其他跟随车依次紧随该跟随车之后。为了方面描述，将此种拓扑结构中的跟随车分为两种，一种为紧随主控车之后的跟随车，另一种紧随其他跟随车之后的跟随车。
[0120]
为了区分此两种跟随车，将紧随主控车之后的跟随车称作第一跟随车，将紧随其他跟随车之后的跟随车称作第二跟随车。也就是说，第一跟随车和第二跟随车均是跟随车，第一跟随车是紧跟在主控车后面的跟随车，因此，第一跟随车只有一辆，第二跟随车是紧跟在跟随车之后的跟随车，因此，第二跟随车可以有多辆。此处的“第一”仅为标识作用，用于区分是否紧跟在主控车后和其他跟随车，“第一”无其他实质含义。
[0121]
此处的“第二”仅为标识作用，用于区分不与主控车联挂的跟随车和与主控车联挂的跟随车，“第二”无其他实质含义。
[0122]
若主控车为列车虚拟编组中运行方向上的第一辆列车(也即头车)，那么第一跟随车是第二辆列车，第三及其后面的列车均为第二跟随车。
[0123]
例如图2，其为前车
‑
头车拓扑结构，其包括一辆主控车和两辆跟随车，其中，跟随车1为紧随主控车之后的跟随车，即跟随车1为第一跟随车。跟随车2为紧随跟随车1之后的跟随车，即跟随车2为第二跟随车。
[0124]
再例如图3其为前车
‑
头车拓扑结构，其包括一辆主控车和三辆跟随车，其中，跟随车1为紧随主控车之后的跟随车，即跟随车1为第一跟随车。跟随车2为紧随跟随车1之后的跟随车，即跟随车2为第二跟随车。跟随车3为紧随跟随车2之后的跟随车，即跟随车3为第二跟随车。
[0125]
在前车
‑
头车拓扑结构中，主控车，用于维护列车虚拟编组的信息，并将信息和主控车的状态数据发送给所有的跟随车(包括第一跟随车和所有的第二跟随车)。
[0126]
第一跟随车，用于接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，根据主控车发送的信息和主控车的状态数据调整第一跟随车的状态。另外，第一跟随车，还用于将信息和第一跟随车的状态数据发送给紧随其后的一辆第二跟随车。
[0127]
任一第二跟随车，用于接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，另外，还接收其紧随的前一辆跟随车发送的信息和前一辆跟随车的状态数据，根据主控车发送的信息和
主控车的状态数据、前一辆跟随车发送的信息和前一辆跟随车的状态数据调整任一第二跟随车的状态。并在存在紧随其后的第二跟随车时，将信息和任一第二跟随车的状态数据发送给紧随其后的第二跟随车。
[0128]
此种情况，任一第二跟随车其前面均存在一辆紧随的列车，即任一第二跟随车其前面均存在其紧随的前一辆跟随车，例如图2中的跟随车2，其紧随的前一辆跟随车为跟随车1(即第一跟随车)。再例如图3中的跟随车2，其紧随的前一辆跟随车为跟随车1(即第一跟随车)，图3中的跟随车3，其紧随的前一辆跟随车为跟随车2(即第二跟随车)。
[0129]
也就是说，任一第二跟随车其紧随的前一辆跟随车可能是第一跟随车可能是第二跟随车，具体是第一跟随车还是第二跟随车根据具体情况有所不同。
[0130]
另外，若任一第二跟随车是列车虚拟编组后的列车组中的最后一辆车，那么其不存在紧随其后的跟随车。若任一第二跟随车不是列车虚拟编组后的列车组中的最后一辆车，那么存在一辆紧随其后的跟随车。例如图2中的跟随车2，其是列车虚拟编组后的列车组中的最后一辆车，那么其不存在紧随其后的跟随车。再例如图3中的跟随车2，其不是列车虚拟编组后的列车组中的最后一辆车，那么存在一辆紧随其后的跟随车3(也是一辆第二跟随车)，图3中的跟随车3，其是列车虚拟编组后的列车组中的最后一辆车，那么其不存在紧随其后的跟随车。
[0131]
也就是说，任一第二跟随车要么不存在紧随其后的跟随车，要么紧随其后的跟随车一定是一辆第二跟随车。
[0132]
如图2所示，主控车中的车载通信模块分别与跟随车1中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了主控车与跟随车1之间的直接通信；主控车中的车载通信模块分别与跟随车2中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了主控车与跟随车2之间的直接通信；跟随车1中的车载通信模块与紧随其后的跟随车2中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了跟随车1与跟随车2之间的直接通信。这样，所有的列车(即主控车、跟随车1、跟随车2)形成列车虚拟编组后的列车组。
[0133]
主控车维护列车虚拟编组的信息，并将信息和主控车的状态数据发送给跟随车1(即第一跟随车)和跟随车2(即第二跟随车)。
[0134]
跟随车1(即第一跟随车)接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，根据主控车发送的信息和主控车的状态数据调整跟随车1(即第一跟随车)的状态。
[0135]
跟随车1(即第一跟随车)再将该信息(即主控车发送的列车虚拟编组的信息)和跟随车1(即第一跟随车)的状态数据发送给跟随车2(即第二跟随车)。
[0136]
跟随车2(即第二跟随车)接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，另外，也接收跟随车1(即第一跟随车)发送的信息和跟随车1的状态数据，根据主控车发送的信息和主控车的状态数据、跟随车1(即第一跟随车)发送的信息和跟随车1的状态数据调整跟随车2(即第二跟随车)的状态。
[0137]
再以图3为例，图3中主控车中的车载通信模块与跟随车1中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了主控车与跟随车1之间的直接通信；主控车中的车载通信模块与跟随车2中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了主控车与跟随车2之间的直接通信；主控车中的车载通信模块与跟随车3中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了主控车与跟随车3之间的直接通信；跟随车1中的车载通信模块与紧随
其后的跟随车2中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了跟随车1与跟随车2之间的直接通信；跟随车2中的车载通信模块与紧随其后的跟随车3中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了跟随车2与跟随车3之间的直接通信。这样，所有的列车(即主控车、跟随车1、跟随车2、跟随车3)形成列车虚拟编组后的列车组。
[0138]
主控车维护列车虚拟编组的信息，并将信息和主控车的状态数据发送给跟随车1(即第一跟随车)、跟随车2(即第二跟随车)和跟随车3(即第三跟随车)。
[0139]
跟随车1(即第一跟随车)接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，根据主控车发送的信息和主控车的状态数据调整跟随车1(即第一跟随车)的状态。
[0140]
跟随车1(即第一跟随车)再将该信息(即主控车发送的列车虚拟编组的信息)和跟随车1(即第一跟随车)的状态数据发送给与跟随车1联挂的跟随车2(即第二跟随车)。
[0141]
跟随车2接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，另外，也接收跟随车1发送的信息和跟随车1的状态数据，根据主控车发送的信息和主控车的状态数据、跟随车1发送的信息和跟随车1的状态数据调整跟随车2的状态。
[0142]
跟随车2再将该信息(即主控车发送的列车虚拟编组的信息)和跟随车2的状态数据发送给与跟随车2联挂的跟随车3(即另一第二跟随车)。
[0143]
跟随车3接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，另外，也接收跟随车2发送的信息和跟随车2的状态数据，根据主控车发送的信息和主控车的状态数据、跟随车2发送的信息和跟随车2的状态数据调整跟随车3的状态。
[0144]
前车
‑
头车拓扑结构，在前车跟随式拓扑结构的基础上，增加了主控车与编组内所有跟随车的通信接口，所有跟随车可以直接收到主控车维护的编组信息和列车状态数据，当主控车发出编组、解编等命令时，所有跟随车都可以同步响应，不存在延迟。同时由于跟随车可以获取主控车的列车状态数据，当前车受到扰动时，跟随车可以根据主控车状态判断编组运行状况，有利于制定出更优的速度控制策略，使得编组的扰动误差不会随通信和控制延迟而逐渐放大，提高了编组运行的鲁棒性，可以提高列车虚拟编组的处置能力和运行的稳定性，使得编组或解编更加灵敏。
[0145]
上述前车
‑
头车拓扑结构虽然可以进一步提高编组的处置能力和编组运行的稳定性，使得编组或解编更加灵敏，但是当编组较长、列车数目较多时，就对主控车的通信能力提出了更高的要求，如果主控车与编组尾部的跟随车通信受阻，则跟随车必须从前车获取编组信息。
[0146]
为了更加提高列车虚拟编组的处置能力和运行的稳定性，本实施例提供第三种列车虚拟编组中的车辆通信拓扑结构，即双前车
‑
头车拓扑结构。
[0147]
双前车
‑
头车拓扑结构包括：装载于一辆主控车中的车载通信模块和装载于至少四辆跟随车中的车载通信模块；主控车中的车载通信模块分别与各跟随车中的车载通信模块建立通信连接；每辆跟随车中的车载通信模块均分别与紧随其后的两辆跟随车中的车载通信模块建立通信连接。
[0148]
也就是说，在双前车
‑
头车拓扑结构中存在一辆主控车和至少四辆跟随车，且主控车与跟随车已进行列车虚拟编组，即跟随车紧随于主控车之后。主控车中装载有车载通信模块，每辆跟随车中也均装载有车载通信模块。
[0149]
需要说明的是，在双前车
‑
头车拓扑结构，包括至少四辆跟随车。其中一辆跟随车
紧随主控车之后，其他跟随车依次紧随该跟随车之后。为了方面描述，也将此种拓扑结构中的跟随车分为两种，一种为紧随主控车之后的跟随车，另一种紧随其他跟随车之后的跟随车。
[0150]
为了区分此两种跟随车，将紧随主控车之后的跟随车称作第一跟随车，将紧随其他跟随车之后的跟随车称作第二跟随车。也就是说，第一跟随车和第二跟随车均是跟随车，第一跟随车是紧跟在主控车后面的跟随车，因此，第一跟随车只有一辆，第二跟随车是紧跟在跟随车之后的跟随车，因此，第二跟随车可以有多辆。
[0151]
例如图4，其为双前车
‑
头车拓扑结构，其包括一辆主控车和四辆跟随车，其中，跟随车1为紧随主控车之后的跟随车，即跟随车1为第一跟随车。跟随车2为紧随跟随车1之后的跟随车，即跟随车2为第二跟随车。跟随车3为紧随跟随车2之后的跟随车，即跟随车3为第二跟随车。跟随车4为紧随跟随车3之后的跟随车，即跟随车4为第二跟随车。
[0152]
双前车
‑
头车拓扑结构中，主控车，用于维护列车虚拟编组的信息，并将信息和主控车的状态数据发送给所有跟随车(包括第一跟随车和所有的第二跟随车)。
[0153]
第一跟随车，用于接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，根据主控车发送的信息和主控车的状态数据调整第一跟随车的状态。另外，第一跟随车，还用于将信息和第一跟随车的状态数据发送给紧随其后的两辆第二跟随车。
[0154]
任一第二跟随车，用于接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，另外，接收其紧随的前两辆跟随车分别发送的信息和各自的状态数据，根据主控车发送的信息和主控车的状态数据、前第一辆跟随车发送的信息和前第一辆跟随车的状态数据、前第二辆跟随车发送的信息和前第二辆跟随车的状态数据调整任一第二跟随车的状态。并在存在紧随其后的第一辆第二跟随车时，将信息和任一第二跟随车的状态数据发送给紧随其后的第一辆第二跟随车，在存在紧随其后的第二辆第二跟随车时，将信息和任一第二跟随车的状态数据发送给紧随其后的第二跟随车。
[0155]
此处是站在任一跟随车向车辆运行方向之后看，即任一跟随车如何向其后的跟随车发送数据的角度，此时任一跟随车会向之后的第二辆跟随车发送信息和状态数据。若站在任一跟随车向车辆运行方向之前看，即任一跟随车前方跟随车如何发送数据，那么该任一跟随车之前第二辆跟随车，用于向任一第二跟随车发送信息和之前第二辆跟随车的状态数据。
[0156]
如图4所示，主控车中的车载通信模块与跟随车1中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了主控车与跟随车1之间的直接通信；主控车中的车载通信模块与跟随车2中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了主控车与跟随车2之间的直接通信；主控车中的车载通信模块与跟随车3中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了主控车与跟随车3之间的直接通信；主控车中的车载通信模块与跟随车4中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了主控车与跟随车4之间的直接通信；跟随车1中的车载通信模块与紧随其后的第一辆跟随车(即跟随车2)中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了跟随车1与跟随车2之间的直接通信；跟随车1中的车载通信模块与紧随其后的第二辆跟随车(即跟随车3)中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了跟随车1与跟随车3之间的直接通信；跟随车2中的车载通信模块与紧随其后的第一辆跟随车(即跟随车3)中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了
跟随车2与跟随车3之间的直接通信；跟随车2中的车载通信模块与紧随其后的第二辆跟随车(即跟随车4)中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了跟随车2与跟随车4之间的直接通信；跟随车3中的车载通信模块与紧随其后的唯一一辆跟随车(即跟随车4)中的车载通信模块建立通信连接，通过该通信连接实现了跟随车3与跟随车4之间的直接通信。这样，所有的列车(即主控车、跟随车1、跟随车2、跟随车3、跟随车4)形成列车虚拟编组后的列车组。
[0157]
主控车维护列车虚拟编组的信息，并将信息和主控车的状态数据分别发送给跟随车1、跟随车2、跟随车3和跟随车4。
[0158]
跟随车1接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，根据主控车发送的信息和主控车的状态数据调整跟随车1的状态。
[0159]
跟随车1再将该信息(即主控车发送的列车虚拟编组的信息)和跟随车1的状态数据发送给与跟随车1联挂的跟随车2以及与跟随车建立通信的跟随车3。
[0160]
跟随车2接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，另外，还会接收跟随车1发送的信息和跟随车1的状态数据，根据跟随车1发送的信息和跟随车1的状态数据、主控车发送的信息和主控车的状态数据调整跟随车2的状态。
[0161]
跟随车2再将该信息(即主控车发送的列车虚拟编组的信息)和跟随车2的状态数据发送给跟随车3和跟随车4。
[0162]
跟随车3接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，另外，还会接收跟随车1发送的信息和跟随车1的状态数据，以及，跟随车2发送的信息和跟随车2的状态数据，根据跟随车2发送的信息和跟随车2的状态数据、跟随车1发送的信息和跟随车1的状态数据、主控车发送的信息和主控车的状态数据调整跟随车3的状态。
[0163]
跟随车3再将该信息(即主控车发送的列车虚拟编组的信息)和跟随车3的状态数据发送给跟随车4。
[0164]
跟随车4接收主控车发送的信息和主控车的状态数据，同时还会接收跟随车2发送的信息和跟随车2的状态数据，还会接收随车3发送的信息和跟随车3的状态数据，根据跟随车3发送的信息和跟随车3的状态数据、跟随车2发送的信息和跟随车2的状态数据、主控车发送的信息和主控车的状态数据调整跟随车4的状态。
[0165]
双前车
‑
头车拓扑结构在图2或图3所示的前车
‑
头车拓扑结构的基础上进一步增加了跟随车与后面第二辆车的通信，这样每辆车至多可以获取到前面两辆跟随车以及主控车的列车状态数据，在一般情况下，跟随车可以获取到编组内大部分列车的状态数据，有助于跟随车做出最优的速度控制策略。
[0166]
上述三种拓扑结构，为多编组运行条件下的列车通信问题提供了三种解决方案，第一种前车跟随式拓扑结构对于技术水平要求较低，实现起来较为简单，但是编组的处置能力和抗干扰能力有限；第二种前车
‑
头车拓扑结构对远距离通信和通信带宽提出了更高的要求，主控车可以和编组内的每辆跟随车进行通信，提高了编组的处置能力和稳定性；第三种双前车
‑
头车拓扑结构进一步提高了对通信技术以及列控系统的要求，编组中的列车可以获取编组中大部分列车的运行状态，有助于制定出最优的速度控制策略。
[0167]
基于上述三种拓扑结构，本提案提供一种列车虚拟编组方法。本提案提供列车虚拟编组方法的执行条件为需要进行虚拟编组。需要进行虚拟编组的情况有多种，例如：当前
是一辆列车运行，在有其他列车加入其进行运行时为需要进行虚拟编组的情况。或者，当前已经进行了虚拟编组，有另外一辆列车要编入时为需要进行虚拟编组的情况。或者，当前已经进行了虚拟编组，有另外一组列车要编入时为需要进行虚拟编组的情况。或者，当前已经进行了虚拟编组，但是其中一辆列车要解编时为需要进行虚拟编组的情况。或者，当前已经进行了虚拟编组，但是其中一组列车要解编时为需要进行虚拟编组的情况。
[0168]
总体说，当有列车编入或有列车解编时均为需要进行虚拟编组的情况。
[0169]
在有列车编入时，待编入的列车会发送编组申请。在有列车解编时，会确定待脱离编组列车。
[0170]
参见图5，该方法包括：
[0171]
501，确定编组列车数量、通信指标和列控系统指标。
[0172]
其中，通信指标，包括：通信距离、通信延时、通信带宽。
[0173]
列控系统指标，包括：控车方式、位置测量误差、速度测量误差、处理周期。
[0174]
编组列车数量、通信指标和列控系统指标为后续拓扑结构的选择依据，通过对选择依据的明确，有利于拓扑结构的准确选择。
[0175]
502，根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标确定最终的拓扑结构。
[0176]
其中，最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构、前车
‑
头车拓扑结构、双前车
‑
头车拓扑结构中的一种。即最终的拓扑结构为上述前车跟随式拓扑结构，或者，为上述前车
‑
头车拓扑结构，或者，为上述双前车
‑
头车拓扑结构。
[0177]
上述提供的三种拓扑结构分别适用于不同的场景以及技术水平，根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标可以在上述三种拓扑结构中根据具体场景下的运营需求自由切换。
[0178]
具体的，选择方案为：
[0179]
若编组列车数量为2，且通信距离位于第一距离阈值区间、通信延时位于第一延时阈值区间、通信带宽位于第一带宽阈值区间、控车方式为跟随、位置测量误差位于第一位置误差阈值区间、速度测量误差位于第一速度误差阈值区间、处理周期位于第一周期阈值区间，则最终的拓扑结构为上述第一种列车虚拟编组中的车辆通信拓扑结构(也可以被称为前车跟随式拓扑结构)。
[0180]
若编组列车数量位于第一列车数量阈值区间，且通信距离位于第二距离阈值区间、通信延时位于第二延时阈值区间、通信带宽位于第二带宽阈值区间、控车方式为跟随、位置测量误差位于第二位置误差阈值区间、速度测量误差位于第二速度误差阈值区间、处理周期位于第二周期阈值区间，则最终的拓扑结构为上述第二种列车虚拟编组中的车辆通信拓扑结构(即前车
‑
头车拓扑结构)。
[0181]
若编组列车数量位于第二列车数量阈值区间，且通信距离位于第三距离阈值区间、通信延时位于第三延时阈值区间、通信带宽位于第三带宽阈值区间、控车方式为跟随、位置测量误差位于第三位置误差阈值区间、速度测量误差位于第三速度误差阈值区间、处理周期位于第三周期阈值区间，则最终的拓扑结构上述第三种列车虚拟编组中的车辆通信拓扑结构(即双前车
‑
头车拓扑结构)。
[0182]
具体的，
[0183]
第一列车数量阈值区间为[3,4]，其中，单位为辆。
[0184]
第二列车数量阈值区间为[5,+∞)，其中，单位为辆。
[0185]
第一距离阈值区间为(80,250]，其中，单位为米。
[0186]
第二距离阈值区间为(250,400]，其中，单位为米。
[0187]
第三距离阈值区间为(400,+∞)，其中，单位为米。
[0188]
第一延时阈值区间为[100,200)，其中，单位为毫秒。
[0189]
第二延时阈值区间为[50,100)，其中，单位为兆赫兹。
[0190]
第三延时阈值区间为[0,50)，其中，单位为兆赫兹。
[0191]
第一带宽阈值区间为[20,50)，其中，单位为兆赫兹。
[0192]
第二带宽阈值区间为[50,100)，其中，单位为兆赫兹。
[0193]
第三带宽阈值区间为[100,+∞)，其中，单位为兆赫兹。
[0194]
第一位置误差阈值区间为(1.5,2]，其中，单位为％。
[0195]
第二位置误差阈值区间为(1,1.5]，其中，单位为％。
[0196]
第三位置误差阈值区间为[0,1]，其中，单位为％。
[0197]
第一速度误差阈值区间为(1.5,2]，其中，单位为千米/小时。
[0198]
第二速度误差阈值区间为(1,1.5]，其中，单位为千米/小时。
[0199]
第三速度误差阈值区间为[0,1]，其中，单位为千米/小时。
[0200]
第一周期阈值区间为(200,300]，其中，单位为毫秒。
[0201]
第二周期阈值区间为(100,200]，其中，单位为毫秒。
[0202]
第三周期阈值区间为[0,100]，其中，单位为毫秒。
[0203]
也就是，上述三种列车虚拟编组中的车辆通信拓扑结构所适用场景以及技术水平要求如下表所示：
[0204][0205]
通过本步骤可以进一步明确拓扑结构的选择依据，有利于拓扑结构的准确选择。
[0206]
503，确定编组信息。
[0207]
本步骤会确定编组信息，其中编组信息的内容与现有编组信息内容相同，如行车计划等。
[0208]
504，根据最终的拓扑结构和编组信息进行列车虚拟编组。
[0209]
在进行编组时，列车编入和列车解编的实现方案有所不同，下面分别阐述。
[0210]
·
当有列车编入时
[0211]
当有列车编入时，一定会获取待编组列车发送的编组申请，该编组申请用于申请一辆待编组列车想要编入现在已有的列车组(即原始列车组)内，其中原始列车组包括一辆主控车(即原始列车组只包括一辆车)，或者包括已完成列车虚拟编组的一辆主控车和至少一辆跟随车(即原始列车组包括多辆车)。
[0212]
因此，可以将发送编组申请的列车确定为待编组列车，该待编组列车待编入原始列车组内。
[0213]
当有列车编入时，步骤501中的编组列车数量、通信指标和列控系统指标等均是加入待编组列车后的数量和指标。因此步骤502也会基于加入待编组列车后的数量和指标确定最终的拓扑结构。步骤503中，也是确定加入待编组列车后的编组信息，本步骤会对待编组列车进行虚拟编组，完成待编组列车的加入。
[0214]
即，本步骤会根据最终的拓扑结构建立待编组列车与原始列车组之间的通信连接；基于编组信息对待编组列车和原始列车组进行车虚拟编组，且列车虚拟编组后各列车采用最终的拓扑结构进行通信。
[0215]
其中，根据最终的拓扑结构建立待编组列车与原始列车组之间的通信连接的过程为：
[0216]
若最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构，则控制原始列车组内主控车中的车载通信模块与待编组列车中的车载通信模块建立通信连接；
[0217]
若最终的拓扑结构为前车
‑
头车拓扑结构，则控制原始列车组内主控车中的车载通信模块与待编组列车中的车载通信模块建立通信连接，并控制原始列车组内最后一辆跟随车中的车载通信模块与待编组列车中的车载通信模块建立通信连接；
[0218]
若最终的拓扑结构为双前车
‑
头车拓扑结构，则控制原始列车组内主控车中的车载通信模块与待编组列车中的车载通信模块建立通信连接，并控制原始列车组内最后两辆跟随车中的车载通信模块分别与待编组列车中的车载通信模块建立通信连接。
[0219]
例如：
[0220]
1、若最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构，则
[0221]
(1)控制原始列车组内主控车中的车载通信模块与待编组列车中的车载通信模块建立通信连接，基于该连接实现主控车与待编组列车之间的直接通信。
[0222]
(2)基于编组信息对待编组列车和原始列车组进行列车虚拟编组，列车虚拟编组后待编组列车和原始列车组形成一个新的列车组，那么列车虚拟编组后各列车采用最终的拓扑结构进行通信。
[0223]
2、若最终的拓扑结构为第二种列车虚拟编组中的车辆通信拓扑结构(即前车
‑
头车拓扑结构)，则
[0224]
(1)控制原始列车组内主控车中的车载通信模块与待编组列车中的车载通信模块建立通信连接，基于该连接实现主控车与待编组列车之间的直接通信。
[0225]
(2)控制原始列车组内最后一辆跟随车中的车载通信模块与待编组列车中的车载通信模块建立通信连接，基于该连接实现最后一辆跟随车与待编组列车之间的直接通信。
[0226]
(3)基于编组信息对待编组列车和原始列车组进行列车虚拟编组，列车虚拟编组后待编组列车和原始列车组形成一个新的列车组，那么列车虚拟编组后各列车采用最终的拓扑结构进行通信。
[0227]
3、若最终的拓扑结构为第三种列车虚拟编组中的车辆通信拓扑结构(即双前车
‑
头车拓扑结构)，则
[0228]
(1)控制原始列车组内主控车中的车载通信模块与待编组列车中的车载通信模块建立通信连接，基于该连接实现主控车与待编组列车之间的直接通信。
[0229]
(2)控制原始列车组内最后一辆跟随车中的车载通信模块与待编组列车中的车载通信模块建立通信连接，基于该连接实现最后一辆跟随车与待编组列车之间的直接通信。
[0230]
(3)控制原始列车组内倒数第二辆跟随车中的车载通信模块与待编组列车中的车载通信模块建立通信连接，基于该连接实现倒数第二辆跟随车与待编组列车之间的直接通信。
[0231]
(4)基于编组信息对待编组列车和原始列车组进行列车虚拟编组，列车虚拟编组后待编组列车和原始列车组形成一个新的列车组，那么列车虚拟编组后各列车采用最终的拓扑结构进行通信。
[0232]
在具体实施时，有列车解编的场景可以为编队建立场景，下面以编队建立场景为例对本实施例提供的列车虚拟编组方法实现过程进行举例说明。
[0233]
参见图6，为提高区间的通过能力，列车1申请加入正在以前车跟随式拓扑结构运行的编组车队，由于编组列车数量增加，为了提高编组运行的稳定性，通信方式升级为前车
‑
头车拓扑结构，此时列车1与主控车和跟随车1通过各自的车载通信模块建立通信连接，维持编队运行。编组切换流程为：1)列车1向编组车队发送编组申请，2)主控车收到编组申请，3)更新编队信息，4)主控车和跟随车分别通过各自的车载通信模块建立与列车1的通信连接，5)通信同时切换为前车
‑
头车拓扑结构，编组成功。
[0234]
·
当有列车解编时
[0235]
当有列车解编时，一定会确定待脱离编组列车。其中，待脱离编组列车位于原始列车组中，原始列车组包括已完成列车虚拟编组的一辆主控车和至少一辆跟随车。
[0236]
那么步骤501中的编组列车数量、通信指标和列控系统指标等均是解编后后的数量和指标。因此步骤502也会基于解编后的数量和指标确定最终的拓扑结构。步骤503中，也是确定解编后的编组信息，本步骤会对待编组列车进行解编，完成待编组列车的解编。
[0237]
即本步骤会控制断开待脱离编组列车中的车载通信模块与原始列车组内非待脱离编组列车中车载通信模块之间的通信连接；控制原始列车组内非待脱离编组列车中车载通信模块建立通信连接；基于编组信息对原始列车组内非待脱离编组列车进行列车虚拟编组，且列车虚拟编组后各列车采用最终的拓扑结构进行通信。
[0238]
其中，控制断开待脱离编组列车中的车载通信模块与原始列车组内非待脱离编组列车中车载通信模块之间的通信连接的过程为：
[0239]
若待脱离编组列车为一辆，且为原始列车组内的主控车，则控制断开待脱离编组列车中的车载通信模块与原始列车组内所有跟随车中车载通信模块之间的通信连接。
[0240]
若待脱离编组列车为一辆，且为原始列车组内的跟随车，或者，待脱离编组列车为原始列车组内连续的多辆，且不包括原始列车组内的主控车，则确定原始列车组内的目标列车；目标列车中的车载通信模块与待脱离编组列车中的车载通信模块之间已建立通信连接；控制断开目标列车中的车载通信模块与待脱离编组列车中的车载通信模块之间的通信连接。
[0241]
控制原始列车组内非待脱离编组列车中车载通信模块建立通信连接的过程为：
[0242]
若待脱离编组列车为一辆，且为原始列车组内的主控车，则将原始列车组内紧随主控车后的跟随车作为新主控车，将原始列车组内其它跟随车作为新跟随车；若最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构，则控制新主控车通过其中的车载通信模块与新跟随车中的车载通信模块建立通信连接；若最终的拓扑结构为前车
‑
头车拓扑结构，则按新跟随车在原始列车组内的顺序，依次控制前后两辆新跟随车通过各自的车载通信模块建立通信连接，
控制新主控车通过其中的车载通信模块分别与各新跟随车中的车载通信模块建立通信连接；若最终的拓扑结构为双前车
‑
头车拓扑结构，则按新跟随车在原始列车组内的顺序，依次控制前后两辆新跟随车通过各自的车载通信模块建立通信连接，控制新主控车通过其上的车载通信模块分别与各新跟随车之间建立通信连接，并控制各新跟随车通过其中的车载通信模块分别与紧随其后的第二辆新跟随车中的车载通信模块建立通信连接。
[0243]
若待脱离编组列车为一辆，且为原始列车组内的跟随车，或者，待脱离编组列车为原始列车组内连续的多辆，且不包括原始列车组内的主控车，则确定原始列车组的原始拓扑结构；若最终的拓扑结构与原始拓扑结构不同，则在最终的拓扑结构为前车
‑
头车拓扑结构时，对于原始列车组内非待脱离编组列车中的任一跟随车，若其中的车载通信模块与紧随其后的第二辆跟随车中的车载通信模块已建立通信连接，则控制断开该通信连接；在最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构时，对于原始列车组内非待脱离编组列车中的任一跟随车，若其中的车载通信模块与紧随其后的第二辆跟随车中的车载通信模块已建立通信连接，则控制断开与紧随其后的第二辆跟随车之间的通信连接，若其中的车载通信模块与原始列车组内非待脱离编组列车中的主控车的车载通信模块已建立通信连接，则控制断开与原始列车组内非待脱离编组列车中的主控车之间的通信连接。
[0244]
例如：
[0245]
1、若待脱离编组列车为一辆，且为主控车，则
[0246]
(1)控制断开待脱离编组列车中的车载通信模块与原始列车组内所有跟随车中车载通信模块之间的通信连接。
[0247]
(2)将原始列车组内紧随主控车后的跟随车作为新主控车，将原始列车组内其它跟随车作为新跟随车。
[0248]
(3)根据最终的拓扑结构建立通信。
[0249]
具体的，
[0250]
若最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构，则
[0251]
(3.1)控制新主控车通过其中的车载通信模块与新跟随车中的车载通信模块建立通信连接，基于该连接实现新主控车与新跟随车之间直接通信。
[0252]
若最终的拓扑结构为前车
‑
头车拓扑结构，则
[0253]
(3.2.1)按新跟随车在原始列车组内的顺序，依次控制前后两辆新跟随车通过各自的车载通信模块建立通信连接，基于该连接实现前后两辆新跟随车之间的直接通信。其中新跟随车之间前后顺序与原始列车组中的前后顺序相同。
[0254]
(3.2.2)控制新主控车通过其中的车载通信模块分别与各新跟随车中的车载通信模块建立通信连接，基于该连接实现新主控车与新跟随车之间的直接通信。
[0255]
若最终的拓扑结构为双前车
‑
头车拓扑结构，则
[0256]
(3.3.1)按新跟随车在原始列车组内的顺序，依次控制前后两辆新跟随车通过各自的车载通信模块建立通信连接，基于该连接实现前后两辆新跟随车之间的直接通信。其中新跟随车之间前后顺序与原始列车组中的前后顺序相同。
[0257]
(3.3.2)控制新主控车通过其上的车载通信模块分别与各新跟随车之间建立通信连接，基于该连接实现新主控车与新跟随车之间的直接通信。
[0258]
(3.3.3)控制各新跟随车通过其中的车载通信模块分别与紧随其后的第二辆新跟
随车中的车载通信模块建立通信连接，通过该连接实现各新跟随车与紧随其后的第二辆新跟随车之间的直接通信。
[0259]
2、若待脱离编组列车为一辆，且为跟随车，或者，若待脱离编组列车为联挂的多辆，且不包括主控车，则
[0260]
(1)确定原始列车组内的目标列车。
[0261]
其中，目标列车中的车载通信模块与待脱离编组列车中的车载通信模块之间已建立通信连接。也就是将原列车组内与待脱离编组列车已建立通信连接的所有列车均作为目标列车。
[0262]
目标列车可以为主控车，还可以为跟随车，还可以为主控车和跟随车。其中，跟随车的数量可以为多辆。
[0263]
(2)控制断开目标列车中的车载通信模块与待脱离编组列车中的车载通信模块之间的通信连接。
[0264]
例如，目标列车中包括主控车，即原始列车组内主控车的车载通信模块与待脱离编组列车的车载通信模块已建立通信连接，则断开该主控车的车载通信模块与待脱离编组列车的车载通信模块之间的通信连接。
[0265]
目标列车中包括跟随车，即原始列车组内一辆或多辆跟随车的车载通信模块与待脱离编组列车的车载通信模块已建立通信连接，则断开该一辆或多辆跟随车的车载通信模块与待脱离编组列车的车载通信模块之间的通信连接。
[0266]
(3)确定原始列车组的原始拓扑结构，若最终的拓扑结构与原始拓扑结构不同，则
[0267]
在最终的拓扑结构为前车
‑
头车拓扑结构时，对于原始列车组内非待脱离编组列车中的任一跟随车(即原始列车组内，所有的非待脱离编组列车中的跟随车)，若其中的车载通信模块与紧随其后的第二辆跟随车中的车载通信模块已建立通信连接，则控制断开该通信连接。也就是说，原始列车组内没有脱离该编组的跟随车，其中的车载通信模块不再与紧随其后的第二辆跟随车中的车载通信模块建立通信连接。该跟随车中的车载通信模块只与其紧随的前一辆跟随车以及主控车中的车载通信模块建立通信连接。
[0268]
在最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构时，对于原始列车组内非待脱离编组列车中的任一跟随车，若其中的车载通信模块与紧随其后的第二辆跟随车中的车载通信模块已建立通信连接，则控制断开与紧随其后的第二辆跟随车之间的通信连接，若其中的车载通信模块与原始列车组内非待脱离编组列车中的主控车的车载通信模块已建立通信连接，则控制断开与原始列车组内非待脱离编组列车中的主控车之间的通信连接。也就是说，原始列车组内没有脱离该编组的跟随车，其中的车载通信模块不再与紧随其后的第二辆跟随车中的车载通信模块建立通信连接，也不再与主控车中的车载通信模块建立通信连接。该跟随车中的车载通信模块只与主控车中的车载通信模块建立通信连接。
[0269]
在具体实施时，有列车解编的场景可以为编队解编场景，下面以编队解编场景为例对本实施例提供的列车虚拟编组方法实现过程进行举例说明。
[0270]
参见图7，为向不同区间分配运力，编组车队需要在岔前解编，主控车脱离编队，跟随车1升级为主控车，同时列车通信方式由前车
‑
头车拓扑结构转换为前车跟随式拓扑结构。解编切换流程为：1)主控车更新编组信息，2)跟随车1收到信息，升级为主控车，3)跟随车1维护编组信息，更新通信链路，4)跟随车1、2与主控车各自车载通信模块间的通信连接
断开，5)通信方式切换为前车跟随式拓扑结构，解编成功。
[0271]
通过上述方法，若存在欲申请编组的待编组列车，则根据加入该待编组列车后的编组列车数量、通信指标和列控系统指标确定最终的拓扑结构，并根据最终的拓扑结构建立通信，基于编组信息进行列车虚拟编组，且列车虚拟编组后各列车采用最终的拓扑结构进行通信。实现了当待编组列车加入编组时，根据加入该待编组列车后的编组列车数量、通信指标和列控系统指标选用不同的拓扑结构构建列车通信拓扑网，进而进行列车虚拟编组，通过拓扑结构构建的列车通信拓扑网，满足待编组列车随时加入编组的多场景运营需求。
[0272]
若存在待脱离编组列车，则根据脱离该待脱离编组列车后的编组列车数量、通信指标和列控系统指标确定最终的拓扑结构，并根据最终的拓扑结构建立通信，基于编组信息进行列车虚拟编组，且列车虚拟编组后各列车采用最终的拓扑结构进行通信。实现了有列车与脱离编组时，根据脱离该待脱离编组列车后的编组列车数量、通信指标和列控系统指标选用不同的拓扑结构构建列车通信拓扑网，进而进行列车虚拟编组，通过拓扑结构构建的列车通信拓扑网，满足待编组列车随时脱离编组的多场景运营需求。
[0273]
若待脱离编组列车为联挂的多辆，且不包括主控车，通过上述方法可以完成脱离后的编组列车的重新编组(即原编组列车中包括主控车的那部分列车的编组)，对于待脱离编组列车也可以进行单独的编组。
[0274]
此时，确定待脱离编组列车的车辆运行方向。将位于车辆运行方向的第一辆待脱离编组列车作为新主控车，其余待脱离编组列车均作为新跟随车。重复执行本实施例提供的列车虚拟编组方法，对待脱离编组列车进行列车虚拟编组。
[0275]
在具体实施时，对对待脱离编组列车进行列车虚拟编组的场景可以为通信故障场景，下面以通信故障场景为例对本实施例提供的列车虚拟编组方法实现过程进行举例说明。
[0276]
参见图8，编组车队以双前车
‑
头车拓扑结构运行，由于通信故障，主控车丢失与跟随车3、4通信，跟随车3、4之间通信良好。由于不满足双前车
‑
头车拓扑结构要求，跟随车3、4自动解编，组成新的编组车队运行，原编组车队按前车跟随式拓扑结构、前车
‑
头车拓扑结构分别编组运行。流程为：1)主控车与跟随车3、4各自车载通信模块间的通信连接断开。2)主控车新编队信息，跟随车1、2断开其与跟随车3、4的载通信模块间的通信连接，主控车、跟随车1、2按前车
‑
头车拓扑结构运行。与此同时，跟随车3、4自动解编，如果满足编组条件，跟随车3升级为主控车，跟随车3、4按前车跟随式拓扑结构运行。
[0277]
在待脱离编组列车脱离编组后，对该待脱离编组列车进行列车虚拟编组。实现了在待脱离编组列车脱离编组后，根据该待脱离编组列车的编组列车数量、通信指标和列控系统指标选用不同的拓扑结构构建列车通信拓扑网，进而进行列车虚拟编组，通过拓扑结构构建的列车通信拓扑网，满足对脱离编组的列车进行编组的多场景运营需求。
[0278]
需要说明的是，对于列车解编，且待脱离编组列车为原始列车组内连续的多辆的场景，由于是从原始列车组中脱离连续的多辆列车，那么一定存在非解编的一组列车和解编的一组列车。其中的一组一定会包括主控车，另一组不包括主控车。那么本实施例，将不包括主控车的一组列车确定为待脱离编组列车，通过步骤504对于包括主控车的另一组列车进行处理，对于不包括主控车的该组列车，则进行单独的编组，即确定待脱离编组列车的
车辆运行方向。将位于车辆运行方向的第一辆待脱离编组列车作为新主控车，其余待脱离编组列车均作为新跟随车。重复执行本实施例提供的列车虚拟编组方法，对待脱离编组列车进行列车虚拟编组。
[0279]
本实施例提供的列车虚拟编组方法运营需求，在实际运行过程中，根据编组内列车数量选用不同的通信拓扑结构，各拓扑结构之间也可以进行切换以满足多场景运营需求。其中，切换时也与通信技术水平、列控系统的处理能力和控车精度等相关。切换时需要首先考虑是否满足技术要求，然后根据场景需求或ats(automatic train supervision，列车自动监控系统)下达的计划进行切换。
[0280]
本实施例提供的列车虚拟编组方法在实际运行过程中，可以根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标选用不同的拓扑结构构建列车通信拓扑网，进而进行列车虚拟编组，通过拓扑结构构建的列车通信拓扑网，可以使列车虚拟编组后的编组中的列车随时发生改变，满足多场景运营需求。
[0281]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本技术实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript等。
[0282]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0283]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0284]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0285]
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0286]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0287]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。