[0004] 针对背景技术的问题，本发明提供一种虚拟连挂高速列车首车自动驾驶故障下的控制方法，以解决现有技术中虚拟连挂高速列车首车自动驾驶故障后没有有效的应对措施，严重影响线路运行效率的问题。
[0005] 为实现本发明的目的，本发明提供了一种虚拟连挂高速列车首车自动驾驶故障下的控制方法，所述虚拟连挂高速列车由多个单列车组成，多个单列车保持间距组队行驶，将行驶在最前面的单列车记为首车，将行驶在所述首车之后的单列车记为追踪车，其创新点在于：每个单列车上均设置有车载控制模块、车载ATO模块、追踪控制模块和通信模块；所述车载ATO模块、追踪控制模块和通信模块均与车载控制模块连接；各个单列车之间通过各自的通信模块实现相互无线通信连接；各个单列车还能通过各自的通信模块实现与地面控制系统的无线通信连接；
[0006] 所述车载ATO模块包括驾驶曲线生成模块，所述车载ATO模块能根据驾驶曲线生成模块生成的自动驾驶曲线控制单列车自动运行；
[0007] 所述追踪控制模块能控制对应追踪车与相邻前车保持安全的追踪间距运行；所述相邻前车为与单列车相邻的前方的单列车；
[0008] 所述车载控制模块能控制首车通过车载ATO模块来控制首车运行，车载控制模块还能控制追踪车通过追踪控制模块来控制追踪车运行；
[0009] 所述控制方法包括：
[0010] 将虚拟连挂高速列车运行线路上起点站和终点站之间的多个车站均记为途径站，每个所述途径站的轨道均包括正线轨道和侧线轨道，所述侧线轨道的前后两端通过道岔与正线轨道连接；
[0011] 当首车的车载ATO模块出现故障后，
[0012] 一）首车的车载ATO模块控制首车紧急制动停车并生成故障报告，然后车载ATO模块将所述故障报告数据传输给首车的车载控制模块，然后首车的车载控制模块通过首车的通信模块将故障报告数据发送给地面控制系统；
[0013] 二）地面控制系统对收到的故障报告数据进行处理，如果故障类型为可临时恢复型故障则进入步骤三），如果故障类型为需人工干预型故障则进入步骤四）；
[0014] 三）向首车的通信模块发送自动驾驶重启指令，然后首车的通信模块将收到的自动驾驶重启指令发送给首车的车载控制模块，首车的车载控制模块将收到自动驾驶重启指令传输给对应的车载ATO模块，车载ATO模块收到自动驾驶重启指令后即尝试重启，如果重启成功，则首车的驾驶曲线生成模块重新生成自动驾驶曲线，然后车载ATO模块根据重新生成的自动驾驶曲线控制首车行驶到终点，各个追踪车的追踪控制模块控制对应的追踪车与相邻前车保持安全间距行驶到终点站，程序结束；
[0015] 如果首车的车载ATO模块重启失败，则首车的车载控制模块生成重启失败信号并发送给地面控制系统，然后进入步骤四）；
[0016] 四）地面控制系统向各个单列车的通信模块发送虚拟连挂解除指令，各个单列车的通信模块将收到的虚拟连挂解除指令传输给对应的车载控制模块，各个单列车的车载控制模块控制对应单列车解除与其他单列车的虚拟连挂；
[0017] 五）地面控制系统分别为每个单列车调度一个驾驶员进行手动驾驶，首车的驾驶员将首车驶入下一个途径站的侧线轨道，然后各个追踪车的驾驶员将各自操控的追踪车驶入与首车相同的途径站的正线轨道，然后首车的驾驶员将首车驾驶到正线轨道上最后一辆追踪车的后方；
[0018] 六）地面控制系统将位于最前方的单列车作为新的首车，将位于新的首车后方的多个单列车均作为新的追踪车，地面控制系统向各个单列车的通信模块发送虚拟连挂重建指令，各个单列车的通信模块将收到的虚拟连挂重建指令传输给对应的车载控制模块，各个单列车的车载控制模块控制对应的单列车与其他单列车重新建立虚拟连挂；
[0019] 七）新的首车的驾驶曲线生成模块生成新的自动驾驶曲线，新的首车的车载ATO模块根据新的自动驾驶曲线控制首车行驶到终点站，各个新的追踪车的追踪控制模块控制对应新的追踪车与相邻前车保持安全间距行驶到终点站。
[0020] 本发明的原理如下：
[0021] 虚拟连挂技术目前在高铁列车控制技术中还属于新兴技术，处于不成熟的初级阶段，还存在许多需要完善的方面，在虚拟连挂高速列车特别是首车出现自动驾驶故障的情况下没有一个理想的应对措施来快速排除故障、恢复运行。现有技术中，列车的机修设施通常设置在线路的终点站，当首车出现自动驾驶故障后，需要人工操控首车降速行驶到终点站才能对首车的车载ATO模块进行检查、排障和维修，以恢复首车的自动驾驶功能，整个过程需要人工护送首车经过多个途径站，最后才能在终点站下线，整个下线时间非常长，会造成调度时刻表的大幅度调整、大面积乘客晚点，不仅影响首车的旅客，也影响到其他追踪车的旅客准点到达目的地，而且还会影响到同一运行线路的其他虚拟连挂高速列车的正常运行，整个线路的列车运行效率受到严重影响。
[0022] 另外，也可以在每个途径站都备份一辆用于更换的首车，这样虚拟连挂高速列车的首车在线路上出现自动驾驶故障即可在下一途径站对首车进行更换，以快速恢复整个虚拟连挂高速列车的运行。上述方法虽然效率高，但是每个站点都做列车备份，列车空置率高，占用资源大，运行成本非常高。
[0023] 针对现有技术存在的问题，本申请的发明人巧妙地为虚拟连挂高速列车的每个单列车都既配置车载ATO模块也配置追踪控制模块，这样每个单列车都既能作为首车也能作为追踪车运行，极大提高了虚拟连挂高速列车所辖列车群的组队灵活性；作为配套措施，在每个途径站的正线轨道旁均设置侧线轨道，使每个途径站都具备了对虚拟连挂高速列车组队调整的能力。当虚拟连挂高速列车的首车出现自动驾驶故障后，不再需要整个虚拟连挂高速列车行驶到终点站维修处理，只需要人工操控首车行驶到最近的途径站的侧线轨道等待，然后徐人工操控其余追踪车到同一个途径站的正线轨道，然后再人工操控首车行驶到正线轨道上最后一个追踪车的后方，然后控制各个单列车重新建立虚拟连挂，使之前排在最前方的追踪车转换为首车，通过车载ATO模块利用自动驾驶曲线控制首车行驶，使之前的首车转换为追踪车，通过追踪控制模块控制其与相邻前车保持安全的追踪距离运行，其余追踪车的控制模式保持不变，从而重新组队成为新的虚拟连挂高速列车，即可快速恢复整个虚拟连挂高速列车的运行。上述控制方法，能快速恢复线路运行，最大程度降低列车故障对线路运营的影响，极大提高了故障处置应对的效率。另一方面，虽然对于每个单列车来说，都采取了车载ATO模块和追踪控制模块双配置的冗余设计，比单配置其中一项的列车成本有所增加，但是相对每个途径站都配置一个备份列车来说，成本大大降低，而且由于能快速恢复线路运行，减少列车晚点损失，虚拟连挂高速列车的运行效益大大提高。
[0024] 由此可见，本发明具有如下的有益效果：采用本发明所述的控制方法，能快速恢复虚拟连挂高速列车的运行，最大限度减少故障对运营线路的影响，极大提高了线路的运行效率，最大程度减少了故障造成的损失，降低了线路运营成本，提高了运营效率。
