一种基于C语言的列车限速曲线计算方法和装置技术领域
本发明涉及一种基于C语言的列车限速曲线的计算方法和装置,属于计算机
自动化技术领域。
背景技术
目前现有的传统的列车车载速度控制器仅通过单一的方向采集和控制车
速，没有一个综合的比较过程且缺少一些灵活性。例如，专利号为
CN201210260459.6的专利公开了红外线检测模型螺旋桨位置的无刷马达速度控
制器(以下称调速器)，实现对模型螺旋桨的转速控制。电池(1)提供电源，接收
机(4)输出脉宽信号控制调速器(2)，调速器控制无刷马达(3)运转，通过马达齿
轮(5)传动给螺旋桨齿轮(6)带动螺旋桨(7)旋转，同时驱动红外发射管(8)发出
红外线信号，当螺旋桨(7)旋转时经过红外接收管(9)正上方时红外线(11)被反
射回来，红外接收管(9)转换为电信号给调速器的单片机。信号的周期时间算出
螺旋桨的转速，传动比＝马达转速/螺旋桨转速。红外遥控器(12)输入模型螺旋
桨转速，利用马达转速＝螺旋桨转速＊传动比算出马达转速，调速器恒定马达
转速。
例如，专利号为的CN99113102.9专利公开了一种电梯自动轿门运行速度控
制器,采用旋转角度传感器连续检测门的位置、单片微机产生速度曲线,调节、
控制运行状态,在轿门关门时夹到人或物时自动反向开门,采用自关断的电力电
子器件组成的功率变换器驱动电动机通过机械传动装置驱动门做开门关门运
动。
例如，专利号为CN201110133956.5的专利公开了一种活塞式速度控制器，
为了克服现今的活塞式速度控制器由于需要设置外畜流室，导致制造成本高的
缺点，本发明提出的活塞式速度控制器具有双活塞杆，还设置与活塞贴合的挡
流板，第一活塞杆的一端与活塞安装固定而另一端安装杆端连接件，第二活塞
杆的一端与挡流板安装固定而另一端安装转动件，活塞和挡流板分别设置有泄
流孔，当活塞泄流孔和挡流泄流孔对齐时，活塞泄流孔和挡流泄流孔构成介质
流通节流管道，当活塞泄流孔和挡流泄流孔错位时，所述介质流通节流管道通
流面积发生变化，以此改变活塞移动的速度。
例如，专利号为CN200710156427.0的专利公开了通用发电机速度控制器，
其特征在于包括频率检测控制电路和步进电机驱动电路，频率检测控制电路包
括频率检测电路和单片微控制器MCU，频率检测电路由整流电路、降压滤波电路
及比较电路组成，整流电路包括整流二极管D2、D3、D4、D5和瓷片电容C6、C7、
C16、C19；降压滤波电路包括电阻R4、R5、R7，二极管D6、D7及电容C17、C18；
比较电路包括电阻R6、R8，电容C15，二极管D9及比较器U，比较器输出端连
接单片微控制器MCU输入端；步进电机驱动电路具有步进电机驱动器，步进电
机驱动器输入端与单片微控制器MCU输出端相连接，步进电机驱动器输出端与
步进电机M相连接；控制电路电源由飞轮永磁发电机交流电源AC输入经整流稳
压提供。
上述现有的速度控制器从控制车速的角度来看功能单一且缺少灵活性，不
能够有效地处理几条限速曲线的比较问题并综合出一条最终的限速曲线。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的基于C语言的列车限
速曲线的计算方法和装置。
本发明的一种基于C语言的列车限速曲线计算装置包括：应答器、应答器
天线、天线接收模块、安全计算机、接口模块、速度传感器、速度采集模块、
列车；所述应答器天线、天线接收模块、安全计算机、接口模块、列车依次连
接；所述速度传感器、速度采集模块、安全计算机依次连接；所述应答器与应
答器天线无线连接；所述应答器设置在地面上，所述应答器天线、天线接收模
块、安全计算机、接口模块安装在列车上。
列车在行进过程中会经过放置在地面的应答器，所述应答器存储着列车行
进前方限速的信息、列车行进前方的路况信息和前方车辆经过的信息，通过在
列车上的所述应答器天线采集到所述应答器存储的列车行进前方限速的信息、
列车行进前方的路况信息和前方车辆经过的信息，再将这些信息传输到天线接
收模块后发送给用于控制列车运行的安全计算机；同时所述速度传感器在实时
监控列车的速度，并将速度传输给所述安全计算机，所述安全计算机根据所述
速度采集模块采集到的列车运行的速度与应答器存储的列车行进前方限速的信
息、列车行进前方的路况信息和前方车辆经过的信息进行运算和比较后输出一
条实时的限速曲线并通过所述接口模块输出给列车完成自动限速或制动。所述
安全计算机对应答器存储的列车行进前方限速的信息、列车行进前方的路况信
息和前方车辆经过的信息和列车运行的速度信号的处理是整个车载控制系统的
核心。本发明采用数组比较法完成数据的运算，在运算过程中节约了安全计算
机的资源并提高了运算速度。
本发明的一种基于C语言的列车限速曲线的计算方法包括以下步骤：
(1)将采集到的几组列车速度数据进行整合处理，经过运算对比，将所得
的最小速度曲线保留下来；
计算多组数据的最小值的算法如下：要将每种类型的数据存储为以下格式：
数据是否有效标志、此种数据段的个数、数据范围总起点、数据的范围总终点，
以两组数据为例即数据A和数据B，如果出现多组数据，能经过多次合并得到。
(2)设置一个数据存储空间数据C，以数据A位基准进行比对：
(21)将基准数据A的第一段复制到数据C中；
(22)逐次比较数据B的每一段，如果数据B的起点落到数据C的本段数据
中，则需要将A的数据段进行切分，即基准数据A的起点和比较数据B的起点
为一段，比较数据B的起点和基准数据A的终点为一段；如果数据B的终点落
在数据A的本段数据中，则需要将A的数据段进行切分，即基准数据A的起点
和比较数据B的终点为一段，比较数据B的终点和基准数据A的终点为一段，
此时，实际编程中线段C有增加；
(3)按照以上步骤(1)、步骤(2)，将数据A的其它数据段继续进行比较，
直至比较完毕，最后数据C为两段数据线段的交集,再比较数据C的每一段和比
较数据B的每一段，取最小者放入数据C的值中。
本发明的优点是，能够简单有效地处理几条限速曲线的比较问题并能综合
出一条最终的限速曲线，即将车载安全计算机待处理数据合理地规划为若干个
数组，并设置好基准数组，通过数组连续比较的方法得出需要的数据库信息，
通过实时的数据信息画出完整的限速曲线；本发明不仅能解决列车限速曲线取
最小值问题，而且能解决在同一平面坐标系下若干条曲线段组成的曲线最大和
小值问题。
附图说明
图1是本发明所述一种基于C语言的列车限速曲线的计算装置的结构示意
图；
图2是本发明所述一种基于C语言的列车限速曲线的计算的运算流程图；
图3是本发明所述一种基于C语言的列车限速曲线的计算方法的列车限速
曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
如图1所示，本发明的一种基于C语言的列车限速曲线计算装置包括：应
答器、应答器天线、天线接收模块、安全计算机、接口模块、速度传感器、速
度采集模块、列车；所述应答器天线、天线接收模块、安全计算机、接口模块、
列车依次连接；所述速度传感器、速度采集模块、安全计算机依次连接；所述
应答器与应答器天线无线连接；所述应答器设置在地面上，所述应答器天线、
天线接收模块、安全计算机、接口模块安装在列车上。
列车在行进过程中会经过放置在地面的应答器，所述应答器存储着列车行
进前方限速的信息、列车行进前方的路况信息和前方车辆经过的信息，通过在
列车上的所述应答器天线采集到所述应答器存储的列车行进前方限速的信息、
列车行进前方的路况信息和前方车辆经过的信息，再将这些信息传输到天线接
收模块后发送给用于控制列车运行的安全计算机；同时所述速度传感器在实时
监控列车的速度，并将速度传输给所述安全计算机，所述安全计算机根据所述
速度采集模块采集到的列车运行的速度与应答器存储的列车行进前方限速的信
息、列车行进前方的路况信息和前方车辆经过的信息进行运算和比较后输出一
条实时的限速曲线并通过所述接口模块输出给列车完成自动限速或制动。所述
安全计算机对应答器存储的列车行进前方限速的信息、列车行进前方的路况信
息和前方车辆经过的信息和列车运行的速度信号的处理是整个车载控制系统的
核心。本发明采用数组比较法完成数据的运算，在运算过程中节约了安全计算
机的资源并提高了运算速度。
如图2所示，本发明的一种基于C语言的列车限速曲线的计算方法包括以
下步骤：
(1)将采集到的几组列车速度数据进行整合处理，经过运算对比，将所得
的最小速度曲线保留下来；
计算多组数据的最小值的算法如下：要将每种类型的数据存储为以下格式：
数据是否有效标志、此种数据段的个数、数据范围总起点、数据的范围总终点，
以两组数据为例即数据A和数据B，如果出现多组数据，能经过多次合并得到。
(2)设置一个数据存储空间数据C，以数据A位基准进行比对：
(21)将基准数据A的第一段复制到数据C中；
(22)逐次比较数据B的每一段，如果数据B的起点落到数据C的本段数据
中，则需要将A的数据段进行切分，即基准数据A的起点和比较数据B的起点
为一段，比较数据B的起点和基准数据A的终点为一段；如果数据B的终点落
在数据A的本段数据中，则需要将A的数据段进行切分，即基准数据A的起点
和比较数据B的终点为一段，比较数据B的终点和基准数据A的终点为一段，
此时，实际编程中线段C有增加；
(3)按照以上步骤(1)、步骤(2)，将数据A的其它数据段继续进行比较，
直至比较完毕，最后数据C为两段数据线段的交集,再比较数据C的每一段和比
较数据B的每一段，取最小者放入数据C的值中。
所述安全计算机根据所述速度采集模块采集到的列车的速度信息和所述应
答器天线采集到所述应答器存储的列车行进前方限速的信息、列车行进前方的
路况信息和前方车辆经过的信息经过处理运算，整合成若干条限速曲线，如静
态限速和临时限速，其限速曲线如如图3所示，为了保证列车安全行驶，需要
取各限速曲线段的最小值作为最终的列车限速曲线。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于
此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的范围内，能够轻易想到的
变化或替换，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。