CN101804823A - 一种铁路进路自动控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路进路自动控制的方法，包括：将调车作业指令发送到解析控制设备和列车终端；所述列车终端接收到所述调车作业指令后，向所述解析控制设备发送指令确认信息；所述解析控制设备收到所述指令确认信息后，根据所述调车作业指令，从路图数据库中搜索出较优路径，并根据所述较优路径，向联锁控制设备发出控制指令以为所述列车开放进路。本发明还公开了一种实现上述方法的装置，包括：列车终端、解析控制设备、联锁控制设备。通过本发明的方法和装置，可取消人工参与列车进路的安排，而且实现自动安排进路的较优路径，提高铁路的通行能力，提高铁路劳动生产率以及自动化水平和安全可靠性。

Description

一种铁路进路自动控制的方法及装置

技术领域

本发明涉及铁路进路控制系统，尤其涉及一种铁路进路自动控制方法和装置。

背景技术

随着铁路运输越来越复杂，呈现自动化、网络化的特点。如何实现更高的运输效率和安全可靠性，是运输控制系统需要解决的问题。这就客观上要求减少人员参与并对运营的交通工具实现自动控制和动态跟踪。例如大型工矿企业的工艺铁路运输，尤其是钢铁企业的铁水、钢水、钢制品等时效性要求较高，需要对机车车辆信息进行实时跟踪以及行车指挥自动化管理。国家铁路运输网中繁多的岔道口，逻辑关系复杂，实现铁路进路自动控制对于提高安全可靠性意义尤其重大。

目前，铁路进路自动控制和监控上采用的技术有如下缺点：

专职信号控制人员根据得到命令，人工地根据列车调用对联锁进路区的开放进行安排，效率不高并且安全可靠性无法保障，对人员的依赖容易出现人为事故。

列车监控使用全球卫星定位系统(GPRS)或无线射频技(RFID)术辅助，造价和维护均十分昂贵，使用简单的轨道电路检测技术又无法知道铁路上运行的列车数量和身份信息，对铁路运输组织管理的指导意义不足。

发明内容

鉴于现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供一种铁路进路自动控制的方法及装置，自动开放联锁区铁路进路供列车通过，减少人工参与环节，提高安全可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种铁路进路自动控制方法，其特征在于，包括：

将调车作业指令发送到解析控制设备和列车终端，所述调车作业指令包括列车标识信息、作业起点和作业终点信息；

所述列车终端接收到所述调车作业指令后，向所述解析控制设备发送指令确认信息；

所述解析控制设备收到所述指令确认信息后，根据所述调车作业指令，从路图数据库中搜索出所述作业起点和作业终点之间的较优路径，并根据所述较优路径，向联锁控制设备发出控制指令以为所述列车开放所述较优路径中的联锁区的进路。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种列车进路自动控制装置，其特征在于，包括：

列车终端，用于接收调车作业指令后，向解析控制设备发出指令确认信息，所述调车作业指令包括列车标识信息、作业起点和作业终点信息；

解析控制设备，用于接收所述调车作业指令和所述确认指令信息后，根据所述调车作业指令，从路图数据库中搜索出所述作业起点和作业终点之间的较优路径，并根据所述较优路径，向联锁控制设备发送控制指令；

联锁控制设备，用于接收到所述控制命令后，为所述列车开放所述较优路径中的联锁区的进路。

本发明有如下有益效果：实现了铁路进路自动控制，人员只参与调车作业指令编制和下达，不再需要专职信号控制人员进行进路安排和监控，而且实现了自动安排进路的较优路径，提高了铁路的通行能力、运输效率和安全可靠性，提高了提高铁路劳动生产率以及自动化水平。

附图说明

图1为本发明的铁路进路自动控制方法实施例一的示意流程图；

图2为本发明的铁路进路自动控制方法实施例二的搜索较优路径示意流程图；

图3为本发明的铁路进路自动控制方法实施例三的搜索较优路示意流程图；

图4为本发明的铁路进路自动控制方法实施例四的开放进路联锁区时机方法示意图；

图5为本发明的铁路进路自动控制方法实施例五的列车动态跟踪方法示意图；

图6为本发明的铁路进路自动控制方法实施例六的解锁进路方法示意图；

图7为本发明的铁路进路自动控制装置实施例七的示意结构图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的铁路进路自动控制的方法及装置的实施例。

实施例一

图1为本发明的铁路进路自动控制方法实施例一的示意流程图，如图所示，该流程包括：

步骤S11，将调车作业指令发送到解析控制设备和列车终端；

调车作业指令可在例如铁路运输调度管理计算机中产生，所述调车作业指令可包括指令序号、列车标识信息(如机车号)、作业类型(摘车或挂车)、作业起点和作业终点信息、作业的车辆号(或作业的车量数)等信息，可通过人工编制表格制成调车作业指令格式表，如下表1所示：

表1调车作业指令格式

编制完成后，将调车作业指令通过发送装置发送给所述的解析控制设备和列车终端；

步骤S12，列车终端接收到所述调车作业指令后，向解析控制设备发送指令确认信息；列车终端如无线收发装置等在接收到调车作业指令后，向解析控制设备发送指令确认信息，说明列车已经收到调车作业指令，进入待命状态。

步骤S13，解析控制设备收到所述指令确认信息后，解析调车作业指令，从路图数据库中搜索出较优路径；解析过程包括动态解析、分层解析等，根据预定数学模型将调车作业指令翻译为解析控制设备可识别信息，在获知列车调车作业指令内的包括列车标识信息、作业起点和作业终点信息后，根据所述作业起点和作业终点，应用例如Floyd算法对路图数据库进行遍历搜索，并考虑铁路轨道占用信息，确认较优路径。

步骤S14，解析控制设备向联锁控制设备发出控制指令；解析控制设备按照上述确认后的较优路径，将形成的控制指令发送给联锁控制设备。

步骤S15，联锁控制设备为列车开放较优路径中的联锁区进路。联锁控制设备将接收到的指令翻译为铁路进路如道岔、信号等动作执行机构能识别的信号，驱动电气设备动作为列车自动开放进路。

本实施例通过列车调车作业指令的解析和优化计算，实现对铁路进路为列车自动开放的自动控制，取消人工参与列车进路的安排，而且实现自动安排进路的最优路径，提高铁路的通行能力，提高铁路劳动生产率。同时由于本实施例对联锁控制系统本身的联锁关系没有改变，因此，列车进路自动开放是安全可靠的。

实施例二

本发明的铁路进路自动控制方法实施例二在图1所示实施例的基础上，在步骤S13的搜索较优路径中还具体包括如图2所示的以下步骤：

步骤S201，从路图数据库中搜索出作业起点和作业终点之间的最短路径；根据Floyd算法找到最短路径。即对路图数据库中各个轨道单元先进行初始化，然后计算从起点到终点的所有通路，迭代直到找到最短路径为止。

在步骤S201中，应用Floyd算法通过对路图的遍历搜索，可以快速地找到路径的最优解，便可以动态地解决铁路运输网的路径选择问题，具体过程如下：

设c为n×n的代价矩阵，c(i，j)为顶点铁路道岔(或端点)i到j的权值(路径长度)，设定c(i，j)的初始值为非常大的数，使用n×n矩阵a(i，j)＝c(i，j)；

初始化一矩阵，使其每行的元素值为行值。进行n×n×n次迭代，找到任意两铁路道岔之间的最短距离，同时记下所经过的路径；当进行第k次迭代时，第k次a(i，j)为第k-1次的a(i，j)的值与a(i，k)+a(k，j)的较小的一个。

进行n×n×n次迭代，找到任意两点之间的最短距离，同时记下所有经过的路径。根据进路排定模块给定的起点终点计算。

步骤S202，检测最短路径中的联锁区的轨道电路占用状态信息；本步骤中的轨道电路占用状态通过联锁控制设备将轨道电路信息反馈到解析控制设备。

步骤S203，判断联锁区是否被占用，如没有，则执行步骤S204将最短路径作为较优路径输出；如被占用，则执行步骤S205搜索出起点和终点之间的次短路径，并作为较优路径。

通过本发明实施例，列车以较短的时间通过联锁进路区，可以缩短需要列车传送的例如热锭等的传搁过程时间，减少能源损失，为提高铁路运输作业效率以及提高劳动生产率创造了条件。

实施例三

本发明的铁路进路自动控制方法实施例三在图1所示实施例的基础上，在步骤S13的搜索较优路径中具体包括了如图3所示的以下步骤：

步骤S301，从路图数据库中搜索出作业起点和作业终点之间的最短路径；

步骤S302，检测所述最短路径中的联锁区的轨道电路占用状态信息；

步骤S303，判断最短路径联锁区是否被占用，如没有，则执行步骤S304将最短路径作为较优路径输出；如被占用，则执行步骤S305，搜索出所述起点和终点之间的次短路径；

步骤S306，判断搜索次短路径所需要的时间是否比最短路径中的联锁区占用时间短，

如不是，则执行步骤S304，将最短路径作为较优路径输出；

如是，则执行步骤S307，搜索次短路径并将次短路径作为较优路径输出。本实施例可最大限度地实现开放路径的较优性，即考虑了最短路径出现占用状态很短，而次短路径相对最短路径来说路径增加很多的情况。

通过本实施例，当列车所要求的进路指令所需封锁的轨道电路空闲时，发送进路指令，当所需封锁的轨道电路被占用时，则判断其占用的结束时间与安排次优进路所多需要的时间进行比较决定列车是等待还是走行次优进路实现此次作业，进一步提高了铁路运输效率。

实施例四

如图4所示，本发明的铁路进路自动控制方法实施例四的开放进路联锁区时机方法示意图，在图一所示实施例的基础上，在步骤S13和步骤S14之间，还包括：

步骤S41，解析控制设备判断列车是否进入接近联锁区，如是，则执行步骤S14解析控制设备向联锁控制设备发出控制指令，如不是，则返回步骤S41继续判断。

本实施例考虑到了接收指令的列车可能距离联锁区很远的情况，可以在列车到达之前的一段时间内，为其它列车开放进路，待上述列车接近联锁区后，再为其开放进路，大大提高了联锁区的运输效率。

通过本实施例除实现铁路进路自动开放外，还实现了自动选择铁路进路联锁区开放时机的功能，对优先进入接近区段的列车实现优先开放进路，将长进路进行分段开放，减少了进路之间的干扰，提高了铁路通过能力。

实施例五

如图5所示，本发明的铁路进路自动控制方法实施例五，在图1所示实施例的基础上，还包括以下用于实现列车动态跟踪的步骤：

步骤S51，联锁控制设备收集列车通过轨道电路占用状态信息；

步骤S52，将轨道电路占用状态信息反馈给解析控制设备；

步骤S53，解析控制设备根据调车作业指令和轨道电路占用信息显示列车标识信息和动态位置。例如，可在显示屏上，以光带示意铁路进路，以白光带变为红光带显示示意列车已经占用该轨道区，同时显示列车信息如车辆代号、起点、终点等，从而实现对列车动态跟踪。

通过本实施例，没有外加设备如全球卫星定位系统(GPRS)、无线射频技术(RFID)等昂贵的设备而实现了同样的动态跟踪效果。既有列车标识信息，也有列车位置信息，克服了传统轨道电路检测技术的定位不准信息不全的缺点，经济适用。通过对机车调车作业指令的解析，实时判断进入微机联锁接近区段的列车信息，通过轨道电路实时检测列车的动态位置，将轨道电路占用信息与列车信息进行结合，动态显示当前机车、车辆位置，其位置信息的准确率达到100％。本实施例在现有微机联锁控制设备中实现机车车辆动态位置跟踪，能够自动识别机车、车辆的代号、对铁路运输调度管理水平提高具有十分重要的意义，而且建设投资成本较低。

实施例六

本发明的铁路进路自动控制方法实施例六，在图1实施例一的基础上，实现了自动解锁进路功能，如图6所示，包括如下步骤：

步骤S61联锁控制设备向解析控制设备反馈列车驶出联锁区信号；即轨道电路检测到列车已驶出联锁区，经联锁控制设备反馈回解析控制设备，等待解析控制设备发出指令。

步骤S62，解析控制设备向联锁控制设备发出联锁区解锁指令；解析控制设备根据已建立的解锁数学模型，将指令发给联锁控制设备。

步骤S63，联锁控制设备解锁联锁区进路。即联锁区的轨道恢复初始状态，等待接收下次指令任务。

通过本实施例，列车通过后自动解锁联锁区，为下一可能通过联锁区的列车做进路准备，特别是对于及时性较强的如钢厂等企业的铁路进路控制，减少了整体传输时间，节约了能源。

实施例七

图7为本发明的铁路进路自动控制装置实施例七的结构示意图，如图所示，包括：

调车作业指令发出单元71，用于向列车终端72和解析控制设备73的指令确认单元731发出调车作业指令，所述调车作业指令包括列车标识信息、作业起点和作业终点信息等信息。

列车终端72，用于接收所述调车作业指令发出单元71发出的调车作业指令，并向解析控制设备73的指令确认单元731发出指令确认信息。

解析控制设备73，除上述指令确认单元731外，还包括：指令解析单元734，用于根据路图数据库732和数学模型733解析指令确认单元731收到的调车作业指令，并将解析后的调车作业指令发给控制指令收发单元735；路图数据库732，用于提供搜索较优进路所需路图数据信息；数学模型733，用于提供解析调车作业指令所需数学模型，例如分层解析、动态解析、较优路径算法所需数学模型；控制指令收发单元735，用于将解析后的调车作业指令发送给显示单元736和联锁控制设备74；显示单元736，用于显示已解析后的调车作业指令。

联锁控制设备74，用于接收解析控制设备32的控制指令收发单元命令并传递给动作执行设备75。

动作执行设备75，用于驱动轨道电路动作。

轨道电路76，用于向联锁控制设备反馈轨道信号占用状态。

通过本实施例对铁路进路自动控制，取消了专职信号控制人员参与，提高了铁路运输的安全可靠性和自动化水平。本实施例通过列车调车作业指令的解析和优化计算，实现对铁路进路为列车自动开放的自动控制，取消人工参与列车进路的安排，而且实现自动安排进路的最优路径，提高铁路的通行能力，提高铁路劳动生产率。同时由于本实施例对联锁控制系统本身的联锁关系没有改变，因此，列车进路自动开放是安全可靠的。

在本发明的铁路进路自动控制装置另一个实施例中，联锁控制设备74还用于向解析控制设备73反馈轨道电路占用状态，解析控制设备73接收到所述轨道电路占用状态信息后，其显示单元736根据轨道电路占用状态信息和调车作业指令，显示包括所述列车标识以及动态位置的信息。通过本实施例，没有外加设备如全球卫星定位系统(GPRS)、无线射频技术(RFID)等昂贵的设备而实现了同样的动态跟踪效果。直观地进行显示，既有列车标识信息，也有列车位置信息，克服了传统轨道电路检测技术的定位不准信息不全的缺点，经济适用。

在本发明的铁路进路自动控制装置的另一个实施例中，联锁控制设备74还用于向解析控制设备73反馈列车驶出联锁区的信号，解析控制设备73还用于在接收到所述列车驶出所述联锁区的信号后，根据列车驶出所述联锁区的信号对联锁区进行解锁。通过本实施例，列车通过后自动解锁联锁区，为下一可能通过联锁区的列车做进路准备，进一步提高了铁路控制的自动化水平。特别是对于一些及时性较强的如钢厂等企业的铁路进路控制，大大减少了热锭等的传输时间，节约了能源。

在本发明的铁路进路自动控制装置的另一个实施例中，解析控制设备73还用于根据路图数据库732判定接收调车作业指令的列车已经到达接近联锁控制区域的区段的位置信号，向联锁控制设备74发出控制指令。通过本实施例除实现铁路进路自动开放外，还实现了自动选择铁路进路联锁区开放时机的功能，对优先进入接近区段的列车实现优先开放进路，将长进路进行分段开放，减少了进路之间的干扰，提高了铁路通过能力。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由附加的权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种铁路进路自动控制方法，其特征在于，包括：

将调车作业指令发送到解析控制设备和列车终端，所述调车作业指令包括列车标识信息、作业起点和作业终点信息；

所述列车终端接收到所述调车作业指令后，向所述解析控制设备发送指令确认信息；

所述解析控制设备收到所述指令确认信息后，根据所述调车作业指令，从路图数据库中搜索出所述作业起点和作业终点之间的较优路径，并根据所述较优路径，向联锁控制设备发出控制指令以为所述列车开放所述较优路径中的联锁区的进路。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从路图数据库中搜索出所述作业起点和作业终点之间的较优路径包括：

从路图数据库中搜索出所述作业起点和作业终点之间的最短路径；

检测所述最短路径中的联锁区的轨道电路占用状态信息；

检测结果为所述最短路径中的联锁区被占用，则搜索出所述起点和终点之间的次短路径作为所述较优路径；

检测结果为所述最短路径中的联锁区空闲，则将所述最短路径作为所述较优路径。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述从路图数据库中搜索出所述作业起点和作业终点之间的较优路径包括：

从路图数据库中搜索出所述作业起点和作业终点之间的最短路径；

检测到所述最短路径中的联锁区被占用，则判断所述最短路径中的联锁区被占用的结束时间；

将所述结束时间与搜索出所述起点和终点之间的次短路径所需要的时间进行比较；

根据比较结果确定是搜索出所述次短路径作为所述较优路径，还是以所述最短路径为所述较优路径并等待接收所述最短路径中的联锁区空闲的信号。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述解析设备向进路控制机发出控制指令之后，还包括：

所述解析控制设备接收到所述联锁控制设备反馈的由于所述列车占用轨道而产生的轨道电路占用状态信息，并根据所述轨道电路占用状态信息和所述调车作业指令，显示包括所述列车标识以及动态位置的信息。

5.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述向联锁控制设备发出控制指令之后，还包括：

所述解析控制设备接收到所述联锁控制设备反馈的所述列车驶出所述联锁区的信号，则对所述联锁区进行解锁。

6.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述将调车作业指令发送到解析控制设备和列车终端之后，还包括：

所述解析控制设备根据所述路图数据库判定接收所述调车作业指令的列车将到达的接近联锁控制区域的区段的位置；

则所述向联锁控制设备发出控制指令的步骤在接收到所述列车已到达所述接近联锁控制区域的区段的信号后进行。

7.一种铁路进路自动控制装置，其特征在于，包括：

列车终端，用于接收调车作业指令后，向解析控制设备发出指令确认信息，所述调车作业指令包括列车标识信息、作业起点和作业终点信息；

解析控制设备，用于接收所述调车作业指令和所述确认指令信息后，根据所述调车作业指令，从路图数据库中搜索出所述作业起点和作业终点之间的较优路径，并根据所述较优路径，向联锁控制设备发送控制指令；

联锁控制设备，用于接收到所述控制命令后，为所述列车开放所述较优路径中的联锁区的进路。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述联锁控制设备还用于向所述解析控制设备反馈轨道电路占用状态，所述解析控制设备还用于在接收到所述轨道电路占用状态信息后，根据所述轨道电路占用状态信息和所述调车作业指令，显示包括所述列车标识以及动态位置的信息。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述联锁控制设备还用于向所述解析控制设备反馈所述列车驶出所述联锁区的信号，所述解析控制设备还用于在接收到所述列车驶出所述联锁区的信号后，根据所述列车驶出所述联锁区的信号对所述联锁区进行解锁。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述解析控制设备还用于根据所述路图数据库判定接收所述调车作业指令的列车已经到达接近联锁控制区域的区段的位置信号，向联锁控制设备发出控制指令。

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