CN102745213A - 能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统及方法，预先存储好计划时间表，在计划时间表中记录列车在每0.1秒中需要行驶的里程数，在实际运行之前，根据列车的发车时间和在每一站的停车时间，形成运行时刻表，在运行时刻表中，记录着每0.1s列车应该行驶的里程数。在运行过程中通过列车计轴模块每隔0.1s记录一次列车当前行驶的里程，将行驶里程与运行时刻表中里程数进行比较，获取当前时刻与列车行驶里程在运行时刻表中所对应的基准时刻之间的差值，并提示给驾驶员，提醒驾驶员保持二者重合，由此尽量保持列车在每0.1s都按照运行时刻表中规定的行驶里程行驶，因此能够保证列车在运行过程中能够精确到秒的到达规定的位置。

Description

能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统及方法

技术领域

本发明涉及高速铁路列车调度技术领域，具体涉及一种能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统及方法。

背景技术

随着社会的快速发展，城市间的交流日益频繁，为了缩短人们往来城市间的旅行时间，我国进行了大规模的高速铁路建设并投入运行，如何保证高铁安全、准时的运行，引起人们的高度关注。

目前高速铁路列车运行调度系统是采用传统铁路的自动闭塞分区原理进行调度的。所谓的闭塞分区就是利用轨道电路把每一段轨道区分开来，每一段轨道形成一个闭塞分区。在每一闭塞分区的起点安装信号灯或虚拟信号灯，当列车进入该闭塞分区的轨道时，该闭塞分区起点的信号灯立即亮红灯或者由虚拟信号灯将红灯状态发送至调度中心进行处理显示，当调度中心判断后续列车距该列车的距离小于或等于安全间隔时，调度中心立即通过通讯模块将信号灯红灯状态发送至即将行至的后续列车的机车上，警示驾驶员立即停车；当后续列车距该列车的距离接近最小安全间隔距离时，调度中心立即通过通讯模块将信号灯黄灯状态发送至即将行至的后续列车的机车上，警示驾驶员减速行驶；后续列车距该列车的距离大于最小安全间隔距离时，调度中心通过通讯模块将信号灯绿灯状态发送至即将行至后续列车的机车上，提示驾驶员以正常速度行驶。

因此，现有技术中的高铁驾驶员在驾驶过程中，都是依靠驾驶员的经验进行驾驶。也只有在快速列车到达途径站点时才会校对列车实际到站时间与规定到站时间之间的时间差，在列车后续的运行过程中根据该时间差进行列车运行速度的调整。一般情况下，列车实际到站时间与运行时刻表规定的时刻误差在几十秒甚至几分钟，无法做到精确到秒的到达每一停靠站，更无法实现在运行的过程中每一秒都到达规定的位置点。

这就会出现如下问题：

高速铁路的列车在实际运行时，最高时速可达到300公里/小时以上，因此每一秒钟都能行进80多米，如果误差达到一分钟，就会产生将近5公里的偏差，在发车间隔密集或者前车有突发情况紧急停车时，极易发生追尾事故；另外，在正常情况下，高速行驶的列车其刹车距离一般在两公里以上，当两公里以外的轨道线路上发生什么异常时，尤其是前方道岔口的线路连接出现异常时，驾驶员无法主动获知异常信息，也就无法及时发现处理，如果距离异常的道岔口在安全刹车距离之内的情况下即使紧急制动也已经来不及，有可能会导致交通事故的发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的高速铁路调度系统无法准确获得前方道岔口的线路连接情况可能导致由于道岔线路连接不正确发生交通事故，进而提供一种能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统，包括：

设置于调度中心的调度单元和设置于列车上的车载执行单元，及实现所述调度单元与所述车载执行单元间数据传输的第一数据通讯单元；

轨道电路检测单元，设置在轨道线路上，将轨道线路划分为若干分区，每一分区的轨道线路具有特定的轨道分区代码Ci，列车行驶在某一分区的轨道线路时，所述轨道电路检测单元将对应的轨道分区代码Ci通过第二数据通讯单元传输至所述车载执行单元；

若干视频采集单元，设置于轨道线路的道岔口处，实时采集道岔口线路连接的视频图像，并通过第三数据通讯单元传输至所述调度单元；

所述车载执行单元包括：

列车计轴模块，实时检测列车车轮旋转的圈数并结合车轮的周长获取列车实时的行驶里程Si；

数据融合模块，接收所述列车计轴模块记录的列车行驶里程Si和所述第二数据通讯单元传输的列车所在轨道分区的分区代码Ci，将两种数据关联在一起；

所述调度单元包括：

视频图像处理模块，通过所述第三数据通讯单元接收道岔口线路连接情况的视频图像；同时通过所述第一数据通讯单元接收列车的行驶里程Si和列车所处的轨道分区代码Ci，判断列车的实际位置；当列车与某一道岔口间的距离为列车行驶设定时间TS的距离时，将对应道岔口的线路连接情况发送至车载执行单元；

所述车载执行单元还包括视频显示模块，通过所述第一数据通讯单元接收所述视频图像处理模块发送的对应的前方道岔口的线路连接情况的视频图像，与其内置的规定的前方道岔口的线路连接情况进行比较；

当前方道岔口的线路连接情况与规定的前方道岔口的线路连接情况不同时，驾驶员采取相应措施。

所述设定时间TS为列车按照当前速度行驶安全刹车距离所需时间与刹车冗余时间的和。

所述刹车冗余时间为100s。

所述调度单元还包括：

计划时间表生成模块，驾驶员事先驾驶列车按照规定的速度沿着轨道线路行驶一遍；在此过程中：所述列车轨道电路检测单元和所述列车计轴模块每隔0.1s记录一次列车所在轨道的分区代码Ci和列车的行驶里程Si，通过所述数据融合模块关联后发送至所述计划时间表生成模块，生成计划时间表；所述计划时间表中记录列车的出发站点、到达站点和道岔口编号，同时记录行车时间ti作为基准时间，行车里程Si作为基准里程及轨道分区代码Ci；

计划时间表存储模块，接收所述计划时间表生成模块生成的所有计划时间表并进行存储；

运行时刻表生成模块，接收所述计划时间表存储模块中存储的所有列车线路的计划时间表，根据列车的发车时间和到达每一停靠车站的停车时间生成运行时刻表，所述运行时刻表中记录列车的出发站点和到达站点，同时记录列车运行过程中每0.1s应行驶的基准里程Si及所在的轨道分区代码Ci；

所述视频图像处理模块通过所述第三数据通讯单元接收所述视频采集单元采集的道岔口线路连接情况的视频图像，当列车实际里程所对应的基准时刻与某一道岔口所对应的基准时刻间的间隔时间为TS时，将对应道岔口的线路连接情况的视频图像发送至所述车载执行单元作为该道岔口规定的线路连接情况的视频图像存储；

所述车载执行单元还包括：

运行时刻表存储模块，根据当前列车的出发站点、途径站点和到达站点通过所述第一数据通讯单元接收所述运行时刻表生成模块生成的对应车辆的运行时刻表进行存储；

所述数据融合模块接收所述运行时刻表存储模块存储的运行时刻表同时通过所述第二数据通讯单元接收所述轨道电路检测单元检测到的轨道分区代码Ci；当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将所述运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1对应的起始位置的基准里程Si+1修改为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

在列车运行过程中，所述列车计轴模块每隔0.1s检测列车车轮旋转的圈数并结合车轮的周长获取列车实时的行驶里程Si，同时通过所述数据融合模块接收所述轨道电路检测单元检测到的轨道分区代码Ci；当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，所述列车计轴模块获取的列车行驶里程清零；

比较判断模块，接收所述数据融合模块输出的实时改写的运行时刻表及所述列车计轴模块输出的列车行驶里程Si；将所述列车行驶里程Si关联到所述运行时刻表中与之距离最近的基准里程所对应的基准时刻TD，获取当前时刻T与所述基准时刻TD之间的偏差值；

偏差显示模块，接收所述比较判断模块输出的偏差值，将其提示给列车驾驶员；

所述视频显示模块，通过所述第一数据通讯单元接收道岔口规定的线路连接情况的视频图像并存储。

系统还包括语音提示模块，接收所述比较判断模块输出的偏差值，将其以声音信号的形式提示给列车驾驶员。

所述偏差显示模块采用液晶显示屏。

本发明还提供一种利用上述能够提示前方路况的高速铁路列车调度方法，包括如下步骤：

I.获取各道岔口线路连接视频图像；

II.获取列车当前所述轨道分区代码Ci，获取列车行驶里程Si；

III.判断当前列车与前方道岔口间的距离是否为列车行驶设定时间TS的距离；若等于列车行驶设定时间TS的距离则接收该道岔口的线路连接视频图像；

IV.将接收到的道岔口的线路连接视频图与规定的道岔口的线路连接情况进行比较；判断二者是否一致；

V.若当前方道岔口的线路连接情况与规定的前方道岔口的线路连接情况不同时，驾驶员采取相应措施。

所述步骤I之前还包括如下步骤：

A、生成预案信息的步骤

a、生成计划时间表

在列车运行之前，驾驶员驾驶列车沿着轨道线路按照规定的速度行驶，在该过程中，每隔0.1s获取一次列车所处轨道的轨道分区代码Ci以及列车行驶里程Si，将所述轨道分区代码Ci及所述列车行驶里程Si与行驶时间ti关联后形成计划时间表，所述行驶里程Si作为基准里程，所述行驶时间ti作为基准时间；

b、获取道岔口规定的线路连接的视频图像

根据轨道分区代码Ci和列车行驶里程Si判断列车当前位置对应的基准时刻，当列车实际里程所对应的基准时刻与前方道岔口所对应的基准时刻间的间隔时间为TS时，获取对应道岔口的线路连接情况作为该道岔口规定的线路连接情况的视频图像存储；

B、生成运行时刻表

列车发车之前，调取相应路线的计划时间表，根据列车的发车时间以及在每一停靠站的停车时间，将计划时间表中的行驶时间ti修改为对应的北京时间Ti作为基准时刻，生成运行时刻表；

所述步骤III之前还包括如下步骤：

C、整合运行时刻表

在列车行驶过程中，每隔0.1s采集一次列车所处轨道的轨道分区代码Ci以及列车行驶里程Si，根据所述轨道分区代码Ci对所述运行时刻表进行修正：

当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将所述运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1起始位置对应的基准里程Si+1修正为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

D、采集列车行驶里程

在列车行驶过程中，每隔0.1s检测一次列车实时的行驶里程Si，同时根据轨道分区代码Ci对列车行驶里程进行修正：

当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将列车行驶里程清零；

E、生成调度信息

S1、判断当前时刻T是否等于该次列车的发车时间；若等于，驾驶员立即发车；否则，判断当前时刻T是否大于发车时间，同时小于到达时间；

S2、若当前时刻T大于发车时间，同时小于到达时间，则判断该次列车已经出发，读取当前时刻列车的行驶里程S_i，否则重复步骤S1；

S3、读取当前列车所处轨道线路的轨道分区代码Ci，，若轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，则执行步骤S4，否则执行步骤S5；

S4、将运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1起始位置对应的基准里程Si+1设置为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

将列车的行驶里程Si清零；

S5、接收列车的行驶里程Si，关联到运行时刻表中与之距离最近的基准里程所对应的基准时刻TD；获取当前时刻T与所述基准时刻TD之间的偏差值；

S6、计算时间偏差值Cw=|T-T_D|，将所述时间偏差值Cw与偏差报警阈值C进行比较：

若Cw≤C时，判断该次列车正常行驶；

若Cw>C，且T-T_D为正值，判断该次列车滞后行驶；

若Cw>C，且T-T_D为负值，判断该次列车超前行驶；

S7、将时间偏差值提示给列车驾驶员；

S8、判断当前时刻是否等于到站时刻，若等于则执行步骤F，若不等于则返回步骤S1；

F、判断是否到达终点站，若到达终点站则任务结束，否则返回步骤S1。

所述步骤S7中，播放语音信号将偏差值播放出来提示给驾驶员。

所述步骤S7中，通过液晶显示屏将偏差值显示出来提示给驾驶员。

本发明的上述技术方案具有如下优点：

（1）本发明中的能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统，通过设置在轨道线路道岔口处的视频采集单元，实时采集道岔口线路连接的视频图像，并且实时判断列车与道岔口之间的距离，按照本发明中的调度方法，在列车与道岔口之间的距离为列车的安全刹车距离再加上列车在刹车冗余时间内行驶的距离时，将当前时刻道岔口的线路连接情况发送至视频显示模块，而在视频显示模块中，预先存储有按照规定前方道岔口的线路连接情况，可以直接将二者进行比较，一旦发现二者不同，则说明前方道岔口的线路连接情况有异常，驾驶员此时采取紧急措施，由于此时列车距离前方道岔口大于安全刹车距离内，因此可以避免出现危险。

（2）本发明中的能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统，预先存储好计划时间表，在计划时间表中记录列车在每0.1秒中需要行驶的里程数，在实际运行之前，根据列车的发车时间和在每一站的停车时间，形成列车在运行过程中的运行时刻表，在运行时刻表中，记录着每0.1s，列车应该行驶的里程数，并且在运行过程中通过列车计轴模块每隔0.1s记录一次列车当前行驶的里程，将列车计轴模块记录的行驶里程与运行时刻表中记录里程数进行比较，获取当前时刻与列车行驶里程在运行时刻表中所对应的基准时刻之间的差值，并提示给驾驶员，提醒驾驶员保持二者重合，由此尽量保持列车在每0.1s都按照运行时刻表中规定的行驶里程行驶，因此能够保证列车在运行过程中能够精确到秒的到达规定的位置。

（3）在本发明中，将每一轨道分区的起始位置作为对列车进行调度的起点，一旦轨道分区代码发生变化，则通过数据融合模块将所述运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1起始位置对应的基准里程Si+1修正为0并将其后的基准里程数均减去Si+1，同时将列车计轴模块记录的行驶里程清零，由此可以防止由于列车远距离运行所积累的误差，因为每一轨道分区的距离较短，在此区间内列车的行驶里程不会有太大误差，因此以每一轨道分区的起始位置作为对列车进行调度的起点，可以有效减小累计误差，保证对列车进行调度的精度。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统的系统框图；

图2为本发明能够提示前方路况的高速铁路列车调度方法的流程图；

图3为本发明实施例对列车进行调度的流程图；

其中附图标记为：1-调度单元，11-计划时间表生成模块，12计划时间表存储模块，13-运行时刻表生成模块，14-视频图像处理模块，21-第一数据通讯单元，22-第二数据通讯单元，23-第三数据通讯单元，3-车载执行单元，31-运行时刻表存储模块，32-数据融合模块，33-比较判断模块，34-偏差显示模块，35-语音提示模块，36-列车计轴模块，37-视频显示模块，4-轨道电路检测单元，5视频采集单元。

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例：

实施例1

本实施例给出一种能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统，包括：设置于调度中心的调度单元1和设置于列车上的车载执行单元3，及实现所述调度单元1与所述车载执行单元3间数据传输的第一数据通讯单元21；轨道电路检测单元4，设置在轨道线路上，将轨道线路划分为若干分区，每一分区的轨道线路具有特定的轨道分区代码Ci，列车行驶在某一分区的轨道线路时，所述轨道电路检测单元4将对应的轨道分区代码Ci通过第二数据通讯单元22传输至所述车载执行单元3；一般情况下，每一个分区的轨道线路的长度大概在1500米-1700米，在本实施例中，以1500米为例。

若干视频采集单元5，设置于轨道线路的道岔口处，实时采集道岔口线路连接的视频图像，并通过第三数据通讯单元23传输至所述调度单元1；所述视频采集单元可以选择现有技术中的高清摄像头，数字摄像机等等。

所述车载执行单元3包括：列车计轴模块36，实时检测列车车轮旋转的圈数并结合车轮的周长获取列车实时的行驶里程Si；数据融合模块32，接收所述列车计轴模块36记录的列车行驶里程Si和所述第二数据通讯单元22传输的列车所在轨道分区的分区代码Ci，将两种数据关联在一起；所述调度单元1包括：

视频图像处理模块14，通过所述第三数据通讯单元23接收道岔口线路连接情况的视频图像；同时通过所述第一数据通讯单元21接收列车的行驶里程Si和列车所处的轨道分区代码Ci，判断列车的实际位置；当列车与某一道岔口间的距离为列车行驶设定时间TS的距离时，将对应道岔口的线路连接情况发送至车载执行单元3；作为优选的实施方式，所述设定时间TS为列车按照当前速度行驶安全刹车距离所需时间与刹车冗余时间的和，所述刹车冗余时间可以根据列车不同行驶速度进行选择，本实施例中选择100s。

所述车载执行单元3还包括视频显示模块37，通过所述第一数据通讯单元21接收所述视频图像处理模块14发送的对应的前方道岔口的线路连接情况的视频图像，与其内置的规定的前方道岔口的线路连接情况进行比较；

当前方道岔口的线路连接情况与规定的前方道岔口的线路连接情况不同时，驾驶员采取相应措施，所谓的相应措施包括但是不限于：与调度中心进行联系，确认前方道岔口连线状态是否出现问题、采取紧急制动措施等等。

本实施例中的上述系统的工作过程如图2所示，包括如下步骤：

I.获取各道岔口线路连接视频图像；

II.获取列车当前所述轨道分区代码Ci，获取列车行驶里程Si；

III.判断当前列车与前方道岔口间的距离是否为列车行驶设定时间TS的距离；若等于列车行驶设定时间TS的距离则接收该道岔口的线路连接视频图像；

IV.将接收到的道岔口的线路连接视频图与规定的道岔口的线路连接情况进行比较；判断二者是否一致；

V.若当前方道岔口的线路连接情况与规定的前方道岔口的线路连接情况不同时，驾驶员采取相应措施。

采用本实施例中的调度系统和方法，当列车在距离道岔口大于安全刹车距离时就可以获知前方道岔口的线路连接是否是同规定的方式相同，此时发现异常采取紧急制动措施，时间充裕，可以避免发生交通事故。

实施例2

为了更进一步的保证列车调度的精确度，本实施例在实施例1的基础上做如下改进：如图1所示，所述调度单元1还包括：计划时间表生成模块11，驾驶员事先驾驶列车按照规定的速度沿着轨道线路行驶一遍；在此过程中：所述列车轨道电路检测单元4和所述列车计轴模块36每隔0.1s记录一次列车所在轨道的分区代码Ci和列车的行驶里程Si，通过所述数据融合模块32关联后发送至所述计划时间表生成模块11，生成计划时间表；所述计划时间表中记录列车的出发站点、到达站点和道岔口编号，同时记录行车时间ti作为基准时间，行车里程Si作为基准里程及轨道分区代码Ci；计划时间表存储模块12，接收所述计划时间表生成模块11生成的所有计划时间表并进行存储；

表1计划时间表

站点	基准时间（单位s）	轨道分区代码	基准里程（单位/米）	道岔口编号
					北京南	0	C1	0	-
↓	0.1	C1	2	-
					↓	0.2	C1	5	-
↓	0.3	C1	10
					↓	↓	↓	↓
↓	↓	↓	↓	-

↓	↓	↓	↓	-
					↓	↓	↓	↓	-
↓	↓	↓	↓
					↓	166.9	C1	1491
↓	167.0	C2	1500	-
					↓	167.1	C2	1509	-
↓	↓	↓	↓	-
					廊坊	1200	C122	83000	道岔口1a

在所述调度单元1中还设置运行时刻表生成模块13，接收所述计划时间表存储模块12中存储的所有列车线路的计划时间表，根据列车的发车时间和到达每一停靠车站的停车时间生成运行时刻表，所述运行时刻表中记录列车的出发站点和到达站点，同时记录列车运行过程中每0.1s应行驶的基准里程Si及所在的轨道分区代码Ci；针对表1的计划时间表，结合列车的发车时间及到站时间，可得到如表2的运行时刻表，从表1和表2对比可知，运行时刻表与计划时间表相比，就是将行驶时间改为对应的北京时间了。

表2运行时刻表表

站点	基准时间（单位s）	轨道分区代码	基准里程（单位/米）	道岔口编号
					北京南	08:00：0.0	C1	0
↓	08:00：0.1	C1	2
					↓	08:00：0.2	C1	5	-
↓	08:00：0.3	C1	10	-
					↓	↓	↓	↓	-
↓	↓	↓	↓
					↓	↓	↓	↓

↓	↓	↓	↓	-
					↓	↓	↓	↓	-
↓	08:00：46.9	C1	1491
					↓	08:00：47	C2	1500
↓	08:00：47.1	C2	1509	-
					↓	↓	↓	↓	-
廊坊	08:20：0.0	C122	83000	道岔口1a

表1和表2只给出了从北京南站到廊坊站的计划时间表和运行时刻表的实施例，但是对于一辆列车来说，沿途要经过多个站点，因此计划时间表和运行时刻表也就有多个。列车无论在任何时刻，到达任何位置，只要已经出发并且还没有到达终点站，都会有对应的计划时间表和运行时刻表。

所述视频图像处理模块14通过所述第三数据通讯单元23接收所述视频采集单元5采集的道岔口线路连接情况的视频图像，当列车实际里程所对应的基准时刻与某一道岔口所对应的基准时刻间的间隔时间为TS时，将对应道岔口的线路连接情况的视频图像发送至所述车载执行单元3作为该道岔口规定的线路连接情况的视频图像存储；

例如列车行驶速度为300公里/小时，列车的安全刹车距离为3公里，则列车距离道岔口距离为3公里时，列车与道岔口之间的的时间间隔为36s时，列车距离道岔口的距离为安全刹车距离，列车在300公里/小时的速度行驶的过程中，列车需要预留100s的刹车冗余时间，因此在列车所在位置的基准时刻与道岔口所对应的基准时刻之间的间隔为136s时，视频采集单元就应该把道岔口的线路连接的视频图像发到列车上。

所述车载执行单元3还包括：运行时刻表存储模块31，根据当前列车的出发站点、途径站点和到达站点通过所述第一数据通讯单元21接收所述运行时刻表生成模块31生成的对应车辆的运行时刻表进行存储；

所述数据融合模块32接收所述运行时刻表存储模块31存储的运行时刻表同时通过所述第二数据通讯单元22接收所述轨道电路检测单元4检测到的轨道分区代码Ci；当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将所述运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1对应的起始位置的基准里程Si+1修改为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

以表2为例，在运行过程中，当检测到轨道分区代码从C1变化为C2时，C2对应的起始位置为1500米，则将C2起始位置对应的里程清零，并将后续的所有里程数减去1500米，运行时刻表便会做如下变化：

表3列车驶入轨道分区代码为C2的轨道分区

站点	基准时间（单位s）	轨道分区代码	基准里程（单位/米）	道岔口编号
					↓	08:00：47	C2	0
↓	08:00：47.1	C2	10
					↓	↓	↓	↓	-
↓	↓	↓	↓	-
					↓	↓	↓	↓	-
↓	↓	↓	↓
					廊坊	08:20：00	C122	81500	道岔口1a

在列车运行过程中，所述列车计轴模块36每隔0.1s检测列车车轮旋转的圈数并结合车轮的周长获取列车实时的行驶里程Si，同时通过所述数据融合模块32接收所述轨道电路检测单元4检测到的轨道分区代码Ci；当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，所述列车计轴模块36获取的列车行驶里程清零；

比较判断模块33，接收所述数据融合模块32输出的实时改写的运行时刻表及所述列车计轴模块36输出的列车行驶里程Si；将所述列车行驶里程Si关联到所述运行时刻表中与之距离最近的基准里程所对应的基准时刻TD，获取当前时刻T与所述基准时刻TD之间的偏差值；

偏差显示模块34，接收所述比较判断模块33输出的偏差值，将其提示给列车驾驶员；

所述视频显示模块37，通过所述第一数据通讯单元21接收道岔口规定的线路连接情况的视频图像并存储。

相应的，本实施例中的系统的工作过程与实施例1相比，所述步骤I之前还包括如下步骤：

A、生成预案信息的步骤

a、生成计划时间表

在列车运行之前，驾驶员驾驶列车沿着轨道线路按照规定的速度行驶，在该过程中，每隔0.1s获取一次列车所处轨道的轨道分区代码Ci以及列车行驶里程Si，将所述轨道分区代码Ci及所述列车行驶里程Si与行驶时间ti关联后形成计划时间表，所述行驶里程Si作为基准里程，所述行驶时间ti作为基准时间；

b、获取道岔口规定的线路连接的视频图像

根据轨道分区代码Ci和列车行驶里程Si判断列车当前位置对应的基准时刻，当列车实际里程所对应的基准时刻与前方道岔口所对应的基准时刻间的间隔时间为TS时，获取对应道岔口的线路连接情况作为该道岔口规定的线路连接情况的视频图像存储；

B、生成运行时刻表

列车发车之前，调取相应路线的计划时间表，根据列车的发车时间以及在每一停靠站的停车时间，将计划时间表中的行驶时间ti修改为对应的北京时间Ti作为基准时刻，生成运行时刻表；

所述步骤III之前还包括如下步骤：

C、整合运行时刻表

在列车行驶过程中，每隔0.1s采集一次列车所处轨道的轨道分区代码Ci以及列车行驶里程Si，根据所述轨道分区代码Ci对所述运行时刻表进行修正：

当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将所述运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1起始位置对应的基准里程Si+1修正为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

D、采集列车行驶里程

在列车行驶过程中，每隔0.1s检测一次列车实时的行驶里程Si，同时根据轨道分区代码Ci对列车行驶里程进行修正：

当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将列车行驶里程清零；

E、生成调度信息

S1、判断当前时刻T是否等于该次列车的发车时间；若等于，驾驶员立即发车；否则，判断当前时刻T是否大于发车时间，同时小于到达时间；

S2、若当前时刻T大于发车时间，同时小于到达时间，则判断该次列车已经出发，读取当前时刻列车的行驶里程S_i，否则重复步骤S1；

S3、读取当前列车所处轨道线路的轨道分区代码Ci，，若轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，则执行步骤S4，否则执行步骤S5；

S4、将运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1起始位置对应的基准里程Si+1设置为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

将列车的行驶里程Si清零；

S5、接收列车的行驶里程Si，关联到运行时刻表中与之距离最近的基准里程所对应的基准时刻TD；获取当前时刻T与所述基准时刻TD之间的偏差值；

S6、计算时间偏差值Cw=|T-T_D|，将所述时间偏差值Cw与偏差报警阈值C进行比较：

若Cw≤C时，判断该次列车正常行驶；

若Cw>C，且T-T_D为正值，判断该次列车滞后行驶；

若Cw>C，且T-T_D为负值，判断该次列车超前行驶；

S7、将时间偏差值提示给列车驾驶员；

S8、判断当前时刻是否等于到站时刻，若等于则执行步骤F，若不等于则返回步骤S1；

F、判断是否到达终点站，若到达终点站则任务结束，否则返回步骤S1。

采用本发明中的调度方法，驾驶员一旦发现前方道岔口的线路连接情况有异常，驾驶员此时采取紧急措施，由于此时列车距离前方道岔口大于安全刹车距离内，因此可以避免出现危险。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统，包括：

设置于调度中心的调度单元（1）和设置于列车上的车载执行单元（3），及实现所述调度单元（1）与所述车载执行单元（3）间数据传输的第一数据通讯单元（21）；

轨道电路检测单元（4），设置在轨道线路上，将轨道线路划分为若干分区，每一分区的轨道线路具有特定的轨道分区代码Ci，列车行驶在某一分区的轨道线路时，所述轨道电路检测单元（4）将对应的轨道分区代码Ci通过第二数据通讯单元（22）传输至所述车载执行单元（3）；

若干视频采集单元（5），设置于轨道线路的道岔口处，实时采集道岔口线路连接的视频图像，并通过第三数据通讯单元（23）传输至所述调度单元（1）；

所述车载执行单元（3）包括：

列车计轴模块（36），实时检测列车车轮旋转的圈数并结合车轮的周长获取列车实时的行驶里程Si；

数据融合模块（32），接收所述列车计轴模块（36）记录的列车行驶里程Si和所述第二数据通讯单元（22）传输的列车所在轨道分区的分区代码Ci，将两种数据关联在一起；

其特征在于：

所述调度单元（1）包括：

视频图像处理模块（14），通过所述第三数据通讯单元（23）接收道岔口线路连接情况的视频图像；同时通过所述第一数据通讯单元（21）接收列车的行驶里程Si和列车所处的轨道分区代码Ci，判断列车的实际位置；当列车与某一道岔口间的距离为列车行驶设定时间TS的距离时，将对应道岔口的线路连接情况发送至车载执行单元（3）；

所述车载执行单元（3）还包括视频显示模块（37），通过所述第一数据通讯单元（21）接收所述视频图像处理模块（14）发送的对应的前方道岔口的线路连接情况的视频图像，与其内置的规定的前方道岔口的线路连接情况进行比较；

当前方道岔口的线路连接情况与规定的前方道岔口的线路连接情况不同时，驾驶员采取相应措施。

2.根据权利要求1所述的能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统，其特征在于：

所述设定时间TS为列车按照当前速度行驶安全刹车距离所需时间与刹车冗余时间的和。

3.根据权利要求2所述的能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统，其特征在于：

所述刹车冗余时间为100s。

4.根据权利要求1-3任一所述的能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统，其特征在于：

所述调度单元（1）还包括：

计划时间表生成模块（11），驾驶员事先驾驶列车按照规定的速度沿着轨道线路行驶一遍；在此过程中：所述列车轨道电路检测单元（4）和所述列车计轴模块（36）每隔0.1s记录一次列车所在轨道的分区代码Ci和列车的行驶里程Si，通过所述数据融合模块（32）关联后发送至所述计划时间表生成模块（11），生成计划时间表；所述计划时间表中记录列车的出发站点、到达站点和道岔口编号，同时记录行车时间ti作为基准时间，行车里程Si作为基准里程及轨道分区代码Ci；

计划时间表存储模块（12），接收所述计划时间表生成模块（11）生成的所有计划时间表并进行存储；

运行时刻表生成模块（13），接收所述计划时间表存储模块（12）中存储的所有列车线路的计划时间表，根据列车的发车时间和到达每一停靠车站的停车时间生成运行时刻表，所述运行时刻表中记录列车的出发站点和到达站点，同时记录列车运行过程中每0.1s应行驶的基准里程Si及所在的轨道分区代码Ci；

所述视频图像处理模块（14）通过所述第三数据通讯单元（23）接收所述视频采集单元（5）采集的道岔口线路连接情况的视频图像，当列车实际里程所对应的基准时刻与某一道岔口所对应的基准时刻间的间隔时间为TS时，将对应道岔口的线路连接情况的视频图像发送至所述车载执行单元（3）作为该道岔口规定的线路连接情况的视频图像存储；

所述车载执行单元（3）还包括：

运行时刻表存储模块（31），根据当前列车的出发站点、途径站点和到达站点通过所述第一数据通讯单元（21）接收所述运行时刻表生成模块（31）生成的对应车辆的运行时刻表进行存储；

所述数据融合模块（32）接收所述运行时刻表存储模块（31）存储的运行时刻表同时通过所述第二数据通讯单元（22）接收所述轨道电路检测单元（4）检测到的轨道分区代码Ci；当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将所述运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1对应的起始位置的基准里程Si+1修改为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

在列车运行过程中，所述列车计轴模块（36）每隔0.1s检测列车车轮旋转的圈数并结合车轮的周长获取列车实时的行驶里程Si，同时通过所述数据融合模块（32）接收所述轨道电路检测单元（4）检测到的轨道分区代码Ci；当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，所述列车计轴模块（36）获取的列车行驶里程清零；

比较判断模块（33），接收所述数据融合模块（32）输出的实时改写的运行时刻表及所述列车计轴模块（36）输出的列车行驶里程Si；将所述列车行驶里程Si关联到所述运行时刻表中与之距离最近的基准里程所对应的基准时刻TD，获取当前时刻T与所述基准时刻TD之间的偏差值；

偏差显示模块（34），接收所述比较判断模块（33）输出的偏差值，将其提示给列车驾驶员；

所述视频显示模块（37），通过所述第一数据通讯单元（21）接收道岔口规定的线路连接情况的视频图像并存储。

5.根据权利要求4所述的能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统，其特征在于：

系统还包括语音提示模块（35），接收所述比较判断模块（33）输出的偏差值，将其以声音信号的形式提示给列车驾驶员。

6.根据权利要求4或5所述的能够提示前方路况的高速铁路列车调度系统，其特征在于：

所述偏差显示模块（34）采用液晶显示屏。

7.一种利用权利要求1-6任一所述能够提示前方路况的高速铁路列车调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

I.获取各道岔口线路连接视频图像；

II.获取列车当前所述轨道分区代码Ci，获取列车行驶里程Si；

III.判断当前列车与前方道岔口间的距离是否为列车行驶设定时间TS的距离；若等于列车行驶设定时间TS的距离则接收该道岔口的线路连接视频图像；

IV.将接收到的道岔口的线路连接视频图与规定的道岔口的线路连接情况进行比较；判断二者是否一致；

V.若当前方道岔口的线路连接情况与规定的前方道岔口的线路连接情况不同时，驾驶员采取相应措施。

8.根据权利要求7所述的能够提示前方路况的高速铁路列车调度方法，其特征在于：

所述步骤I之前还包括如下步骤：

A、生成预案信息的步骤

a、生成计划时间表

在列车运行之前，驾驶员驾驶列车沿着轨道线路按照规定的速度行驶，在该过程中，每隔0.1s获取一次列车所处轨道的轨道分区代码Ci以及列车行驶里程Si，将所述轨道分区代码Ci及所述列车行驶里程Si与行驶时间ti关联后形成计划时间表，所述行驶里程Si作为基准里程，所述行驶时间ti作为基准时间；

b、获取道岔口规定的线路连接的视频图像

根据轨道分区代码Ci和列车行驶里程Si判断列车当前位置对应的基准时刻，当列车实际里程所对应的基准时刻与前方道岔口所对应的基准时刻间的间隔时间为TS时，获取对应道岔口的线路连接情况作为该道岔口规定的线路连接情况的视频图像存储；

B、生成运行时刻表

列车发车之前，调取相应路线的计划时间表，根据列车的发车时间以及在每一停靠站的停车时间，将计划时间表中的行驶时间ti修改为对应的北京时间Ti作为基准时刻，生成运行时刻表；

所述步骤III之前还包括如下步骤：

C、整合运行时刻表

在列车行驶过程中，每隔0.1s采集一次列车所处轨道的轨道分区代码Ci以及列车行驶里程Si，根据所述轨道分区代码Ci对所述运行时刻表进行修正：

当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将所述运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1起始位置对应的基准里程Si+1修正为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

D、采集列车行驶里程

在列车行驶过程中，每隔0.1s检测一次列车实时的行驶里程Si，同时根据轨道分区代码Ci对列车行驶里程进行修正：

当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将列车行驶里程清零；

E、生成调度信息

S1、判断当前时刻T是否等于该次列车的发车时间；若等于，驾驶员立即发车；否则，判断当前时刻T是否大于发车时间，同时小于到达时间；

S2、若当前时刻T大于发车时间，同时小于到达时间，则判断该次列车已经出发，读取当前时刻列车的行驶里程Si，否则重复步骤S1；

S3、读取当前列车所处轨道线路的轨道分区代码Ci，，若轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，则执行步骤S4，否则执行步骤S5；

S4、将运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1起始位置对应的基准里程Si+1设置为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

将列车的行驶里程Si清零；

S5、接收列车的行驶里程Si，关联到运行时刻表中与之距离最近的基准里程所对应的基准时刻TD；获取当前时刻T与所述基准时刻TD之间的偏差值；

S6、计算时间偏差值Cw=|T-T_D|，将所述时间偏差值Cw与偏差报警阈值C进行比较：

若Cw≤C时，判断该次列车正常行驶；

若Cw>C，且T-T_D为正值，判断该次列车滞后行驶；

若Cw>C，且T-T_D为负值，判断该次列车超前行驶；

S7、将时间偏差值提示给列车驾驶员；

S8、判断当前时刻是否等于到站时刻，若等于则执行步骤F，若不等于则返回步骤S1；

F、判断是否到达终点站，若到达终点站则任务结束，否则返回步骤S1。

9.根据权利要求7所述的能够提示前方路况的高速铁路调度系统的调度方法，其特征在于：

所述步骤S7中，播放语音信号将偏差值播放出来提示给驾驶员。

10.根据权利要求8或9所述的能够提示前方路况的高速铁路调度系统的调度方法，其特征在于：

所述步骤S7中，通过液晶显示屏将偏差值显示出来提示给驾驶员。

Images