CN102910193A - 基于应答器信息传输技术的轨道车运行控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于应答器信息传输技术的轨道车运行控制系统及方法，现有轨道车运行控制设备缺少地面数据实时信息支持，车辆运行不能精确控制到位，车辆位置公里标无法自动校正，存在错误控制等缺点，本发明轨道车运行控制设备的主机上的信号发送端口通过采用标准RS422、RS485串行接口或CAN通讯方式与应答器信息接收模块主机的信号接收端口连接，轨道车运行控制设备的主机上的信号接收端口通过采用标准RS422、RS485串行接口或CAN通讯方式与应答器信息接收模块主机的信号发送端口连接，应答器信息接收模块主机通过射频电缆与BTM车载天线连接。本发明进一步提高轨道车运行控制设备系统安全性，提高轨道车运输效率。
Description
技术领域
本发明属于轨道车自动控制应用技术领域，涉及一种基于应答器信息传输技术的轨道车运行控制系统及方法。
背景技术
轨道车等自轮运转特种设备系指在国铁营业线上运行的轨道车、养路机械、作业车以及其它具有80km/h以上自运行能力的检测、维修设备，以下简称轨道车。
目前，轨道车运行控制设备通过接收轨道电路发送的机车信号信息，来监控轨道车安全运行。其工作原理是轨道车在区间运行时，轨道车运行控制设备接收轨道电路发送的机车信号信息，当机车信号变化时，以进入闭塞分区后特定距离为目标点，计算产生控制曲线，一是防止轨道车超过机车信号允许速度运行，二是防止轨道车越过关闭的信号机。
已有技术，专利公开号为CN1491844 A名称为“轨道车专用信号监控装置”的发明，是由车上装置和车下装置两部份构成，车上装置中具有信号运行监控主机，通过接收轨道电路发送的机车信号信息，来监控轨道车运行，采用的监控手段和实现的监控功能相对有限。
专利公开号为CN101612948 A名称为“自轮运转特种设备运行安全综合监控方法及其监控装置”的发明，基于自轮运转特种设备智能监控装置及采用GPRS 网络技术，构建自轮运转特种设备运行安全综合监控系统，车载基础数据和临时修改参数通过无线通信网络上传，实现对自轮运转特种设备运行安全的全面监控。
专利公开号为CN101054089 A名称为“一种由车载监控系统实施列车运行监控的方法及装置”的发明，利用现有车载监控装置，采用地面线路增加点式设备，在现有车载监控装置上设置点式接收装置，由现有车载监控装置直接通过点式接收装置实现车载数据的严格校核。所述的监控装置主要利用自身的绝缘节识别功能或点式应答器对其运行数据进行进一步的校核，只适用于对列车运行实施监控，没有涉及在轨道车的应用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有轨道车运行控制设备缺少地面数据实时信息支持，车辆运行到前方目标点时不能精确控制到位，影响行车效率，以及车辆位置公里标无法自动校正，存在错误控制等缺点，提供了一种基于应答器信息传输技术的轨道车运行控制系统及方法。
本发明一种基于应答器信息传输技术的轨道车运行控制系统包括轨道车运行控制设备（简称GYK）、应答器信息接收模块（简称BTM）和BTM车载天线。
所述的轨道车运行控制设备的主机上的信号发送端口通过采用标准RS422、RS485串行接口或CAN通讯方式与应答器信息接收模块主机的信号接收端口连接，轨道车运行控制设备的主机上的信号接收端口通过采用标准RS422、RS485串行接口或CAN通讯方式与应答器信息接收模块主机的信号发送端口连接，应答器信息接收模块主机通过射频电缆与BTM车载天线连接。
本发明一种基于应答器信息传输技术的轨道车运行控制方法包括以下步骤：
步骤一：将轨道车运行控制设备主机与应答器信息接收模块主机通信初始化，
步骤1：GYK准备与BTM建立通信，向BTM发送初始化信息帧，重置接收等待计时器Tc，并判断Tc是否超过设置的时间间隔，如果否，继续等待；如果是，GYK检测有无收到BTM正确的状态帧，如果无，返回步骤1，继续检测；如果有，进入到步骤2；
步骤2：GYK向BTM发送请求帧，重置接收等待计时器Tc，并判断Tc是否超过设置的时间间隔，如果否，继续等待；如果是，GYK检测有无收到BTM正确的状态帧，如果无，返回步骤2，继续检测；如果有，进入到步骤3；
步骤3：初始化完毕，GYK 和 BTM 开始交互正常信息；
步骤二：将应答器信息接收模块主机与轨道车运行控制设备主机通信初始化，
步骤①：BTM准备与GYK建立通信， BTM检测有无收到GYK正确的初始化信息帧，如果无，返回步骤①，如果有，重置接收等待计时器Tc，并判断Tc是否在滑动时间窗内，如果否，返回步骤①；如果是，进入到步骤②，
步骤②： BTM检测有无收到GYK第二次正确的初始化信息帧，如果无，返回步骤②，继续检测；如果有，进入到步骤③，
步骤③：BTM向GYK发送正确的状态帧，重置接收等待计时器Tc，并判断Tc是否在滑动时间窗内，如果否，返回步骤①；如果是，BTM检测有无收到GYK正确的状态帧，如果无，返回步骤③，继续检测；如果有，进入到步骤④，
步骤④：初始化完毕，BTM 和 GYK开始交互正常信息；
步骤三：BTM主机通过车载天线向地面应答器发送激发能量电波，并接收地面应答器发送的电波信号。BTM检测有无收到应答器信息，如果无，返回步骤三，继续检测；如果有，进入到步骤四；
步骤四：BTM检测收到应答器信息，生成相应的控制信息数据包，向GYK主机发送控制信息数据包，转到步骤五；
步骤五：GYK主机接收控制信息数据包，主机软件分析接收到的应答器信号、机车信号、速度信号等数据，自动计算产生控制曲线，通过DMI显示速度、公里标、机车信号、线路限速等信息和控制曲线，提醒司机按显示的信息和控制曲线行车，转到步骤六；
步骤六：GYK运行控制程序，遇到车辆超速或冒进信号时，GYK发出相应的制动命令，通过GYK外围接口中的制动装置实施制动，控制车辆减速或停车。
在正常监控模式：机车信号为L5、L4、L3、L2、L灯时，以控车所需的基本参数为依据，以绿黄灯的出口限速80km/h为目标，生成目标距离控制曲线。
收到应答器绝对定位信息包，GYK自动实现公里标对标，修正轨道车公里标误差。
本发明的有益效果：一、利用客专、高铁线路现有应答器信息，GYK设备获得更多控车所需的基本参数，解决轨道车高速安全运行问题。二、利用应答器提供的信号机位置信息，实现以信号机为目标的精确控车；三、充分发挥应答器绝对定位的优点，实现公里标自动对标，消除人工对标存在的隐患；四、利用应答器提供临时限速等揭示信息，消除人工输入存在的安全隐患；五、CTCS系统使用的应答器数据同样适合GYK使用，不需要修改应答器的报文内容，也不存在数据经常更新换装问题。因此，本系统方案的实施，可以进一步提高轨道车运行控制设备系统安全性，提高轨道车运输效率。
附图说明
图1是系统组成结构图；
图2是GYK主机与BTM主机通信接口图；
图3是GYK主机与BTM主机通信初始化流程图；
图4是BTM主机与GYK主机通信初始化流程图；
图5是系统应用控制模式曲线图；
图6是应答器故障系统控制模式曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明一种基于应答器信息传输技术的轨道车运行控制系统包括轨道车运行控制设备1、应答器信息接收模块2和BTM车载天线3。BTM车载天线安装在轨道车车厢底部，BTM车载天线通过安装支架，吊装在轨道车下方。
如图2所示，轨道车运行控制设备1的主机上的信号发送端口通过采用标准RS422、RS485串行接口或CAN通讯方式4与应答器信息接收模块2主机的信号接收端口连接，轨道车运行控制设备的主机上的信号接收端口通过采用标准RS422、RS485串行接口或CAN通讯方式4与应答器信息接收模块主机的信号发送端口连接，应答器信息接收模块主机通过射频电缆5与BTM车载天线连接。
本发明一种基于应答器信息传输技术的轨道车运行控制方法包括以下步骤：
步骤一：将轨道车运行控制设备主机与应答器信息接收模块主机通信初始化，如图3所示，
步骤1：GYK准备与BTM建立通信，向BTM发送初始化信息帧，重置接收等待计时器Tc，并判断Tc是否超过设置的时间间隔，如果否，继续等待；如果是，GYK检测有无收到BTM正确的状态帧，如果无，返回步骤1，继续检测；如果有，进入到步骤2；
步骤2：GYK向BTM发送请求帧，重置接收等待计时器Tc，并判断Tc是否超过设置的时间间隔，如果否，继续等待；如果是，GYK检测有无收到BTM正确的状态帧，如果无，返回步骤2，继续检测；如果有，进入到步骤3；
步骤3：初始化完毕，GYK 和 BTM 开始交互正常信息；
步骤二：将应答器信息接收模块主机与轨道车运行控制设备主机通信初始化，如图4所示，
步骤①：BTM准备与GYK建立通信， BTM检测有无收到GYK正确的初始化信息帧，如果无，返回步骤①，如果有，重置接收等待计时器Tc，并判断Tc是否在滑动时间窗内，如果否，返回步骤①；如果是，进入到步骤②，
步骤②： BTM检测有无收到GYK第二次正确的初始化信息帧，如果无，返回步骤②，继续检测；如果有，进入到步骤③，
步骤③：BTM向GYK发送正确的状态帧，重置接收等待计时器Tc，并判断Tc是否在滑动时间窗内，如果否，返回步骤①；如果是，BTM检测有无收到GYK正确的状态帧，如果无，返回步骤③，继续检测；如果有，进入到步骤④，
步骤④：初始化完毕，BTM 和 GYK开始交互正常信息；
步骤三：BTM主机通过车载天线向地面应答器发送激发能量电波，并接收地面应答器发送的电波信号。BTM检测有无收到应答器信息，如果无，返回步骤三，继续检测；如果有，进入到步骤四；
步骤四：BTM检测收到应答器信息，生成相应的控制信息数据包，向GYK主机发送控制信息数据包，转到步骤五；
步骤五：GYK主机接收控制信息数据包，主机软件分析接收到的应答器信号、机车信号、速度信号数据，自动计算产生控制曲线；通过DMI显示速度、公里标、机车信号、线路限速等信息和控制曲线，提醒司机按显示的信息和控制曲线行车，转到步骤六；
步骤六： GYK运行控制程序，遇到车辆超速或冒进信号时，GYK发出相应的制动命令，通过GYK外围接口中的制动装置实施制动，控制车辆减速或停车。
如图5所示，系统应用实例之一，GYK接收到完整的应答器信息执行控制流程如下：
正常监控模式：机车信号为L5、L4、L3、L2、L灯时，以控车所需的基本参数（轨道电路信息、应答器信息、轨道车参数）为依据，以绿黄灯的出口限速80km/h为目标，生成目标距离控制曲线。DMI距离窗口显示目标距离，由目标距离开始递减，递减为0后显示“-----”。
如图6所示，系统应用实例之二，GYK接收应答器信息缺损时执行控制流程如下：
当应答器数据缺损而使得GYK设备无法按照顶棚速度运行，但轨道电路正常，TCR能正确给出进路开通状态信息时，GYK限制速度自动降到既有线要求的运行速度80km/h。应答器线路数据能正常接收时，GYK按照提速进入条件重新进入(提示司机确认，确认后方可提速)到顶棚速度监控。
Claims (4)
1. 基于应答器信息传输技术的轨道车运行控制系统包括轨道车运行控制设备、应答器信息接收模块和BTM车载天线，其特征在于：所述的轨道车运行控制设备的主机上的信号发送端口通过采用标准RS422、RS485串行接口或CAN通讯方式与应答器信息接收模块主机的信号接收端口连接，轨道车运行控制设备的主机上的信号接收端口通过采用标准RS422、RS485串行接口或CAN通讯方式与应答器信息接收模块主机的信号发送端口连接，应答器信息接收模块主机通过射频电缆与BTM车载天线连接。
2.基于应答器信息传输技术的轨道车运行控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一：将轨道车运行控制设备主机与应答器信息接收模块主机通信初始化，
步骤1：GYK准备与BTM建立通信，向BTM发送初始化信息帧，重置接收等待计时器Tc，并判断Tc是否超过设置的时间间隔，如果否，继续等待；如果是，GYK检测有无收到BTM正确的状态帧，如果无，返回步骤1，继续检测；如果有，进入到步骤2；
步骤2：GYK向BTM发送请求帧，重置接收等待计时器Tc，并判断Tc是否超过设置的时间间隔，如果否，继续等待；如果是，GYK检测有无收到BTM正确的状态帧，如果无，返回步骤2，继续检测；如果有，进入到步骤3；
步骤3：初始化完毕，GYK 和 BTM 开始交互正常信息；
步骤二：将应答器信息接收模块主机与轨道车运行控制设备主机通信初始化，
步骤①：BTM准备与GYK建立通信， BTM检测有无收到GYK正确的初始化信息帧，如果无，返回步骤①，如果有，重置接收等待计时器Tc，并判断Tc是否在滑动时间窗内，如果否，返回步骤①；如果是，进入到步骤②，
步骤②： BTM检测有无收到GYK第二次正确的初始化信息帧，如果无，返回步骤②，继续检测；如果有，进入到步骤③，
步骤③：BTM向GYK发送正确的状态帧，重置接收等待计时器Tc，并判断Tc是否在滑动时间窗内，如果否，返回步骤①；如果是，BTM检测有无收到GYK正确的状态帧，如果无，返回步骤③，继续检测；如果有，进入到步骤④，
步骤④：初始化完毕，BTM 和 GYK开始交互正常信息；
步骤三：BTM主机通过车载天线向地面应答器发送激发能量电波，并接收地面应答器发送的电波信号，BTM检测有无收到应答器信息，如果无，返回步骤三，继续检测；如果有，进入到步骤四；
步骤四：BTM检测收到应答器信息，生成相应的控制信息数据包，向GYK主机发送控制信息数据包，转到步骤五；
步骤五：GYK主机接收控制信息数据包，主机软件分析接收到的应答器信号、机车信号、速度信号数据，自动计算产生控制曲线；通过DMI显示速度、公里标、机车信号、线路限速信息和控制曲线，提醒司机按显示的信息和控制曲线行车，转到步骤六；
步骤六： GYK运行控制程序，遇到车辆超速或冒进信号时，GYK发出相应的制动命令，通过GYK外围接口中的制动装置实施制动，控制车辆减速或停车。
3.根据权利要求2所述的基于应答信息传输技术的轨道车运行控制方法，其特征在于：在正常监控模式：机车信号为L5、L4、L3、L2、L灯时，以控车所需的基本参数为依据，以绿黄灯的出口限速80km/h为目标，生成目标距离控制曲线。
4.根据权利要求2所述基于应答器信息传输技术的轨道车运行控制方法，其特征在于：收到应答器绝对定位信息包，GYK自动实现公里标对标，修正轨道车公里标误差。
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| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Fu Tianyao Inventor after: Li Hui Inventor after: Song Zhidan Inventor after: Yu Zhongxun Inventor after: Bao Chen Inventor after: Xu Ning Inventor after: Wang Caijin Inventor before: Fu Tianyao Inventor before: Yu Zhongxun Inventor before: Bao Chen Inventor before: Li Hui Inventor before: Xu Ning Inventor before: Wang Caijin |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: FU TIANYAO YU ZHONGXUN BAO CHEN LI HUI XU NING WANG CAIJIN TO: FU TIANYAO LI HUI SONG ZHIDAN YU ZHONGXUN BAO CHEN XU NING WANG CAIJIN Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 310013 HANGZHOU, ZHEJIANG PROVINCE TO: 100081 HAIDIAN, BEIJING |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130130 Address after: 100081 Beijing city Haidian District Daliushu Road No. 2 district two building 8 Applicant after: Signal & Communication Research Institute, China Academy of Railway Sciences Applicant after: Hangzhou Chuanglian Electronic Technology Co.,Ltd. Address before: 310013 Xihu District, Hangzhou, Wan Tong Road, No. 10, building 5, building 30 Applicant before: Hangzhou Chuanglian Electronic Technology Co.,Ltd. |
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130206 |