CN102935853A - 复杂道岔状态中的自适应列车跟踪方法 - Google Patents

Abstract

一种复杂道岔状态中的自适应列车跟踪方法，1：轨道线路数据初始化，载入直轨轨道分区Segment/轨道空闲检测区段TVS数据配置信息；2：列车数据初始化：3：主循环体开始：读入联锁传来的道岔状态、TVS状态报文，读入车载控制器传来的位置报告报文；4：判断是否有联锁故障；5：判断是否有列车从车辆段上线；6：遍历系统内所有列车；7：判断位置报告的情况，在联锁传来的报文中查询该列车包络所对应的TVS，进而判断其有无端点逻辑出清；8：如有位置报告，在联锁传来的报文中查询该列车包络所对应的TVS，在车载控制器传来的报文中查询该列车的位置报告；9：主循环体结束，跳转回第3步。

Description

复杂道岔状态中的自适应列车跟踪方法

技术领域

本发明涉及一种列车跟踪的实现方法，具体说是城市轨道交通控制系统中同时兼容各种道岔状态的自适应列车跟踪实现方法。

背景技术

城市轨道交通列车运行密度高、车站间距近、安全性要求高，列车自动控制系统（ATC）及列车本身需要实时了解列车在线路中的精确位置，分布于轨旁和列车上的列车自动控制系统根据线路中列车的相对位置实时动态地对每一列车进行监督、控制、调度及安全防护，在保证列车运行安全的前提下，最大限度地提高系统的效率为乘客提供最佳服务。

列车位置信息在列车自动控制技术中具有重要的地位，几乎每个子功能的实现都需要列车的位置信息作为参数之一，尤其是列车自动防护（ATP）子系统，能够准确跟踪列车的位置是实现列车自动防护的基本前提。所以说列车跟踪是列车控制系统中一个非常重要的环节，它的引入，使得调度指挥和行车控制一体化新的综合自动化系统成为可能，更加有效地提高行车效率和安全度。

列车跟踪技术在现代轨道交通行车安全和指挥系统中的作用主要体现在以下几个方面：为列车自动防护子系统保证安全列车间隔提供依据，为列车自动运行（ATO）子系统实施速度自动控制提供依据，为列车自动监控（ATS）子系统显示列车运行状态提供依据。

对于列车跟踪而言，道岔是实施列车准确跟踪的一个难点。在道岔区域，跟踪方法的搜索空间由一维变为多维，并且存在道岔未定位等复杂因素，列车在道岔区域也容易出现出轨、解体等特殊状况，这都对列车跟踪方法的适应性提出了很高要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对城市轨道交通列车自动控制系统中现有的列车跟踪要求，利用计轴占用的三点检查法基本原则，辅以列车的位置报告，设计一种全新的自适应列车跟踪方法，同时兼容各种复杂的道岔类型和状态。这种实现方法不需要更新轨旁ATP设备及联锁设备硬件，即可在各种轨道线路中使用。目前，随着中国城市化进程的提速，国内轨道交通运营压力日趋变大，高峰期列车运营的间隔时间越来越短，这要求全线路尤其是道岔区域的高准确性的列车跟踪，即不放过任何一次碰撞的潜在安全隐患，也要及时排除虚假故障保证运营效率。本方法正是适用于该需求，采用本方法的轨旁ATP子系统可以在任何复杂道岔情况下准确跟踪列车，提高了系统的兼容性和先进性。

技术方案：一种复杂道岔状态中的自适应列车跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：

第1步：轨道线路数据初始化，载入直轨轨道分区Segment/轨道空闲检测区段TVS数据配置信息；

在这一步中包含了一个预先步骤：为道岔建立数学模型，即算法运行前首先需要将具体的线路地图转换为计算机可以储存和识别的数学描述；该数学模型中道岔在土建完成后的物理形态为常量，具体为汇聚边、发散边、岔心的相对位置；道岔锁闭的状态、道岔的占用状态、岔心的占用状态和道岔汇聚边、发散边轨道的占用状态作为数学模型中的变量；

道岔锁闭的状态包括未锁闭、锁闭定位、锁闭反位，道岔的占用状态包括未知、占用、空闲，岔心的占用状态包括未知、占用、空闲，发散边轨道的占用状态包括未知、占用、空闲；

以直轨轨道分区索引号Segment ID和直轨轨道分区偏移量Segment Offset作为坐标系，建立TVS到Segment的映射关系，每个TVS以Segment ID + Offset描述的起点坐标和终点坐标；由于Segment都是直轨，以Segment描述的轨道线路全部由直轨连接而成，普通道岔是三条直轨的交汇点，岔心是四条直轨的交汇点，只要标注每条直轨上行端点和下行端点相邻直轨的数量和ID，就可以描述Segment之间的相邻关系，并表示出道岔、岔心的情况，再通过TVS到Segment的映射关系，可以得到TVS的相邻关系，以及由TVS构成的轨道线路拓扑图；当算法实际运行时，第一步就是将以上数学模型载入，便于运算时随时调用；

第2步：列车数据初始化：对此时状态为“占用”的TVS全部置为疑似列车（DST）；

第3步：主循环体开始：读入联锁传来的道岔状态、TVS状态报文，读入车载控制器传来的位置报告报文；

第4步：判断是否有联锁故障，如果有，执行复位其内部所有列车操作；

第5步：判断是否有列车从车辆段上线，如果有，在算法内部创建新列车，包括列车的ID和列车的包络位置；列车在没有升级为连续自动控制列车CTC前，也就是列车在轨旁ATP系统中仍然处于点式控制列车ITC、疑似列车DST非自动控制列车状态时，轨旁ATP系统会使用基于TVS占用的方法跟踪其包络变化；升级为CTC后，轨旁ATP会结合TVS占用和列车发送的位置报告信息，跟踪列车的包络移动情况；在每辆列车或疑似列车的状态信息中，将包含其占用TVS的ID数组，以及其上行端点和下行端点相邻的TVS ID；

第6步：遍历系统内所有列车，包括DST、ITC和CTC，判断该列车是否有位置报告；

第7步：没有位置报告的情况；

第7-1步：如果没有位置报告，在联锁传来的报文中查询该列车包络所对应的TVS，进而判断其有无端点逻辑出清；

首先检查其上一周期包络所占用的TVS包括端点和中间的TVS有无物理出清，如果端点TVS物理出清，则对物理出清端点置逻辑出清标志位；如果中间TVS出清，则做疑似列车解体处理；

出清判断结束后，再对疑似列车的列车信息中记录的其上行端点和下行端点相邻的TVS 做占用判断；如果出现物理占用，则判断相邻TVS是否属于道岔区域；如果属于，则进入状态机专家系统进行状态机模式识别；

第7-2步：道岔区域状态机专家系统，状态机专家系统是根据道岔预先设计好的，构建了道岔中不同常量、变量的组合到输出之间的对应关系；

状态机专家系统根据列车在道岔区域行驶的全部物理可能性，从全部可能中遴选出所有列车和轨道在物理特性上允许的组合，完成对列车包络变化的跟踪；

状态机专家系统的输入为道岔的形制、道岔的锁闭状态、汇聚边发散边的占用状态、汇聚边发散边相邻轨的占用状态；

所述的道岔的形制由TVS ID通过TVS轨道线路拓扑图查到，道岔的锁闭状态包括定位、反位、未定位，汇聚边发散边的占用状态包括CTC占用、ITC-S占用、ITC占用、DST占用，汇聚边发散边相邻轨的占用状态包括CTC占用、ITC-S占用、ITC占用、DST占用；

其输出为列车在道岔区域TVS的每种物理占用是否可以转换为该列车步进的逻辑占用，即可否被专家系统判断为列车正常移动。在状态机专家系统中，列举了所有道岔中可能的状态即所有道岔常量和变量的排列组合，在总结所有场景中合理结论的基础上，以多维表格的形式明确了在各种输入搭配的情况下是何种输出结果，即给出逻辑占用和逻辑出清的三点检查判断结果，对于虽然物理上可能出现但发生概率很小的场景，专家系统并没有完全覆盖，而是进行报警，提示人工进行决策干预；在使用中如果发现有多故障场景进行出现，可增广到目前的专家系统中，为此专家系统也留有扩展的空间；

第7-3步：在步进判断时，不但要查询列车原来包络相邻的TVS占用状态，还要继续通过TVS相邻关系搜索再下一个TVS的占用状态，TVS 1、TVS 2 、TVS 3、 TVS 4各为不同的轨道空闲检测区段编号, TVS 1为第一轨道空闲检测区段，TVS 2为道岔轨道空闲检测区段、TVS 3为第一分岔轨道空闲检测区段、TVS 4为第二分岔轨道空闲检测区段；如果TVS 3 或 TVS 4上存在其它列车包络，那么TVS 2的占用不能判断为非自动列车的车头步进即逻辑占用，根据道岔锁闭情况，如果锁闭在反位，则TVS 1、TVS 2 和 TVS 3包络合并，合并后的列车类型由原TVS1和TVS3上的列车类型决定。其原则为：疑似列车与疑似列车合并为疑似列车包络，疑似列车与非自动列车合并为非自动列车包络，非自动列车与非自动列车合并为非自动列车包络，自动列车不能进行包络合并。如果锁闭在定位，则TVS 1、TVS 2和TVS 4合并，合并后的列车类型也要基于原TVS1和TVS3上的列车类型而定；如果道岔处于未定位状态，这是非安全的特殊情况，则TVS2的占用既不会判断为TVS 1上的列车步进，也不会无法判断是TVS 3或TVS 4上的列车合并，而是在TVS 2上新创建一个疑似列车DST；如果TVS 3或TVS 4上没有其它列车，但由于TVS故障，TVS 3 或TVS 4处于一直报占用ARB状态，则根据道岔锁闭方向，仍然要将TVS 1上的列车包络扩展到TVS 3或 TVS 4上，此外，如果TVS 3或TVS 4上一周期也是空闲状态，本周期和TVS 2 一同由空闲转为占用，这种情况最大可能性为TVS 3或TVS 4的新占用由其它列车步进造成，所以TVS 1上的列车将不对TVS 3或TVS 4 上的新占用进行合并处理，而留待其它列车处理；

第8步：如果有位置报告，在联锁传来的报文中查询该列车包络所对应的TVS，在车载控制器传来的报文中查询该列车的位置报告；判断前方相邻TVS的道岔是否锁闭，如果没有，即道岔失去锁闭转为未定位，或者突然出现定位和反位间的变动，列车丢失位置，在列车包络更新的同时，还要对列车的等级进行变化，降级为非自动控制列出，此后整个道岔区域的包络变化要根据前面段落中描述的专家系统对非自动列车进行判断；如果前方相邻TVS的道岔锁闭，接着判断TVS占用与位置报告是否一致，如果不一致，进行TVS故障判断和位置报告有效性判断；如果一致，以列车位置报告中数据更新列车包络；

第9步：主循环体结束，跳转回第3步。有益效果：本发明可以在复杂道岔状态下通过三点检查法实现列车的准确跟踪，状态机专家系统采用线性查找算法，在能够适用于各种形式的道岔和岔心的同时，保证运算效率满足要求。

本发明对列车位置报告依赖程度低，在轨旁单元与车载单元之间通讯出现故障时，轨旁无法收到列车位置报告的恶劣情况下，算法仍然能够有效运行，保证对运营列车的准确跟踪。

本发明对联锁状态信息要求低，当联锁无法传送进路信息，包括道岔的锁闭状态、直轨的征用方向等因素时，算法仍然能够有效运行，保证对运营列车的准确跟踪。

附图说明

图1是本发明处理逻辑主流程图；

图2是本发明状态机专家系统输入输出框图；

图3是本发明汇聚边向发散边行驶的道岔轨道空闲检测区段（TVS）说明图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明实现发明目的的基本原理： 基于轨道交通相关的线路信息建立道岔的数学模型，根据列车的类型和道岔的锁闭状态，利用联锁的轨道电路占用/出清信息进行逻辑占用和逻辑出清的三点检查，在有列车位置报告的情况下辅以列车的位置报告，综合运用状态机专家系统，实现在复杂道岔状态中的自适应列车跟踪。

如图1所示，本复杂道岔状态中的自适应列车跟踪方法，包括以下步骤：

第1步：轨道线路数据初始化，载入直轨轨道分区（Segment）/轨道空闲检测区段（TVS）等数据配置信息。

在这一步中，其实包含了一个预先步骤：为道岔建立数学模型，即算法运行前首先需要将具体的线路地图转换为计算机可以储存和识别的数学描述。该数学模型中道岔在土建完成后的物理形态为常量，具体为汇聚边、发散边、岔心的相对位置。道岔锁闭的状态（未锁闭、锁闭定位、锁闭反位）、道岔的占用状态（未知、占用、空闲）、岔心的占用状态（未知、占用、空闲）和道岔汇聚边、发散边轨道的占用状态（未知、占用、空闲）作为数学模型中的变量。

由于三点检查直接使用的轨道空闲检测区段（TVS）拥有多种形制，直接描述其相邻关系较为困难，所以在本设计中以直轨轨道分区索引号（Segment ID）和直轨轨道分区偏移量（Segment Offset）作为坐标系，建立TVS到Segment的映射关系，每个TVS以（Segment ID + Offset）描述的起点坐标和终点坐标。由于Segment都是直轨，以Segment描述的轨道线路全部由直轨连接而成，普通道岔是三条直轨的交汇点，岔心是四条直轨的交汇点，只要标注每条直轨上行端点和下行端点相邻直轨的数量和ID，就可以描述Segment之间的相邻关系，并表示出道岔、岔心等情况。再通过TVS到Segment的映射关系，可以得到TVS的相邻关系，以及由TVS构成的轨道线路拓扑图。

当算法实际运行时，第一步就是将以上数学模型载入，便于运算时随时调用。

第2步：列车数据初始化。对此时状态为“占用”的TVS全部置为疑似列车（DST）。

第3步：主循环体开始。读入联锁传来的道岔状态、TVS状态报文，读入车载控制器传来的位置报告报文。

第4步：判断是否有联锁故障。如果有，执行复位其内部所有列车等操作。

第5步：判断是否有列车从车辆段上线，如果有，在算法内部创建新列车，包括列车的ID和列车的包络位置。列车在没有升级为连续自动控制列车（CTC）前，也就是列车在轨旁ATP系统中仍然处于点式控制列车（ITC）、疑似列车（DST）等非自动控制列车状态时，轨旁ATP系统会使用基于TVS占用的方法跟踪其包络变化。升级为CTC后，轨旁ATP会结合TVS占用和列车发送的位置报告信息，跟踪列车的包络移动情况。在每辆列车（或疑似列车）的状态信息中，将包含其占用TVS的ID数组，以及其上行端点和下行端点相邻的TVS ID。

第6步：遍历系统内所有列车，包括DST、ITC和CTC，判断该列车是否有位置报告。

第7步：没有位置报告的情况。

第7-1步：如果没有位置报告，在联锁传来的报文中查询该列车包络所对应的TVS，进而判断其有无端点逻辑出清。

首先检查其上一周期包络所占用的TVS（包括端点和中间的TVS）有无物理出清。如果端点TVS物理出清，则对物理出清端点置逻辑出清标志位。如果中间TVS出清，则做疑似列车解体处理。

出清判断结束后，再对疑似列车的列车信息中记录的其上行端点和下行端点相邻的TVS 做占用判断。如果出现物理占用，则判断相邻TVS是否属于道岔区域。如果属于，则进入状态机专家系统进行状态机模式识别。

第7-2步：道岔区域状态机专家系统，如图2所示。状态机专家系统是根据道岔预先设计好的，构建了道岔中不同常量、变量的组合到输出之间的对应关系。

建立专家系统的必要性。利用联锁的TVS占用/出清信息进行逻辑占用和逻辑出清的三点检查，是被动式跟踪列车的基本方法。三点检查中，列车位于直轨上时，其上行端点和下行端点的相邻轨道易于识别，判断逻辑占用和出清较为简单，可以用普通的逻辑表达式进行判断，无需设计专用的算法。但道岔区域的影响因素过多，物理上相邻的轨道会由于道岔锁闭的位置不同改变其相邻关系，导致列车上（下）行端点相邻轨道的物理占用不能直接判断为列车上（下）行方向的逻辑占用。这种复杂的状态用简单的逻辑表达式进行判断算法效率很低，而且容易出错。所以本发明针对道岔区域的各种复杂场景，设计了自适应的状态机专家系统。状态机专家系统考虑所有数学排列组合，然后根据列车在道岔区域行驶的物理可能性，从全部可能中遴选出所有列车和轨道在物理特性上允许的组合，完成对列车包络变化的跟踪。

状态机专家系统的结构和算法说明。专家系统的输入为道岔的形制（由TVS ID通过TVS轨道线路拓扑图查到，图3为一种典型的道岔形制）、道岔的锁闭状态（定位、反位、未定位）、汇聚边发散边的占用状态（CTC占用、ITC-S占用、ITC占用、DST占用）、汇聚边发散边相邻轨的占用状态（CTC占用、ITC-S占用、ITC占用、DST占用）等。其输出为列车在道岔区域TVS的每种物理占用是否可以转换为该列车步进的逻辑占用，即可否被状态机专家系统判断为列车正常移动。在状态机专家系统中，列举了所有道岔中可能的状态（所有道岔常量和变量的排列组合），在总结所有场景中合理结论的基础上，以多维表格的形式明确了在各种输入搭配的情况下是何种输出结果，即给出逻辑占用和逻辑出清的三点检查判断结果。当然，由于无法穷举所有场景，对于虽然物理上可能出现但发生概率很小的场景（如多种故障相互叠加），专家系统并没有完全覆盖，而是进行报警，提示人工进行决策干预。在使用中如果发现某些多故障场景进行出现，也可以增广到目前的专家系统中，为此专家系统也留有扩展的空间。

TVS 1、TVS 2 、TVS 3、 TVS 4各为不同的轨道空闲检测区段编号,TVS 1、TVS 2、TVS 3为和TVS 4位置关系如图3所示, TVS 1为第一轨道空闲检测区段，TVS 2为道岔轨道空闲检测区段、TVS 3为第一分岔轨道空闲检测区段、TVS 4为第二分岔轨道空闲检测区段。

第7-3步：在步进判断时，不但要查询列车原来包络相邻的TVS占用状态，还要继续通过TVS相邻关系搜索再下一个TVS的占用状态（图3中的TVS 3和 TVS 4）。如果TVS 3 或 TVS 4上存在其它列车包络，那么TVS 2的占用不能判断为非自动列车的车头步进（逻辑占用），根据道岔锁闭情况，如果锁闭在反位，则TVS 1、TVS 2 和 TVS 3包络合并，合并后的列车类型由原TVS1和TVS3上的列车类型决定。决定的原则为：疑似列车与疑似列车合并为疑似列车包络，疑似列车与非自动列车合并为非自动列车包络，非自动列车与非自动列车合并为非自动列车包络，自动列车不能进行包络合并。疑似列车如果锁闭在定位，则TVS 1、TVS 2和TVS 4合并，合并后的列车类型也要基于原TVS1和TVS3上的列车类型而定。如果道岔处于未定位状态，这是非安全的特殊情况，则TVS2的占用既不会判断为TVS 1上的列车步进，也不会无法判断是TVS 3或TVS 4上的列车合并，而是在TVS 2上新创建一个疑似列车DST。如果TVS 3或TVS 4上没有其它列车，但由于TVS故障，TVS 3 或TVS 4处于一直报占用（ARB）状态，则根据道岔锁闭方向，仍然要将TVS 1上的列车包络扩展到TVS 3或 TVS 4上，因为此时仅通过TVS占用状态已经无法判断列车是否位于TVS 3 或 TVS 4上。此外，如果TVS 3或TVS 4上一周期也是空闲状态，本周期和TVS 2 一同由空闲转为占用，这种情况最大可能性为TVS 3或TVS 4的新占用由其它列车步进造成，所以TVS 1上的列车将不对TVS 3或TVS 4 上的新占用进行合并处理，而留待其它列车处理。

第8步：如果有位置报告，在联锁传来的报文中查询该列车包络所对应的TVS，在车载控制器传来的报文中查询该列车的位置报告。判断前方相邻TVS的道岔是否锁闭，如果没有（道岔失去锁闭转为未定位，或者突然出现定位和反位间的变动），列车丢失位置，在列车包络更新的同时，还要对列车的等级进行变化，降级为非自动控制列车，此后整个道岔区域的包络变化要根据前面段落中描述的状态机专家系统对非自动列车进行判断。

如果前方相邻TVS的道岔锁闭，接着判断TVS占用与位置报告是否一致，如果不一致，进行TVS故障判断和位置报告有效性判断；如果一致，以列车位置报告中数据更新列车包络。 

第9步：主循环体结束，跳转回第3步。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种复杂道岔状态中的自适应列车跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：

第1步：轨道线路数据初始化，载入直轨轨道分区Segment/轨道空闲检测区段TVS数据配置信息；

在这一步中包含了一个预先步骤：为道岔建立数学模型，即算法运行前首先需要将具体的线路地图转换为计算机可以储存和识别的数学描述；该数学模型中道岔在土建完成后的物理形态为常量，具体为汇聚边、发散边、岔心的相对位置；道岔锁闭的状态、道岔的占用状态、岔心的占用状态和道岔汇聚边、发散边轨道的占用状态作为数学模型中的变量；

道岔锁闭的状态包括未锁闭、锁闭定位、锁闭反位，道岔的占用状态包括未知、占用、空闲，岔心的占用状态包括未知、占用、空闲，发散边轨道的占用状态包括未知、占用、空闲；

以直轨轨道分区索引号Segment ID和直轨轨道分区偏移量Segment Offset作为坐标系，建立TVS到Segment的映射关系，每个TVS以Segment ID + Offset描述的起点坐标和终点坐标；由于Segment都是直轨，以Segment描述的轨道线路全部由直轨连接而成，普通道岔是三条直轨的交汇点，岔心是四条直轨的交汇点，只要标注每条直轨上行端点和下行端点相邻直轨的数量和ID，就可以描述Segment之间的相邻关系，并表示出道岔、岔心的情况，再通过TVS到Segment的映射关系，可以得到TVS的相邻关系，以及由TVS构成的轨道线路拓扑图；当算法实际运行时，第一步就是将以上数学模型载入，便于运算时随时调用；

第2步：列车数据初始化：对此时状态为“占用”的TVS全部置为疑似列车DST；

第3步：主循环体开始：读入联锁传来的道岔状态、TVS状态报文，读入车载控制器传来的位置报告报文；

第4步：判断是否有联锁故障，如果有，执行复位其内部所有列车操作；

第5步：判断是否有列车从车辆段上线，如果有，在算法内部创建新列车，包括列车的ID和列车的包络位置；列车在没有升级为连续自动控制列车CTC前，也就是列车在轨旁ATP系统中仍然处于点式控制列车ITC、疑似列车DST非自动控制列车状态时，轨旁ATP系统会使用基于TVS占用的方法跟踪其包络变化；升级为CTC后，轨旁ATP会结合TVS占用和列车发送的位置报告信息，跟踪列车的包络移动情况；在每辆列车或疑似列车的状态信息中，将包含其占用TVS的ID数组，以及其上行端点和下行端点相邻的TVS ID；

第6步：遍历系统内所有列车，包括DST、ITC和CTC，判断该列车是否有位置报告；

第7步：没有位置报告的情况；

第7-1步：如果没有位置报告，在联锁传来的报文中查询该列车包络所对应的TVS，进而判断其有无端点逻辑出清；

首先检查其上一周期包络所占用的TVS包括端点和中间的TVS有无物理出清，如果端点TVS物理出清，则对物理出清端点置逻辑出清标志位；如果中间TVS出清，则做疑似列车解体处理；

出清判断结束后，再对疑似列车的列车信息中记录的其上行端点和下行端点相邻的TVS 做占用判断；如果出现物理占用，则判断相邻TVS是否属于道岔区域；如果属于，则进入状态机专家系统进行状态机模式识别；

第7-2步：道岔区域状态机专家系统，状态机专家系统是根据道岔预先设计好的，构建了道岔中不同常量、变量的组合到输出之间的对应关系；

状态机专家系统根据列车在道岔区域行驶的全部物理可能性，从全部可能中遴选出所有列车和轨道在物理特性上允许的组合，完成对列车包络变化的跟踪；

状态机专家系统的输入为道岔的形制、道岔的锁闭状态、汇聚边发散边的占用状态、汇聚边发散边相邻轨的占用状态；

所述的道岔的形制由TVS ID通过TVS轨道线路拓扑图查到，道岔的锁闭状态包括定位、反位、未定位，汇聚边发散边的占用状态包括CTC占用、ITC-S占用、ITC占用、DST占用，汇聚边发散边相邻轨的占用状态包括CTC占用、ITC-S占用、ITC占用、DST占用；

其输出为列车在道岔区域TVS的每种物理占用是否可以转换为该列车步进的逻辑占用，即可否被专家系统判断为列车正常移动；在状态机专家系统中，列举了所有道岔中可能的状态即所有道岔常量和变量的排列组合，在总结所有场景中合理结论的基础上，以多维表格的形式明确了在各种输入搭配的情况下是何种输出结果，即给出逻辑占用和逻辑出清的三点检查判断结果，对于虽然物理上可能出现但发生概率很小的场景，专家系统并没有完全覆盖，而是进行报警，提示人工进行决策干预；在使用中如果发现有多故障场景进行出现，可增广到目前的专家系统中，为此专家系统也留有扩展的空间；

第7-3步：在步进判断时，不但要查询列车原来包络相邻的TVS占用状态，还要继续通过TVS相邻关系搜索再下一个TVS的占用状态，TVS 1、TVS 2 、TVS 3、 TVS 4各为不同的轨道空闲检测区段编号, TVS 1为第一轨道空闲检测区段，TVS 2为道岔轨道空闲检测区段、TVS 3为第一分岔轨道空闲检测区段、TVS 4为第二分岔轨道空闲检测区段；如果TVS 3 或 TVS 4上存在其它列车包络，那么TVS 2的占用不能判断为非自动列车的车头步进即逻辑占用，根据道岔锁闭情况，如果锁闭在反位，则TVS 1、TVS 2 和 TVS 3包络合并，合并后的列车类型由原TVS1和TVS3上的列车类型决定；其原则为：疑似列车与疑似列车合并为疑似列车包络，疑似列车与非自动列车合并为非自动列车包络，非自动列车与非自动列车合并为非自动列车包络，自动列车不能进行包络合并；如果锁闭在定位，则TVS 1、TVS 2和TVS 4合并，合并后的列车类型也要基于原TVS1和TVS3上的列车类型而定；如果道岔处于未定位状态，这是非安全的特殊情况，则TVS2的占用既不会判断为TVS 1上的列车步进，也不会无法判断是TVS 3或TVS 4上的列车合并，而是在TVS 2上新创建一个疑似列车DST；如果TVS 3或TVS 4上没有其它列车，但由于TVS故障，TVS 3 或TVS 4处于一直报占用ARB状态，则根据道岔锁闭方向，仍然要将TVS 1上的列车包络扩展到TVS 3或 TVS 4上，此外，如果TVS 3或TVS 4上一周期也是空闲状态，本周期和TVS 2 一同由空闲转为占用，这种情况最大可能性为TVS 3或TVS 4的新占用由其它列车步进造成，所以TVS 1上的列车将不对TVS 3或TVS 4 上的新占用进行合并处理，而留待其它列车处理；

第8步：如果有位置报告，在联锁传来的报文中查询该列车包络所对应的TVS，在车载控制器传来的报文中查询该列车的位置报告；判断前方相邻TVS的道岔是否锁闭，如果没有，即道岔失去锁闭转为未定位，或者突然出现定位和反位间的变动，列车丢失位置，在列车包络更新的同时，还要对列车的等级进行变化，降级为非自动控制列出，此后整个道岔区域的包络变化要根据前面段落中描述的专家系统对非自动列车进行判断；如果前方相邻TVS的道岔锁闭，接着判断TVS占用与位置报告是否一致，如果不一致，进行TVS故障判断和位置报告有效性判断；如果一致，以列车位置报告中数据更新列车包络；

第9步：主循环体结束，跳转回第3步。

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