CN103010271A - 基于cbtc系统的列车无人折返方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及城市轨道交通控制技术领域，具体涉及一种基于CBTC系统的列车无人折返方法。本发明的列车无人折返方法通过在列车折返过程中充分应用CBTC系统中的列车自动驾驶子系统，折返全程完全由设备控制完成，实现了列车的无人折返，大大缩短了列车在折返区的停留时间，压缩了折返运行时间，从而缩短了列车间隔时间，提高了线路运行能力；同时，该发明由于无需人工参与，节省了人力成本，大大减少了司机的工作量。

Description

基于CBTC系统的列车无人折返方法

技术领域

本发明涉及城市轨道交通控制技术领域，具体涉及一种基于CBTC系统的列车无人折返方法。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，无线通信的可靠性、可用性大大提高，CBTC系统（Communication Based Train Control System，基于通信的列车运行控制系统）成为城市轨道交通中一种新兴的运行控制系统。CBTC系统是突破了固定闭塞的界限、完全脱离轨道电路的新一代信号系统，其通过高精度的列车定位技术和不间断的车地通信提供更精确的列车控制、持续的列车安全分隔和超速防护，使得列车可以在更短的运行间隔内实现安全运行。

在城市轨道交通线路设计中，受地理环境影响，单向循环线（供列车直接掉头而无需转轨甚至无需停车）较为少见，一般线路设计中，列车到达端站后，必须经过折返操作，才可以继续运行。

目前常见的折返方式主要包括人工折返和自动折返。

人工折返是指司机驾驶列车运行到折返区域后停车，人工关闭本端驾驶室，并激活对端驾驶室的过程。

自动折返是指装有VOBC设备（Vechile On-Board Controller，车载控制器）的列车在点式运行控制系统或CBTC运行控制系统的控制下运行时，根据司机的选择以及ATO（Automatic Train Operation，列车自动驾驶系统）设备的运行状态，可以人工或自动驾驶列车运行到折返区域停车。当列车在折返区域停车后，将闪烁车载折返提示灯即AR灯，提示司机可以进行折返换端；司机按压折返按钮，确认换端操作后将完成两端VOBC设备以及VOBC与地面ZC（Zone Control，局域控制中心）之间的信息交互；当折返提示灯长亮提示司机时，司机可关闭本端驾驶室转移到对端驾驶室。本端驾驶室关闭后，对端驾驶室在满足条件时，将长亮折返提示灯，提示司机可以激活对端驾驶室。

现有技术中的人工折返和自动折返两种方式均需司机参与；而且人工折返后新激活的一端将丢失位置，只能以较低级别的状态运行，直到设备再次升级，同时，只适用于在RM（Restricted train operatingmode，受限人工驾驶）模式下或切除EUM(Emergency Unrestricted trainoperating mode，非限制人工驾驶）模式运行的列车或未装备VOBC设备的列车。人工折返在换端后直到再次升级前的过程，列车运行速度将被限制在较低速度（目前常见的是25km/h），而一般情况下列车升级前所需运行的距离至少有500-600米，非常影响运营效率。而自动折返技术可自动完成本端和对端VOBC设备的信息交互，折返后新激活的一端仍旧可定位，但是整个换端过程司机必须参与，由司机完成换端操作后，人工走到对端，才可以激活新的一端；尤其是对于站后折返的情况，司机在由本端到对端的必需操作很大程度上影响了运行效率，同时，也增加了司机的工作量。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种基于CBTC系统的列车无人折返方法，用于解决现有折返方式中必须司机参与的问题，完全实现列车的自动折返，从而缩短列车折返时间，提高CBTC系统中的列车运行效率，减少司机的工作量。

（二）技术方法

本发明技术方法如下：

一种基于CBTC系统的列车无人折返方法，包括步骤：

S1.确认列车满足无人折返条件；确认折返；

S2.通过CBTC系统中的ATO设备自动驾驶列车从折返站台进入折返区域并停车；

S3.列车换端；

S4.通过CBTC系统中的ATO设备自动驾驶列车从折返区域进入目的站台，完成折返。

优选的，所述确认列车满足无人折返条件包括：

确认列车的车载设备与轨旁设备通信良好；确认列车处于CM模式或AM模式；确认列车停在折返站台；确认列车车门关闭。

优选的，完成步骤S1后取消确认换端操作，退出无人折返过程；再次确认列车满足无人折返条件后，再次确认折返。

优选的，所述步骤S3包括：

S301.列车本端和对端交互信息；

S302.通过CBTC系统关闭本端，激活对端，完成列车换端。

（三）有益效果

本发明的列车无人折返方法通过在列车折返过程中充分应用CBTC系统中的列车自动驾驶子系统，折返全程完全由设备控制完成，实现了列车的无人折返，大大缩短了列车在折返区的停留时间，压缩了折返运行时间，从而缩短了列车间隔时间，提高了线路运行能力；同时，该发明由于无需人工参与，节省了人力成本，大大减少了司机的工作量。

附图说明

图1是列车折返过程图；

图2是本发明的一种基于CBTC系统的列车无人折返方法在列车上有司机情况下的流程图；

图3是本发明的一种基于CBTC系统的列车无人折返方法在列车上无司机情况下的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对发明的具体实施方式做进一步描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

为了更好的阐述本发明的实施细节，现参照图1对列车折返过程加以说明：

首先，列车到达折返站台区域（参照图1中A区域），停车并开门清客；

其次，列车限速启动，驶入折返区域（参照图1中B区域）并停车；在折返区域完成列车换端；

最后，列车限速启动，驶入目的站台（参照图1中C区域），列车折返过程完成。

本发明的列车无人折返方法主要是基于CBTC系统辅助完成的，CBTC系统包括子系统ATO设备以及其他设备；本发明主要包括以下步骤：

S1.确认列车满足无人折返条件；确认折返；

在实施无人折返过程前必须确保车门已关闭且锁闭；对端和本端预设最高模式均为AM（Automatic train operating mode，自动驾驶），进入无人折返前，列车处于AM模式或者CM（Coded manual drivingmode，受保护人工驾驶）模式；列车的车载设备与轨旁设备通信良好；对端和本端的ATO设备都工作正常等；同时由于无人折返操作只能在指定的站台进行，因此必须确认列车停在折返站台，折返站台的设置根据实际需要而布置，例如在线路延伸后折返站台也会相应的变更位置。

S2.在确认换端操作后，通过ATO设备根据信号灯的指示自动驾驶列车从折返站台（参照图1中A区域）进入折返区域（参照图1中B区域）并停车；

S3.列车的本端与对端进行转换；具体为：首先，列车本端和对端交互信息，准备换端；然后，通过CBTC系统关闭本端，包括本端驾驶室的所有设备，如车载折返提示灯、人机交互界面等等；最后激活对端，包括对端驾驶室的所有设备，如车载折返提示灯、人机交互界面等等，完成列车换端。

S4.通过ATO设备根据信号灯指示自动驾驶列车从折返区域进入目的站台（参照图1中C区域），完成折返。如果列车的反向进路未能及时排出，正在进行无人折返操作的列车将停在折返区域，等待反向进路排出后，ATO设备再根据信号灯指示自动驾驶列车驶入目的站台。

列车在无人折返过程中，由于任何原因导致的列车紧急制动如：列车运行控制系统输出的紧急制动或者车辆施加的紧急制动等，均将导致无人折返失败；列车紧急制动停车后，本端将由控制端变为等待端，由司机激活钥匙后列车才会转为RM模式，并且需要重新升级。

在实际操作中，根据无人折返时列车司机所处的位置，无人折返可分两种情况：司机在车上情境下的无人折返以及司机在地面情境下的无人折返。这两种情境下无人折返的操作顺序略有不同，下面就两种情境分别进行说明。

司机在车上情境下的无人折返，是指在列车进行无人折返的过程中，司机位于列车上的情形。此时无人折返的操作过程如下：

确认列车处CM模式或AM模式，列车停在指定的折返站台，车门关闭，满足无人折返的条件；

车载折返提示灯闪烁，人机交互界面显示“可进行无人折返”图标；

按压车载无人折返确认按钮，系统进入无人折返模式；

站台折返信号灯闪烁；车载折返提示灯长亮，人机交互界面显示“正在进行无人折返”图标；

司机离开驾驶室；

按压站台无人折返按钮，站台折返信号灯长亮；

司机回到驾驶室，关闭驾驶室门（此时可以通过再次按下车载无人折返确认按钮来取消本次无人折返操作，退出无人折返过程；直到再次确认列车满足无人折返条件后，再次启动无人折返过程）；

关闭驾驶室钥匙开关；

车载折返提示灯熄灭，人机交互界面黑屏显示；

ATO设备自动驾驶列车驶离折返站台；

站台折返信号灯熄灭；

自动驾驶列车进入折返区域停车；

列车自动完成换端，自动驾驶列车回到目的站台；

列车无人折返完成，司机可以激活前端驾驶室钥匙开关。

司机在地面情境下的无人折返，是指在列车进行无人折返的过程中，司机位于地面的情形。此时进入无人折返的操作过程如下：

确认列车处CM模式或AM模式，列车停在指定的折返站台，车门关闭，满足无人折返的条件；

车载折返提示灯闪烁，人机交互界面显示“可进行无人折返”图标；

按压车载无人折返确认按钮，系统进入无人折返模式；

站台折返信号灯闪烁；车载折返提示灯长亮，人机交互界面显示正在进行无人折返图标；

关闭驾驶室钥匙开关；

站台折返信号灯闪烁；车载折返提示灯熄灭，人机交互界面黑屏显示；此时可以通过再次激活驾驶室钥匙来取消本次无人折返操作。

司机离开驾驶室并关闭驾驶室门；

按压站台无人折返按钮，站台折返信号灯长亮；

自动驾驶列车驶离折返站台；

站台折返信号灯熄灭；

自动驾驶列车进入折返区域停车；

列车自动完成换端，并驾驶列车回到目的站台；

司机进入前端驾驶室；

列车无人折返完成，司机激活前端驾驶室钥匙开关。

综上所述，本发明无需增加车载的硬件设备和配置，通过在列车折返过程中充分应用CBTC系统中的列车自动驾驶子系统，即可在指定的折返站台提供列车无人折返功能。与现有的技术相比，本发明具有以下优点：

1、人工折返和自动折返的方式，在折返过程中，均需司机进行操作。在单司机的情况下，需要司机在换端过程中由本端走到对端，考虑到车长和人的行走速度，换端过程需要75s左右；在双司机的情况下，可消除司机在折返过程中的行走时间的消耗，但是司机同样需要进行手工操作，换端过程需要15s左右。而通过本发明的无人折返方法，能够消除司机在折返过程中的行走时间的消耗和司机手工操作的时间消耗，只需考虑两端设备的通信和处理时间，换端时间可缩短至4s左右，大大缩短列车在折返区的停留时间，压缩折返运行时间，从而缩短了列车间隔时间，提高了线路运行能力；

2、人工折返和自动折返的折返过程均需要司机参与，单司机情况下，每次折返均需司机由本端行走至对端。双司机的情况下，每次折返需要至少两个司机才可以完成。通过无人折返方法，折返过程完全由控制系统完成，节省了人力成本，大大减少了司机的工作量。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方法也属于本发明的保护范畴。

Claims (4)

1.一种基于CBTC系统的列车无人折返方法，其特征在于，包括步骤：

S1.确认列车满足无人折返条件；确认折返；

S2.通过CBTC系统中的ATO设备自动驾驶列车从折返站台进入折返区域并停车；

S3.列车换端；

S4.通过CBTC系统中的ATO设备自动驾驶列车从折返区域进入目的站台，完成折返。

2.根据权利要求1所述的列车无人折返方法，其特征在于，所述确认列车满足无人折返条件包括：

确认列车的车载设备与轨旁设备通信良好；确认列车处于CM模式或AM模式；确认列车停在折返站台；确认列车车门关闭。

3.根据权利要求2所述的列车无人折返方法，其特征在于，完成步骤S1后取消确认换端操作，退出无人折返过程；再次确认列车满足无人折返条件后，再次确认折返。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的列车无人折返方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S301.列车本端和对端交互信息；

S302.通过CBTC系统关闭本端，激活对端，完成列车换端。

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