CN103223879B

CN103223879B - 一种电力轨道交通安全控制方法及其系统

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Publication number: CN103223879B
Application number: CN201210020620.2A
Authority: CN
Inventors: 高治周
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-01-30
Also published as: CN103223879A

Abstract

本发明提供一种电力轨道交通安全控制方法：根据列车运行图和车速，将电力轨道划分为长度一定的多个区段；在每一个区段的一定位置设置区段系统，在轨道上运行的电力机车上设置车载系统，区段系统与车载系统相匹配；当机车运行经过n区段的所述区段系统时，车载系统与n区段的区段系统相配合而触发该区段系统断后供电。本发明还提供一种电力轨道交通安全控制系统：所述系统由设置在电力车机车体上的车载系统和设置在电力轨道区段上的区段系统组成，车载系统与区段系统相匹配控制区段的供、断电。本发明通过分区段断后供电的方式，控制电力轨道上的机车运行始终与前车保持安全距离，彻底消除因人为失误和设备失效带来的安全隐患，有效避免重大事故的发生。

Description

一种电力轨道交通安全控制方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种轨道交通安全控制方法及其系统，尤其涉及一种电力轨道交通安全控制方法及其系统。

背景技术

现有的轨道交通安全控制的方法，多是通过对于信号灯的控制、有线或者无线控制、警铃信号控制来实现的。通过人为控制信号，使驾驶员根据信号表达的含义，即通常的红灯停，绿灯行等规定信号，来确定下一步对于轨道交通工具的操控，这样的安全控制系统依赖于人工操控和设备的可靠性，不能够有效的避免由于信号操作员、轨道交通工具驾驶员人为的失误或设备的失效所引发的交通事故。为了有效切实地保障轨道交通的安全，需要对现有技术进行改进，尤其是对于高速轨道交通而言，更需要具有高可靠性的轨道交通控制方法和系统，消除由于人为失误和设备失效带来的安全隐患，以避免重大事故的发生。

发明内容

本发明针对现有的轨道交通安全控制具有的人为失误和设备失效的而带来的可靠性没有保障问题，克服了本技术领域的技术偏见和思维惯性，摒弃人为干预操控的方式，改为物理干预操控，提出一种具有高可靠性的电力轨道交通安全控制方法及其系统，彻底消除由于人为失误和设备失效带来的安全隐患，能够有效避免重大事故的发生。

为了实现本发明的上述目的，第一方面，本发明提供了一种电力轨道交通安全控制方法的技术方案：根据列车运行图和车速，将电力轨道划分为长度一定的多个基本区段，在每一个所述区段的一定位置设置区段系统，在轨道上运行的电力机车上设置车载系统，所述区段系统与所述车载系统相匹配；当机车运行经过n区段的所述区段系统时，所述车载系统与所述n区段的区段系统相配合而触发该区段系统断后供电，切断机车运行已经经过的相邻接的n-1区段的电力供应，使驶入该相邻的n-1区段的在后机车因无电力供应而自动停车；当机车前行经过n+1区段的所述区段系统时，所述车载系统与所述n+1区段的区段系统相配合而触发该区段系统断后供电，切断机车运行已经过的相邻接的n区段的电力供应，可使前行驶入该相邻的n区段的在后机车因无电力供应而自动停车，同时恢复前一个已经经过的次邻n-1区段的电力供应，使位于n-1区段的机车因具有电力供应恢复运行，以此递进方式对于机车已经经过的相邻区段进行切断电力供应，同时恢复机车已经经过的次邻区段的电力供应，通过分区段断后供电的方式，控制电力轨道上的机车在运行中始终与前车保持安全距离，杜绝机车追尾。

为了实现本发明的上述目的，第二方面，本发明还提供一种电力轨道交通安全控制系统的方案：所述该系统由安装在电力机车车体上的车载系统和安装在电力轨道的区段上的区段系统组成，所述车载系统与所述区段系统相匹配控制区段的供电。

本发明的方法和系统是通过断后供电的方式，控制区段电力供应；使得电力机车运行已经经过的相邻接区段上的电力供应中断，从而完成在相邻的区段因无电力供应使得进入该区段的机车自动停车，杜绝追尾事故发生。

在本发明的系统中，区段系统的供电控制系统的默认状态为连通，即有电状态，在触发开关组被触发后，操控供电控制系统工作，断开机车已经经过区段的电力供应，因此，本发明的供电控制系统始终出于无负荷的工作状态，不会产生打火，从而确保了本发明的系统具有高可靠性。

附图说明

图1是电力轨道交通实行安全控制方法的示意图。

图2是电力轨道交通实行安全控制方法及系统的示意图。

图3是电力轨道交通实行安全控制系统中车载系统和轨道触发系统的示意图。

图4电力轨道交通实行安全控制系统中区段系统和轨道触发系统的示意图。

附图标记说明：

1区段系统 11供电系统 111电源电缆 1111供电控制开关(Q) 112供电滑线

113供电控制系统 114信号灯控制系统 1141信号灯（L） 12轨道触发系统

121轨道触发开关（C） 1211轨道触发开关组（K）

2车载系统 21车载触发系统 211车载触发开关(C') 2111车载触发开关组( K')

3、31、32、33、34区段

4、41机车

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。

实施例一

图1、图2是电力轨道交通实行安全控制方法的示意图。是本发明的方法的第一个优选实施例。

如图1所示，根据本发明的方法，首先，应根据列车运行图和车速，将电力轨道划分为基本长度一定的多个区段3，优选的是，各区段3的长度相等；在每一个所述区段的一定位置设置区段系统1；在轨道上运行的电力机车4上设置车载系统2，所述区段系统1与所述车载系统2相匹配；当机车运行经过n区段的所述区段系统1时，所述车载系统2与所述n区段的区段系统1相配合而触发该区段系统断后供电，切断机车4运行已经经过的相邻接的n-1区段的电力供应，使在后机车41进入该相邻的n-1区段时因无电力供应而自动停车；当机车4前行经过n+1区段的所述区段系统1时，所述车载系统2与所述n+1区段的区段系统1相配合而触发该区段系统断后供电，切断机车4运行已经经过的相邻接的n区段的电力供应，同时恢复前一个已经经过的n-1区段的电力供应，使位于n-1区段的在后机车41恢复运行，此时进入n区段的机车因无电力供应自动停车，以此递进方式对于机车已经经过的相邻区段进行切断电力供应，同时恢复机车已经经过的次邻区段的电力供应，本发明通过对于电力供应的分区段断后供电的物理方式，控制轨道上的电力机车在运行中始终与前车保持安全距离，能够有效地杜绝机车追尾。

在本发明的方法中，区段的划分通常是以列车在轨道上运行的最高时速、列车长度为区段长度来决定的因素确定划分区段3的基本长度，该长度应当大于列车的长度加上列车在最高时速时失去动力后的最长滑行距离，在此基础上再增加一段系数长度，例如1.5的系数长度，来保证特殊情况下的安全停车距离，例如：超过规定最高时速50%、或人员超载50%、或者制动完全失灵只能依靠轨道摩擦力停车等情况，因此该基本长度充分保证了相同轨道上运行的列车处于安全位置；优选的是：所述区段系统1设置在每个所述区段3的起始位置或前段位置或中段位置；如果遇到列车提速或列车运行图改变，使得原有划分的具有基本长度的区段3无法保障安全控制时，可以将原根据需求划分的多个基本长度的区段3进行合并形成符合安全长度要求的新区段系统，例如，将两个或三个基本长度的区段3合并成符合安全控制长度要求的一个区段3，使用这样的区段合并方法，可以根据根据列车运行图和车速的变化对于区段3的长度划分进行灵活调整。所述新区段系统与所述车载系统相匹配，对每一个原区段系统的控制改成对新的合并后的区段系统的控制。一个优选的方案是：在区段3因长度需求进行合并后，可以根据需求关闭原合并前的短区段上设置的部分区段系统1，使得合并后的长区段上的保留至少一个区段系统1；另一个优选的方案是，保留部分或全部原合并前的短区段上设置的区段系统1，在机车4相应位置设置与合并后的区段系统相匹配的多个车载触发系统。并且，根据列车运行图可以通过总控制室对任意区段的供电进行实时控制。

在电力机车驶入车站站台时，站台区段的供电控制装置对于同一连接轨道的在后邻接区段切断电力供应；当在后邻接区段的轨道与电力机车停靠站台轨道脱离连接时，所述站台区段的供电控制装置对于在后邻接区段恢复电力供应；当电力机车驶出车站时，所述站台区段的供电控制装置对于同一连接轨道的在后邻接区段切断电力供应。

所述区段系统1设置有供电系统11和轨道触发系统12，所述的供电系统11和轨道触发系统12由常规的装置组成而实现其功能；所述车载系统2设置有车载触发系统21，所述轨道触发系统12与所述车载触发系统21相匹配，在机车4驶入经过n区段时车上的车载触发系统21与所述n区段的轨道触发系统12相对应时，触发所述n区段供电系统11，使n-1区段的供电由默认的连通有电状态转变为断开缺电状态，同时使n-2区段的供电恢复默认的连通有电状态。优选的是，所述供电系统11设置有供电控制系统（未示出），所述供电控制系统设置有供电控制开关(Q)1111，所述轨道触发系统12设置有轨道触发开关(C)121，所述车载触发系统21设置有车载触发开关(C^’)211，轨道触发开关(C)121与车载触发开关(C^’)211相匹配，通过所述轨道触发开关(C)121和所述车载触发开关(C^’)211的动作对所述供电系统11的供电控制开关(Q)1111进行操控。

优选的是，所述供电控制系统的供电控制开关(Q)1111与供电系统11的供电滑线112相关联，所述供电控制开关（Q）1111的默认状态为连通有电状态，例如图1所示，当机车4驶入n区段，车载触发开关(C^’)与该区段触发开关C_n相配合，触发该段的触发开关C_n工作，使n-1区段的供电控制开关Q_n-1的状态为断开，该n-1区段供电滑线为断电状态，同时使n-2区段的供电控制开关Q_n-2的状态为连通，该n-2区段供电滑线为有电状态。

实施例二

图2是电力轨道交通实行安全控制方法及其系统的示意图。是本发明的第二个优选实施例。

图1、2所示的实施例二是针于本发明的方法中的实施例一中的方法进行的进一步的变化。在本实施中，对于所述轨道触发系统12设置有触发开关(C)121进行了优化，优选的是，所述触发开关(C)121由3个开关K组成，车载系统的触发开关(C^’)211是由3个触发开关K^’2111组成，3个开关1211（K₁K₂K₃)同时工作操控供电控制开关(Q)1111工作，例如：当n区段的触发开关C_n的3个触发开关1211（K₁K₂K₃)同时触发为连通，此区段前一个区段的供电控制开关Q_n-1才会断开，此区段前的第二个的区段的供电控制开关Q_n-2的状态才为连通。这样的设计，既能够有效的避免由于外界的干扰造成的触发开关的误触发，又能够保障由于组成开关组单个开关失效而造成的触发开关组不动作的失效。

在本实施例中，区段的供电系统11的默认状态为连通有电状态，将供电控制系统的供电控制开关(Q)1111的设置与区段电力供应的供电滑线相关联，以控制区段的电力供应，所述区段供电控制系统还包括信号灯指示系统L，所述供电控制开关Q与所述信号灯指示系统L相关联。优选的是，每个供电控制开关(Q)1111都联接一套信号指示系统，当供电控制开关(Q)1111断开使区段断电的同时，信号灯指示为“红”灯，当供电控制开关(Q)1111连接时使区段有电的同时，信号灯指示为“绿”灯。

优选的是，所述区段系统触发开关（C）121和所述车载系统的触发开关（C^’ ）211以及供电控制开关(Q)1111可通过接触式或非接触式开关方式触发连通或断开，包括使用光电开关触发，红外开关触发，电磁开关。

例如，结合附图1所示，机车4从始发站出发后进入区段n时，此区段处于供电正常状态。机车4前行进入区段n+1时，首先触发触发开关C_n+1的开关组1211（K₁K₂K₃），使区段31的n供电控制开关1111Q_n的断开，此时n区段31的供电滑线为断电状态，该区段31的信号指示灯（红绿灯）显示为红灯亮，显示车辆禁止驶入。相邻的在后机车41因为没有电力供应而无法在n区段31向前行驶；当机车4继续前行进入区段n+2时，首先触发触发开关C_n+2的开关组1211（K₁K₂K₃），使区段32的供电控制开关1111Q_n+1的断开，同时使区段31的供电控制开关1111Q₁的闭合，此时n+1区段31的供电为断电状态，该n+1区段的信号指示灯（红绿灯）显示为红灯亮；而n-1区段31的供电为有电状态，该n-1区段31的信号指示灯（红绿灯）显示为绿灯亮，允许其他机车进入。相邻的后面的机车41无法在n+1区段32正常行驶，但是可以进入n区段31正常行驶；当机车4继续前行进入n+3区段31时首先触发触发开关C_n+3的开关组1211（K₁K₂K₃），使n+3区段33的供电控制开关1111Q_n+2的断开，同时使区段32的供电控制开关1111Q₂的闭合，此时区段33的供电为断电状态，该区段33的信号指示灯（红绿灯）显示为红灯亮；而区段32的供电为有电状态，该区段32的信号指示灯（红绿灯）显示为绿灯亮，允许其他机车进入。相邻的后面的机车41无法在区段33正常行驶，但是可以进入区段32正常行驶。机车41进入区段32时又一次触发触点开关C₁的开关组1211（K₁K₂K₃），使区段31的供电控制开关1111Q_n又一次断开，此时区段31的供电又一次为断电状态，该区段31的信号指示灯（红绿灯）又变为红灯亮，相邻的后面的机车42无法在区段31正常行驶，只能还在起始段等待区段31的供电有电和红灯变绿后再出发。

依此类推，在一条轨道上，只要前面一个区段上有车体在区段内，相邻的后一个区段总是被供电控制开关1111Q_n控制成断开即断电状态。即使后续列车进入该区段（即前一列车的后一区段）因没电而不能正常运行，这就保证了列车的安全运行。

由于相邻的两个区段不会存在同时有电的状态，每个区段的设计长度足够交通工具的总长加上以最大速度时产生的惯性的距离，在此基础上再增加一段系数（1.5）长度，来保证特殊情况下（如超过规定最高时速50%、或人员超载50%、或者制动完全失灵只能依靠轨道摩擦力停车等情况）的安全停车距离。确保不会发生追尾情况。

由于本发明的供电控制开关1111Q_n的开和关的动作都是在无负荷（空载）状态下进行的，因此不会产生电火花（电源打火），使得整个安全系统处于无负荷状态下运行，保障了系统的高可靠性。

实施例三

图3、4是电力轨道交通实行安全控制系统的示意图。

一种电力轨道交通安全控制系统的方案：所述系统由安装在电力车机车体上的车载系统和安装在电力轨道的区段上的区段系统组成，所述车载系统与所述区段系统相匹配控制区段的供、断电。

优选的是，所述区段系统包括供电系统和轨道触发系统，车载系统包括车载触发系统，所述轨道触发系统与所述车载触发系统相匹配。所述供电系统包括电源电缆、供电滑线、供电控制系统。所述供电控制系统的供电控制装置具有供电控制开关1111（Q），与供电滑线相关联，所述供电控制开关1111（Q）的开合控制电源线向供电滑线的供电。所述轨道触发系统具有触发开关（C）121，所述车载触发系统具有触发开关组（C^‘）211所述触发开关组相互匹配，操控供电控制开关1111（Q）工作。

当车体正常驶入区段n+1（n>0）时，首先触发该段的触点开关C_n为连通状态，使n区段的供电控制开关Q_n的状态为断开，n区段供电滑线为断电状态，该区段上的车体无法正常行驶。车体驶入区段n+2（n>0），触发该段的触点开关C_n为“开”状态，使区段n+1的供电控制开关Q_n的状态为断开，该段供电滑线为断电状态，同时使区段n的供电控制开关Q_n的状态为连通，该段供电滑线为有电状态，该区段上的车体可以正常行驶。即在正常行驶的过程中相邻的后一区段总是断电状态。从而确保不会有追尾情况发生。

本发明车载系统的触发开关（C^’ ）211和轨道触发系统12的触发开关（C）121所使用的开关为非接触性或接触性开关，例如：光电开关、红外开关、电磁开关等，优选的是，每个触发开关由3个触发开关K组成的开关组组成，防止因人为或者外界其他因素造成的触点开关组中的1个或者2个触点开关误触发，而有效控制供电控制开关（Q）1111的导通与断开。

每个区段的触发开关（C）121可设置在该区段的初始位置段、前段或中段。

本发明把供电信号灯和列车运行信号灯联接共用，既是供电指示灯，又是列车运行开闭信号灯L_n。

Claims

1.一种电力轨道交通安全控制方法，其特征在于：根据列车运行图和车速，将电力轨道划分为基本长度一定的多个区段；在每一个所述区段的一定位置设置区段系统，在轨道上运行的电力机车上设置车载系统，所述区段系统与所述车载系统相匹配；当机车运行经过n区段的所述区段系统时，所述车载系统与所述n区段的区段系统相配合而触发该区段系统断后供电，切断机车运行已经经过的相邻接的n-1区段的电力供应，使驶入该相邻的n-1区段的在后机车因无电力供应而自动停车；当机车前行经过n+1区段的所述区段系统时，所述车载系统与所述n+1区段的区段系统相配合而触发该区段系统断后供电，切断机车运行已经经过的相邻接的n区段的电力供应，可使前行驶入该相邻的n区段的在后机车因无电力供应而自动停车，同时恢复前一个已经经过的次邻n-1区段的电力供应，使位于n-1区段的机车因具有电力供应恢复运行；以此递进方式对于机车已经经过的相邻区段进行切断电力供应，同时恢复机车已经经过的次邻区段的电力供应，通过分区段断后供电的方式，控制电力轨道上的机车在运行中始终与前车保持安全距离，杜绝机车追尾。

2.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于：所述区段系统设置有供电系统和轨道触发系统，所述车载系统设置有车载触发系统，所述轨道触发系统与所述车载触发系统相匹配，在机车驶入n区段其所述车载触发系统与所述n区段的区段系统轨道触发系统相对应时，触发所述n区段供电系统，使n-1区段的供电由默认的连通有电状态转变为断开缺电状态，同时使n-2区段的供电恢复成连通有电状态。

3.根据权利要求2所述的安全控制方法，其特征在于：所述区段系统设置在每个所述区段的起始位置或前段位置或中段位置，所述供电系统设置有供电控制装置，所述轨道触发系统设置有触发开关C；所述车载触发系统设置有触发开关C’；通过所述轨道触发系统的触发开关C和所述车载触发系统的触发开关C’的动作对所述供电控制装置进行操控。

4.根据权利要求3所述的安全控制方法，其特征在于：所述供电控制装置设置有供电控制开关Q，所述供电控制开关Q与供电系统的供电滑线相关联，所述供电控制开关Q的默认状态为连通有电状态，当机车驶入n区段，触发该区段的触发开关C_n，使n-1区段的供电控制开关Q_n-1的状态为断开，该n-1区段供电滑线为断电状态，同时使n-2区段的供电控制开关Q_n-2的状态为连通，该n-2区段供电滑线为有电状态。

5.根据权利要求3所述的安全控制方法，其特征在于：所述轨道触发系统的触发开关C由3个触发开关组成，车载触发系统的触发开关C’是由3个触发开关组成，只有n区段的轨道触发开关C_n的3个触发开关同时触发为连通，此区段后一个区段的供电控制开关Q_n-1才会断开，此区段后的第二个区段的供电控制开关Q_n-2的状态才为连通。

6.根据权利要求3所述安全控制方法，其特征在于：所述轨道触发系统的触发开关C和所述车载触发系统的触发开关C’是使用非接触式或者接触式开关进行连通或断开，包括使用光电开关、红外开关、电磁开关进行连通或断开。

7.根据权利要求4所述安全控制方法，其特征在于：所述供电控制开关Q与信号灯指示系统相关联，供电系统的供电滑线断电的同时，信号灯指示为“红”灯，供电系统的供电滑线有电的同时信号灯指示为“绿”灯。

8.根据权利要求1或2所述安全控制方法，其特征在于：在电力机车驶入车站站台时，站台区段的供电控制装置对于同一连接轨道的在后邻接区段切断电力供应；当在后邻接区段的轨道与电力机车停靠站台轨道脱离连接时，所述站台区段的供电控制装置对于在后邻接区段恢复电力供应；当电力机车驶出车站时，所述站台区段的供电控制装置对于同一连接轨道的在后邻接区段切断电力供应。

9.根据权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于：所述区段系统与所述车载系统可以根据需要进行变化：当所述列车运行图和车速发生改变时，将相邻区段系统合并成新区段系统，所述新区段系统与所述车载系统相匹配，对每一个原区段系统的控制改成对新的合并后的区段系统的控制；在特殊情况下，根据需要通过总控制室对任意区段的供电进行实时控制。

10.根据权利要求1所述安全控制方法，其特征在于：根据需求关闭原合并前的区段上设置的部分区段系统，使得合并后的长区段上保留至少一个区段系统，与车载系统相匹配；或者保留部分或全部原合并前的区段上设置的区段系统，在机车相应位置设置与合并后的区段系统相匹配的多个车载触发系统。

11.一种电力轨道交通安全控制系统,其特征在于：所述系统由设置在电力机车车体上的车载系统和设置在电力轨道区段上的区段系统组成，所述车载系统与所述区段系统相匹配控制区段的供、断电；所述区段系统包括供电系统和轨道触发系统，所述供电系统包括电源电缆、供电滑线、供电控制系统；所述车载系统包括车载触发系统，所述轨道触发系统与所述车载触发系统相匹配控制区段的断后供电；所述供电控制系统具有供电控制开关Q，与供电滑线相关联；所述轨道触发系统具有触发开关C，所述车载触发系统具有触发开关C‘，所述触发开关C和C‘为轨道触发开关组K、车载触发开关组K’组成，所述轨道触发开关组K、所述车载触发开关组K’相互匹配，通过所述开关组的相互匹配操控供电控制开关Q工作；所述轨道触发系统触发开关C、所述车载触发系统触发开关C’、所述供电控制开关Q是使用接触式或非接触式开关进行连通或断开，包括使用光电开关、红外开关、电磁开关。

12.根据权利要求11所述的安全控制系统，其特征在于：所述轨道触发系统触发开关C和所述车载触发系统触发开关C’分别是由3个触发开关组成，所述3个触发开关同时工作操控供电控制开关Q工作，有效的避免外界干扰造成的触发开关的误触发，能够保障其完好的匹配触发。

13.根据权利要求11所述安全控制系统，其特征在于：所述区段供电控制系统包括信号灯指示系统L和供电控制开关Q，所述供电控制开关Q与所述信号灯指示系统L相关联。

14.根据权利要求11所述安全控制系统，其特征在于：可以根据需要将所述区段系统的原有相邻区段系统合并成新的区段系统，总控制室对任意区段的供电进行实时控制。