CN103738365A - 列车临时限速方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种列车临时限速方法，包括：根据列车的运行信息和轨道设备的实时状态得到信息数据包并根据所述运行信息对应发送所述信息数据包；其中，所述运行信息包括当前进路信息、道岔信息、是否临时限速和与所述当前进路信息对应的临时限速命令；接收所述信息数据包并对所述信息数据包进行格式转换，得到应答数据包；根据所述应答数据包得到列车运行曲线，并根据得到的列车运行曲线确定驾驶模式。通过本发明，可以实现设置临时限速不会导致进路始端信号机关闭，无需值班员与司机电话确认，且限速命令多次有效，无需多次设置，提高列车的运行效率。

Description

列车临时限速方法以及系统

技术领域

本发明涉及列车控制系统，尤其是一种列车临时限速方法以及系统。

背景技术

城市轨道交通列车控制系统中，CBTC控制级别下实现临时限速功能通过以下过程实现：在全线设置一套临时限速服务器，中心值班员办理设置临时限速操作，控制命令经临时限速服务器发送至全线各个地面ATP(Automatic Train Protection，列车自动防护)，地面ATP子系统为列车计算移动授权时，将对移动授权的区域进行检查，当该范围与中心设置的临时限速区域有重合时，将临时限速信息作为移动授权的一部分，发送至车载ATP设备。车载ATP设备接收到移动授权后，将同时考虑临时限速的影响，计算列车的“目标-距离”曲线。

当系统运行在点式ATP模式，列车通过地面有源应答器接收移动授权信息。由于应答器报文长度的限制，无法直接传输临时限速信息。目前的方案是：当某条进路内存在临时限速区域时，采用关闭此进路始端信号机的办法。司机在信号机前方停车，值班员与司机电话确认后经过一定手续开放该信号机，司机以固定限速(如25km/h)进入进路内方。这就存在以下缺陷：设置临时限速会导致进路始端信号机关闭，降低列车运行效率，且限速命令一次有效，若同一地点通过多列车，需多次设置，办理繁琐且容易出错。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是，提供一种列车临时限速方法以及系统，从而实现设置临时限速不会导致进路始端信号机关闭，无需值班员与司机电话确认，且限速命令多次有效，无需多次设置，提高列车的运行效率。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种列车临时限速方法，包括：

根据列车的运行信息和轨道设备的实时状态得到信息数据包并根据所述运行信息对应发送所述信息数据包；其中，所述运行信息包括当前进路信息、道岔信息、是否临时限速和与所述当前进路信息对应的临时限速命令；

接收所述信息数据包并对所述信息数据包进行格式转换，得到应答数据包；

接收所述应答数据包并根据所述应答数据包得到列车运行曲线，并根据得到的列车运行曲线确定驾驶模式。

具体的，所述信息数据包还包括需接收临时限速命令的LEU地址。

具体的，所述信息数据包还包括与临时限速命令的速度分档信息对应的码位信息。

具体的，所述得到信息数据包和发送所述信息数据包之间还包括：

判断列车是否进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路；

若是，则控制与当前进路信息对应的有源应答器发送所述信息数据包；

若否，则与当前进路信息对应的有源应答器只接收LEU的报文信息，不发送至车载ATP子系统，并继续判断是否进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路。

具体的，所述根据得到的列车运行曲线确定驾驶模式之后还包括：

判断列车是否驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路；

若是，则根据接收到的新信息数据包更新信息，之前的信息数据包被替换，列车以新信息数据包重新确定驾驶模式及运行方式；

若否，则列车以既有的信息数据包作为依据继续运行，同时通过BTM天线向地面发送应答器激活信号；并继续判断是否驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种列车临时限速系统，包括：

联锁子系统，用于根据列车的运行信息和轨道设备的实时状态得到信息数据包并根据所述运行信息发送所述信息数据包至LEU子系统中对应的LEU模块；其中，所述运行信息包括当前进路信息、道岔信息、是否临时限速和与所述当前进路信息对应的临时限速命令；

LEU子系统，用于接收所述信息数据包并对所述信息数据包进行格式转换，得到应答数据包，并将所述应答数据包发送至与所述当前进路信息对应的应答器；

车载ATP子系统，用于通过BTM天线接收所述应答数据包并根据所述应答数据包得到列车运行曲线，并根据得到的列车运行曲线确定驾驶模式。

具体的，所述信息数据包还包括需接收临时限速命令的LEU地址。

具体的，所述信息数据包还包括与临时限速命令的速度分档信息对应的码位信息。

具体的，所述联锁子系统还包括：

判断模块，用于判断列车是否进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路；

第一判定模块，用于在判定列车进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路的情况下，控制所述联锁子系统中与当前进路信息对应的有源应答器发送所述信息数据包；

第二判定模块，用于在判定列车没有进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路的情况下，控制所述判断模块继续判断是否进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路。

具体的，所述列车临时限速系统还包括：

第一判断模块，用于判断列车是否驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路；

第三判定模块，用于在判定列车驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路的情况下，触发所述车载ATP子系统根据接收到的新信息数据包重新确定驾驶模式；

第四判定模块，用于在判定列车没有驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路的情况下，控制列车以当前驾驶模式继续运行并控制所述第一判断模块继续判断是否驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路。

（三）有益效果

区别于背景技术，本发明提供一种列车临时限速方法，通过联锁子系统将进路、道岔、临时限速等信息结合，并把轨旁设备的实时状态发送至LEU子系统的LEU模块。LEU子系统对接收的信息数据包进行处理，转换为应答器可识别的报文发送至轨旁有源应答器。列车经过应答器时BTM(Balise Transmission Module，应答器传输模块)天线接收信息，车载ATP子系统以此为依据计算列车运行曲线，控制列车运行。本实施例以布置在线路上的有源应答器为通道传输临时限速信息至车载ATP，实现列车系统临时限速功能。

附图说明

图1是实施例一中列车临时限速方法的流程示意图；

图2是实施例一中具体的列车临时限速方法的流程示意图；

图3是实施例二中列车临时限速系统的模块图之一；

图4是实施例二中列车临时限速系统的模块图之二；

图5是实施例二中列车临时限速方法的流程示意图；

图6是实施例二中具体的列车临时限速系统的模块图；

图7是实施例二中具体的列车临时限速方法的流程示意图；

图8是实施例二中列车运行曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

首先，先介绍本技术方案应用到的技术术语。

ATP：Automatic Train Protection，列车自动防护，

LEU：Lineside Electronic Units，轨旁电子单元，

BTM：Balise Transmission Module，应答器传输模块，

ATO：Automatic Train Operation，列车自动驾驶。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供了一种列车临时限速方法，该方法起始于步骤101，联锁子系统根据列车的运行信息和轨道设备的实时状态得到信息数据包并根据所述运行信息对应发送所述信息数据包；其中，所述运行信息包括当前进路信息、道岔信息、是否临时限速和与所述当前进路信息对应的临时限速命令。在本实施例中，信息数据包通过以联锁子系统将列车的运行信息和轨道设备的实时状态写入预定格式的数据包得到。

具体的，所述预定格式通过在现有通信格式中增加临时限速相关字段得到。在这里临时限速相关字段用于表示临时限速速度档位和进路，用数个码位的组合表示不同的速度档位，如000表示无限速，001表示30公里/小时等，可根据地铁运营的需求确定具体数量。进路码位根据实际情况增减，与联锁子系统控制范围内的进路信息一一对应。在本实施例中，新增的临时限速相关字段置于现有数据字段末尾。

在步骤102，LEU子系统接收所述信息数据包并对所述信息数据包进行格式转换，得到应答数据包，并将所述应答数据包发送至与所述当前进路信息对应的应答器。

在步骤103，车载ATP子系统通过BTM天线接收所述应答数据包并根据所述应答数据包得到列车运行曲线，并根据得到的列车运行曲线确定驾驶模式。

本实施例通过联锁子系统将进路、道岔、临时限速等信息结合，并把轨旁设备的实时状态发送至LEU子系统的LEU模块。LEU子系统对接收的信息数据包进行处理，转换为应答器可识别的报文发送至轨旁有源应答器。列车经过应答器时BTM(Balise Transmission Module，应答器传输模块)天线接收信息，车载ATP子系统以此为依据计算列车运行曲线，控制列车运行。本实施例以布置在线路上的有源应答器为通道传输临时限速信息至车载ATP子系统，实现列车系统临时限速功能，建立临时限速命令信息的传输通道，即车站工作站--车站联锁子系统--LEU子系统--有源应答器--车载ATP子系统，ATP子系统能根据应答数据包实时确定列车驾驶模式，给出最合理的运行曲线。通过本实施例，能够实现设置临时限速不会导致进路始端信号机关闭，无需值班员与司机电话确认，且限速命令多次有效，无需多次设置，提高列车的运行效率。

通过背景技术我们还可以知道：目前联锁子系统向每个与其接口的LEU模块都发送本站的全部信息，而每个LEU模块控制的应答器固定且数量有限，这导致信息大量冗余，使得整个列车控制系统存有大量不必要的信息、通信效率低下且容易出错，容易造成较为严重的列车事故。在本实施例的进一步改进中，所述信息数据包还包括需接收临时限速命令的LEU地址和与临时限速命令的速度分档信息对应的码位信息。由于LEU地址为需接收临时限速命令的LEU模块的地址，故LEU模块与当前进路信息/临时限速命令一一对应，而码位信息则与临时限速命令的速度分档信息对应，故可知，LEU地址与码位信息也是一一对应的关系。联锁子系统可根据不同的LEU地址向LEU子系统中相应的LEU模块发送对应的码位信息，每个LEU只接收与自身有关的码位，不会出现信息冗余的情况，实现对通信通道的高效利用，最大限度地避免了严重列车事故的发生。进一步的，能够实现办理及取消临时限速方式与中心完全一致，且避免了列车停车及人工确认手续，增强功能的可用性。在这里，码位信息被写入临时限速相关字段。

并且在本实施例中，临时限速分多档，通过在信息数据包中设置码位信息，可灵活配置临时限速的分档信息。

在上述如图2所示的具体实施例中，步骤101的“得到信息数据包”步骤和“根据所述运行信息对应发送所述信息数据包”之间还包括步骤1010，判断列车是否进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路；

若否，则继续步骤1010，判断是否进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路；

若是，则触发列车BTM天线向有源应答器发送激活信息，与当前进路信息对应的有源应答器被激活，被激活的有源应答器发送所述信息数据包至LEU子系统中对应的LEU模块。

具体的，步骤103的“根据得到的列车运行曲线确定驾驶模式”之后还包括步骤1030，判断是否驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路；

若否，则列车以既有的信息数据包作为依据继续运行，同时通过BTM天线向地面发送应答器激活信号，并继续步骤1030，判断是否驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路；

在步骤1031，若是，则根据接收到的新信息数据包更新信息，之前的信息数据包被替换，列车以新信息数据包重新确定驾驶模式及运行方式。

实施例二

请参阅图3、图4以及图5，图3和图4中本实施例提供一种列车临时限速系统，包括：联锁子系统301、LEU子系统302、应答器303和车载ATP子系统304。本系统的实现原理如下：

在步骤501，联锁子系统301将列车的运行信息和轨道设备的实时状态写入预定格式的数据包，得到信息数据包并根据所述运行信息发送所述信息数据包至LEU子系统中对应的LEU模块；其中，所述运行信息包括当前进路信息、道岔信息和与所述当前进路信息对应的临时限速命令。

在步骤502，LEU子系统302接收所述信息数据包并对所述信息数据包进行格式转换，得到应答数据包，并将所述应答数据包发送至与所述当前进路信息对应的应答器303。

在步骤503，车载ATP子系统304通过BTM天线接收所述应答数据包并根据所述应答数据包得到列车运行曲线，并根据得到的列车运行曲线确定驾驶模式。

本实施例通过联锁子系统将进路、道岔、临时限速等信息结合，并把轨旁设备的实时状态发送至LEU子系统的LEU模块。LEU子系统对接收的信息数据包进行处理，转换为应答器可识别的报文发送至轨旁有源应答器。列车经过应答器时BTM(Balise Transmission Module，应答器传输模块)天线接收信息，车载ATP子系统以此为依据计算列车运行曲线，控制列车运行。本实施例以布置在线路上的有源应答器为通道传输临时限速信息至车载ATP子系统，实现列车系统临时限速功能，建立临时限速命令信息的传输通道，即车站工作站--车站联锁子系统--LEU子系统--有源应答器--车载ATP子系统，ATP子系统能根据应答数据包实时确定列车驾驶模式，给出最合理的运行曲线。通过本实施例，能够实现设置临时限速不会导致进路始端信号机关闭，无需值班员与司机电话确认，且限速命令多次有效，无需多次设置，提高列车的运行效率。

通过背景技术我们还可以知道：目前联锁子系统向每个与其接口的LEU模块都发送本站的全部信息，而每个LEU模块控制的应答器固定且数量有限，这导致信息大量冗余，使得整个列车控制系统存有大量不必要的信息、通信效率低下且容易出错，容易造成较为严重的列车事故。在本实施例的进一步改进中，所述信息数据包还包括需接收临时限速命令的LEU地址和与临时限速命令的速度分档信息对应的码位信息。由于LEU地址为需接收临时限速命令的LEU模块的地址，故LEU模块与当前进路信息/临时限速命令一一对应，而码位信息则与临时限速命令的速度分档信息对应，故可知，LEU地址与码位信息也是一一对应的关系。联锁子系统可根据不同的LEU地址向LEU子系统中相应的LEU模块发送对应的码位信息，每个LEU只接收与自身有关的码位，不会出现信息冗余的情况，实现对通信通道的高效利用，最大限度地避免了严重列车事故的发生。进一步的，能够实现办理及取消临时限速方式与中心完全一致，且避免了列车停车及人工确认手续，增强功能的可用性。

并且在本实施例中，临时限速分多档，通过在信息数据包中设置码位信息，可灵活配置临时限速的分档信息。

具体的，图5所述实施例中联锁子系统301包括：判断模块3010、第一判定模块3011、第二判定模块3012。所述列车临时限速系统还包括第一判断模块3041、第三判定模块3042和第四判定模块3043各模块的功能原理具体如下。

在步骤5010，判断模块3010判断列车是否进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路。

第二判定模块3012在判定没有进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路的情况下，则控制与当前进路信息对应的有源应答器只接收LEU子系统的报文信息，不发送至车载ATP子系统，并控制所述判断模块3010继续判断是否进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路。

在步骤5011，第一判定模块3011在判定进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路的情况下，触发列车BTM天线向有源应答器发送激活信息，与当前进路信息对应的有源应答器被激活，被激活的有源应答器发送所述信息数据包至LEU子系统中对应的LEU模块。

在步骤5030，第一判断模块3041判断列车是否驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路。

第四判定模块3042在判定没有驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路的情况下，控制列车以既有的信息数据包作为依据继续运行，同时通过BTM天线向地面发送应答器激活信号并控制所述第一判断模块3041继续判断是否驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路。

在步骤5031，第三判定模块3043在判定驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路的情况下，触发所述车载ATP子系统304根据接收到的新信息数据包更新信息，之前的信息数据包被替换，列车以新信息数据包重新确定驾驶模式及运行方式。

具体的，所述预定格式为在现有通信格式上增加字段，即所述预定格式通过在现有通信格式中增加临时限速相关字段得到。在这里临时限速相关字段用于表示临时限速速度档位和进路，用数个码位的组合表示不同的速度档位，如000表示无限速，001表示30公里/小时等，可根据地铁运营的需求确定具体数量。进路码位根据实际情况增减，与联锁子系统控制范围内的进路信息一一对应。在本实施例中，新增的临时限速相关字段置于现有数据字段末尾。

综上所述，本实施例的技术方案及相应的有益效果总结如下：

首先，系统需要具备临时限速命令下达至列车的完整通信通道。值班员在车站工作站上操作，发出临时限速设置命令，联锁子系统将进路、道岔、临时限速等信息结合，并把轨旁设备的实时状态发送至LEU子系统的LEU模块。LEU子系统对接收的信息数据包进行处理，转换为应答器可识别的报文发送至轨旁有源应答器。列车经过应答器时BTM(Balise Transmission Module，应答器传输模块)天线接收信息，车载ATP子系统以此为依据计算列车运行曲线，控制列车运行。

第二，扩充LEU信息容量。在以往的方案中，LEU模块存储了所有可能发送的报文信息，再根据联锁子系统的码位信息确定要向应答器发送的报文，导致大量冗余。本技术方案LEU模块除默认报文外，不再事先存储其他所有动态报文信息，而是对联锁子系统发送的码位信息进行处理，根据轨旁设备状态和进路办理状态，为列车实时地计算移动授权，可大大节约存储空间。同时联锁子系统与LEU子系统对通信协议进行修改，保持既有的通信规约、周期和验证方式、信息传输格式，在维持传输速率、正确性的基础上扩展通信容量，增加临时限速相关字段，使之能够满足增加临时限速信息后的传输要求。具体方法如下：

优化联锁向LEU发送信息的结构，在现有结构中增加码位信息字段。由于点式运营的特殊性，列车只有经过有源应答器才能接收或更新信息，临时限速以区段为单位发送没有实际意义，故为能更准确和更具有针对性的发送信息数据包，本技术方案以进路为单位，有效地避免了信息冗余。给出每条进路的临时限速信息，列车在通过应答器获取移动授权时同时得知前方的临时限速状态，无需遍历集中区内每个物理区段。临时限速的速度分档信息以码位组合的形式即可表示限速档位，如采用两个或三个码位，以二进制的不同数值(00,01,/000,001等)代表限速速度，可满足不同线路的需求。

修改既有通信协议，在现有结构中增加LEU地址字段。目前联锁向每个与其接口的LEU模块都发送本站的全部信息，而每个LEU模块控制的应答器固定且数量有限，这导致信息大量冗余。通过修改通信协议，在现有结构中增加LEU地址字段，联锁子系统可根据不同的LEU地址发送对应的码位信息，每个LEU模块只接收与自身有关的码位，不会出现信息冗余的情况，实现对通信通道的高效利用。

第三，车载ATP根据接收到的包含临时限速的移动授权计算列车运行曲线，并确定驾驶模式。当线路存在临时限速时，提示退出ATO(Automatic Train Operation，列车自动驾驶)转入人工驾驶，车载ATP将临时限速值作为速度上限融入计算公式中，得出的速度-距离运行曲线和紧急制动触发曲线均已包含临时限速信息。当列车出清临时限速所在进路，接收到新的移动授权后，既有的限速信息自动清除，列车根据新的信息重新计算运行曲线，能够最大程度减少临时限速对运营效率的影响。车载ATP接收到前方线路存在临时限速时，在人机交互界面上提示退出ATO驾驶模式，由人工驾驶列车运行，提高了系统的安全性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种列车临时限速方法，其特征在于，包括：

根据列车的运行信息和轨道设备的实时状态得到信息数据包并根据所述运行信息对应发送所述信息数据包；其中，所述运行信息包括当前进路信息、道岔信息、是否临时限速和与所述当前进路信息对应的临时限速命令；

接收所述信息数据包并对所述信息数据包进行格式转换，得到应答数据包；

根据所述应答数据包得到列车运行曲线，并根据得到的列车运行曲线确定驾驶模式。

2.根据权利要求1所述的列车临时限速方法，其特征在于，所述信息数据包还包括需接收临时限速命令的LEU地址。

3.根据权利要求1所述的列车临时限速方法，其特征在于，所述信息数据包还包括与临时限速命令的速度分档信息对应的码位信息。

4.根据权利要求1所述的列车临时限速方法，其特征在于，所述得到信息数据包和根据所述运行信息对应发送所述信息数据包之间还包括：

判断列车是否进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路；

若是，则发送所述信息数据包；

若否，则继续判断是否进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路。

5.根据权利要求1所述的列车临时限速方法，其特征在于，所述根据得到的列车运行曲线确定驾驶模式之后还包括：

判断列车是否驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路；

若是，则根据接收到的新信息数据包重新确定驾驶模式；

若否，则继续判断是否驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路。

6.一种列车临时限速系统，其特征在于，包括：

联锁子系统，用于根据列车的运行信息和轨道设备的实时状态得到信息数据包并根据所述运行信息发送所述信息数据包至LEU子系统中对应的LEU模块；其中，所述运行信息包括当前进路信息、道岔信息、是否临时限速和与所述当前进路信息对应的临时限速命令；

LEU子系统，用于接收所述信息数据包并对所述信息数据包进行格式转换，得到应答数据包，并将所述应答数据包发送至与所述当前进路信息对应的有源应答器；

车载ATP子系统，用于通过BTM天线接收所述应答数据包并根据所述应答数据包得到列车运行曲线，并根据得到的列车运行曲线确定驾驶模式。

7.根据权利要求6所述的列车临时限速系统，其特征在于，所述信息数据包还包括需接收临时限速命令的LEU地址。

8.根据权利要求6所述的列车临时限速系统，其特征在于，所述信息数据包还包括与临时限速命令的速度分档信息对应的码位信息。

9.根据权利要求6所述的列车临时限速系统，其特征在于，所述联锁子系统还包括：

判断模块，用于判断列车是否进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路；

第一判定模块，用于在判定列车进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路的情况下，控制所述联锁子系统中与当前进路信息对应的有源应答器发送所述信息数据包；

第二判定模块，用于在判定列车没有进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路的情况下，控制所述判断模块继续判断是否进入与所述当前进路信息对应的临时限速进路。

10.根据权利要求6所述的列车临时限速系统，其特征在于，还包括：

第一判断模块，用于判断列车是否驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路；

第三判定模块，用于在判定列车驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路的情况下，触发所述车载ATP子系统根据接收到的新信息数据包重新确定驾驶模式；

第四判定模块，用于在判定列车没有驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路的情况下，控制列车以当前驾驶模式继续运行并控制所述第一判断模块继续判断是否驶出与所述当前进路信息对应的临时限速进路。

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