CN104512440B - 信号安全保障系统 - Google Patents

Abstract

一种信号安全保障系统，通过使用无线方式使包含行驶路径的占有权信息的安全保障电文依次在列车的车上装置和转辙器装置间进行传阅，从而确保列车行驶的安全性，在该信号安全保障系统中，在上述安全保障电文失效了的情况下，存在不能更新车上装置和转辙器装置间共有的占有权信息，作为信号安全保障系统的功能停止的可能性。在规定时间未接收到安全保障电文的情况下，使恢复用电文传阅并将失效前的安全保障电文的信息复原，基于该信息来重新发行安全保障电文来传阅。

Description

信号安全保障系统

技术领域

本发明涉及能够使列车安全行驶的信号安全保障系统。

背景技术

铁道的信号安全保障系统是铁道基础设施之中构建最复杂强固的系统之一，其引进和维持需要高成本。在该信号系统之中尤其需要高成本的装置是进行车站间的列车的间隔控制的地面ATP装置、在前进路径错综复杂的车站区域内进行列车的排他控制和前进路径的结构控制的联动装置这种需要高运算处理能力的地面侧的信号装置。

这些装置需要探测列车在线的轨道电路装置、进行转辙器的转换/锁闭的转辙器装置、点亮信号灯对列车驾驶员传达行进许可的信号机装置等大量的沿线设备，且连结这些沿线设备的电缆和接口也庞大。

由此，近年来，开发出能够从已有的信号系统结构中削减需要高性能运算处理部的地面侧的信号装置、与这些装置连接的沿线设备的信号安全保障系统。例如，如专利文献1所公开，设计有如下信号安全保障系统：在存在于某控制区域内的列车、转辙器之间传阅电文，共有将控制区域分割为多个区段后每一区段的占有权、转辙器的状态、对转辙器的转换指示等信息，进行控制区域中的列车的间隔控制、排他控制、前进路径的结构控制。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-232106号公报

在专利文献1的信号安全保障系统中，在列车、转辙器之间传阅的电文由于装置的故障、无线的异常而失效的情况下，不能进行列车、转辙器之间共有的区段占有权等信息的更新，所以系统停止。此时，虽然指令员、车站员通过掌握处于该区间内的所有列车位置，并再次发行反映了该现状的电文从而能够使系统恢复，但是由于这会花费人力、时间，所以运转率会降低。

另一方面，如果不掌握现状就再次发行电文，则存在根据一个安全保障电文来实现的列车间隔控制、排他控制、前进路径的结构控制发生崩渍的可能性，会出现不能使列车安全行驶的情况。

发明内容

为了达成上述目的，本发明是一种信号安全保障系统，其通过使包含行驶路径的占有权信息的安全保障电文在存在于由设定占有权信息的1个以上区段构成的行驶路径上的列车间依次传阅，从而在列车间共有安全保障电文，确保列车行驶的安全性，该信号安全保障系统的特征在于，各个列车在从发送安全保障电文起至接收下一个安全保障电文为止的时间经过了规定时间的情况下，中止基于正保有的安全保障电文的控制，进而列车中至少一个基于之前刚刚发送或者接收的安全保障电文制成恢复用电文，并使恢复用电文按照成员列表传阅，其中，该恢复用电文具有以下信息：记述传阅电文的顺序信息的成员列表；由1个以上区段构成的行驶路径中各区段的占有权的归属即区段占有权信息；和之前刚刚发送或者接收的安全保障电文的更新时刻信息。

此外，本发明是一种信号安全保障系统，其通过使包含行驶路径的占有权信息、向转辙器指示开通方向的指示信息、和转辙器是否固定的锁闭状态信息在内的安全保障电文在存在于由设定占有权信息的1个以上区段构成的行驶路径上的列车以及转辙器间传阅，从而在列车以及转辙器间共有安全保障电文，确保列车行驶的安全性，该信号安全保障系统的特征在于，各个列车或者转辙器在从发送安全保障电文起至接收下一个安全保障电文为止的时间经过了规定时间的情况下，中止基于正保有的安全保障电文的控制，进而列车或者转辙器中至少一个基于之前刚刚发送或者接收的安全保障电文制成恢复用电文，并使恢复用电文按照成员列表传阅，其中，该恢复用电文具有以下信息：记述传阅电文的顺序信息的成员列表；由1个以上区段构成的行驶路径中各区段的占有权的归属即区段占有权信息；记述列车向转辙器指示开通方向的指示信息的转辙器方向指示信息；记述转辙器的方向状态以及锁闭状态的转辙器状态信息；和之前刚刚发送或者接收的安全保障电文的更新时刻信息。

发明效果

即使在用于保证列车间隔控制、排他控制、前进路径的结构控制的安全保障电文失效时也能够安全地再次发行安全保障电文并使系统恢复。

附图说明

图1是表示实施例1的一实施方式的示意图。

图2是表示实施例1的区域的范围和区段的区间的路线图。

图3是表示实施例1的前进路径上的各区段和转辙器的方向的示意图。

图4是实施例1的安全保障电文的结构图。

图5是表示实施例1的必需进行安全保障电文的恢复的状况的示意图。

图6是表示实施例1的安全保障电文的恢复时的传阅的情形的示意图。

图7是表示实施例1的恢复时的恢复用电文的更新状况的示意图。

图8是表示实施例2的恢复时的状况的示意图。

符号说明

101 列车

102 列车安全保障装置

201、211、221 转辙器

202、212、222 转辙器安全保障装置

301 安全保障电文

401～404 恢复用电文

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施例。

(实施例1)

图1表示作为本发明一实施方式的信号安全保障系统的结构。本实施方式的信号安全保障系统由下述部分构成：设置于列车A101的列车安全保障装置A102；设置于或者连接于转辙器A201、转辙器B211、转辙器C221的转辙器安全保障装置A202、转辙器安全保障装置B212、转辙器安全保障装置C222；以及使用无线方式在该列车安全保障装置和转辙器安全保障装置间传阅的电文即安全保障电文301。当然也可以是有多台列车的情况或者有4台以上转辙器以及转辙器安全保障装置的情况。

如图2所示，在本实施方式中，将列车行驶的路线整体分割为预先决定的多个区域。接着，将1个区域进一步分割为许可1辆列车占有的单位，将该分割后的区间称为区段。在图2中，将区域2分割为11个区段。在图2这样分割的情况下，在各区段内有存在转辙器的区段和不存在转辙器的区段。此外，将列车行驶的单位称为前进路径，其由连续的区段构成。

图3是表示区域2的列车的前进路径的图。在本实施方式中，存在前进路径1R、2R、3R、4L、5L、6L。这里，称为4L的前进路径由区段11、具有前进路径4L的开通方向为反位的转辙器3的区段10、具有前进路径4L的开通方向为反位的转辙器2的区段5、具有前进路径4L的开通方向为反位的转辙器1的区段4、以及区段1这5个区段构成。由1辆列车确保区段11、10、5、4、1所有区段的占有权，在各区段上的转辙器的方向全都朝向前进路径4L的开通方向，且能够确认锁闭(固定)的状态的情况下，对该列车给予前进路径4L的行进许可。另外，定位/反位/模糊位是表示转辙器的方向的用语。定位指稳定的开通方向，反位指定位的反方向，模糊位指既不是定位也不是反位的状态。

在本实施方式中，由1个安全保障电文301对1个区域内的所有区段的占有权、针对所有转辙器的方向指示、和所有转辙器的状态进行管理，使该安全保障电文301在已经进入区域内的所有列车、打算进入区域内的所有列车、和区域内的所有转辙器间进行传阅/共有。当然，如果不使管理的内容相重复，则也可以采用多个安全保障电文进行管理。另外，打算进入区域内的列车向区域内的列车的安全保障装置或者转辙器安全保障装置发送进入通知来转达该情况。

接着，使用图4来说明安全保障电文的一实施方式。在本实施方式中，如图4所示，安全保障电文301由区域识别栏311、成员列表栏312、区段占有权信息栏313、转辙器方向指示栏314、转辙器状态信息栏315、电文类别栏316、更新时刻栏317构成。

在区域识别栏311中记入安全保障电文所管理的区域的识别信息。

在成员列表栏312中记入传阅安全保障电文的装置的一览和发送的顺序。

在区段占有权信息栏313中记入持有区段占有权的列车的识别信息。所谓区段占有权是指列车为进入区段而必须确保的权利。该区段占有权对1个区段存在1个，在不存在其他列车的记入的情况下，通过记入本列车的识别信息，能够确保区段占有权。

在转辙器方向指示栏314中记入用于由持有转辙器所属的区段占有权的列车来指示转辙器的方向的指示信息。转辙器按照该指示对转辙器的方向进行控制。

在转辙器方向状态栏315中根据转辙器的不同而记入转辙器的方向状态和锁闭状态的信息。列车通过确认该方向状态和锁闭状态栏，来识别转辙器的开通方向和锁闭状态。

在电文类别栏316中记入安全保障电文是控制用还是恢复用。

在更新时刻栏317中记入各装置更新安全保障电文的时刻。

此外，在对安全保障电文进行通信时，以能够确认向对方准确传送了电文的方法来进行通信，以便不会发生通信的监听或干扰、数据的删改、复制、遗失。例如，进行通信的加密及解密、连续编号的附加、时刻信息的附加、通信时间的检查、发送或者接收源的事先确认和事后确认、数据的回信、针对数据基于检错码的数据正当性检查等。

如上所述，在区域内传阅安全保障电文，确认各列车所请求的前进路径的区段占有权、转辙器状态，在可以的情况下更新电文并指示区段的占有权的确保、转辙器的转换。通过采用这样的构成实现列车的间隔控制、排他控制、前进路径的结构控制，能够使各列车安全地行驶。

接着，按照图6来说明如图5所示发生通信错误等从而安全保障电文失效的情况下的安全保障电文301的恢复方法。首先，关于区域内的所有装置，在控制用的安全保障电文的传阅等待时间经过了规定时间的情况下，即在区域内的装置分别从发送刚刚之前的安全保障电文起至接收下一个安全保障电文为止所花费的时间经过了规定时间的情况下，视为安全保障电文失效，不将之前刚刚发送或者接收的安全保障电文使用于列车、转辙器的控制中。这样，所谓基于正保有的安全保障电文来中止进行列车控制是指，例如如果是行驶过程中的列车则进行制动控制，如果是停车过程中的列车则维持制动控制，此外，如果是转辙器，则维持当前的状态即可。其中，该安全保障电文的信息被存储。至视为该安全保障电文失效为止的时间可以预先设定于各装置中，可以是某装置预先记入电文中，也可以设为与成员列表的装置数目等安全保障电文的信息相应的可变值。此外，在经过了规定时间的情况下，为了在控制中不使用安全保障电文，也可以对安全保障电文附加标记。除此以外，也可以保存在与列车控制中使用的数据区域不同的数据区域中，并从列车控制中使用的数据区域中删除。

按照图7的时间序列来说明使通信错误后的系统恢复的方法。另外，将制成恢复用电文401的装置称为主装置。在本实施例中，为简单起见说明主装置为1台的情况。

时间序列501：预先决定的主装置制成恢复用电文401。在本实施例中，以转辙器安全保障装置A202为主装置来说明。主装置将恢复用电文401的电文类别设为“恢复”，将转辙器状态信息设为“模糊位/非锁闭”，将其他栏设为空白，这样来制成恢复用电文401。

时间序列502：除电文类别栏、转辙器状态信息栏以外，包含更新时刻栏在内，主装置将之前刚刚发送或者接收的安全保障电文的信息直接记入至恢复用电文401。对成员列表传阅这样制成的恢复用电文401。另一方面，将各转辙器状态信息设为“模糊位/非锁闭”，且该转辙器安全保障装置写入当前本装置的状态。在本实施例中，记入区域识别栏、成员列表、区段占有权信息栏、转辙器方向指示栏、转辙器A的转辙器状态信息栏、电文类别、更新时刻。另外，在不是使用之前刚刚发送的安全保障电文而是使用之前刚刚接收的安全保障电文的信息来制成恢复用电文的情况下，以设定的传阅等待时间为基础，通过与推定列车可能存在的位置并实施恢复等其他方法进行组合，能够确保安全性。

时间序列503：列车安全保障装置A102对恢复用电文401和之前刚刚发送或者接收的安全保障电文的更新时刻进行比较。如果之前刚刚发送或者接收的安全保障电文的更新时刻较新，则关于区域识别栏、成员列表、区段占有权信息栏、转辙器方向指示栏、转辙器A的转辙器状态信息栏、电文类别、更新时刻，对上次发送的安全保障电文的信息进行更新，如果之前刚刚发送或者接收的安全保障电文的更新时刻较早则不更新。在本实施例中，是安全保障电文在列车安全保障装置A102和转辙器安全保障装置B212之间失效的情况，之前刚刚发送或者接收的安全保障电文的更新时刻较新，所以对恢复用电文401进行更新。

时间序列504：与时间序列503同样地，转辙器安全保障装置B212对恢复用电文401和之前刚刚发送或者接收的安全保障电文的更新时刻进行比较，决定是否对恢复用电文401进行更新。本实施例是安全保障电文在列车安全保障装置A102和转辙器安全保障装置B212间失效的情况，恢复用电文401的更新时刻较新，所以不对恢复用电文401进行更新。但是，转辙器B211的转辙器状态信息与当前的状况相匹配地进行更新。

时间序列505：与时间序列504同样地，转辙器安全保障装置C222对恢复用电文401和之前刚刚发送或者接收的安全保障电文的更新时刻进行比较，决定是否对恢复用电文401进行更新。其结果是恢复用电文401的更新时刻较新，所以仅仅使转辙器C221的转辙器状态信息与当前的状况相匹配地进行更新。

这样，使恢复用电文401在各装置间传阅。并且，在恢复用电文401返回作为主装置的转辙器安全保障装置A202时，主装置基于该恢复用电文401的信息，再次发行安全保障电文。在本实施例中，如果将该电文的电文类别设为控制用，将更新时刻设为当前时刻，则形成安全保障电文。通过这样设置，能够对安全保障电文失效前的安全保障电文的信息进行复原，并能够掌握最新的转辙器的状态信息，从而能够使系统安全地恢复。

另外，也考虑由于装置的故障而导致安全保障电文失效的情况，在这样的情况下，在恢复用电文401的发送或者接收时，如果没有来自对方的应答则能够视为发生了故障。在该情况下，通过将该装置发生了故障这样的信息追加至恢复用电文401并将该装置从发送的成员列表中去除，将恢复用电文401向包含在成员列表中的发生了故障的装置的下一个装置发送，从而能够传阅恢复用电文401、之后的安全保障电文。

此外，在一部分本实施例中，装置间的通信以无线方式为前提，但是本发明的效果不限于无线方式，也能够通过有线方式实现。

实施例2

在实施例1中，设想主装置为1台的情况，但是也能够通过预先对多个装置分别设定作为主装置的优先顺序来将多个装置设为主装置。在该情况下，在预先决定了各装置的优先顺序的状态下，各装置制成记入了其优先顺序的恢复用电文来传阅，如果在本装置发行了恢复用电文后，接收到优先顺序比自身低的装置的恢复用电文的情况下，通过中止该恢复用电文的传阅，能够对所有装置传阅没有发生故障的装置之中优先顺序最高的恢复用电文。

图8表示列车安全保障装置A发生了故障的情况下的恢复方法。优先顺序为，第一位设为转辙器安全保障装置A202，第二位设为列车安全保障装置A102，第三位设为转辙器安全保障装置B212，第四位设为转辙器安全保障装置C222。在该情况下，如果未发生故障的各装置发行恢复用电文，则如实施例1所述，在除外发生了故障的转辙器安全保障装置A202的情况下传阅恢复用电文。其结果，列车安全保障装置A102、转辙器安全保障装置C222所发行的恢复用电文403、404不会由未发生故障的装置之中优先顺序最高的转辙器安全保障装置B212传阅，而是仅仅将转辙器安全保障装置B212的恢复用电文402向未发生故障的所有装置传阅。

通过以上这样来执行处理，即使在用于保证列车的间隔控制、排他控制、前进路径的结构控制的安全保障电文失效时也能够安全地再次发行安全保障电文，使系统恢复。

另外，优先顺序可以预先决定，也可以定期地基于可靠性来变更。进一步地，优先顺序这样的概念可以基于装置的可靠性，也可以仅仅是顺序附加。

Claims (11)

1.一种信号安全保障系统，通过使包含行驶路径的占有权信息的安全保障电文在存在于由设定上述占有权信息的1个以上区段构成的行驶路径上的列车间依次传阅，从而在上述列车间共有上述安全保障电文，确保列车行驶的安全性，该信号安全保障系统的特征在于，

各个上述列车在从发送上述安全保障电文起至接收下一个安全保障电文为止的时间经过了规定时间的情况下，中止基于正保有的安全保障电文的控制，进而上述列车中至少一个基于之前刚刚发送或者接收的安全保障电文制成恢复用电文，并使上述恢复用电文按照成员列表传阅，

其中，该恢复用电文具有以下信息：

记述传阅电文的顺序信息的上述成员列表；

由上述1个以上区段构成的行驶路径中各区段的占有权的归属即区段占有权信息；和

之前刚刚发送或者接收的上述安全保障电文的更新时刻信息。

2.根据权利要求1所述的信号安全保障系统，其特征在于，

上述安全保障电文除上述行驶路径的占有权信息以外，还包含向转辙器指示开通方向的指示信息、和转辙器是否固定的锁闭状态信息，

在上述列车以及转辙器间传阅上述安全保障电文，

各个上述列车或者上述转辙器在从发送上述安全保障电文起至接收下一个安全保障电文为止的时间经过了规定时间的情况下，中止基于正保有的安全保障电文的控制，进而上述列车或者上述转辙器中至少一个基于之前刚刚发送或者接收的安全保障电文，制成恢复用电文，并使上述恢复用电文按照成员列表传阅，

其中，该恢复用电文具有以下信息：

记述传阅电文的顺序信息的上述成员列表；

由上述1个以上区段构成的行驶路径中各区段的占有权的归属即区段占有权信息；

记述上述列车向上述转辙器指示开通方向的指示信息的转辙器 方向指示信息；

记述上述转辙器的方向状态以及锁闭状态的转辙器状态信息；和

之前刚刚发送或者接收的上述安全保障电文的更新时刻信息。

3.根据权利要求2所述的信号安全保障系统，其特征在于，

存在于上述行驶路径上的转辙器在接收上述恢复用电文后，基于控制下的上述转辙器的状态，在上述恢复用电文中写入上述转辙器状态信息，并按照上述恢复用电文所具有的成员列表对下一个列车或者转辙器发送上述恢复用电文。

4.根据权利要求1所述的信号安全保障系统，其特征在于，

存在于上述行驶路径上的列车在接收上述恢复用电文后，对上述恢复用电文所具有的更新时刻信息和接收到上述恢复用电文的列车之前刚刚发送或者接收的安全保障电文所具有的更新时刻信息进行比较，

在上述安全保障电文所具有的更新时刻信息比上述恢复用电文的更新时刻信息新的情况下，在上述恢复用电文中写入之前刚刚发送或者接收的上述安全保障电文所具有的成员列表、区段占有权信息或者更新时刻信息，

按照上述恢复用电文所具有的成员列表向下一个列车发送上述恢复用电文。

5.根据权利要求2或者3所述的信号安全保障系统，其特征在于，

存在于上述行驶路径上的列车或者转辙器在接收上述恢复用电文后，对上述恢复用电文所具有的更新时刻信息和接收到上述恢复用电文的列车之前刚刚发送或者接收的安全保障电文所具有的更新时刻信息进行比较，

在上述安全保障电文所具有的更新时刻信息比上述恢复用电文的更新时刻信息新的情况下，在上述恢复用电文中写入之前刚刚发送或者接收的上述安全保障电文所具有的成员列表、区段占有权信息、转辙器方向指示信息或者更新时刻信息，

按照上述恢复用电文所具有的成员列表向下一个列车或者转辙 器发送上述恢复用电文。

6.根据权利要求1所述的信号安全保障系统，其特征在于，

制成上述恢复用电文的列车在上述恢复用电文被传阅回来之时，基于上述恢复用电文中所述的区段占有权信息制成安全保障电文来传阅。

7.根据权利要求2或者3所述的信号安全保障系统，其特征在于，

制成上述恢复用电文的列车或者转辙器在上述恢复用电文被传阅回来之时，基于上述恢复用电文中所述的区段占有权信息或者转辙器方向指示信息以及转辙器状态信息制成安全保障电文来传阅。

8.根据权利要求1所述的信号安全保障系统，其特征在于，

对存在于由设定上述占有权信息的1个以上区段构成的上述行驶路径上的各个列车设定制成恢复用电文的优先顺序，

上述列车在本装置制成恢复用电文后，在接收到优先顺序比上述本装置低的装置制成的恢复用电文的情况下，中止传阅。

9.根据权利要求2或者3所述的信号安全保障系统，其特征在于，

对存在于由设定上述占有权信息的1个以上区段构成的上述行驶路径上的各个列车或者转辙器设定制成恢复用电文的优先顺序，

上述列车或者转辙器在本装置制成恢复用电文后，在接收到优先顺序比上述本装置低的装置制成的恢复用电文的情况下，中止传阅。

10.根据权利要求1～3中任一项所述的信号安全保障系统，其特征在于，

上述规定时间由成员列表的装置数目决定。

11.根据权利要求1～3中任一项所述的信号安全保障系统，其特征在于，

上述规定时间被记述于安全保障电文。