CN104787089A - 一种智能计算铁路进路表中的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能计算铁路进路表中的装置，包括列控中心，区段生成分部，道岔生成分部，区段计算分部，轨旁智能体分部，计算进路表分部，通过一定的智能算法和数据获取设备，提高了进路表的生成方案的可靠性，并且使列车按照进路表产生动作的安全性得到极大提高，有效地保障了列车运营的安全性。

Description

一种智能计算铁路进路表中的装置
技术领域
本发明涉及高速铁路运营领域，尤其涉及一种基于智能算法的进路表生成设备的领域。
背景技术
高速铁路列车的运行离不开铁路进路表，传统的铁路进路表一般列控中心进行更新，不仅更新速度慢，而且效率也不高，也存在一定的安全风险，为了消除安全风险，传统的方法又采取了冗余进路表的方法，冗余的方法却又带来更多对系统本身的冲突，并且传统的进路表的生成由信号机、区段、道岔进行设计，而象信号机已经往往不是以前的单纯的信号指示器，现在更多的智能体已经放置在信号机上，能够在一定的范围内实现自主学习。所以以往的静态的进路表生成方法也已经不太适合高速列车系统的进路表生成，不符合系统的动态变化。
根据以上问题，本发明相较于以往传统方式，进路表生成更加的简洁和准确，生成与调用时消耗资源更少，启动和响应时间几乎为零，因此，本发明在进路表生成方面有着更多的优点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：更加复杂的信号机乃至更多的智能体给区段和道岔带来更多的进路生成问题。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：一种智能计算铁路进路表中的装置，列控中心首先对进路表进行逻辑关系控制，包括有进路锁闭模块，进路判断模块，进路表更新模块；步骤包括：进路锁闭模块对进路表进行锁闭操作后，锁闭操作就是检查每条进路达到死锁状态，每条进路与其他任何进路没有任何触发约束条件，进路判断模块对这种进路表的锁闭进行触发约束条件判断后，再发 送给进路表更新模块，进路表更新模块的内部包括有进路表的数据库中，进路表更新模块通过进路判断模块选出合适的进路，执行进路更新处理动作，然后发送给区段生成分部和进路表输出模块；区段生成分部分为两个模块：区段征用模块，区段解锁模块；区段征用模块接收到进路表更新模块发送的命令后，生成封闭命令或者是占用命令；封闭命令设定为列车可以使用该区段，使用后该区段为占用状态，其他列车不可以通过，占用命令设定为其他列车已经占用该区段，该区段属于其他列车占用状态而不可以通过；由于涉及整条线路根据策略划分的无数个小区段，所以要进行策略计算，得到每个小区段的封闭命令或者是占用命令，生成区段命令表，通过区段解锁模块把整条线路的运营中的列车涉及的区段命令表发送给区段计算分部和道岔生成分部；
道岔生成分部的道岔控制命令生成模块会成生成转动和封锁两种命令；并且对这两种命令进行误差判断，根据误差得到这两种命令的冗余算法，然后在实际运营根据实时数据，把道岔的生成数据发送给采集单元；的采集单元把的道岔的生成数据发送给处理单元；
区段计算分部把整条线路的运营中的列车涉及的区段命令表存储在区段信息缓存区里，根据冲突影响因子算法，使用冲突权值计算模块进行区段之间的权值，该权值是根据实际情况进行设定，根据该权值设定区段的进路冗余值，得到不同的进路表的选择性判断，一般设定为：其中ki表示不同的小区段的进路表，H为设定的权值，e(k)为经过权值设定得到设定区段的进路冗余值；
轨旁智能体分部收集轨道上的各种突发状态，并且根据需要把这种状态统一转化成判断条件，发送给处理单元；其具体步骤为：轨旁智能体分部收集超限、绝缘、敌对、异常电力数据，信号机数据等数据，并把这些数据发送给感知单元，再由属性提取单元把影响轨道变化的数据根据状态变迁系统等算法进行转化成统一的格式，并送到处理单元；处理单元把道岔生成分部和轨旁智能体分部发送的数据格式用矩阵生成的方式以及还要进行数据提取和数据清洗，根据冲突权值计算模块调节进路表范围和冗余值，最后发送给计算进路表分部；计算进路表分部 中的列车位置数据模块把进路表范围和冗余值进行确定存储到缓存数组中，然后再发送给列控中心，由列控中心的进路判断模块判断是否要对列车的动作要不要更新。
附图说明
图1为本发明的体系结构图；
图2为本发明的道岔状态转换示意图
其中：STATUS代表整个运营系统的瞬间状态(包括列车位置，设备状态)；DC21表示道岔21；S1为信号机1；S3为信号机3；S5为信号机5；S12表示解锁区段12；
图3为本发明的区段解锁示意图
其中：S11,S12,S13,S16分别表示解锁区段11，12，13，16；Sec11,Sec12,Sec13,Sec16分别表示解锁时间11，12，13，16,
图4为本发明的列车具体运动的某个随着数据变态的整个状态变化示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，能实现同样功能的产品属于等同替换和改进，均包含在本发明的保护范围之内。具体方法如下：
实施例1：如图1所示：列控中心首先对进路表进行逻辑关系控制，包括有进路锁闭模块，进路判断模块，进路表更新模块；步骤包括：进路锁闭模块对进路表进行锁闭操作后，每条进路要判断与其他任何进路是否有发约束条件，进路判断模块对这种进路表的锁闭进行触发约束条件判断后，再发送给进路表更新模块，进路表更新模块的内部包括有进路表的数据库中，进路表更新模块通过进路判断模块选出合适的进路，执行进路更新处理动作，然后发送给区段生成分部和进路 表输出模块；
如图2所示：1.区段检查和征用模块。要办理一条进路，首先检查该进路上所有区段是否空闲，是否已被征用。如果该进路上所有区段都空闲，并且未被征用，则征用这些区段。2.道岔控制命令生成模块。道岔有定位和反位两个工作位置，只有当道岔所在区段未锁闭时，道岔才能改变其工作位置。以道岔21为例，其道岔转换的梯形图可以生成图2所示的图形：区段生成分部分为两个模块：区段征用模块，区段解锁模块；区段征用模块接收到进路表更新模块发送的命令后，生成封闭命令或者是占用命令；封闭命令设定为列车可以使用该区段，使用后该区段为占用状态，其他列车不可以通过，占用命令设定为其他列车已经占用该区段，该区段属于其他列车占用状态而不可以通过；由于涉及整条线路根据策略划分的无数个小区段，所以要进行策略计算，得到每个小区段的封闭命令或者是占用命令，生成区段命令表，通过区段解锁模块把整条线路的运营中的列车涉及的区段命令表发送给区段计算分部和道岔生成分部；
道岔生成分部的道岔控制命令生成模块会成生成转动和封锁两种命令；并且对这两种命令进行误差判断，根据误差得到这两种命令的冗余算法，比如说，可以将道岔21工作位置转换的逻辑判断转化为智能算法的伪代码如下：
其中S1到S3和STATUS可以表示不同的道岔和此时整个列车及道岔的位置状态，然后在实际运营根据实时数据，把道岔的生成数据发送给采集单元；采集单元把道岔的生成数据发送给处理单元；区段计算分部把整条线路的运营中的列车涉及的区段命令表存储在区段信息缓存区里，根据冲突影响因子算法，使用冲突权值计算模块进行区段之间的权值，该权值是根据实际情况进行设定，根据该权值设定区段的进路冗余值，得到不同的进路表的选择性判断，一般设定为： 其中ki表示不同的小区段的进路表，H为设定的权值，e(k)为经过权值设定得到设定区段的进路冗余值；
图3为另一种方法检查解锁区段12的逻辑表示，将其转化为智能算法代码：
轨旁智能体分部收集轨道上的各种突发状态，并且根据需要把这种状态统一转化成判断条件，发送给处理单元；其具体步骤为：轨旁智能体分部收集超限、绝缘、敌对、异常电力数据，信号机数据等数据，并把这些数据发送给感知单元，再由属性提取单元把影响轨道变化的数据根据状态变迁系统等算法进行转化成统一的格式，并送到处理单元；
比如说超限状态。为了保证行车安全，信号机开放时，首先必须把进路中的所有区段置成初始状态，且把敌对进路锁闭在未建立状态，否则不在这种情况范围内的称为超限。并且还要检查进路中的所有区段绝缘、敌对正确，并且进路中的所有区段被该进路征用，当这些条件全部满足时，实现轨旁智能体分部的智能收集。比如说在信号开放时需要满足以下技术条件：进路中道岔位置正确且道岔区段锁闭、进路中的所有区段空闲、敌对进路锁在未建立状态。列车一旦驶入进路，立即关闭信号机。此时的轨旁及信号安全，可以分很多情况：比如说道岔与进路之间的关系，它在进路选排时进行条件设定。在获取安全性时，可以用道岔与信号机之间的联锁关系表示，见表1。
表1 道岔与信号机之间的联锁关系表
AG！(S5＝1&DC21＝1)(永远不会存在信号机S5开放，而道岔21处于反位的情况)
AG！(S3＝1&DC21＝0)(永远不会存在信号机S3开放，而道岔21处于定位的情况)
AG！(S6＝1&DC22＝1)(永远不会存在信号机S6开放，而道岔22处于反位的情况)
AG！(S4＝1&DC22＝0)(永远不会存在信号机S4开放，而道岔22处于定位的情况
进路与进路之间的联锁关系
办理进路时，需要占用同一区段的进路为敌对进路，进路间的敌对关系见表2。
表2 进路与进路之间的联锁关系表
用一定的公式表达敌对进路不能同时建立：
AG！(JS1＝1&JS2＝1)(永远不会出现进路1和进路2同时建立的情况)
AG！(JS1＝1&JS3＝1)(永远不会出现进路1和进路3同时建立的情况)
AG！(JS1＝1&JS4＝1)(永远不会出现进路1和进路4同时建立的情况)
AG！(JS1＝1&JS7＝1)(永远不会出现进路1和进路7同时建立的情况)
AG！(JS2＝1&JS3＝1)(永远不会出现进路2和进路3同时建立的情况)
AG！(JS2＝1&JS4＝1)(永远不会出现进路2和进路4同时建立的情况)
AG！(JS2＝1&JS8＝1)(永远不会出现进路2和进路8同时建立的情况)
AG！(JS3＝1&JS4＝1)(永远不会出现进路3和进路4同时建立的情况)
AG！(JS5＝1&JS6＝1)(永远不会出现进路5和进路6同时建立的情况)
AG！(JS5＝1&JS7＝1)(永远不会出现进路5和进路7同时建立的情况)
AG！(JS5＝1&JS8＝1)(永远不会出现进路5和进路8同时建立的情况)
AG！(JS6＝1&JS7＝1)(永远不会出现进路6和进路7同时建立的情况)
AG！(JS6＝1&JS8＝1)(永远不会出现进路6和进路8同时建立的情况)
AG！(JS7＝1&JS8＝1)(永远不会出现进路7和进路8同时建立的情况)
另外在每个信号机和进路表也会存在互斥和合并的状态：
EF(S1＝1)
EF(S2＝1)
EF(S3＝1)
EF(S4＝1)
EF(S5＝1)
EF(S6＝1)
设置进路，可能会开放相应的信号机，但并不是一定开放。
EF((J1＝1)→AF(S1＝1))
EF((J2＝1)→AF(S1＝1))
EF((J3＝1)→AF(S3＝1))
EF((J4＝1)→AF(S5＝1))
EF((J5＝1)→AF(S4＝1))
EF((J6＝1)→AF(S6＝1))
EF((J7＝1)→AF(S2＝1))
EF((J8＝1)→AF(S2＝1))
如图4所示：列车各种状态的变化可以图4进行示意，把每个动作根据不同的数据进行变迁关系生成矩阵和数据的形式；此时处理单元需要把道岔生成分部和轨旁智能体分部发送的数据格式用矩阵生成的方式以及还要进行数据提取和数据清洗，根据冲突权值计算模块调节进路表范围和冗余值，最后发送给计算进路表分部；计算进路表分部中的列车位置数据模块把进路表范围和冗余值进行确定存储到缓存数组中，然后再发送给列控中心，由列控中心的进路判断模块判断是否要对列车的动作要不要更新。更新的条件可以为：进路上的所有区段实现锁闭。实现三点检查法解锁区段：列车出清上一区段并解锁；列车出清本区段，本区段空闲；且在列车进入下一区段，下一区段被占用时，本区段解锁。
本发明设计的智能计算铁路进路表中的装置的优点主要有：根据实际运营和突发状态生成不同的进路表，并根据列车的状态和各种设备的状态产生冗余进路表和列车的范围，从而提高行车的可靠性。

Claims (1)

1.一种智能计算铁路进路表中的装置，其特征在于：
列控中心首先对进路表进行逻辑关系控制，包括有进路锁闭模块，进路判断模块，进路表更新模块；步骤包括：所述进路锁闭模块对进路表进行锁闭操作后，所述锁闭操作就是检查每条进路达到死锁状态，每条进路与其他任何进路没有任何触发约束条件，所述进路判断模块对这种进路表的锁闭进行触发约束条件判断后，再发送给所述进路表更新模块，所述进路表更新模块的内部包括有进路表的数据库中，所述进路表更新模块通过所述进路判断模块选出合适的进路，执行进路更新处理动作，然后发送给区段生成分部和进路表输出模块；所述区段生成分部分为两个模块：区段征用模块，区段解锁模块；所述区段征用模块接收到所述进路表更新模块发送的命令后，生成封闭命令或者是占用命令；所述封闭命令设定为列车可以使用该区段，使用后该区段为占用状态，其他列车不可以通过，所述占用命令设定为其他列车已经占用该区段，该区段属于其他列车占用状态而不可以通过；由于涉及整条线路根据策略划分的无数个小区段，所以要进行策略计算，得到每个小区段的所述封闭命令或者是所述占用命令，生成区段命令表，通过所述区段解锁模块把整条线路的运营中的列车涉及的所述区段命令表发送给区段计算分部和道岔生成分部；
所述道岔生成分部的道岔控制命令生成模块会成生成转动和封锁两种命令；并且对这两种命令进行误差判断，根据误差得到这两种命令的冗余算法，然后在实际运营根据实时数据，把道岔的生成数据发送给采集单元；所述的采集单元把所述的道岔的生成数据发送给处理单元；
所述区段计算分部把整条线路的运营中的列车涉及的所述区段命令表存储在区段信息缓存区里，根据冲突影响因子算法，使用冲突权值计算模块进行区段之间的权值，该权值是根据实际情况进行设定，根据该权值设定区段的进路冗余值，得到不同的进路表的选择性判断，一般设定为：其中ki表示不同的小区段的进路表，H为设定的权值，e(k)为经过权值设定得到设定区段的进路冗余值；
轨旁智能体分部收集轨道上的各种突发状态，并且根据需要把这种状态统一转化成判断条件，发送给所述处理单元；其具体步骤为：所述轨旁智能体分部收集超限、绝缘、敌对、异常电力数据，信号机数据等数据，并把这些数据发送给感知单元，再由属性提取单元把影响轨道变化的数据根据状态变迁系统等算法进行转化成统一的格式，并送到所述处理单元；所述处理单元把所述道岔生成分部和轨旁智能体分部发送的数据格式用矩阵生成的方式以及还要进行数据提取和数据清洗，根据所述冲突权值计算模块调节进路表范围和冗余值，最后发送给计算进路表分部；所述计算进路表分部中的列车位置数据模块把进路表范围和冗余值进行确定存储到缓存数组中，然后再发送给列控中心，由列控中心的所述进路判断模块判断是否要对列车的动作要不要更新。
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