CN106696991B - 点式级别下列车安全防护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种点式级别下列车安全防护方法及系统。该方法中，无线接入点AP可以覆盖站台前的进路防护信号机与站台之间的第一区域。在计算机联锁设备CI检测到当前站台发生异常事件且确定当前有列车已经进入第一区域并向站台方向驶入时，可以及时通过无线接入点AP向该列车的车载信号设备发送站台设备异常信号，在列车的车载信号设备接收到该异常信号后，可以生成相应的安全防护指令。从而可以实现在列车经过站台前的进路防护信号机后，计算机联锁设备CI还能够与列车进行通信并向其及时发送站台内的异常状况信息，使得列车能够在驶入站台之前执行安全防护措施，避免在站台发生异常时列车仍然驶入站台，有效保证地铁的运行安全。

Description

点式级别下列车安全防护方法及系统

技术领域

本发明实施例涉及交通控制技术领域，具体涉及一种点式级别下列车安全防护方法及系统。

背景技术

点式级别作为CBTC(Communication Based Train Control System)级别的后备级别，在地面ATP(Automatic Train Protection，列车防护系统)故障等原因，导致系统无法维持在CBTC级别时，可以以点式级别运行，提高了信号系统的可用性。同时，对于城市的郊区线路，线路的站间距比较大，同时对于运营能力的要求不高(例如五分钟以上间隔)，可以不采用CBTC级别，而是将点式级别作为主控模式，并通过在站台布置车地无线通信设备，车载信号设备VOBC(Vehicle on board Control)与联锁设备CI(computer interlocking)通信实现车门和屏蔽门的联动控制。因此点式控制级别在城市轨道交通中发挥着重大的作用。

在点式级别下，列车移动的授权更新是通过布置在信号机前的可变应答器获得。在点式级别下，如图1所示，列车的运行以进路为单位，当满足如下所有条件时：1、进路防护的道岔(如果有)锁闭位置正确；2、进路防护范围内区段空闲；3、进路防护范围内紧急停车按钮未按下；4、进路防护范围内屏蔽门关闭且锁闭；此时，进路防护信号机开放，列车经过布置在进路防护信号机前的可变应答器，可获得点式移动授权的更新，并按点式级别持续运行。当上述条件中的任意一个条件不满足时，例如前方站台的屏蔽门锁闭异常时，此时进入站台是不安全的，进路防护信号机将禁止开放。相应地，可变应答器也不会向列车发送移动授权，以保证行车安全。

然而，在实施本发明实施例的过程中发明人发现，在点式级别下，列车以进路为单位进行运行，上述安全防护措施仅在列车未越过进路防护信号机时有效。如图2所示，当点式级别列车运行通过进路防护信号机并驶入进路内方时，若此时发生突发状况，例如站台紧急停车按钮按下(或者屏蔽门打开)，由于列车已经通过了能够向列车发送屏蔽门信号的应答器，车载信号设备此时将无法接收到站台内设备状态的变化信息，无法触发设备的安全防护，因此存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供了一种点式级别下列车安全防护方法及系统，用于克服现有的防护方法仅能够在列车到达进路防护信号机前将站台的突发状况信息发送至车载设备，而在越过进路防护信号机之后，列车无法获知站台的异常信息，无法及时触发防护措施，存在安全隐患的缺陷。

第一方面，本发明实施例提供了一种点式级别下列车安全防护方法，包括：

在计算机联锁设备处，在确定站台设备发生异常事件且当前有列车已驶入站台前的第一区域时，通过无线接入点向所述列车的车载信号设备发送站台设备异常信号；

在车载信号设备处，在接收到所述站台设备异常信号时，生成相应的安全防护指令；

其中，所述第一区域为站台前的进路防护信号机与站台之间的被所述无线接入点覆盖的区域。

可选地，确定站台设备发生异常事件的步骤包括：

若检测到紧急停车操作被触发和/或屏蔽门在站台内无列车时打开，则确定站台设备发生异常事件。

可选地，所述方法还包括：

在所述车载信号设备处，在确定列车已通过所述进路防护信号机后，周期性输出通信连接请求，所述通信连接请求包含请求与计算机联锁设备建立通信连接的信息；

相应地，确定当前有列车已驶入站台前的第一区域的步骤，包括：

在计算机联锁设备处，在通过所述无线接入点接收到所述车载信号设备发送的通信连接请求时，确定当前有列车已驶入站台前的第一区域，并与车载信号设备建立通信连接。

可选地，所述生成相应的安全防护指令，包括：生成列车紧急制动指令。

可选地，所述第一区域的距离大于所述列车紧急制动的距离。

可选地，所述方法还包括：

在计算机联锁设备处，在确定站台设备恢复正常时，通过无线接入点向所述车载信号设备发送站台设备恢复信号；

在车载信号设备处，在接收到所述站台设备恢复信号时，生成正常进站指令。

第二方面，本发明实施例还提供了一种点式级别下列车安全防护系统，包括：计算机联锁设备以及车载信号设备；

所述计算机联锁设备包括：至少一个第一处理器、至少一个第一存储器、第一通信接口和第一总线；

其中，所述第一处理器、第一存储器、第一通信接口通过所述第一总线完成相互间的通信；所述第一通信接口用于该计算机联锁设备与外界设备之间的信息传输；所述第一存储器存储有可被所述第一处理器执行的程序指令，所述第一处理器调用所述程序指令能够执行如上述所述的方法中在计算机联锁设备处执行的步骤；

所述车载信号设备包括：至少一个第二处理器、至少一个第二存储器、第二通信接口和第二总线；

其中，所述第二处理器、第二存储器、第二通信接口通过所述第二总线完成相互间的通信；所述第二通信接口用于该车载信号设备与外界设备之间的信息传输；所述第二存储器存储有可被所述第二处理器执行的程序指令，所述第二处理器调用所述程序指令能够执行如上述任一所述的方法中在车载信号设备处执行的步骤。

本发明实施例提供了一种点式级别下列车安全防护方法及系统。该方法中，无线接入点AP可以覆盖站台前的进路防护信号机与站台之间的第一区域。在计算机联锁设备CI检测到当前站台发生异常事件且确定当前有列车已经进入第一区域并向站台方向驶入时，可以及时通过无线接入点AP向该列车的车载信号设备发送站台设备异常信号，在列车的车载信号设备接收到该异常信号后，可以生成相应的安全防护指令。从而可以实现在列车经过站台前的进路防护信号机后，计算机联锁设备CI还能够与列车进行通信并向其及时发送站台内的异常状况信息，使得列车能够在驶入站台之前执行安全防护措施，避免在站台发生异常时列车仍然驶入站台，有效保证地铁的运行安全。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是现有技术中一种点式级别下列车移动授权原理示意图；

图2是现有技术中一种点式级别下点式系统无法实施响应站台状态示意图；

图3是本发明提供的一种点式级别下列车安全防护方法实施例流程图；

图4是本发明提供的一种点式级别下列车安全防护示意图；

图5是本发明提供的计算机联锁设备、无线接入点以及车载信号设备信令交互图；

图6是本发明提供的一种点式级别下列车进入第一区域情况示意图；

图7是本发明提供的一种点式级别下列车安全防护系统结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于理解本发明实施例提供的方法及系统，下面首先对本发明涉及到的地铁运行系统中常用的设备进行说明。

一条地铁线路一般会有一个主的控制中心，然后在每个地铁站内会设置有设备集中站，计算机联锁设备CI就位于设备集中站中。计算机联锁设备CI主要用于对该地铁站范围内的轨旁设备进行控制，这里的轨旁设备可以包括信号机、道岔、屏蔽门、计轴设备、紧急停车控制设备以及应答器。其中，信号机可以被形象的理解为地铁线路上的红绿灯，用于标识前方的道路是否可行；这里的应答器是设置在铁轨上的，应答器包括有源应答器以及无源应答器。

一般来说一辆列车会设置至少一个车载信号设备VOBC。车载信号设备VOBC用于接收调度设备发送的指令或状态信息，并根据指令状态信息对列车的运行进行相应的控制。

在点式级别下，车载信号设备VOBC可以通过设置在铁轨上的应答器接收计算机联锁设备CI向其发送的指令。当列车经过有源应答器时，列车的会车载信号设备VOBC与有源应答器进行信息交互，列车此时可以获知计算机联锁设备CI向其发送的指示信息；之后应答器再将消息传输给计算机联锁设备CI，从而使得CI能够获知列车的情况。

基于上述内容，第一方面，本发明实施例提供了一种点式级别下列车安全防护方法，如图3、图4所示，包括：

S1、在计算机联锁设备CI处，在确定站台设备发生异常事件且当前有列车已驶入站台前的第一区域时，通过无线接入点AP向列车的车载信号设备VOBC发送站台设备异常信号；

S2、在车载信号设备VOBC处，在接收到站台设备异常信号时，生成相应的安全防护指令；

其中，第一区域为站台前的进路防护信号机与站台之间的被无线接入点覆盖的区域。

本发明实施例提供的点式级别下列车安全防护方法中，无线接入点AP可以覆盖站台前的进路防护信号机与站台之间的第一区域。在计算机联锁设备CI检测到当前站台发生异常事件且确定当前有列车已经进入第一区域并向站台方向驶入时，可以及时通过无线接入点AP向该列车的车载信号设备VOBC发送站台设备异常信号，在列车的车载信号设备VOBC接收到该异常信号后，可以生成相应的安全防护指令。从而可以实现在列车经过站台前的进路防护信号机后，计算机联锁设备CI还能够与列车进行通信并向其及时发送站台内的异常状况信息，使得列车能够在驶入站台之前执行安全防护措施，避免在站台发生异常时列车仍然驶入站台，有效保证地铁的运行安全。

在实际应用中，这里的计算机联锁设备CI与无线接入点AP的连接是通过无线交换机基于无线网络连接的。由于现有技术中当列车驶入站台停车时，车载信号设备VOBC也需要通过无线接入点AP与计算机联锁设备CI进行通信以获知屏蔽门的状态。因此，这里的用于覆盖第一区域的无线接入点AP与覆盖站台区域的无线接入点AP可以为同一个AP。当然，如果为了增强第一区域内的信号覆盖能力，或是为了扩大第一区域的范围，这里也可以在进路防护信号机与站台之间单独再设置一个无线接入点AP，本发明对此不作具体限定。

此外，在实际应用中，这里的站台设备异常信号可以包括出现异常的设备名称、状态，在某些特殊情况下还可以包括用于指示列车执行特定操作的执行信息，本发明对此不作具体限定。

在具体实施时，步骤S1中的确定站台设备发生异常事件的步骤可以包括：若检测到紧急停车操作被触发和/或屏蔽门在站台内无列车时打开，则确定站台设备发生异常事件。

也就是说，这里的站台设备发生异常事件可以具体是指紧急停车按钮被按下触发了紧急停车操作，还可以是指站台内的屏蔽门在站台内没有驶入列车时处于开启状态或自动打开或无法正常关闭等异常状态。在检测到上述异常事件发生时，此时可以确定站台设备发生了异常事件。此外如前文所述，由于计算机联锁设备CI与站台屏蔽门以及紧急停车按钮控制电路都是通过一系列的线缆连接的，因此这里的检测到站台屏蔽门以及紧急停车按钮异常事件发生可以理解为：计算机联锁设备CI通过与屏蔽门或紧急停车按钮控制电路相连的线缆实时监测屏蔽门或紧急停车按钮控制电路的状态信号，这一实时检测可以为周期性主动获取屏蔽门或紧急停车按钮控制电路的状态信号或周期性接收屏蔽门或紧急停车按钮控制电路上报的状态信号。在该状态信号与正常的状态信号不符时，则认为检测到站台屏蔽门或紧急停车按钮有异常事件发生。

当然，上述所述的站台屏蔽门异常或紧急停车按钮被按下仅是本发明实施例列举出的几种站台设备发生异常的情况，在实际情况下，站台的其他设备还可能会出现其他威胁列车运行安全的异常的情况，本发明对此不作具体限定。

在具体实施时，步骤S2中的生成相应的安全防护指令步骤可以具体为生成列车紧急制动指令。也就是说，在车载信号设备VOBC接收到站台设备异常信号时，可以立即触发列车紧急制动的操作，使得列车能够尽快减速，争取在进站之前停车。

相应地，为了使得列车能够有足够的时间制定，这里的第一区域的距离(图4中标识的距离S)应当大于列车紧急制动的距离，也即无线接入点AP覆盖的范围应该大于紧急制动的距离。进一步地，由于车载信号设备VOBC通过无线接入点AP与计算机联锁设备CI进行通信也会花费一定的时间，虽然可能时间很短，但由于列车正处在高速运行状态，较短的时间也会运行一定的距离，因此这一通信建立以及通信延迟的时间也需要考虑进去并反映在第一区域的距离设置上。此外，为尽可能地保证列车的绝对安全，第一区域的设置还需要考虑到其他因素，例如无线接入点AP的覆盖边缘区域的无线信号质量较差导致传输会出现一定的错误等等因素，本发明对此不作具体限定。

在具体实施时，不难理解的是，在列车驶入第一区域后，为了使得车载信号设备VOBC能够与计算机联锁设备CI进行通信，车载信号设备VOBC首先需要与计算机联锁设备CI建立连接，这里的建立连接的方式可以有很多种，下面对其中一种可选的连接方式进行介绍，如图5所示，包括：

在轨旁设备出现异常时，例如屏蔽门异常打开或者紧急停车按钮被按下，轨旁设备会将这一异常上报给计算机联锁设备CI。计算机联锁设备CI在接收到这一信息时，会认为当前发生了站台设备异常事件，此时判断第一区域内是否有列车驶入。

在车载信号设备VOBC处，在列车与进路防护信号机前的可变应答器交互信息之后，可以确定此时列车已通过进路防护信号机。此时可以周期性输出通信连接请求，该通信连接请求可以包含请求与计算机联锁设备建立通信连接的信息，这里可以广播该通信连接请求。

可以理解的是，在列车经过进路防护信号机但还未进入第一区域时，车载信号设备VOBC输出的通信连接请求可能不会接收到响应，此时车载信号设备VOBC还无法与计算机联锁设备CI建立连接。一旦列车进入到第一区域之后，由于第一区域被无线接入点AP覆盖，因此此时无线接入点AP可以接收到这一通信连接请求，并将这一通信连接请求通过无线交换机发送至计算机联锁设备CI。

相应地，在计算机联锁设备CI处，在通过无线接入点接收到车载信号设备VOBC发送的通信连接请求时，此时可以确定当前有列车已驶入站台前的第一区域。如果当前发生了站台设备异常事件，则立刻与车载信号设备VOBC建立通信连接，并及时将这一异常情况传输至车载信号设备VOBC。

车载信号设备VOBC在接收到这一异常情况后，立即采取相应的安保措施，例如紧急制动。由于第一区域的距离可以为大于列车紧急制动的距离，因此在这种情况下列车可以有足够的时间制动并能够在进站之前停车。

上述所述的过程是列车在经过进路防护信号机但还未进入第一区域时站台发生异常的情况。在实际情况中，还有可能出现列车在进入第一区域后站台发生异常的情况。具体来说，如图6所示，由于列车一进入到第一区域内就可以与计算机联锁设备CI建立连接，因此此时是处于与计算机联锁设备CI的连接状态。此时如果站台发生异常，计算机联锁设备CI在获知异常之后可以立刻通过连接发送至车载信号设备VOBC。车载信号设备VOBC此时立刻触发安全保护措施，例如紧急制动，以使列车尽可能地在站台前停车。如果在车载信号设备VOBC接收到异常信号时已经很接近站台了，那么很有可能无法在站台前停车，那么此时也可以以较低的速度进入站台，尽可能地减小危险的发生。

在具体实施时，可以理解的是，某些站台设备发生异常并不一定是设备出现的故障，也有可能是人为的误操作，例如误按下紧急制动按钮等等。如果不是设备的故障，那么人为的误操作可能很快就被纠正，此时站台设备可以恢复正常。由于在误操作触发时，计算机联锁设备CI已经向车载信号设备VOBC发送了异常信号。此时车载信号设备VOBC已经采取了紧急制动，如果误操作被很快纠正，列车已经可以安全进站，那么如果车载信号设备VOBC仍然进行紧急制动，可能会影响这条线路列车的运行。因此本发明实施例提供的方法还可以包括：

计算机联锁设备CI处在确定站台设备已经恢复正常时，可以通过无线接入点向车载信号设备VOBC发送站台设备恢复信号，告知其可以正常进站。车载信号设备VOBC处在接收到站台设备恢复信号时，可以生成正常进站指令，停止安全保住措施，恢复正常运行的操作，并正常进入站台内，从而能够在保证安全的情况下使得这一事件不会对于整条线路的运行产生不良影响。

第二方面，本发明实施例还提供了一种点式级别下列车安全防护系统，如图7所示，包括：计算机联锁设备201以及车载信号设备202；

计算机联锁设备201包括：第一处理器2011、第一存储器2012、第一通信接口2013和第一总线2014；

其中，第一处理器2011、第一存储器2012、第一通信接口2013通过第一总线2014完成相互间的通信；第一通信接口2013用于该计算机联锁设备201与外界设备之间的信息传输；第一存储器2012存储有可被第一处理器2011执行的程序指令，第一处理器2011调用程序指令能够执行第一方面所述方法中在计算机联锁设备处执行的步骤；

车载信号设备202包括：第二处理器2021、第二存储器2022、第二通信接口2023和第二总线2024；

其中，第二处理器2021、第二存储器2022、第二通信接口2023通过第二总线2024完成相互间的通信；第二通信接口2023用于该车载信号设备202与外界设备之间的信息传输；第二存储器2022存储有可被第二处理器2021执行的程序指令，第二处理器2021调用程序指令能够执行第一方面所述方法中在车载信号设备VOBC处执行的步骤。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (6)

1.一种点式级别下列车安全防护方法，其特征在于，包括：

在计算机联锁设备处，在确定站台设备发生异常事件且当前有列车已驶入站台前的第一区域时，通过无线接入点向所述列车的车载信号设备发送站台设备异常信号；

在车载信号设备处，在接收到所述站台设备异常信号时，生成相应的安全防护指令；

其中，所述第一区域为站台前的进路防护信号机与站台之间的被所述无线接入点覆盖的区域；

所述方法还包括：

在所述车载信号设备处，在确定列车已通过所述进路防护信号机后，周期性输出通信连接请求，所述通信连接请求包含请求与计算机联锁设备建立通信连接的信息；

相应地，确定当前有列车已驶入站台前的第一区域的步骤，包括：

在计算机联锁设备处，在通过所述无线接入点接收到所述车载信号设备发送的通信连接请求时，确定当前有列车已驶入站台前的第一区域，并与车载信号设备建立通信连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定站台设备发生异常事件的步骤包括：

若检测到紧急停车操作被触发和/或屏蔽门在站台内无列车时打开，则确定站台设备发生异常事件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成相应的安全防护指令，包括：生成列车紧急制动指令。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一区域的距离大于所述列车紧急制动的距离。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在计算机联锁设备处，在确定站台设备恢复正常时，通过无线接入点向所述车载信号设备发送站台设备恢复信号；

在车载信号设备处，在接收到所述站台设备恢复信号时，生成正常进站指令。

6.一种点式级别下列车安全防护系统，其特征在于，包括：计算机联锁设备以及车载信号设备；

所述计算机联锁设备包括：至少一个第一处理器、至少一个第一存储器、第一通信接口和第一总线；

其中，所述第一处理器、第一存储器、第一通信接口通过所述第一总线完成相互间的通信；所述第一通信接口用于该计算机联锁设备与外界设备之间的信息传输；所述第一存储器存储有可被所述第一处理器执行的程序指令，所述第一处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至5任一所述的方法中在计算机联锁设备处执行的步骤；

所述车载信号设备包括：至少一个第二处理器、至少一个第二存储器、第二通信接口和第二总线；

其中，所述第二处理器、第二存储器、第二通信接口通过所述第二总线完成相互间的通信；所述第二通信接口用于该车载信号设备与外界设备之间的信息传输；所述第二存储器存储有可被所述第二处理器执行的程序指令，所述第二处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至5任一所述的方法中在车载信号设备处执行的步骤。