CN107089250B - 一种无线调车机车信号和监控系统的站场切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线调车机车信号和监控系统的站场切换方法，其将相邻两控制区的地面设备之间建立通信通道，交换两个控制区间的邻接部分信号、进路情况，当已注册的机车前方开通转场进路时，所处控制区的地面机柜将两个控制区邻接区域的信号情况发送给机车，并适时通知机车执行站场切换，切换到即将进入的控制区，同时，将机车车列的信息通过通信通道发送给对应的地面机柜，对应地面设备直接接管对机车车列的控制，无需再执行注册入网重新初始化机车车列信息的过程，从而达到对机车转场作业连续控制的目的，对提高无线调车机车信号和监控系统的控制性能具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种无线调车机车信号和监控系统的站场切换方法。
背景技术
无线调车机车信号和监控系统(STP)是用于铁路车站调车机车信号显示和调车作业监控的计算机集成控制系统，系统地面机柜与计算机联锁系统或车站DMIS/CTC系统联网，采集站场联锁、作业单等信息，跟踪站场内作业的调车机车，将站场信息、机车前方调车信号、作业单等通过无线信道传送到车载主机上，实现调车信号、调车进路及作业单等在机车彩色显示器上的实时显示，并结合列车运行监控装置实现了对调车作业的安全防护控制和作业数据记录。
系统由地面设备和车载设备两部分组成，车载设备与地面设备间通过无线数传方式进行通信。系统的结构如图1所示，地面设备包括地面主机、地面无线通信设备、电务维护终端、车务终端等，车载设备包括车载主机、车载无线通信设备等，相关设备有应答定位器接收模块、应答定位器等。STP无线调车机车信号和监控系统已在全国广泛推广应用，系统对保障调车机车调车作业的安全、防止调车事故的发生、规范调车作业的安全管理发挥了重要作用。
安装STP无线调车机车信号和监控系统的机车在相邻的两个车站或不同控制区(以下统称为控制区)作业时，需要进行站场切换，即车载主机装载将要进入控制区的数据，转换无线数传电台的通信频率，与对应的地面主机建立无线通信通道，并注册入网。车载主机一般是通过地面安装的点式应答定位器获取进入的车站站号、场号信息来执行站场切换的，也可以在机车进站后通过机车乘务员手动操作实现切换，但是，这两种方式的站场切换都是机车接近车站或进站过程中、进站后进行的，在此过程中无法及时发挥系统功能，因而至少存在如下缺陷：首先，机车经过应答定位器时，距前方的调车信号机的距离较近，且车列前端的位置无法确定，系统对第一架信号机难以进行全面防护。其次，如果机车进行推进作业，机车经过应答定位器时，前端的车辆可能已越过数架信号机，即系统对已越过的信号机没有起到防护作用。再次，应答定位器是安装于车站入口处的无源设备，系统无法对应答定位器进行在线监测。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线调车机车信号和监控系统的站场切换方法，可以实现机车在两个控制区间站场切换时的无缝切换，提高无线调车机车信号和监控系统控制性能。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种无线调车机车信号和监控系统的站场切换方法，包括：
建立源控制区的地面设备与目的控制区的地面设备之间的通信通道，所述源控制区与目的控制区为相邻的车站或者控制区间；
当机车开通源控制区至目的控制区的进路时，源控制区的地面设备向目的控制区地面设备发送列车转场信息；之后，源控制区的地面设备将接收到目的控制区的地面设备回发的接口区段对应的目的控制区进路信息，并将源控制区进路信息与目的控制区进路信息发送给机车的车载设备；
当机车进入源控制区与目的控制区之间的区段时，源控制区的地面设备根据目的控制区进路开放情况及无线电台信号覆盖情况综合判断切换时机，当站场切换条件符合时，源控制区的地面设备向目的控制区的地面设备发送确认站场切换信息，由目的控制区的地面设备接管对机车的控制权，同时向机车的车载设备发送站场切换指令，通知车载设备进行站场切换。
所述列车转场信息包括：机车车列的长度、位置以及接口区段。
所述车载设备接收到站场切换指令后，预先启动电台频率切换准备，并将本车列基本控制信息存入转场数据区；然后，读取两个控制区对应的场联数据表，根据场联数据表对转场数据区中的信号机、区段以及道岔的代码进行转换，即将源控制区的地面设备代码转换为目的控制区的地面设备代码；再读取目的控制区的站场数据，对控制数据区进行初始化，同时根据读取的目的控制区的电台工作频率执行电台频率切换；最后根据转场数据区的已转换数据对车载设备的控制参数重置，开始接收目的控制区的地面设备的控制指令并进行控制。
所述场联数据表用于实现两个控制区数据的对照变换。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，首先，本发明可解决无线调车机车信号和监控系统的机车转换控制区过程中，邻接控制区的信号不能及时显示问题，机车在站场切换前即可显示邻接控制区的信号，使机车乘务员提前了解下一控制区进路是否开放，避免由于前方进路未知引起的机车限速。其次，可以解决无线调车机车信号和监控系统在机车转换控制区后，转入控制区需要重新计算机车车列信息，前方距离要重新校正，不能及时防护问题；机车控制过程无缝切换，且保留了机车车列在上一控制区的辆数、相对位置、距离等信息，避免控制参数初始化和重新计算过程，进行连续精准控制。再次，解决无线调车机车信号和监控系统在机车推进车辆转换控制区时，由于切换较晚无法对推进车辆前方的信号机进行防护的问题；机车不间断显示车列最前端到前方信号机的距离，并进行实时防护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明背景技术提供的无线调车机车信号和监控系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的无线调车机车信号和监控系统机车站场切换控制流程图；
图3为本发明实施例提供的无线调车机车信号和监控系统机车站场切换控制的场景示意图。
具体实施方式
下面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，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种无线调车机车信号和监控系统的站场切换方法，将相邻两控制区的地面设备之间建立通信通道，交换两个控制区间的邻接部分信号、进路情况，当已注册的机车前方开通转场进路时，所处控制区的地面机柜将两个控制区邻接区域的信号情况发送给机车，并适时通知机车执行站场切换，切换到即将进入的控制区，同时，将机车车列的信息通过通信通道发送给对应的地面机柜，对应地面设备直接接管对机车车列的控制，无需再执行注册入网重新初始化机车车列信息的过程，从而达到对机车转场作业连续控制的目的，对提高无线调车机车信号和监控系统的控制性能具有重要意义。
如图1所示，本发明实施例提供的站场切换方法主要包括如下步骤：
1)建立源控制区的地面设备与目的控制区的地面设备之间的通信通道。本领域技术人员可以理解，所述源控制区与目的控制区可以为相邻的车站或者控制区间。
2)源控制区的地面设备会实时追踪机车位置，当机车开通源控制区至目的控制区的进路时，源控制区的地面设备向目的控制区地面设备发送列车转场信息；之后，源控制区的地面设备将接收到目的控制区的地面设备回发的接口区段对应的目的控制区进路信息，并将源控制区进路信息与目的控制区进路信息发送给机车的车载设备。
3)当机车进入源控制区与目的控制区之间的区段时，源控制区的地面设备根据目的控制区进路开放情况及无线电台信号覆盖情况综合判断切换时机，当站场切换条件符合时，源控制区的地面设备向目的控制区的地面设备发送确认站场切换信息，由目的控制区的地面设备接管对机车的控制权，同时向机车的车载设备发送站场切换指令，通知车载设备进行站场切换。
示例性的，当目的控制区办理了进路并开放信号后，如果机车进入了目的控制区的无线通信覆盖范围，则符合站场切换条件，可以开始站场切换。
4)所述车载设备接收到站场切换指令后，预先启动电台频率切换准备，并将本车列基本控制信息存入转场数据区；然后，读取两个控制区对应的场联数据表，根据场联数据表对转场数据区中的信号机、区段以及道岔的代码进行转换，即将源控制区的地面设备代码转换为目的控制区的地面设备代码；再读取目的控制区的站场数据，对控制数据区进行初始化，同时根据读取的目的控制区的电台工作频率执行电台频率切换；最后根据转场数据区的已转换数据对车载设备的控制参数重置，开始接收目的控制区的地面设备的控制指令并进行控制。
本发明实施例中，所述列车转场信息主要包括：机车车列的长度、位置以及接口区段。
另外，为了实现切换过程平稳可靠，本发明采取了以下几项处理技术：1)采用场联数据表来实现两个控制区数据的对照变换。由于两个控制区数据是单独编码的，无法由数据导出两个站场的相对关系，场联数据表可有效描述两个控制区的关系和设备编码对应关系，为站场控制信息的转换建立基础。2)采用预设站场切换条件的方式进行站场切换时机控制，站场切换条件可由站场数据配置，这些配置可根据现场无线电台的场强覆盖情况、人员操作习惯等灵活设置。3)采用建立地面设备间通信的方式，实现两个控制区的信息交互及统一，机车全程控制。系统实时检测两个设备间的通信状态，故障立即报警，避免采用应答器等其他站场切换方式引起的故障不能实时检测问题。4)由源站场地面机柜预先向机车发送目的站场的信号、进路情况，避免由于前方进路未知引起的机车限速。5)车载设备收到站场转换指令后，预先启动电台频率切换初始化准备，然后再进行数据读取、转换等操作，有效缩短电台频率切换的等待时间。
为了便于理解，下面结合一具体示例进行说明。
如图3所示，图中车站分为1场和3场两个控制区，机车在每个控制区由对应的地面机柜(也即地面设备)控制，在两个地面机柜间采用光缆进行通信。机车牵引车列从3场出发，向1场信号机D101靠近。当机车车列开通3场至D101的进路时，3场地面机柜开始向1场地面机柜发送车列转场信息，信息中包括了机车车列的长度、位置、接口区段等，1场地面机柜接收此信息后，向3场地面机柜回发接口区段对应的1场进路信息，3场地面机柜也将本场进路及1场开放进路的情况发送给车载设备，由车载设备按照前方进路进行调车监控控制。机车进入D302与D101之间的场联区段时，3场地面机柜根据1场进路开放情况及无线电台信号覆盖情况综合判断切换时机，当站场切换条件符合时，3场地面机柜向1场地面机柜发送确认站场切换信息，由1场地面机柜接管对机车的控制权，同时向车载设备发送站场切换指令，通知车载设备进行站场切换。车载设备接收的站场切换指令后，首先预先启动电台频率切换准备，并将本车列基本控制信息存入转场数据区；再读取两个场对应的场联数据表，根据场联数据表对转场数据区中的信号机、区段、道岔等代码进行转换，即将3场设备代码转换为1场设备代码；然后读取1场站场数据，对控制数据区进行初始化，同时根据读取的1场电台工作频率执行电台频率切换；最后根据转场数据区的已转换数据对车载设备的控制参数重置，开始接收1场地面机柜的控制指令并进行控制。此过程中涉及的车载设备存储并读取的数据有两种，一种是站场数据，每个控制区都会生产一套站场数据，基本内容是站场内信号机、道岔、区段等设备的名称、代码、长度、相互连接关系等。另一种是场联数据，它记录了两个站场间的公共或连接部分设备代码对应关系。
本领域技术人员可以理解，所述的进路表示在车站内列车或调车车列由一个地点到另一个地点所运行的经路。
本领域技术人员可以理解，每个车站都规定了固定的车站号，即站号；一个车站又可以分为多个场，每个场的编号为场号。
本领域技术人员可以理解，站场数据：即存储了特定站场内主要联锁设备信息的数据，包括站场的信号机、轨道电路、道岔等设备的状态、位置关系、链路关系及各区段长度等信息。
本发明实施例上述方案，主要具有如下优点：
1)提高无线调车机车信号和监控系统的控制性能，实现两个STP控制区之间的机车控制无缝切换。
2)可解决无线调车机车信号和监控系统的机车转换控制区过程中，邻接控制区的信号不能及时显示问题。机车在站场切换前即可显示邻接控制区的信号，使机车乘务员提前了解下一控制区进路是否开放，避免由于前方进路未知引起的机车限速。
3)解决无线调车机车信号和监控系统在机车转换控制区后，转入控制区需要重新计算机车车列信息，前方距离要重新校正，不能及时防护问题。机车控制过程无缝切换，且保留了机车车列在上一控制区的辆数、相对位置、距离等信息，避免控制参数初始化和重新计算过程，进行连续精准控制。
4)解决无线调车机车信号和监控系统在机车推进车辆转换控制区时，由于切换较晚无法对推进车辆前方的信号机进行防护的问题。机车不间断显示车列最前端到前方信号机的距离，并进行实时防护。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种无线调车机车信号和监控系统的站场切换方法，其特征在于，包括：
建立源控制区的地面设备与目的控制区的地面设备之间的通信通道，所述源控制区与目的控制区为相邻的车站或者控制区间；
当机车开通源控制区至目的控制区的进路时，源控制区的地面设备向目的控制区地面设备发送列车转场信息；之后，源控制区的地面设备将接收到目的控制区的地面设备回发的接口区段对应的目的控制区进路信息，并将源控制区进路信息与目的控制区进路信息发送给机车的车载设备；
当机车进入源控制区与目的控制区之间的区段时，源控制区的地面设备根据目的控制区进路开放情况及无线电台信号覆盖情况综合判断切换时机，当站场切换条件符合时，源控制区的地面设备向目的控制区的地面设备发送确认站场切换信息，由目的控制区的地面设备接管对机车的控制权，同时向机车的车载设备发送站场切换指令，通知车载设备进行站场切换；
所述车载设备接收到站场切换指令后，预先启动电台频率切换准备，并将本车列基本控制信息存入转场数据区；然后，读取两个控制区对应的场联数据表，根据场联数据表对转场数据区中的信号机、区段以及道岔的代码进行转换，即将源控制区的地面设备代码转换为目的控制区的地面设备代码；再读取目的控制区的站场数据，对控制数据区进行初始化，同时根据读取的目的控制区的电台工作频率执行电台频率切换；最后根据转场数据区的已转换数据对车载设备的控制参数重置，开始接收目的控制区的地面设备的控制指令并进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种无线调车机车信号和监控系统的站场切换方法，其特征在于，所述列车转场信息包括：机车车列的长度、位置以及接口区段。
3.根据权利要求1所述的一种无线调车机车信号和监控系统的站场切换方法，其特征在于，所述场联数据表用于实现两个控制区数据的对照变换。
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