CN107128337B - 应用于有轨电车运行控制系统的车载控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于有轨电车运行控制系统的车载控制系统及方法，该方法包括步骤：接收监控中心服务器发送的有轨电车运行计划整备数据，配置本车运行计划的控制信息；向道岔控制器发送接近消息以及道岔转换标志信息，或向道口控制器发送接近消息；根据本车运行计划的控制信息、接收到的道岔控制器的反馈信息或道口控制器的反馈信息，控制本车是否继续行进及行进速度。通过在道口或道岔前循问当前道岔、道口状态，若道口空闲则允许优先通过道口，若道岔锁闭则允许通过道岔，与传统按照固定计划行车的方式相比，提高了列出运行控制的灵活性及运行效率，避免了列出运行堵塞或资源浪费。

Description

应用于有轨电车运行控制系统的车载控制方法及系统

技术领域

本发明涉及城市轨道交通信号控制领域，特别涉及一种应用于有轨电车运行控制系统的车载控制方法及系统。

背景技术

目前，有轨电车运行系统中，车载控制系统功能单一，只是简单按照预先制定的运行计划控制列车行驶，运行计划制定不当，就会造成列车运行拥堵或者道口过于空闲，道岔控制、列车控制的灵活性和列车运营效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于有轨电车运行控制系统的车载控制方法及系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种应用于有轨电车运行系统的车载控制方法，包括步骤：

接收监控中心服务器发送的有轨电车运行计划整备数据，配置本车运行计划的控制信息；

向道岔控制器发送接近消息以及道岔转换标志信息，或向道口控制器发送接近消息；

根据本车运行计划的控制信息、接收到的道岔控制器的反馈信息或道口控制器的反馈信息，控制本车是否继续行进及行进速度。

根据本发明实施例，所述方法还包括步骤：

接收电子标签读卡器将通过读取设置于轨道旁的电子标签获得的位置信息，及测速装置测得的车速信息；

向后方行驶的有轨电车发送所述位置信息和所述车速信息；

所述根据本车运行计划的控制信息、接收到的道岔控制器的反馈信息或道口控制器的反馈信息，控制本车是否继续行进及行进速度，包括：根据本车运行计划的控制信息、接收到的道岔控制器的反馈信息或道口控制器的反馈信息，或前方行驶的有轨电车发送的位置信息和车速信息，控制本车是否继续行进及行进速度。

一种应用于有轨电车运行系统的车载控制系统，包括数据处理单元和逻辑控制单元；

所述数据处理单元用于识别接收到的信息并存储，所述接收到的信息包括监控中心服务器发送的有轨电车运行计划整备数据；

所述逻辑控制单元包括数据整备模块、移动授权计算模块、超速防护模块、正线道岔控制模块和道口优先申请模块；

数据整备模块用于根据监控中心服务器发送的有轨电车运行计划整备数据配置本车运行计划的控制信息；

移动授权计算模块用于有轨电车在运行过程中前方可安全运行里程的最大距离的计算；

超速防护模块用于有轨电车运行过程中的最大安全速度控制；

正线道岔控制模块用于有轨电车按运行计划行车过程中接近、进入和离开道岔列车速度控制；

道口优先申请模块用于有轨电车按运行计划行车过程中接近、进入和离开道口列车速度控制。

根据本发明实施例，所述接收到的信息还包括电子标签读卡器将通过读取设置于轨道旁的电子标签获得的位置信息，及测速装置测得的车速信息，前方行驶的有轨电车发送的位置信息和车速信息，所述移动授权计算模块、超速防护模块、正线道岔控制模块和道口优先申请模块分别在进行速度控制时，参考前方行驶的有轨电车的位置信息和车速信息进行速度控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

车载控制系统根据这些整备数据控制有轨电车行车，并在道口或道岔前询问当前道岔、道口状态，若道口空闲则允许优先通过道口，若道岔锁闭则允许通过道岔，与传统按照固定计划行车的方式相比，提高了列出运行控制的灵活性及运行效率，避免了列出运行堵塞或资源浪费。

通过与追踪队列中的有轨电车无线通信获取前车位置和速度，进而车载运行控制系统再根据道岔、道口和车站的位置计算移动授权完成列车安全运行控制。车载控制系统登录到监控中心服务器后，监控中心服务器自动向登录的车载控制系统下发整备数据从而完成当次有轨电车的行车计划、追踪队列的初始化和联锁表的建立；车载控制系统根据这些整备数据控制有轨电车行车，并通过与追踪队列中的有轨电车无线通信获取前车位置和速度，进而车载控制系统再根据道岔、道口和车站的位置计算移动授权完成列车安全运行控制。

附图说明：

图1是本发明实施例中车载控制系统的应用场景示意图。

图2是发明实施例中车载控制系统的功能模块框图。

图3是发明实施例中车载控制方法流程图。

图4是发明实施例中基于车-车通信的有轨电车运行控制系统道口优选申请场景示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

如图1所示，有轨电车运行控制系统包括路由器、AC网络控制器、交换机和AP控制器及其射频信号发射天线等网络设备；道岔控制器、道口控制器等轨旁信号设备；以及监控中心服务器、有轨电车及其车载设备。有轨电车车载设备包括测速单元、读卡器、AP控制器及其射频信号发射天线和车载计算机。有轨电车车载设备中的车载计算机通过路由器、AC网络控制器、交换机和AP控制器部署的无线网络与监控中心服务器、道岔控制器、道口控制器进行通信；车载计算机运行的车载控制系统对有轨电车进行实时控制。

有轨电车的测速单元将测到的有轨电车速度实时地通过总线方式传输到车载计算机。车载控制系统根据测到的有轨电车速度实时计算有轨电车里程和对有轨电车速度进行控制。

有轨电车在经过电子标签上方时，有轨电车上的电子标签读卡器将读到的电子标签卡号通过总线方式传输到车载计算机；车载控制系统根据卡号信息进行有轨电车位置校准。

有轨电车接近道岔时，车载控制系统向道岔控制器发送接近消息以及道岔转换标志信息，与此同时控制有轨电车限速运行，等待道岔控制器反馈道岔锁闭状态。车载控制系统根据道岔控制器反馈的道岔锁闭状态控制有轨电车速度。

有轨电车接近道口时，车载控制系统向道口控制器发送接近消息，与此同时控制有轨电车限速运行、等待道口控制器返回道口状态。车载控制器系统根据道口控制器反馈的道口状态控制有轨电车速度。

有轨电车正线运行时，如果有轨电车前方无有轨电车，则当前有轨电车的车载控制系统将授权距离计算到距离车站、道岔和道口最近处。

有轨电车正线运行时，如果有轨电车前方有有轨电车，则当前有轨电车的车载控制系统通过无线通信实时接收前车的位置和速度数据，并将授权距离计算到距离前车、车站、道岔和道口最近处；如果与此同时当前有轨电车后面也有有轨电车则同时向后车的车载控制系统发送当前有轨电车的位置和速度。

监控中心服务器任务有：第一，负责车载计算机、轨旁信号设备(例如道口控制器、道岔控制器)登录的身份识别信息记录。这些身份识别信息包括IP地址、端口号以及设备类型号和设备编号；第二，负责有轨电车追踪队列的选排；第三，负责车载计算机与轨旁信号设备(包括道口控制器和道岔控制器)通信的控制信息转发；第四，负责向车载控制系统报告在线信号设备意外断网故障从而使运行控制系统从故障导向安全。

图2是车载控制系统功能模块示意图，车载控制系统包括数据处理单元、逻辑控制单元和人机界面单元。其中数据处理单元包括数据通信模块和数据存储模块。

数据通信模块能够实时地将接收到的数据进行解帧，以此识别出数据来源以及该数据的具体含义；与此同时将这些数据初始化到数据存储模块、人机界面单元和车载逻辑控制单元。

数据存储模块将列车运行状态信息实时地存储到车载数据库，将数据通信模块解析得到的数据来源信息包括设备类型、编号、IP地址、端口、设备状态和有轨电车运行速度、定位信标里程数据存储到车载逻辑控制单元缓冲区，以便于有轨电车车载控制系统针对于不同的车旁信号设备信息交换来确定列车能否继续运行和以多大速度运行的控制信息。

逻辑控制单元包括数据整备模块、移动授权计算模块、超速防护模块、正线道岔控制模块和道口优先申请模块。其中，数据整备模块用于接收监控中心服务器发送的有轨电车运行计划整备数据，根据所述整备数据配置本车运行计划的控制信息。运行计划包括有轨电车所属车次的行车线路所需要的道岔转换表、正线沿线车站是否停车的控制表以及发车时间；移动授权计算模块用于有轨电车在运行过程中前方可安全运行里程的最大距离的计算；超速防护模块用于有轨电车运行过程中的最大安全速度控制；正线道岔控制模块用于有轨电车按计划行车过程中接近、进入和离开道岔列车速度控制，具体的控制策略是：在接近道岔的区域连续等间隔敷设5个定位信标(定位信标个数和间距可根据实际需求进行调整)，当有轨电车运行到电子标签1时，称为1接近，车载控制系统立即向道岔控制器发送接近消息，消息帧中包含道岔的转换计划，道岔控制器接收到该信息帧后与自身的整备数据进行比较，一旦一致则按计划转动道岔。如果列车在5接近之前收到道岔控制器转换的道岔锁闭消息，则列车停止向道岔控制器发送接近消息而直接低速度通过道岔。如果在5接近道岔时候，道岔控制器还未反馈消息则控制有轨电车制动，接着以固定频率向道岔控制器发送接近消息，直到收到道岔控制器发送的道岔锁闭消息后停止发送接近消息，之后车载控制系统中允许有轨电车重新启动标志置位，才可允许有轨电车接受速度给定控制。但直到列车驶过道岔区间的时候才允许加速。道口优先申请模块用于有轨电车按计划行车过程中接近、进入和离开道口列车速度控制，具体控制策略是：按照如图4所示，在接近道口的区域连续等间隔敷设5个定位信标(定位信标个数和间距可根据实际需求进行调整)，当有轨电车运行到电子标签1时，称为1接近，车载控制系统立即向道口控制器发送接近消息。如果列车在5接近之前收到道口绿灯且空闲状态，则不再发送接近消息而直接通过道口，否则控制有轨电车制动，接着以固定频率向道口发送接近消息，直到收到道口绿灯且空闲状态后停车发送接近消息，之后车载控制系统中允许有轨电车重新启动标志置位，才可允许有轨电车接受速度给定控制，但直到列车驶过道口区间的时候才允许加速。在上述道岔和道口接近区间范围内车载控制系统控制列车以低速限速行驶。有轨电车离开道口或道岔标志可根据其距离道口或道岔的相对距离确定，相对距离大小根据具体运行实际线路进行调整。

人机界面单元通过人机交互实现有轨电车车辆基本参数设置；在运行过程中将列车运行状态包括速度、警示信息实时显示；实现对有轨电车运行记录的查看、打印和报表生成功能。

如图3所示，在应用于有轨电车运行系统的车载控制方法中，包括步骤：

车载控制器接收监控中心服务器发送的有轨电车运行计划整备数据，配置本车运行计划的控制信息；

车载控制器向道岔控制器发送接近消息以及道岔转换标志信息，或向道口控制器发送接近消息；

车载控制器根据本车运行计划的控制信息、接收到的道岔控制器的反馈信息或道口控制器的反馈信息，控制本车是否继续行进及行进速度。

上述方法通过在道口或道岔前循问当前道岔、道口状态，若道口空闲则允许优先通过道口，若道岔锁闭则允许有轨电车通过道岔，解决了传统车载控制方法灵活性差、效率低的问题。

在进一步优化的方案中，上述方法还包括步骤：

接收电子标签读卡器将通过读取设置于轨道旁的电子标签获得的位置信息，及测速装置测得的车速信息；

向后方行驶的有轨电车发送所述位置信息和所述车速信息；

在控制本车是否继续行进及行进速度的步骤中，具体策略是：根据本车运行计划的控制信息、接收到的道岔控制器的反馈信息或道口控制器的反馈信息，或前方行驶的有轨电车发送的位置信息和车速信息，控制本车是否继续行进及行进速度。

在进一步优化的方案中，实现了有轨电车与有轨电车之间的通信，减少了有轨电车与地面控制系统的通信数据量，解决了目前车载控制器与地面控制系统的通信数据量大，地面控制系统复杂的问题。

本发明实施例中，车载控制系统增加了移动授权计算功能和列车数据整备模块，通过数据整备模块可获取联锁表和正线追踪队列，实现部分计算机联锁功能。列车追踪更加灵活，在正线上运行的两列以上列车进行追踪时，追踪方式是前车向后车主动发送自身位置和速度，后车被动接收前车定位数据，通信方式是两列车之间通告无线通信方式进行信息交互。追踪实现方式是车载控制系统登录时，监控中心服务器立即根据运行里程对在线列车进行排序，排在前面的为前行列车，后面的为后行列车。监控中心服务器在确定了车辆顺序之后，依次通过无线通信向每列车车载控制系统的发送后车车载网络地址数据，列车车载控制系统收到后立即向后车发送自己的位置和速度。每列车车载控制系统都有接收定位数据和网络地址数据的接口。列车车载系统收到前车定位数据后，逻辑控制单元采用轮询方式不断比较当前列车位置和前车位置、当前列车速度和前车速度。从而得到两组数据：相对速度和相对距离。车载逻辑控制单元以此为依据进行移动授权的计算、列车速度控制和超速防护，从而保证有轨电车安全行驶。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (2)

1.一种应用于有轨电车运行控制系统的车载控制方法，其特征在于，包括步骤：

接收监控中心服务器发送的有轨电车运行计划整备数据，配置本车运行计划的控制信息；

向道岔控制器发送接近消息以及道岔转换标志信息，或向道口控制器发送接近消息；

接收电子标签读卡器将通过读取设置于轨道旁的电子标签获得的位置信息，及测速装置测得的车速信息；

向后方行驶的有轨电车发送所述位置信息和所述车速信息；

根据本车运行计划的控制信息、接收到的道岔控制器的反馈信息或道口控制器的反馈信息，或前方行驶的有轨电车发送的位置信息和车速信息，控制本车是否继续行进及行进速度；具体的控制策略是：

在接近道岔的区域连续等间隔敷设5个电子标签，当有轨电车运行到电子标签1时，称为1接近，车载控制系统立即向道岔控制器发送接近消息，消息帧中包含道岔的转换计划，道岔控制器接收到该信息帧后与自身的整备数据进行比较，一旦一致则按计划转动道岔；如果列车在5接近之前收到道岔控制器转换的道岔锁闭消息，则列车停止向道岔控制器发送接近消息而直接低速度通过道岔；如果在5接近道岔时候，道岔控制器还未反馈消息则控制有轨电车制动，接着以固定频率向道岔控制器发送接近消息，直到收到道岔控制器发送的道岔锁闭消息后停止发送接近消息，之后车载控制系统中允许有轨电车重新启动标志置位，才可允许有轨电车接受速度给定控制，但直到列车驶过道岔区间的时候才允许加速。

2.一种应用于有轨电车运行控制系统的车载控制系统，其特征在于，包括数据处理单元和逻辑控制单元；

所述数据处理单元用于识别接收到的信息并存储，所述接收到的信息包括监控中心服务器发送的有轨电车运行计划整备数据，电子标签读卡器将通过读取设置于轨道旁的电子标签获得的位置信息，及测速装置测得的车速信息，前方行驶的有轨电车发送的位置信息和车速信息；

所述逻辑控制单元包括数据整备模块、移动授权计算模块、超速防护模块、正线道岔控制模块和道口优先申请模块；

数据整备模块用于根据监控中心服务器发送的有轨电车运行计划整备数据配置本车运行计划的控制信息；

移动授权计算模块用于参考前方行驶的有轨电车的位置信息和车速信息，进行有轨电车在运行过程中前方可安全运行里程的最大距离的计算；

超速防护模块用于参考前方行驶的有轨电车的位置信息和车速信息，进行有轨电车运行过程中的最大安全速度控制；

正线道岔控制模块用于参考前方行驶的有轨电车的位置信息和车速信息，进行有轨电车按运行计划行车过程中接近、进入和离开道岔列车速度控制；具体控制策略是：在接近道岔的区域连续等间隔敷设5个电子标签，当有轨电车运行到电子标签1时，称为1接近，车载控制系统立即向道岔控制器发送接近消息，消息帧中包含道岔的转换计划，道岔控制器接收到该信息帧后与自身的整备数据进行比较，一旦一致则按计划转动道岔；如果列车在5接近之前收到道岔控制器转换的道岔锁闭消息，则列车停止向道岔控制器发送接近消息而直接低速度通过道岔；如果在5接近道岔时候，道岔控制器还未反馈消息则控制有轨电车制动，接着以固定频率向道岔控制器发送接近消息，直到收到道岔控制器发送的道岔锁闭消息后停止发送接近消息，之后车载控制系统中允许有轨电车重新启动标志置位，才可允许有轨电车接受速度给定控制，但直到列车驶过道岔区间的时候才允许加速；

道口优先申请模块用于参考前方行驶的有轨电车的位置信息和车速信息，进行有轨电车按运行计划行车过程中接近、进入和离开道口列车速度控制。