CN107239068B - 移动闭塞列车控制方法、装置、以及系统 - Google Patents

移动闭塞列车控制方法、装置、以及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及轨道交通技术领域，公开了一种移动闭塞列车控制方法、装置、以及系统，该方法包括：接收来自真实联锁设备的真实车辆的第一线路状态信息和仿真车辆的第二线路状态信息以及来自真实车载控制器的真实车辆所在的第一位置和来自仿真车载控制器的仿真车辆所在的第二位置；根据第一线路状态信息、第二线路状态信息、第一位置、和第二位置，计算针对真实车辆的第一移动授权和针对仿真车辆的第二移动授权；以及将第一移动授权发送给真实车载控制器并且将第二移动授权发送给仿真车载控制器。本发明在真实线路中的真实车辆之间穿插仿真车辆，从而实现增大真实车辆之间的安全距离，提高了以移动闭塞方式控制的列车的行车安全性。

Description

移动闭塞列车控制方法、装置、以及系统
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体地，涉及一种基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制方法、一种基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制装置、以及一种移动闭塞列车控制系统。
背景技术
移动闭塞是基于通信技术的列车控制系统(Communication Based TrainControl，CBTC)的列车控制方式，该系统不依赖轨道电路向车载设备发送信息，而是利用通信技术实现“车地通信”并实时定位列车，从而在保证前后列车的安全距离的基础上，可使列车能以较高的速度和较小的间隔运行，从而提高运营效率。
现有技术中的CBTC仿真测试平台主要用于实验室环境下的工程验证，其主要包括仿真车辆、仿真继电器组合架、仿真轨旁、动力学模型、仿真驾驶台、真实联锁设备(或仿真联锁)、以及真实(或仿真)区域控制器(Zone Controller，ZC)等等。其中，仿真车辆与仿真轨旁通信，动力学模型根据仿真轨旁设备状态与驾驶台手柄信息负责模拟真实车辆的速度和位置信息，使得在室内仿真车运行在仿真线路中。
就目前而言，在铁路领域还没有较为完善的列车移动闭塞控制方案。
发明内容
针对上述现有技术中列车移动闭塞控制方案不够完善的技术问题，本发明提供了一种基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制方法，所述CBTC系统仿真测试平台包括：真实车辆、真实联锁设备、真实车载控制器、仿真车辆、仿真车载控制器，该方法包括：接收来自所述真实联锁设备的所述真实车辆的第一线路状态信息和所述仿真车辆的第二线路状态信息；接收来自所述真实车载控制器的所述真实车辆所在的第一位置和来自所述仿真车载控制器的所述仿真车辆所在的第二位置；根据所述第一线路状态信息、所述第二线路状态信息、所述第一位置、和所述第二位置，计算针对所述真实车辆的第一移动授权和针对所述仿真车辆的第二移动授权；以及将所述第一移动授权发送给所述真实车载控制器并且将所述第二移动授权发送给所述仿真车载控制器。
优选地，该CBTC系统仿真测试平台还包括：真实轨旁设备、真实继电器组合架、仿真轨旁设备、以及仿真继电器组合架，其中所述真实联锁设备通过第一接口与所述真实继电器组合架连接并且通过第二接口与所述仿真继电器组合架连接，以接收所述真实继电器组合架采集的所述真实轨旁设备的所述第一线路状态信息以及所述仿真继电器组合架采集的所述仿真轨旁设备的所述第二线路状态信息。
优选地，所述真实联锁设备同时显示所述第一线路状态信息和所述第二线路状态信息。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制装置，所述CBTC系统仿真测试平台包括：真实车辆、真实联锁设备、真实车载控制器、仿真车辆、仿真车载控制器，该装置包括：接收模块，用于接收来自所述真实联锁设备的所述真实车辆的第一线路状态信息和所述仿真车辆的第二线路状态信息以及来自所述真实车载控制器的所述真实车辆所在的第一位置和来自所述仿真车载控制器的所述仿真车辆所在的第二位置；处理模块，用于根据所述第一线路状态信息、所述第二线路状态信息、所述第一位置、和所述第二位置计算针对所述真实车辆的第一移动授权和针对所述仿真车辆的第二移动授权；以及发送模块，用于将所述第一移动授权发送给所述真实车载控制器并且将所述第二移动授权发送给所述仿真车载控制器。
优选地，该CBTC系统仿真测试平台还包括：真实轨旁设备、真实继电器组合架、仿真轨旁设备、以及仿真继电器组合架，其中所述真实联锁设备通过第一接口与所述真实继电器组合架连接并且通过第二接口与所述仿真继电器组合架连接，以接收所述真实继电器组合架采集的所述真实轨旁设备的所述第一线路状态信息以及所述仿真继电器组合架采集的所述仿真轨旁设备的所述第二线路状态信息。
优选地，所述真实联锁设备同时显示所述第一线路状态信息和所述第二线路状态信息。
优选地，所述移动闭塞列车控制装置为真实区域控制器。
根据本发明的再一方面，提供了一种移动闭塞列车控制系统，该系统包括：CBTC系统仿真测试平台；以及本发明提供的基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制装置。
优选地，该CBTC系统仿真测试平台还包括：真实轨旁设备、真实继电器组合架、仿真轨旁设备、以及仿真继电器组合架，其中所述真实联锁设备通过第一接口与所述真实继电器组合架连接并且通过第二接口与所述仿真继电器组合架连接，以接收所述真实继电器组合架采集的所述真实轨旁设备的所述第一线路状态信息以及所述仿真继电器组合架采集的所述仿真轨旁设备的所述第二线路状态信息。
优选地，所述真实联锁设备同时显示所述第一线路状态信息和所述第二线路状态信息。
采用本发明提供的基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制方法、装置、以及系统，在列车测试和/或试运行阶段，将CBTC系统仿真测试平台中的仿真车辆作为虚拟车辆加入到真实线路的控制当中(即在真实线路中的真实车辆之间穿插仿真车辆)，从而实现增大真实车辆之间的安全距离，一方面有利于测试阶段和/或试运行阶段对列车的控制，另一方面也提高了以移动闭塞方式控制的列车的行车安全性。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一种实施方式的示例移动闭塞列车控制系统的结构示意图；
图2是根据本发明的一种实施方式的示例基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制装置的结构示意图；以及
图3是根据本发明的一种实施方式的示例基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
下面将以示例移动闭塞列车控制系统为例来对本发明的思想进行详细地描述：
图1是根据本发明的一种实施方式的示例移动闭塞列车控制系统的结构示意图，如图1所示，该系统可以包括：CBTC系统仿真测试平台；以及本发明提供的基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制装置(下文中简称为移动闭塞列车控制装置100)。
根据本发明的一种实施方式，所述CBTC系统仿真测试平台可以包括：真实车辆、真实联锁设备1、仿真继电器组合架2、仿真轨旁设备3、真实区域控制器(Zone Controller，ZC)4、真实继电器组合架5、真实车载控制器(Vehicle On-Board Controller，VOBC)6、仿真车辆、仿真车载控制器(VOBC)7、真实轨旁设备8(例如信号机、道岔设备等)、以及动力学模型、仿真驾驶台等等与现有技术相似的组成，其中各个设备之间可以通过安全红网10和安全蓝网11进行冗余通信，或者仅配置安全红网10和安全蓝网11中的任一者。例如，该CBTC系统仿真测试平台可实现真实车辆在仿真线路上运行，仿真车辆可以直接与仿真轨旁设备3通信，向仿真轨旁设备3汇报车辆位置；真实车辆可以通过便携测试仪9向仿真轨旁设备3汇报真实车辆位置，真实车辆与仿真车辆同时接收真实ZC 4发送过来的移动授权。由此，真实车辆可运行在仿真线路上。应当理解的是，图1中示出的各个设备的数量仅为示例性非局限性示例，本领域技术人员可以根据实际情况配置上述设备的数量，本发明对此不进行限定。
此外，与现有技术不同之处在于，本发明的思想是利用CBTC系统仿真测试平台将仿真车辆插入到在以真实线路上移动闭塞方式运行的真实车辆之间，例如在第一真实车辆和第二真实车辆之间插入一个仿真车辆，这种控制方法尤其适用于列车测试和/或试运行阶段，最大程度的减少了投入测试或运行的真实车辆的数量，同时保证数据或者控制结果的准确性。此外，采用这种方式来增大车辆之间的安全距离，保证行车安全性，并且由于插入到车辆为虚拟车辆，消耗成本较低，节约了能源，安全性更高。
为了实现上述目的，真实车辆可以在真实线路上运行，仿真车辆可以在仿真线路上运行。其中，仿真车辆在仿真线路运行时，仿真VOBC 7直接与仿真轨旁设备3和真实ZC 4通信，仿真VOBC 7向真实ZC 4汇报仿真车辆所在位置信息(即第二位置)等，仿真轨旁设备3可以将区段占压等信息(即第二线路状态信息)发送给仿真继电器组合架2，进一步发给真实联锁设备1。而真实车辆在真实线路运行时，真实VOBC 6与真实联锁设备1、真实ZC 4直接通信，向真实ZC 4汇报真实车辆所在位置信息(即第一位置)等，真实继电器组合架5采集真实轨旁设备8的状态(即第一线路状态信息)发送给真实联锁设备1。
真实联锁设备1(例如计算机联锁机柜)通过第一接口与所述真实继电器组合架5连接并且通过第二接口与所述仿真继电器组合架2连接，以接收所述真实继电器组合架5采集的所述真实轨旁设备8的所述第一线路状态信息以及所述仿真继电器组合架2采集的所述仿真轨旁设备3的所述第二线路状态信息，例如计算机联锁机柜通过第一个硬线接口(第一接口)与真实继电器组合架5连接，通过第二个硬线接口(第二接口)与所述仿真继电器组合架2连接。具体地，上述线路状态信息可以包括轨道区段占用信息(线路占压状态)、轨旁设备状态信息等等能够反应线路状态的信息。
优选地，所述真实联锁设备1可以同时显示所述第一线路状态信息和所述第二线路状态信息，例如在联锁设备状态界面上同时显示第一线路状态信息和第二线路状态信息。
图2是根据本发明的一种实施方式的示例基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制装置的结构示意图，如图2所示，移动闭塞列车控制装置100可以是图1中的真实ZC4本身，或者集成在真实ZC 4中的软件或硬件功能模块。
具体地，该装置可以包括：接收模块20，用于接收来自所述真实联锁设备的所述真实车辆的第一线路状态信息和所述仿真车辆的第二线路状态信息以及来自所述真实车载控制器的所述真实车辆所在的第一位置和来自所述仿真车载控制器的所述仿真车辆所在的第二位置；处理模块21，用于根据所述第一线路状态信息、所述第二线路状态信息、所述第一位置、和所述第二位置计算针对所述真实车辆的第一移动授权和针对所述仿真车辆的第二移动授权；以及发送模块22，用于将所述第一移动授权发送给所述真实车载控制器并且将所述第二移动授权发送给所述仿真车载控制器。
具体地，接收模块20可以接收来自上述真实联锁设备1的上述真实车辆的第一线路状态信息和上述仿真车辆的第二线路状态信息以及来自上述真实车载控制器6的所述真实车辆所在的第一位置和来自上述仿真车载控制器7的所述仿真车辆所在的第二位置。
之后，处理模块21可以根据所述第一线路状态信息、所述第二线路状态信息、所述第一位置、和所述第二位置计算针对所述真实车辆的第一移动授权和针对所述仿真车辆的第二移动授权，具体计算移动授权的过程与现有技术相似，在此不再赘述。
接着，发送模块22可以将所述第一移动授权发送给所述真实车载控制器并且将所述第二移动授权发送给所述仿真车载控制器。之后，真实车载控制器和仿真车载控制器可以根据第一移动授权和第二移动授权在各自的线路上行驶。
例如，第一真实车辆和仿真车辆可以根据上述第一移动授权和第二移动授权进行移动闭塞控制。同理，行驶于第一真实车辆之后(或之前)第二真实车辆也可以与仿真车辆应用上述控制过程，真实ZC可以计算针对仿真车辆的第三移动授权和针对第二真实车辆的第四移动授权，之后仿真车辆和第二真实车辆可以根据所述移动授权进行移动闭塞控制，由此可以实现在第一真实车辆和第二真实车辆之间插入一个仿真车辆，以此来增大车辆之间的安全距离，保证行车安全性，并且由于插入到车辆为虚拟车辆，消耗成本较低，节约了能源，安全性更高。应当理解是，第一真实车辆和第二真实车辆仅为示例，在实际中可以根据实际轨道运行情况在N个真实车辆之间插入M个仿真车辆，以提高行车安全，其中N和M为不为零的正整数，N和M可以为相同或不同的数值。
图3是根据本发明的一种实施方式的基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制方法的流程图，如上所述，所述CBTC系统仿真测试平台可以包括：真实车辆、真实联锁设备、真实车载控制器、仿真车辆、仿真车载控制器等等，如图3所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤S11，接收来自所述真实联锁设备的所述真实车辆的第一线路状态信息和所述仿真车辆的第二线路状态信息；以及接收来自所述真实车载控制器的所述真实车辆所在的第一位置和来自所述仿真车载控制器的所述仿真车辆所在的第二位置；
步骤S12，根据所述第一线路状态信息、所述第二线路状态信息、所述第一位置、和所述第二位置，计算针对所述真实车辆的第一移动授权和针对所述仿真车辆的第二移动授权；以及
步骤S13，将所述第一移动授权发送给所述真实车载控制器并且将所述第二移动授权发送给所述仿真车载控制器。
优选地，该CBTC系统仿真测试平台还可以包括：真实轨旁设备、真实继电器组合架、仿真轨旁设备、以及仿真继电器组合架，其中所述真实联锁设备通过第一接口与所述真实继电器组合架连接并且通过第二接口与所述仿真继电器组合架连接，以接收所述真实继电器组合架采集的所述真实轨旁设备的所述第一线路状态信息以及所述仿真继电器组合架采集的所述仿真轨旁设备的所述第二线路状态信息。
优选地，所述真实联锁设备同时显示所述第一线路状态信息和所述第二线路状态信息。
应当理解的是，上述基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制方法的各个具体实施方式，均已在示例基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制装置以及移动闭塞列车控制系统的实施方式中做了详细地说明(如上所述)，在此不再赘述。
采用本发明提供的基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制方法、装置、以及系统，在列车测试和/或试运行阶段，将CBTC系统仿真测试平台中的仿真车辆作为虚拟车辆加入到真实线路的控制当中，即在真实线路中的真实车辆之间穿插仿真车辆，从而实现增大真实车辆之间的安全距离，一方面有利于测试阶段和/或试运行阶段对列车的控制，另一方面也提高了以移动闭塞方式控制的列车的行车安全性。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制方法，其特征在于，所述CBTC系统仿真测试平台包括：N个真实车辆、在所述N个真实车辆之间插入的M个仿真车辆、多个真实联锁设备、真实车载控制器以及仿真车载控制器，其中，N和M为不为零不同数值的正整数，
针对相邻的一个真实车辆和一个仿真车辆，以及对应的真实联锁设备、真实车载控制器和仿真车载控制器，该方法包括：
接收来自所述真实联锁设备的所述真实车辆的第一线路状态信息和所述仿真车辆的第二线路状态信息；
接收来自所述真实车载控制器的所述真实车辆所在的第一位置和来自所述仿真车载控制器的所述仿真车辆所在的第二位置；
根据所述第一线路状态信息、所述第二线路状态信息、所述第一位置、和所述第二位置，计算针对所述真实车辆的第一移动授权和针对所述仿真车辆的第二移动授权；以及
将所述第一移动授权发送给所述真实车载控制器并且将所述第二移动授权发送给所述仿真车载控制器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该CBTC系统仿真测试平台还包括：真实轨旁设备、真实继电器组合架、仿真轨旁设备、以及仿真继电器组合架，其中所述真实联锁设备通过第一接口与所述真实继电器组合架连接并且通过第二接口与所述仿真继电器组合架连接，以接收所述真实继电器组合架采集的所述真实轨旁设备的所述第一线路状态信息以及所述仿真继电器组合架采集的所述仿真轨旁设备的所述第二线路状态信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真实联锁设备同时显示所述第一线路状态信息和所述第二线路状态信息。
4.一种基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制装置，其特征在于，所述CBTC系统仿真测试平台包括：N个真实车辆、在所述N个真实车辆之间插入的M个仿真车辆、多个真实联锁设备、真实车载控制器以及仿真车载控制器，其中，N和M为不为零不同数值的正整数，该装置包括：
接收模块、处理模块和发送模块，其中，针对相邻的一个真实车辆和一个仿真车辆，以及对应的真实联锁设备、真实车载控制器和仿真车载控制器，
所述接收模块用于接收来自所述真实联锁设备的所述真实车辆的第一线路状态信息和所述仿真车辆的第二线路状态信息以及来自所述真实车载控制器的所述真实车辆所在的第一位置和来自所述仿真车载控制器的所述仿真车辆所在的第二位置；
所述处理模块用于根据所述第一线路状态信息、所述第二线路状态信息、所述第一位置、和所述第二位置计算针对所述真实车辆的第一移动授权和针对所述仿真车辆的第二移动授权；以及
所述发送模块用于将所述第一移动授权发送给所述真实车载控制器并且将所述第二移动授权发送给所述仿真车载控制器。
5.根据权利要求4所述的移动闭塞列车控制装置，其特征在于，该CBTC系统仿真测试平台还包括：真实轨旁设备、真实继电器组合架、仿真轨旁设备、以及仿真继电器组合架，其中所述真实联锁设备通过第一接口与所述真实继电器组合架连接并且通过第二接口与所述仿真继电器组合架连接，以接收所述真实继电器组合架采集的所述真实轨旁设备的所述第一线路状态信息以及所述仿真继电器组合架采集的所述仿真轨旁设备的所述第二线路状态信息。
6.根据权利要求5所述的移动闭塞列车控制装置，其特征在于，所述真实联锁设备同时显示所述第一线路状态信息和所述第二线路状态信息。
7.根据权利要求6所述的移动闭塞列车控制装置，其特征在于，所述移动闭塞列车控制装置为真实区域控制器。
8.一种移动闭塞列车控制系统，其特征在于，该系统包括：
CBTC系统仿真测试平台；以及
根据权利要求4-7中任一项权利要求所述的基于CBTC系统仿真测试平台的移动闭塞列车控制装置。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，该CBTC系统仿真测试平台还包括：真实轨旁设备、真实继电器组合架、仿真轨旁设备、以及仿真继电器组合架，其中所述真实联锁设备通过第一接口与所述真实继电器组合架连接并且通过第二接口与所述仿真继电器组合架连接，以接收所述真实继电器组合架采集的所述真实轨旁设备的所述第一线路状态信息以及所述仿真继电器组合架采集的所述仿真轨旁设备的所述第二线路状态信息。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述真实联锁设备同时显示所述第一线路状态信息和所述第二线路状态信息。
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