CN107640181B - 基于车车通信的任意目的地行车调度方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于车车通信的任意目的地行车调度方法及装置，所述方法包括：通过获取目标列车的当前位置和目的位置生成Link序列中最末Link表示有偏移量的调度路径，并根据调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径，根据最优行车路径生成调度指令，控制目标列车中断当前行车路径，执行所述最优行车路径，并在行进过程中，与轨旁设备建立通信，获取轨旁设备的状态信息，根据状态信息控制轨旁设备的关闭，做到能够按行车路径到达线路上任意目的位置，在列车执行路径运行过程中能够减少人工操作，提高安全性和运营效率。

Description

基于车车通信的任意目的地行车调度方法及装置

技术领域

本发明涉及城市交通控制技术领域，尤其涉及一种基于车车通信的任意目的地行车调度方法。

背景技术

传统的CBTC系统是一个涉及中央、车站、轨旁、车载等设备构成的覆盖整条线路及其所有车站和列车的分布式系统。CBTC系统一般由车载控制器子系统(VOBC)、区域控制器子系统(ZC)，联锁子系统(CI)、ATS子系统、DSU子系统等几个重要子系统组成。系统设备多，接口复杂，设备的建设、维护工作量很大。

传统的CBTC系统通过ATS和联锁来给列车提前办理进路，列车按办理好的线路行驶。而通常进路都是预先设置好，只能到达若干一些停车点。如果要指挥列车达到一个计划外的任意位置，无需路径规划，只需要人工操作联锁搬动道岔到指定位置，调整信号机等设备调度列车。

发明内容

本发明提供一种任意目的地行车调度方法，用于解决现有技术中仅需人工操作才能控制列车到达线路任意目的位置的问题。

第一方面，本发明提供一种基于车车通信的任意目的地行车调度方法，包括：

目标列车上的车载控制器获取目标列车的当前位置和目的位置，根据所述当前位置和目的位置生成调度路径，所述调度路径包括按序排列的多个Link，且最末Link从起点行进预设偏移量的位置为所述目的位置；

所述车载控制器根据所述调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径；

所述车载控制器根据所述最优行车路径生成调度指令，控制所述目标列车行进；

在所述目标列车行进过程中，所述车载控制器与最优行车路径上轨旁设备建立通信，获取在所述最优行车路径上轨旁设备的状态信息，根据所述轨旁设备的状态信息生成控制指令，控制轨旁设备的开闭。

可选地，所述车载控制器根据所述调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径，包括：

对各个所述调度路径进行解析获得对应的筛选参数，所述筛选参数包括道岔数、Link数、路径长度、调度路径与当前行车路径的Link重叠数、道岔定位状态；

根据所述筛选参数和所述筛选原则确定最优行车路径；

所述筛选原则包括以下原则的一种或多种：

路径中道岔最少原则；

路径中道岔处于定位优先原则；

路径中Link数最少原则；

路径长度最短原则；

路径中的LINK位于列车的当前行车方向上最多原则。

可选地，若确定的最优行车路径至少两条，则获取预先设置的默认路径，确定所述默认路径为最优行车路径。

可选地，所述目标列车上的车载控制器获取目标列车的目的位置，包括：

车载控制器接收ATS发来的目的位置；

或是，车载控制器接收输入的信息，分析获得目的位置。

第二方面，本发明提供一种基于车车通信的任意目的地行车调度装置，包括：

生成模块，用于获取目标列车的当前位置和目的位置，根据所述当前位置和目的位置生成调度路径，所述调度路径包括按序排列的多个Link，且最末Link从起点行进预设偏移量的位置为所述目的位置；

筛选模块，用于根据所述调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径，根据所述最优行车路径生成对应的调度指令；

第一控制模块，用于根据所述最优行车路径生成调度指令，控制所述目标列车行进；

第二控制模块，用于在所述目标列车行进过程中，与最优行车路径上轨旁设备建立通信，获取在所述最优行车路径上轨旁设备的状态信息，根据所述轨旁设备的状态信息生成控制指令，控制轨旁设备的开闭。

可选地，所述筛选模块具体用于：

对各个所述调度路径进行解析获得对应的筛选参数，所述筛选参数包括道岔数、Link数、路径长度、调度路径与当前行车路径的Link重叠数、道岔定位状态；

根据所述筛选参数和所述筛选原则确定最优行车路径；

所述筛选原则包括以下原则的一种或多种：

路径中道岔最少原则；

路径中道岔处于定位优先原则；

路径中Link数最少原则；

路径长度最短原则；

路径中的LINK位于列车的当前行车方向上最多原则。

可选地，所述筛选模块还具体用于：

若确定的最优行车路径至少两条，则获取预先设置的默认路径，确定所述默认路径为最优行车路径。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的基于车车通信的任意目的地行车调度方法及装置，通过获取目标列车的当前位置和目的位置生成Link序列中最末Link表示有偏移量的调度路径，并根据调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径，根据最优行车路径生成调度指令，控制目标列车中断当前行车路径，执行所述最优行车路径，并在行进过程中，与轨旁设备建立通信，获取轨旁设备的状态信息，根据状态信息控制轨旁设备的关闭，做到能够按行车路径到达线路上任意目的位置，在列车执行路径运行过程中能够减少人工操作，提高安全性和运营效率。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的任意目的地行车调度方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的ATS的站场图；

图3为本发明实施例提供的列车运行示意图；

图4为本发明实施例提供的筛选路径的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的筛选过程中的列车运行示意图；

图6为本发明一实施例提供的任意目的地行车调度装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1示出了本发明一实施例提供一种基于车车通信的任意目的地行车调度方法，包括：

S11、目标列车上的车载控制器获取目标列车的当前位置和目的位置，根据所述当前位置和目的位置生成调度路径，所述调度路径包括按序排列的多个Link，且最末Link从起点行进预设偏移量的位置为所述目的位置。

在本步骤中，需要说明的是，在本发明实施例中，铁路设计复杂，包括正线、侧线、存车线、交叉线、转换轨、折返轨、道岔等等。为了准确的描述一条铁路线路，通常将线路依据一定的规则划分为不同的Link，每个Link可长可短，头尾相连覆盖整个地铁线路。

而在本发明实施例中，要向描述线路上的某一个具体位置。需在Link上具体一个位置用偏移量表示，偏移量是相对Link起点而言的。此时，线路上的任意一个位置都可以表述为XXX Link YYY偏移量。

如图2所示为本实施例ATS的站场图，其中短竖线旁的数字2表示Link 2，长竖线表示的位置是Link 2，偏移量500。

在本实施例中，车车通信系统中，描述一条路径，通常使用Link的序列来表示。序列不同，表示的路径也不同。由此可见任意一个目的位置都有很多条可达路径。任意目的位置的行车调度就是根据目标列车的当前位置和目的位置计算出所有可达路径，即调度路径。由于每条调度路径均由多个Link表示，为了表示线路上的任意位置，最末Link从起点行进预设偏移量的位置为所述目的位置。

其中，需要说明的是，目的位置的获取可为：车载控制器接收ATS发来的目的位置；或是，车载控制器接收驾驶员输入的信息，分析获得目的位置。

S12、所述车载控制器根据所述调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径。

在本步骤中，需要说明的是，在本发明实施例中，上述步骤S11中存在描述：从当前位置到达任一目的位置可存在多条调度路径，而列车需按唯一一条调度路径下进行运行。故需从多个调度路径中根据预设筛选原则进行筛选以确定唯一的调度路径，即最优行车路径。

另外，还需要说明的是，当得到的调度路径有且仅有一条时，只需将该条调度路径作为最优行车路径，无需进行筛选。

在本发明实施例中，车载ATP的任意目的位置的命令接口可定义如下表1：

需要说明的是，对于步骤S22中的“根据所述调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径”需进一步的解释说明，如图4所示，具体如下：

S221、对各个所述调度路径进行解析获得对应的筛选参数，所述筛选参数包括道岔数、Link数、路径长度、调度路径与当前行车路径的Link重叠数、道岔定位状态；

S222、根据所述筛选参数和所述筛选原则确定最优行车路径；

所述筛选原则包括以下原则的一种或多种：

路径中道岔最少；

路径中道岔处于定位优先原则；

路径中Link数最少原则；

路径长度最短原则；

路径中的LINK位于列车的当前行车方向上最多原则。

针对上述步骤S221-步骤S222需要说明的是，在本发明实施例中，可针对不同的情况，需要多种筛选原则。因此，对于多种原则来说，其筛选所需的参数不同。故在本实施例中，所述筛选参数包括道岔数、Link数、路径长度、调度路径与当前行车路径的Link重叠数、道岔定位状态，但不局限于此。

“岔道数”为路径中所经过的岔道数。

“Link数”为路径中Link序列包含的Link数。

“路径长度”为路径的行驶长度。

“调度路径与当前行车路径的Link重叠数”为调度路径的Link序列与当前行车路径的Link序列中所使用到的相同的Link数。

“道岔定位状态”为道岔是否能够定位。

上述对筛选参数进行了解释说明，下面对筛选原则进行说明，在本实施例中，所述筛选原则可包括以下原则的一种或多种：

路径中道岔最少原则；

路径中道岔处于定位优先原则；

路径中Link数最少原则；

路径长度最短原则；

路径中的LINK位于列车的当前行车方向上最多原则。

但在本实施例及其他实施例中不局限于上述提到的筛选原则。

下面结合具体附图5对上述筛选过程进行解释说明，具体如下：

(1)路径中道岔最少原则、路径中道岔处于定位优先原则

设列车F从当前位置前往PA停车区域(位于上行线)，则规划出的停车路径可有多条，分别为：

①、经过的道岔：7-6-5-4-3-2-8；

②、经过的道岔：7-6-5-4-3-10-9-8；

③、经过的道岔：7-6-5-11-10-9-8；

④、经过的道岔：7-13-12-11-10-9-8。

此种情况下可以依据经过道岔最少原则排除路径②，依据路径中的Link位于列车的行车方向上最多原则，可排除路径④，考虑沿途道岔当前是否处于定位状态，根据路径中道岔处于定位优先原则，可选出路径①，或路径③为最优路径。

(2)路径中Link数最少，路径长度最短原则

此两种原则在大多数情况下是一致的，对于一些Link比较长的情况，也可能出现冲突，即Link数量少，但长度不是最短，反之亦然。

设列车C准备从当前位置前往PB停车区域(下行线)，则可以得到多条行车路径，分别为：

①、经过的道岔为：11-5-4-3；

②、经过的道岔为：11-12-4-3；

③、经过的道岔为：11-12-13-7-6-5-4-3；

④、经过的道岔为：11-12-13-14-6-5-4-3；

此种情况下可以依据经过路径中Link数最少原则排除路径③和④，依据路径长度最短原则、路径中道岔最少原则、路径中道岔处于定位优先原则都不能进行选择。

此时的解决方案为：考虑列车的行车方向，列车的大致行车方向为上行，则可以考虑规划出的行车路径中位于下行线上的数量，多者为最优路径，即原则②。

当然，根据各种原则，及原则组合也不一定就能筛选出唯一一条最优路径，当最优路径有多条时，可在预先设置的默认路径中查找默认路径，以默认路径作为最优路径。

S13、所述车载控制器根据所述最优行车路径生成调度指令，控制所述目标列车行进。

在本步骤中，需要说明的是，在本发明实施例中，目标列车的车载ATP根据所述最优行车路径生成调度指令，然后中断当前行车路径，执行该最优行车路径，控制目标列车行进。

如图3所示为本发明实施例提供的列车运行示意图。如图中所示，S为列车常用制动停车点位置。下面根据图3以及目的位置位于当前位置的前后方，列车当前是否零速的不同情况进行调度处理，如下表2所示：

另外，如果列车处于扣车状态，则自动解除扣车状态，按新计划运行。

列车按计划运行完成后，停在目的地。等待新的运行计划下发。

S14、在所述目标列车行进过程中，所述车载控制器与最优行车路径上轨旁设备建立通信，获取在所述最优行车路径上轨旁设备的状态信息，根据所述轨旁设备的状态信息生成控制指令，控制轨旁设备的开闭。

在本步骤中，需要说明的是，在本发明实施例中，所述车载控制器会根据最优行车路径控制目标列车在线路上行进。

本方案基于车车通信，在车车通信系统中，目标列车的车载控制器会与最优行车路径所在线路上的轨旁设备建立通信，轨旁设备如道岔、信号灯等。车载控制器会获取道岔、信号灯等轨旁设备的控制功能，即获取轨旁设备的状态信息，根据状态信息生成控制指令，通过网络方式控制轨旁设备的开闭。

本发明实施例提供的任意目的地行车调度方法，通过获取目标列车的当前位置和目的位置生成Link序列中最末Link表示有偏移量的调度路径，并根据调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径，根据最优行车路径生成调度指令，控制目标列车中断当前行车路径，执行所述最优行车路径，并在行进过程中，与轨旁设备建立通信，获取轨旁设备的状态信息，根据状态信息控制轨旁设备的关闭，做到能够按行车路径到达线路上任意目的位置，在列车执行路径运行过程中能够减少人工操作，提高安全性和运营效率。

图6示出了本发明一实施例提供的一种基于车车通信的任意目的地行车调度装置，包括生成模块21、筛选模块22、第一控制模块23和第二控制模块24，其中：

生成模块21，用于获取目标列车的当前位置和目的位置，根据所述当前位置和目的位置生成调度路径，所述调度路径包括按序排列的多个Link，且最末Link从起点行进预设偏移量的位置为所述目的位置；

筛选模块22，用于根据所述调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径，根据所述最优行车路径生成对应的调度指令；

第一控制模块23，用于根据所述最优行车路径生成调度指令，控制所述目标列车行进；

第二控制模块24，用于在所述目标列车行进过程中，与最优行车路径上轨旁设备建立通信，获取在所述最优行车路径上轨旁设备的状态信息，根据所述轨旁设备的状态信息生成控制指令，控制轨旁设备的开闭。

由于本发明实施例所述装置与上述实施例所述方法的原理相同，对于更加详细的解释内容在此不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例中可以通过硬件处理器(hardware processor)来实现相关功能模块。

本发明实施例提供的任意目的地行车调度装置，通过获取目标列车的当前位置和目的位置生成Link序列中最末Link表示有偏移量的调度路径，并根据调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径，根据最优行车路径生成调度指令，控制目标列车中断当前行车路径，执行所述最优行车路径，并在行进过程中，与轨旁设备建立通信，获取轨旁设备的状态信息，根据状态信息控制轨旁设备的关闭，做到能够按行车路径到达线路上任意目的位置，在列车执行路径运行过程中能够减少人工操作，提高安全性和运营效率。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述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。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。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。

本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种基于车车通信的任意目的地行车调度方法，其特征在于，包括：

目标列车上的车载控制器获取目标列车的当前位置和目的位置，根据所述当前位置和目的位置生成调度路径，所述调度路径包括按序排列的多个Link，且最末Link从起点行进预设偏移量的位置为所述目的位置；

所述车载控制器根据所述调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径；

所述车载控制器根据所述最优行车路径生成调度指令，控制所述目标列车行进；

在所述目标列车行进过程中，所述车载控制器与最优行车路径上轨旁设备建立通信，获取在所述最优行车路径上轨旁设备的状态信息，根据所述轨旁设备的状态信息生成控制指令，控制轨旁设备的开闭。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车载控制器根据所述调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径，包括：

对各个所述调度路径进行解析获得对应的筛选参数，所述筛选参数包括道岔数、Link数、路径长度、调度路径与当前行车路径的Link重叠数、道岔定位状态；

根据所述筛选参数和所述筛选原则确定最优行车路径；

所述筛选原则包括以下原则的一种或多种：

路径中道岔最少原则；

路径中道岔处于定位优先原则；

路径中Link数最少原则；

路径长度最短原则；

调度路径的LINK序列与列车的当前行车路径的LINK序列中重叠的LINK数最多原则。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，若确定的最优行车路径至少两条，则获取预先设置的默认路径，确定所述默认路径为最优行车路径。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标列车上的车载控制器获取目标列车的目的位置，包括：

车载控制器接收ATS发来的目的位置；

或是，车载控制器接收输入的信息，分析获得目的位置。

5.一种基于车车通信的任意目的地行车调度装置，其特征在于，包括：

生成模块，用于获取目标列车的当前位置和目的位置，根据所述当前位置和目的位置生成调度路径，所述调度路径包括按序排列的多个Link，且最末Link从起点行进预设偏移量的位置为所述目的位置；

筛选模块，用于根据所述调度路径和预设筛选原则确定最优行车路径，根据所述最优行车路径生成对应的调度指令；

第一控制模块，用于根据所述最优行车路径生成调度指令，控制所述目标列车行进；

第二控制模块，用于在所述目标列车行进过程中，与最优行车路径上轨旁设备建立通信，获取在所述最优行车路径上轨旁设备的状态信息，根据所述轨旁设备的状态信息生成控制指令，控制轨旁设备的开闭。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述筛选模块具体用于：

对各个所述调度路径进行解析获得对应的筛选参数，所述筛选参数包括道岔数、Link数、路径长度、调度路径与当前行车路径的Link重叠数、道岔定位状态；

根据所述筛选参数和所述筛选原则确定最优行车路径；

所述筛选原则包括以下原则的一种或多种：

路径中道岔最少原则；

路径中道岔处于定位优先原则；

路径中Link数最少原则；

路径长度最短原则；

调度路径的LINK序列与列车的当前行车路径的LINK序列中重叠的LINK数最多原则。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述筛选模块还具体用于：

若确定的最优行车路径至少两条，则获取预先设置的默认路径，确定所述默认路径为最优行车路径。