CN107878514B - 一种列车自动驾驶ato设备故障的安全处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种ATO设备故障的安全处理方法及系统，方法包括：第一列车ATP设备若在第一周期检测到本车ATO设备发生故障则下一周期向ZC发包括第一列车ATO设备的故障信号、当前MA、当前行车位置和当前行车速度的第一消息，使ZC根据第一消息向第一列车相邻前后两辆列车ATO设备分别发送包括第一列车的当前MA、当前行车位置和当前行车速度的第二消息，使前后两辆列车ATO设备在第三个周期根据第二消息分别为第一列车计算推荐速度并发给ZC；ZC若判断收到的前后两辆列车ATO设备所发两个推荐速度的误差绝对值小于预设阈值，则将两个推荐速度的平均值作为推荐速度在第四个周期发给第一列车。可在ATO故障时不降级自动运行，保证安全性。

Description

一种列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理方法及系统

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通控制技术领域，具体涉及一种列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理方法及系统。

背景技术

CBTC(基于通信的列车控制系统)是当前轨道交通的主流控制系统。在CBTC系统移动闭塞控制方式下，列车运行控制系统通过先进的通信技术，实现车载设备、车站设备或控制中心设备之间的信息交换，进一步完成列车的安全运行控制，实现移动闭塞。

目前，传统CBTC系统下区域控制器ZC根据前车的位置信息、线路故障物的状态信息以及联锁设备状况为后车计算移动授权MA，列车自动驾驶ATO设备根据当前行车位置等信息计算一个本车行驶的推荐速度，在列车自动防护ATP设备的防护下运行，当行车速度超过ATP设备的防护速度时，ATP设备自动切断ATO设备，实行常用制动或紧急制动，保证列车安全停在安全点前。在ATO设备故障、但车载和轨旁的ATP设备良好时，系统会降级，由司机在ATP设备的防护下人工控制列车运行。

但是，人工控制可能会发生误操作或延迟操作，可能会使列车发生事故，从而影响整条线路的运行，带来人员或经济损失。

发明内容

鉴于此，本发明实施例旨在提供一种列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理方法及系统，以解决传统CBTC系统下在ATO设备故障时系统降级，由司机在ATP设备的防护下人工控制列车运行所产生的安全性问题，避免因为人为因素可能造成的事故或损失。

第一方面，本发明实施例提出一种列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理方法，包括：

第一列车的列车自动防护ATP设备在第一个周期检测本车的列车自动驾驶ATO设备是否发生故障；

第一列车的ATP设备若在第一个周期检测到本车的ATO设备发生故障，则在第二个周期向区域控制器ZC发送第一消息，所述第一消息包括：第一列车的ATO设备的故障信号、第一列车的当前移动授权MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度；

区域控制器ZC若接收到所述第一消息，则向所述第一列车相邻的前后两辆列车的ATO设备分别发送第二消息，所述第二消息包括：第一列车的当前移动授权MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度，以使所述前后两辆列车的ATO设备接收到所述第二消息后，在第三个周期分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC；

所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值小于预设阈值，则将所述两个推荐速度的平均值作为第一列车的推荐速度在第四个周期发送给所述第一列车的ATP设备。

可选地，所述方法还包括：

所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，则向所述前后两辆列车的ATO设备分别再次发送所述第二消息，以使所述前后两辆列车的ATO设备在第三个周期再次分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC。

可选地，所述方法还包括：

所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，且所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值的次数大于预设次数，则向所述第一列车和所述第一列车相邻的后一辆列车的ATP设备分别发送第三消息，以使所述第一列车和所述后一辆列车的ATP设备分别根据所述第三消息对所述第一列车和所述后一辆列车进行停车处理。

可选地，所述ZC在所述第一列车的ATO设备发生故障时，通过第一公式，计算得到所述第一列车的当前移动授权MA₂并发送给所述第一列车的ATP设备；

其中，所述第一公式为：

MA₂＝MA₁-s×(2n+2)×v₁

MA₁为所述ZC原来计算的第一列车的MA，s为每一周期的时间长度，n为预设次数，v₁为第一列车的ATO设备发生故障前的行车速度。

可选地，所述第一列车的ATP设备在本列车的ATO设备发生故障并第一次接收到所述ZC发送的第一列车的推荐速度之后，重新执行第一列车的ATP设备若在第一个周期检测到本车的ATO设备发生故障，则在第二个周期向区域控制器ZC发送第一消息的步骤，此时，通过第二公式，计算得到所述第一列车的当前MA₂；

其中，所述第二公式为：

MA₂＝MA₁-s×(2n+1)×v₂

v₂为当前所述第一列车的ATP设备所接收的所述ZC发送的第一列车的推荐速度。

第二方面，本发明实施例提出一种列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理系统，包括：区域控制器ZC，与所述ZC通信连接的各辆列车的列车自动驾驶ATO设备和列车自动防护ATP设备；

第一列车的列车自动防护ATP设备，用于在第一个周期检测本车的列车自动驾驶ATO设备是否发生故障，若在第一个周期检测到本车的列车自动驾驶ATO设备发生故障，则在第二个周期向区域控制器ZC发送第一消息，其中，所述第一列车为与所述ZC通信连接的列车中的任意一辆列车，所述第一消息包括：第一列车的ATO设备的故障信号、第一列车的当前移动授权MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度；

区域控制器ZC，用于若接收到所述第一消息，则向所述第一列车相邻的前后两辆列车的ATO设备分别发送第二消息，其中，所述第二消息包括：第一列车的当前移动授权MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度；

所述第一列车相邻的前后两辆列车的ATO设备，用于接收到所述第二消息后，在第三个周期分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC；

所述ZC，还用于接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值小于预设阈值，则将所述两个推荐速度的平均值作为第一列车的推荐速度在第四个周期发送给所述第一列车的ATP设备。

可选地，所述ZC，还用于

接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，则向所述前后两辆列车的ATO设备分别再次发送所述第二消息，以使所述前后两辆列车的ATO设备在第三个周期再次分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC。

可选地，所述ZC，还用于

接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，且所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值的次数大于预设次数，则向所述第一列车和所述第一列车相邻的后一辆列车的ATP设备分别发送第三消息，以使所述第一列车和所述后一辆列车的ATP设备分别根据所述第三消息对所述第一列车和所述后一辆列车进行停车处理。

可选地，所述ZC，还用于

在所述第一列车的ATO设备发生故障时，通过第一公式，计算得到所述第一列车的当前移动授权MA₂并发送给所述第一列车的ATP设备；

其中，所述第一公式为：

MA₂＝MA₁-s×(2n+2)×v₁

MA₁为所述ZC原来计算的第一列车的MA，s为每一周期的时间长度，n为预设次数，v₁为第一列车的ATO设备发生故障前的行车速度。

可选地，所述第一列车的ATP设备，还用于

在本列车的ATO设备发生故障并第一次接收到所述ZC发送的第一列车的推荐速度之后，重新执行第一列车的ATP设备若在第一个周期检测到本车的ATO设备发生故障，则在第二个周期向区域控制器ZC发送第一消息的步骤，此时，通过第二公式，计算得到所述第一列车的当前MA₂；

其中，所述第二公式为：

MA₂＝MA₁-s×(2n+1)×v₂

v₂为当前所述第一列车的ATP设备所接收的所述ZC发送的第一列车的推荐速度。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理方法及系统，相比于传统的CBTC系统，能够解决传统CBTC系统下在ATO设备故障时系统降级，由司机在ATP设备的防护下人工控制列车运行所产生的安全性问题，避免因为人为因素可能造成的事故或损失，保证安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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作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。

图1示出了本发明实施例提供的一种列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理方法。如图1所示，本实施例的列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理方法，包括：

S1、第一列车的列车自动防护ATP设备在第一个周期检测本车的列车自动驾驶ATO设备是否发生故障。

S2、第一列车的列车自动防护ATP设备若在第一个周期检测到本车的列车自动驾驶ATO设备发生故障，则在第二个周期向区域控制器ZC发送第一消息，所述第一消息包括：第一列车的ATO设备的故障信号、第一列车的当前移动授权MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度。

可以理解的是，所述第一列车的ATP设备若在第一个周期检测到本车的ATO设备发生故障，可在本周期末准备发送所述第一消息。

S3、区域控制器ZC若接收到所述第一消息，则(在第二个周期)向所述第一列车相邻的前后两辆列车的ATO设备分别发送第二消息，所述第二消息包括：第一列车的当前移动授权MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度，以使所述前后两辆列车的ATO设备接收到所述第二消息后，在第三个周期分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC。

可以理解的是，所述第一列车相邻的前后两辆列车的ATO设备分别可以根据第一列车的当前MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度、本列车的当前MA、本列车的当前行车位置和当前行车速度为所述第一列车计算出一个推荐速度。

S4、所述ZC(在第三个周期)接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值小于预设阈值，则将所述两个推荐速度的平均值作为第一列车的推荐速度在第四个周期发送给所述第一列车的ATP设备。

在具体应用中，举例来说，所述预设阈值可以为4km/h，本实施例并不对其进行限制，可根据实际情况对所述预设阈值进行具体设置。

可以理解的是，所述第一列车的ATP设备接收到所述ZC所发送的推荐速度后，控制所述第一列车以本次接收到的推荐速度来行驶。

本发明实施例的列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理方法，通过第一列车的ATP设备若在第一个周期检测到本车的ATO设备发生故障，则在第二个周期向区域控制器ZC发送第一消息，区域控制器ZC若接收到第一消息，则向第一列车相邻的前后两辆列车的ATO设备分别发送第二消息，以使所述前后两辆列车的ATO设备接收到第二消息后，在第三个周期分别根据第二消息为第一列车计算一个推荐速度并发送给ZC，ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知这两个推荐速度的误差绝对值小于预设阈值，则将这两个推荐速度的平均值作为第一列车的推荐速度在第四个周期发送给第一列车的ATP设备，由此，可利用相邻的前后两辆列车的ATO设备为自身ATO故障的本列车计算推荐速度，通过ZC接收到一个本列车的最终的推荐速度，使得CBTC系统在ATO设备发生故障时能够达到不降级的目的，采用共享ATO技术继续在ATP的防护下根据ZC发送的推荐速度运行，相比于传统的CBTC系统，能够解决传统CBTC系统下在ATO设备故障时系统降级，由司机在ATP设备的防护下人工控制列车运行所产生的安全性问题，避免因为人为因素可能造成的事故或损失，保证安全性。

进一步地，本实施例所述方法还可以包括图中未示出的步骤S5：

S5、所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，则向所述前后两辆列车的ATO设备分别再次发送所述第二消息，以使所述前后两辆列车的ATO设备在第三个周期再次分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC。

可以理解的是，所述步骤S5是所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，在判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值时，重新执行上述在第二个周期向所述前后两辆列车的ATO设备分别再次发送所述第二消息，在第三个周期所述前后两辆列车的ATO设备分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC，所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，将两个推荐速度的误差绝对值与预设阈值进行比较的步骤。

利用本步骤，本实施例所述ZC最终可以得到一个更加准确的所述第一列车的推荐速度。

进一步地，本实施例所述方法还可以包括图中未示出的步骤S6：

S6、所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，且所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值的次数大于预设次数，则向所述第一列车和所述第一列车相邻的后一辆列车的ATP设备分别发送第三消息，以使所述第一列车和所述后一辆列车的ATP设备分别根据所述第三消息对所述第一列车和所述后一辆列车进行停车处理。

举例来说，所述预设次数可以为3次，此时，所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，且所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度的误差绝对值大于3次，则向所述第一列车和所述第一列车相邻的后一辆列车的ATP设备分别发送第三消息，以使所述第一列车和所述后一辆列车的ATP设备分别根据所述第三消息对所述第一列车和所述后一辆列车进行停车处理。可以理解的是，由于本步骤之后所述第一列车已经处于停车状态，之后便不再进行处理。

利用本步骤，本实施例所述ZC最终可以判断是否需要对所述第一列车和所述第一列车相邻的后一辆列车进行停车处理，以避免可能发生的事故或损失，保证安全性。

进一步地，在具体应用中，所述ZC在所述第一列车的ATO设备发生故障时，通过第一公式，计算得到所述第一列车的当前MA₂并发送给所述第一列车的ATP设备；

其中，所述第一公式为：

MA₂＝MA₁-s×(2n+2)×v₁ (1)

MA₁为所述ZC原来计算的第一列车的移动授权MA，s为每一周期的时间长度，n为预设次数，v₁为第一列车的ATO设备发生故障前的行车速度。

可以理解的是，所述ZC原来计算的第一列车的MA是第一列车发生故障时第一列车允许行驶的距离范围，但是，在第一列车发生故障开始到第一列车接收到所述ZC所发送的推荐速度的过程中，第一列车会行驶一段路程距离，s×(2n+2)×v₁是这段路程距离的最大值，其中2n+2是第一列车发生故障开始到第一列车接收到ZC所发送的推荐速度的过程的最大周期数，所以，将所述ZC原来计算的第一列车的MA减去s×(2n+2)×v₁后的移动授权才是所述ZC所发送的推荐速度所允许行驶的安全距离范围。

以所述预设次数n＝3，s＝200ms为例，所述第一列车的ATO设备发生故障到所述第一列车第一次接收到所述ZC发送的推荐速度最多需要2n+2＝8个周期，即200ms×8＝1600ms，若所述第一列车发生ATO故障前的行车速度为80km/h，则在所述第一列车的ATO发生故障至获得推荐速度的规程中所述第一列车行驶了1600ms*80km/h＝35.55m，故所述第一列车的ATO发生故障后ZC计算其MA时需要减去这段距离，即ATO发生故障时MA＝ZC原来计算的第一列车的MA-35.55m。

可以理解的是，所述ZC原来计算的第一列车的MA是利用现有技术的方法来计算的，此处不再赘述。

在具体应用中，所述第一列车的ATP设备在本列车的ATO设备发生故障并第一次接收到所述ZC发送的第一列车的推荐速度之后，返回执行所述步骤S2，此时，通过第二公式，计算得到所述第一列车的当前MA₂；

其中，所述第二公式为：

MA₂＝MA₁-s×(2n+1)×v₂ (2)

v₂为当前所述第一列车的ATP设备所接收的所述ZC发送的第一列车的推荐速度。

可以理解的是，在第一列车第一次接收到所述ZC所发送的推荐速度之后，所述ZC还需要继续计算下一次要发送的第一列车的推荐速度，此时，第一列车已经知道本列车发生了故障，不再需要上述步骤S1在第一周期判断本车的ATO设备是否发生故障的过程，因此从第二次开始所述ZC每次计算第一列车的推荐速度的过程的最大周期是2n+1，按照上述第一公式所依据的原理，将2n+2替换为2n+1，最后所计算得到的移动授权MA₂才是本次所述ZC所发送的推荐速度所允许行驶的安全距离范围。

以上述预设次数n＝3，s＝200ms，所述第一列车发生ATO故障前的行车速度为80km/h为例，在所述第一列车第一次接收到所述ZC发送的推荐速度之后的所有周期中，由于所述第一列车已经确认本车的ATO发生故障，所以不需要在第一个周期再次检测本车的ATO设备是否发生故障，即所述第一列车在第一次接收到所述ZC发送的推荐速度之后每一次再接收到所述ZC发送的推荐速度最多需要2n+1＝7个周期，即当前的移动授权MA₂＝ZC原来计算的第一列车的MA-31.11m。

本发明实施例的列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理方法，利用相邻的前后两辆列车的ATO设备为自身ATO故障的本列车计算推荐速度，通过ZC接收到一个本列车的最终的推荐速度，使得CBTC系统在ATO设备发生故障时能够达到不降级的目的，采用共享ATO技术继续在ATP的防护下根据ZC发送的推荐速度运行，相比于传统的CBTC系统，能够解决传统CBTC系统下在ATO设备故障时系统降级，由司机在ATP设备的防护下人工控制列车运行所产生的安全性问题，避免因为人为因素可能造成的事故或损失，保证安全性。

图2示出了本发明一实施例提供的一种列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理系统的结构示意图。如图2所示，本实施例的列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理系统，包括：区域控制器ZC，与所述ZC通信连接的各辆列车的列车自动驾驶ATO设备和列车自动防护ATP设备；其中：

第一列车的列车自动防护ATP设备，用于在第一个周期检测本车的列车自动驾驶ATO设备是否发生故障，若在第一个周期检测到本车的列车自动驾驶ATO设备发生故障，则在第二个周期向区域控制器ZC发送第一消息，其中，所述第一列车为与所述ZC通信连接的列车中的任意一辆列车，所述第一消息包括：第一列车的ATO设备的故障信号、第一列车的当前移动授权MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度；

区域控制器ZC，用于若接收到所述第一消息，则(在第二个周期)向所述第一列车相邻的前后两辆列车的ATO设备分别发送第二消息，其中，所述第二消息包括：第一列车的当前移动授权MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度；

所述第一列车相邻的前后两辆列车的ATO设备，用于接收到所述第二消息后，在第三个周期分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC；

所述ZC，还用于(在第三个周期)接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值小于预设阈值，则将所述两个推荐速度的平均值作为第一列车的推荐速度在第四个周期发送给所述第一列车的ATP设备。

可以理解的是，所述第一列车相邻的前后两辆列车的ATO设备分别可以根据第一列车的当前MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度、本列车的当前MA、本列车的当前行车位置和当前行车速度为所述第一列车计算出一个推荐速度。

在具体应用中，举例来说，所述预设阈值可以为4km/h，本实施例并不对其进行限制，可根据实际情况对所述预设阈值进行具体设置。

可以理解的是，所述第一列车的ATP设备接收到所述ZC所发送的推荐速度后，控制所述第一列车以本次接收到的推荐速度来行驶。

本发明实施例的列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理系统，利用相邻的前后两辆列车的ATO设备为自身ATO故障的本列车计算推荐速度，通过ZC接收到一个本列车的最终的推荐速度，使得CBTC系统在ATO设备发生故障时能够达到不降级的目的，采用共享ATO技术继续在ATP的防护下根据ZC发送的推荐速度运行，相比于传统的CBTC系统，能够解决传统CBTC系统下在ATO设备故障时系统降级，由司机在ATP设备的防护下人工控制列车运行所产生的安全性问题，避免因为人为因素可能造成的事故或损失，保证安全性。

进一步地，在具体应用中，所述ZC，还可以用于

接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，则向所述前后两辆列车的ATO设备分别再次发送所述第二消息，以使所述前后两辆列车的ATO设备在第三个周期再次分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC。

可以理解的是，所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，在判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值时，是重新执行上述在第二个周期向所述前后两辆列车的ATO设备分别再次发送所述第二消息，在第三个周期所述前后两辆列车的ATO设备分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC，所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，将两个推荐速度的误差绝对值与预设阈值进行比较的步骤。

这样，本实施例所述ZC最终可以得到一个更加准确的所述第一列车的推荐速度。

进一步地，在具体应用中，所述ZC，还可以用于

接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，且所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值的次数大于预设次数，则向所述第一列车和所述第一列车相邻的后一辆列车的ATP设备分别发送第三消息，以使所述第一列车和所述后一辆列车的ATP设备分别根据所述第三消息对所述第一列车和所述后一辆列车进行停车处理。

可以理解的是，本实施例所述ZC最终可以判断是否需要对所述第一列车和所述第一列车相邻的后一辆列车进行停车处理，以避免可能发生的事故或损失，保证安全性。

进一步地，在具体应用中，所述ZC，还可以用于

在所述第一列车的ATO设备发生故障时，通过第一公式，计算得到所述第一列车的当前移动授权MA₂并发送给所述第一列车的ATP设备；

其中，所述第一公式为：

MA₂＝MA₁-s×(2n+2)×v₁ (1)

MA₁为所述ZC原来计算的第一列车的MA，s为每一周期的时间长度，n为预设次数，v₁为第一列车的ATO设备发生故障前的行车速度。

可以理解的是，所述ZC原来计算的第一列车的MA是第一列车发生故障时第一列车允许行驶的距离范围，但是，在第一列车发生故障开始到第一列车接收到所述ZC所发送的推荐速度的过程中，第一列车会行驶一段路程距离，s×(2n+2)×v₁是这段路程距离的最大值，其中2n+2是第一列车发生故障开始到第一列车接收到ZC所发送的推荐速度的过程的最大周期数，所以，将所述ZC原来计算的第一列车的MA减去s×(2n+2)×v₁后的移动授权才是所述ZC所发送的推荐速度所允许行驶的安全距离范围。

以所述预设次数n＝3，s＝200ms为例，所述第一列车的ATO设备发生故障到所述第一列车第一次接收到所述ZC发送的推荐速度最多需要2n+2＝8个周期，即200ms×8＝1600ms，若所述第一列车发生ATO故障前的行车速度为80km/h，则在所述第一列车的ATO发生故障至获得推荐速度的规程中所述第一列车行驶了1600ms*80km/h＝35.55m，故所述第一列车的ATO发生故障后ZC计算其MA时需要减去这段距离，即ATO发生故障时MA＝ZC原来计算的第一列车的MA-35.55m。

可以理解的是，所述ZC原来计算的第一列车的MA是利用现有技术的方法来计算的，此处不再赘述。

进一步地，在具体应用中，所述第一列车的ATP设备，还可以用于

在本列车的ATO设备发生故障并第一次接收到所述ZC发送的第一列车的推荐速度之后，重新执行第一列车的ATP设备若在第一个周期检测到本车的ATO设备发生故障，则在第二个周期向区域控制器ZC发送第一消息的步骤，此时，通过第二公式，计算得到所述第一列车的当前MA₂；

其中，所述第二公式为：

MA₂＝MA₁-s×(2n+1)×v₂ (2)

v₂为当前所述第一列车的ATP设备所接收的所述ZC发送的第一列车的推荐速度。

可以理解的是，在第一列车第一次接收到所述ZC所发送的推荐速度之后，所述ZC还需要继续计算下一次要发送的第一列车的推荐速度，此时，第一列车已经知道本列车发生了故障，不再需要上述步骤S1在第一周期判断本车的ATO设备是否发生故障的过程，因此从第二次开始所述ZC每次计算第一列车的推荐速度的过程的最大周期是2n+1，按照上述第一公式所依据的原理，将2n+2替换为2n+1，最后所计算得到的移动授权MA₂才是本次所述ZC所发送的推荐速度所允许行驶的安全距离范围。

以上述预设次数n＝3，s＝200ms，所述第一列车发生ATO故障前的行车速度为80km/h为例，在所述第一列车第一次接收到所述ZC发送的推荐速度之后的所有周期中，由于所述第一列车已经确认本车的ATO发生故障，所以不需要在第一个周期再次检测本车的ATO设备是否发生故障，即所述第一列车在第一次接收到所述ZC发送的推荐速度之后每一次再接收到所述ZC发送的推荐速度最多需要2n+1＝7个周期，即当前的移动授权MA₂＝ZC原来计算的第一列车的MA-31.11m。

本实施例的列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理系统，可以用于执行前述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本发明实施例的列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理系统，利用相邻的前后两辆列车的ATO设备为自身ATO故障的本列车计算推荐速度，通过ZC接收到一个本列车的最终的推荐速度，使得CBTC系统在ATO设备发生故障时能够达到不降级的目的，采用共享ATO技术继续在ATP的防护下根据ZC发送的推荐速度运行，相比于传统的CBTC系统，能够解决传统CBTC系统下在ATO设备故障时系统降级，由司机在ATP设备的防护下人工控制列车运行所产生的安全性问题，避免因为人为因素可能造成的事故或损失，保证安全性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

需要说明的是术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，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，为了精简本发明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呈反映如下意图：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。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述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，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理方法，其特征在于，包括：

第一列车的列车自动防护ATP设备在第一个周期检测本车的列车自动驾驶ATO设备是否发生故障；

第一列车的ATP设备若在第一个周期检测到本车的ATO设备发生故障，则在第二个周期向区域控制器ZC发送第一消息，所述第一消息包括：第一列车的ATO设备的故障信号、第一列车的当前移动授权MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度；

区域控制器ZC若接收到所述第一消息，则向所述第一列车相邻的前后两辆列车的ATO设备分别发送第二消息，所述第二消息包括：第一列车的当前移动授权MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度，以使所述前后两辆列车的ATO设备接收到所述第二消息后，在第三个周期分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC；

所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值小于预设阈值，则将所述两个推荐速度的平均值作为第一列车的推荐速度在第四个周期发送给所述第一列车的ATP设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，则向所述前后两辆列车的ATO设备分别再次发送所述第二消息，以使所述前后两辆列车的ATO设备在第三个周期再次分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述ZC接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，且所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值的次数大于预设次数，则向所述第一列车和所述第一列车相邻的后一辆列车的ATP设备分别发送第三消息，以使所述第一列车和所述后一辆列车的ATP设备分别根据所述第三消息对所述第一列车和所述后一辆列车进行停车处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述ZC若接收到所述第一消息，则根据所述第一消息中的第一列车的ATO设备的故障信号获知所述第一列车的ATO设备发生故障，通过第一公式，计算得到所述第一列车的当前移动授权MA₂并发送给所述第一列车的ATP设备；

其中，所述第一公式为：

MA₂＝MA₁-s×(2n+2)×v₁

MA₁为所述ZC原来计算的第一列车的MA，所述ZC原来计算的第一列车的MA是第一列车的ATO设备发生故障时第一列车允许行驶的距离范围，s为每一周期的时间长度，n为预设次数，v₁为第一列车的ATO设备发生故障前的行车速度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一列车的ATP设备在本列车的ATO设备发生故障并第一次接收到所述ZC发送的第一列车的推荐速度之后，返回执行第一列车的ATP设备若在第一个周期检测到本车的ATO设备发生故障，则在第二个周期向区域控制器ZC发送第一消息的步骤，此时，通过第二公式，计算得到所述第一列车的当前MA₂；

其中，所述第二公式为：

MA₂＝MA₁-s×(2n+1)×v₂

v₂为当前所述第一列车的ATP设备所接收的所述ZC发送的第一列车的推荐速度。

6.一种列车自动驾驶ATO设备故障的安全处理系统，其特征在于，包括：区域控制器ZC，与所述ZC通信连接的各辆列车的列车自动驾驶ATO设备和列车自动防护ATP设备；

第一列车的列车自动防护ATP设备，用于在第一个周期检测本车的列车自动驾驶ATO设备是否发生故障，若在第一个周期检测到本车的列车自动驾驶ATO设备发生故障，则在第二个周期向区域控制器ZC发送第一消息，其中，所述第一列车为与所述ZC通信连接的列车中的任意一辆列车，所述第一消息包括：第一列车的ATO设备的故障信号、第一列车的当前移动授权MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度；

区域控制器ZC，用于若接收到所述第一消息，则向所述第一列车相邻的前后两辆列车的ATO设备分别发送第二消息，其中，所述第二消息包括：第一列车的当前移动授权MA、第一列车的当前行车位置和当前行车速度；

所述第一列车相邻的前后两辆列车的ATO设备，用于接收到所述第二消息后，在第三个周期分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC；

所述ZC，还用于接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值小于预设阈值，则将所述两个推荐速度的平均值作为第一列车的推荐速度在第四个周期发送给所述第一列车的ATP设备。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述ZC，还用于

接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，则向所述前后两辆列车的ATO设备分别再次发送所述第二消息，以使所述前后两辆列车的ATO设备在第三个周期再次分别根据所述第二消息为所述第一列车计算一个推荐速度并发送给所述ZC。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述ZC，还用于

接收到所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度后，若判断获知所述两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值，且所述前后两辆列车的ATO设备分别发送的两个推荐速度的误差绝对值大于预设阈值的次数大于预设次数，则向所述第一列车和所述第一列车相邻的后一辆列车的ATP设备分别发送第三消息，以使所述第一列车和所述后一辆列车的ATP设备分别根据所述第三消息对所述第一列车和所述后一辆列车进行停车处理。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述ZC，还用于

若接收到所述第一消息，则根据所述第一消息中的第一列车的ATO设备的故障信号获知所述第一列车的ATO设备发生故障，通过第一公式，计算得到所述第一列车的当前移动授权MA₂并发送给所述第一列车的ATP设备；

其中，所述第一公式为：

MA₂＝MA₁-s×(2n+2)×v₁

MA₁为所述ZC原来计算的第一列车的MA，所述ZC原来计算的第一列车的MA是第一列车的ATO设备发生故障时第一列车允许行驶的距离范围，s为每一周期的时间长度，n为预设次数，v₁为第一列车的ATO设备发生故障前的行车速度。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一列车的ATP设备，还用于

在本列车的ATO设备发生故障并第一次接收到所述ZC发送的第一列车的推荐速度之后，重新执行第一列车的ATP设备若在第一个周期检测到本车的ATO设备发生故障，则在第二个周期向区域控制器ZC发送第一消息的步骤，此时，通过第二公式，计算得到所述第一列车的当前MA₂；

其中，所述第二公式为：

MA₂＝MA₁-s×(2n+1)×v₂

v₂为当前所述第一列车的ATP设备所接收的所述ZC发送的第一列车的推荐速度。

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