CN107901952A - 一种延迟容忍的列车筛选算法 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在提供一种延迟容忍的列车筛选算法，以解决现有技术方案中因通信延迟引起列车筛选错误的问题。每隔设定时间执行如下步骤：获取车载控制器发送的列车定位信息；根据列车定位信息获得列车筛选位置点的位置；获取次级列车占用检测设备所发送的占用信息；根据占用信息获得设定区段的出清时间区间；根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车。有益技术效果：通过设置出清时间区间，根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车，实现通信延迟的容忍。
Description
技术领域
本发明涉及列车筛选方法，具体涉及一种延迟容忍的列车筛选算法。
背景技术
在城市轨道交通中，通信列车筛选是区域控制器ZC(Zone Controller)列车追踪的基本要求。通信列车车头必须通过筛选后才能进行移动授权的授予；同时，也必须确定列车车尾无尾随列车才能允许后续追踪列车对本列车的车尾进行追踪。
列车筛选现有技术方案是：
当接收到新的通信列车位置信息时，无法确认其所在区段是否仅存在该通信列车，此时应认为通信车两侧均存在隐藏的非通信列车(如图3位置A)。
如果出现B位置的情况，列车前方区段出清，列车最小车头距离当前区段末端的距离小于头部筛选距离L_HEAD_FILTER(如图3位置B)，则判定车头筛选通过。
如果出现C位置的情况，列车后方区段出清，列车最大车尾距离当前所在区段起点的距离小于尾部筛选距离L_REAR_FILTER(如图3位置C)，则判定车尾筛选通过。
列车筛选依赖来自车载控制器CC(Carborne Controller)的列车位置信息和来自计算机联锁CBI(Computer Based Interlocking)的次级列车占用检测设备的占用信息。
现有筛选算法对以下两点的欠考虑有可能引起隐藏列车的误删除，从而导致安全事故：
1、传输延迟导致的列车位置偏差；
2、次级列车检测设备的反应时间和可靠性的欠考虑，可能导致的相邻区段出清状态误判断。
发明内容
本发明旨在提供一种延迟容忍的列车筛选算法，以解决现有技术方案中因通信延迟引起列车筛选错误的问题。
为了实现所述目的，本发明一种延迟容忍的列车筛选算法，每隔设定时间执行如下步骤：
获取车载控制器发送的列车定位信息，并记录获取列车定位信息的获取时间；
根据列车定位信息获得列车筛选位置点的位置；
获取设定区段上的次级列车占用检测设备所发送的占用信息；其中所述设定区段为列车筛选位置点在筛选方向上的相邻区段；
根据占用信息获得设定区段的出清时间区间；
根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车。
优选的，所述每隔设定时间为每间隔0.25秒～1秒。
优选的，所述每隔设定时间为每间隔0.5秒。
优选的，根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车包括：
根据列车筛选位置点的位置判断列车筛选位置点是否满足筛选条件，如果满足筛选条件，判断对应列车定位信息的获取时间是否在设定区段的出清时间区间内，如果该获取时间在设定区段的出清时间区间内，则删除列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车。
优选的，根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车包括：
根据列车筛选位置点的位置判断列车筛选位置点是否满足筛选条件，如果满足筛选条件，判断对应列车定位信息的获取时间是否在设定区段的出清时间区间内，如果该获取时间在设定区段的出清时间区间内，则将当前列车定位信息添加到通信列车定位信息列表中，如果不满足筛选条件，则清除通信列车定位信息列表中的所有定位信息；
判断通信列车定位信息列表中的列车定位信息条数是否超过设定数，如果超过设定数，则删除列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车。
优选的，所述列车筛选位置点为车头筛选位置点，所述定位信息包括车头位置和列车速度，所述根据列车定位信息获得列车筛选位置点的位置包括：车头筛选位置点的位置通过车头位置在列车运行方向上减去最大可能退行距离获得，其中最大可能退行距离按如下方式计算：当速度方向为正或者速度方向为负且速度大于2km/h时，以0km/h的匀速模型计算；当速度方向为负且小于2km/h时，以列车速度为初始速度，以CC-ZC通信延迟作为位移时间，以顶棚速度作为最大速度，以列车最大加速度为加速度的运动模型计算。
优选的，所述列车筛选位置点为车尾筛选位置，所述定位信息包括车尾位置和列车速度，所述车尾筛选位置等于车尾位置在列车运行方向上加上最大可能前向运行距离，其中最大可能前向运行距离按如下方式计算：所述车尾筛选位置点的位置通过车尾位置在列车运行方向上加上最大可能前向运行距离获得，其中最大可能前向运行距离按如下运动模型计算：当列车速度方向为负时，以0km/h为初始速度，以CC-ZC通信延迟作为位移时间，以顶棚速度作为最大速度，以列车最大加速度为加速度；当速度方向为正时，以列车速度为初始速度，以CC-ZC通信延迟作为位移时间，以顶棚速度作为最大速度，以列车最大加速度为加速度。
优选的，所述筛选条件包括：筛选位置点与区段端点之间的距离小于筛选长度，其中，所述区段端点为列车筛选位置点所在区段在筛选方向上的边界。
优选的，所述根据占用信息获得设定区段的出清时间区间包括：获取第一次接收到次级列车占用检测设备处于空闲状态的报文接收时刻和最新一次接受到次级列车占用检测设备处于空闲状态的报文接收时刻，以第一次接收到次级列车占用检测设备处于空闲状态的报文接收时刻减去次级列车检测设备由出清变为占用的检测延时作为出清时间区间的起始时间；以最新一次接受到次级列车占用检测设备处于空闲状态的报文接收时刻减去次级列车检测设备由出清变为占用的检测延时作为出清时间区间的终止时间。
优选的，次级列车占用检测设备的出清时间区间中起始时间或终止时间距离当前时刻已超过CC-ZC通信延迟时间时，则将其置为当前时刻减去CC-ZC通信延迟时间。
通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：本发明，通过设置出清时间区间，根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车，进而实现通信延迟的容忍。
附图说明
图1为本发明的整体流程图；
图2为本发明的筛选流程图；
图3为隐藏的非通信列车筛选示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
在对本发明进行具体实施方式阐述之前，本发明对申请文件中出现的名称现做如下解释：
列车筛选位置点：列车筛选位置点为列车筛选用的位置点，进行车头筛选时，列车筛选位置点为车头位置，进行车尾筛选时，列车筛选位置点为车尾位置。
筛选方向：车头筛选方向为列车运行方向，车尾筛选方向为列车运行方向的反方向。
区段端点：列车筛选位置点所在区段在筛选方向上的边界。
筛选长度：即背景技术中所指出的筛选距离。
实施例1：
本发明提供了一种延迟容忍的列车筛选算法，每隔设定时间执行如图1所示的步骤：
获取车载控制器发送的列车定位信息，并记录获取列车定位信息的获取时间；
根据列车定位信息获得列车筛选位置点的位置；
获取设定区段上的次级列车占用检测设备所发送的占用信息；其中所述设定区段为列车筛选位置点在筛选方向上的相邻区段；
根据占用信息获得设定区段的出清时间区间；
根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车。
本发明，通过设置出清时间区间(即次级列车占用检测设备非占用状态的时间区间)，根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车，进而实现通信延迟的容忍。
本实施例中，每隔设定时间可以设置为每间隔0.25秒～1秒，优选的，每隔设定时间可以为每间隔0.5秒。可以知道的，每隔设定时间可以根据实际情况进行设置，其间隔的时间也不一样要相同。
本实施例中，如果列车筛选位置点为车头筛选位置点,则上述步骤中的定位信息包括车头位置和列车速度，所述根据列车定位信息获得列车筛选位置点的位置包括：车头筛选位置点的位置通过车头位置在列车运行方向上减去最大可能退行距离获得，其中最大可能退行距离按如下方式计算：当速度方向为正或者速度方向为负且速度大于2km/h时，以0km/h的匀速运动模型进行位移计算；当速度方向为负且小于2km/h时，以列车速度为初始速度，以CC-ZC通信延迟作为位移时间，以顶棚速度作为最大速度，以列车最大加速度为加速度的运动模型进行位移计算。2km/h为列车正常退行速度的极大值，根据列车的不同，这个值也对应有所不同。这里所述的运动模型，在初始速度下，以匀加速的方式进行，当加速到最大速度时，进行匀速运行；可以知道的，这种运动模型只要知道初始速度、匀加速度、最大速度、以及位移时间即可算出位移距离。CC-ZC通信延迟时间即车载控制器CC与区域控制器ZC的通信延迟时间，也就是车载控制器CC发送消息给区域控制器ZC时，区域控制器ZC接受时间与车载控制器CC发送时间之间的差值。
通过计算最大可能退行距离，车头位置在列车运行方向上减去最大可能退行距离获得车头筛选位置点位置，进而得到车头筛选位置点位置在筛选方向上上距离区段端点的极大值，通过该极大值与头部筛选距离比较，根据比较的结果判定车头是否筛选通过，进而实现对容忍了传输延迟导致的列车位置偏差。在本实施例中，CC-ZC通信延迟具体为使用位置信息时ZC的系统时间-CC发送位置信息时ZC的系统时间，其中CC发送位置信息时ZC的系统时间＝CC发送位置信息报文时的CC系统时间-CC与ZC的时间轴差，顶棚速度为列车的最高运营速度，具体可以设置为85km/h，加速度可以为列车的最大加速度，具体可以设置为1.112m/s2。
本实施例中，如果列车筛选位置点为车尾筛选位置点，上述步骤中的定位信息包括车尾位置和列车速度，根据列车定位信息获得列车筛选位置点的位置包括：所述车尾筛选位置点的位置通过车尾位置在列车运行方向上加上最大可能前向运行距离获得，其中最大可能前向运行距离按如下方式计算：当列车速度方向为负时，以0km/h为初始速度，以CC-ZC通信延迟作为位移时间，以顶棚速度作为最大速度，以列车最大加速度为加速度的运动模型进行位移计算；当速度方向为正时，以列车速度为初始速度，以CC-ZC通信延迟作为位移时间，以顶棚速度作为最大速度，以列车最大加速度为加速度的运动模型进行位移计算。
通过计算最大可能前向运行距离，车尾位置在列车运行方向上加上最大可能前向运行距离获得车尾筛选位置点位置，进而得到车尾筛选位置点位置在筛选方向上距离区段端点的极大值，通过该极大值与尾部筛选距离比较，根据比较的结果判定车头是否筛选通过，进而实容忍传输延迟导致的列车位置偏差。在本实施例中，顶棚速度为列车的最高运营速度，具体可以设置为85km/h，加速度可以为列车的最大加速度，具体可以设置为1.112m/s2。
本实施例中，根据占用信息获得设定区段的出清时间区间也可以通过如下方式获得：获取第一次接收到次级列车占用检测设备处于空闲状态的报文接收时刻和最新一次接受到次级列车占用检测设备处于空闲状态的报文接收时刻，以第一次接收到次级列车占用检测设备处于空闲状态的报文接收时刻减去次级列车检测设备由出清变为占用的检测延时作为出清时间区间的起始时间；以最新一次接受到次级列车占用检测设备处于空闲状态的报文接收时刻减去次级列车检测设备由出清变为占用的检测延时作为出清时间区间的终止时间。同时为了便于后续说明，该根据占用信息获得设定区段的出清时间区间的方法在本申请简称为出清时间区间获取方法一。
通过计算出清时间区间，使得出清时间区间将次级列车检测设备由出清变为占用的检测延时考虑在内，进而防止因次级列车检测设备由出清变为占用的检测延时而引起筛选错误，次级列车检测设备由出清变为占用的检测延时一般可设置成2.08s，同时，作为一种优选方案，在出清时间区间获取方法一的基础上，判断最近一次接收到占用检测设备的占用信息时，如果是占用状态，则将出清时间区间置为空。
可以知道的，根据占用信息获得设定区段的出清时间区间也可以采用常规方式计算获得。
为了便于出清时间区间的计算，防止出清时间区间范围过大，当次级列车占用检测设备的出清时间区间中起始时间或终止时间距离当前时刻已超过CC-ZC通信延迟时间时，则将其置为当前时刻减去CC-ZC通信延迟时间。
如图2所示，根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车包括：
根据列车筛选位置点的位置判断列车筛选位置点是否满足筛选条件，如果满足筛选条件，判断对应列车定位信息的获取时间是否在设定区段的出清时间区间内，如果该获取时间在设定区段的出清时间区间内，则将当前列车定位信息添加到通信列车定位信息列表中，如果不满足筛选条件，则清除通信列车定位信息列表中的所有定位信息；
判断通信列车定位信息列表中的列车定位信息条数是否超过设定数，如果超过设定数，则删除列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车。
通过这种方式实现筛选，其优点在于：需要连续多次满足筛选条件，才删除列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车，既容忍了数据传输错误引起的影响，又降低了因通信延迟引起的筛选错误几率，特别是当出清时间区间的获取方法采用当出清时间区间获取方法一，根据占用信息获得设定区段的出清时间区间的方法采用出清时间区间获取方法一时，可以容忍传输延迟导致的列车位置偏差、次级列车检测设备的反应时间、次级列车检测设备的可靠性，实现高容错的筛选，作为一种优选方案，每隔设定时间中的设定时间为固定的某个值t，CC-ZC通信延迟为T，设定数为a，其中t、T和a满足T≤t(a+1)，这样的优点是：由于列车筛选位置点的位置是根据延时前的位置信息预测的，由于是根据最大可能退行距离预测车头位置，根据最大可能前向运行距离预测车尾位置，所以车头和车尾预测的是极限位置，同时通过出清时间区间的设置、设定数的设置使得在筛选过程中列车位置对应的时间点与次级列车占用检测设备检测结果为空闲状态的时间区间出现重叠，进而实现延迟容错的目的。
其中，如图3所示，筛选条件可以为筛选位置点与区段端点之间的距离小于筛选长度，尾部筛选长度CBTC_CFG_L_RS_REAR_FILTER根据具体情况设置，考虑线路上最小列车长度及列车尾轮对距离车尾的距离，尾部筛选可取距离38.23m，头部筛选长度CBTC_CFG_L_RS_HEAD_FILTER根据具体情况设置，考虑线路上最小列车长度及列车首轮对距离车头的距离，头部筛选可取38.23m。
其中，设定数可以设置成2或3，也可以设置成其他大于2的整数。
筛选条件也可以为筛选位置点与区段端点之间的距离小于筛选长度，列车筛选位置点与区段端点之间存在且仅存在非通信列车列车，筛选位置点与区段端点间路径连续。
实施例2：
与实施例1的区别在于：本实施例中，根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车包括：根据列车筛选位置点的位置判断列车筛选位置点是否满足筛选条件，如果满足筛选条件，判断对应列车定位信息的获取时间是否在设定区段的出清时间区间内，如果该获取时间在设定区段的出清时间区间内，则删除列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车。相对于实施例1，实施例2的实质上的筛选步骤要比实施例1更少，筛选速度比实施例1更快，但相对的，其延迟容忍的能力相对于实施例1也要差一点。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (10)
1.一种延迟容忍的列车筛选算法，其特征在于，每隔设定时间执行如下步骤：
获取车载控制器发送的列车定位信息，并记录获取列车定位信息的获取时间；
根据列车定位信息获得列车筛选位置点的位置；
获取设定区段上的次级列车占用检测设备所发送的占用信息；其中所述设定区段为列车筛选位置点在筛选方向上的相邻区段；
根据占用信息获得设定区段的出清时间区间；
根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车。
2.如权利要求1所述的一种延迟容忍的列车筛选算法，其特征在于，所述每隔设定时间为每间隔0.25秒～1秒。
3.如权利要求1所述的一种延迟容忍的列车筛选算法，其特征在于，所述每隔设定时间为每间隔0.5秒。
4.如权利要求1所述的一种延迟容忍的列车筛选算法，其特征在于，根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车包括：
根据列车筛选位置点的位置判断列车筛选位置点是否满足筛选条件，如果满足筛选条件，判断对应列车定位信息的获取时间是否在设定区段的出清时间区间内，如果该获取时间在设定区段的出清时间区间内，则删除列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车。
5.如权利要求1所述的一种延迟容忍的列车筛选算法，其特征在于，根据列车筛选位置点的位置、列车定位信息的获取时间和设定区段的出清时间区间判断是否删除该列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车包括：
根据列车筛选位置点的位置判断列车筛选位置点是否满足筛选条件，如果满足筛选条件，判断对应列车定位信息的获取时间是否在设定区段的出清时间区间内，如果该获取时间在设定区段的出清时间区间内，则将当前列车定位信息添加到通信列车定位信息列表中，如果不满足筛选条件，则清除通信列车定位信息列表中的所有定位信息；
判断通信列车定位信息列表中的列车定位信息条数是否超过设定数，如果超过设定数，则删除列车筛选位置点与区段端点间的非通信列车。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的一种延迟容忍的列车筛选算法，其特征在于，所述列车筛选位置点为车头筛选位置点，所述定位信息包括车头位置和列车速度，所述根据列车定位信息获得列车筛选位置点的位置包括：车头筛选位置点的位置通过车头位置在列车运行方向上减去最大可能退行距离获得，其中最大可能退行距离按如下方式计算：当速度方向为正或者速度方向为负且速度大于2km/h时，以0km/h的匀速模型计算；当速度方向为负且小于2km/h时，以列车速度为初始速度，以CC-ZC通信延迟作为位移时间，以顶棚速度作为最大速度，以列车最大加速度为加速度的运动模型计算。
7.如权利要求1～5中任意一项所述的一种延迟容忍的列车筛选算法，其特征在于，所述列车筛选位置点为车尾筛选位置，所述定位信息包括车尾位置和列车速度，所述车尾筛选位置等于车尾位置在列车运行方向上加上最大可能前向运行距离，其中最大可能前向运行距离按如下方式计算：所述车尾筛选位置点的位置通过车尾位置在列车运行方向上加上最大可能前向运行距离获得，其中最大可能前向运行距离按如下运动模型计算：当列车速度方向为负时，以0km/h为初始速度，以CC-ZC通信延迟作为位移时间，以顶棚速度作为最大速度，以列车最大加速度为加速度；当速度方向为正时，以列车速度为初始速度，以CC-ZC通信延迟作为位移时间，以顶棚速度作为最大速度，以列车最大加速度为加速度。
8.如权利要求4或5所述的一种延迟容忍的列车筛选算法，其特征在于，所述筛选条件包括：筛选位置点与区段端点之间的距离小于筛选长度，其中，所述区段端点为列车筛选位置点所在区段在筛选方向上的边界。
9.如权利要求1所述的一种延迟容忍的列车筛选算法，其特征在于，所述根据占用信息获得设定区段的出清时间区间包括：获取第一次接收到次级列车占用检测设备处于空闲状态的报文接收时刻和最新一次接受到次级列车占用检测设备处于空闲状态的报文接收时刻，以第一次接收到次级列车占用检测设备处于空闲状态的报文接收时刻减去次级列车检测设备由出清变为占用的检测延时作为出清时间区间的起始时间；以最新一次接受到次级列车占用检测设备处于空闲状态的报文接收时刻减去次级列车检测设备由出清变为占用的检测延时作为出清时间区间的终止时间。
10.如权利要求9所述的一种延迟容忍的列车筛选算法，其特征在于，次级列车占用检测设备的出清时间区间中起始时间或终止时间距离当前时刻已超过CC-ZC通信延迟时间时，则将其置为当前时刻减去CC-ZC通信延迟时间。
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