CN108082222A - 一种用于中低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种用于中低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统，包括：控制中心的设备、车站的设备、车辆段/停车场的设备、维修中心的设备、试车线的设备和整合后网络通道；各设备通过整合后网络通道进行连接；其中，控制中心的设备、车站的设备、车辆段/停车场的设备、维修中心的设备和试车线的设备均为对现有的若干个系统进行整合后得到的设备。通过对现有的若干个系统进行整合后得到控制中心的设备、车站的设备、车辆段/停车场的设备、维修中心的设备、试车线的设备和整合后网络通道，将各系统进行优化和集成，构成中、低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统，能够大大简化设备和降低成本，同时提高运营自动化、信息化和智能化水平。
Description
技术领域
本发明实施例涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种用于中低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统。
背景技术
自2013年《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》中积极推广政府和社会资本合作(PPP)模式以来，各地中小城市都积极响应国家政府号召，并对轨道交通建设开始采取PPP模式，而对于PPP模式下的社会资本建设方来说，其更加关心也同时将影响工程质量的则是项目资本的总体投入。近年来，中国城市轨道交通正在由钢轮钢轨的地铁制式逐步向车辆制式多样化、投资模式多元化的方向发展，单轨等中低运量车辆制式以其整体造价低、振动噪音小、爬坡能力强、转弯半径小等优势，开始逐渐被众多中小城市业主、尤其是PPP项目业主的关注。
目前，单轨制式下各专业设备系统等仍沿用高运量钢轮钢轨地铁模式下的配置方案，与运能需求未能高效匹配，无法有效的降低全生命周期成本，而全自动运行系统是降低全生命周期成本的有效技术手段，能够整体上实现成本控制。
随着国家“稳增长、调结构、促改革、惠民生”政策的深入推行，我国轨道交通提速发展。根据统计数据，至2020年全国规划线路长度1万多公里，远景规划超3万公里，而且城轨建设正在从大城市逐步扩大到中等城市。按照目前我国城市发展情况，从一线城市至三线中等发达城市，约40个城轨在建城市，平均线路已超219公里。可以预见，未来两三年内，大城市骨干线网规划建设将面临饱和，大城市辅助线路及中等城市线路规划建设已提上议事日程。单轨交通作为最优秀的中低运量城市轨道交通制式，即将迎来行业发展的黄金阶段。因此，建设单轨综合行车控制系统意义重大。
发明内容
由于现有方法存在上述问题，本发明实施例提出一种用于中低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统，包括：控制中心的设备、车站的设备、车辆段/停车场的设备、维修中心的设备、试车线的设备和整合后网络通道；
所述控制中心的设备、所述车站的设备、所述车辆段/停车场的设备、所述维修中心的设备和所述试车线的设备通过所述整合后网络通道进行连接；
其中，所述控制中心的设备、所述车站的设备、所述车辆段/停车场的设备、所述维修中心的设备和所述试车线的设备均为对现有的若干个系统进行整合后得到的设备；
所述控制中心的设备、所述车站的设备、所述车辆段/停车场的设备、所述维修中心的设备和所述试车线的设备的设备数量之和小于所述现有的若干个系统的设备数量之和。
可选地，所述整合后网络通道包括5个独立网络通道，每个独立网络通道为有线环形网络结构；
其中，所述5个独立网络通道包括2个列车控制冗余网、2个调度监控冗余网和1个综合业务网。
可选地，所述综合行车控制系统还包括无线网络；
所述无线网络用于进行车、地网络信息传输。
可选地，所述控制中心的设备包括：
总调度员操作工作站、行车调度员操作工作站、设备调度员操作工作站、乘客调度员操作工作站、车辆管理调度员操作工作站、维修调度员操作工作站、大屏接口设备、中心接口设备、数据库服务器、中心综合应用服务器、视频流服务器、高清直播编码器、音视频切换设备、时刻表运行图编辑工作站、打印机和电源设备。
可选地，所述车站的设备包括：车站综合应用服务器、车站接口设备、值班员操作工作站、LCD、LED控制器、视频存储服务器、公安值班员工作站、信号设备、综合维护工作站、轨旁设备、综合后备盘、打印机和电源设备。
可选地，所述车辆段/停车场的设备包括：
综合应用服务器、车辆段接口设备、值班员操作工作站、LCD、LED控制器、视频存储服务器、公安值班员工作站、信号设备、综合维护工作站、轨旁设备、打印机和电源设备。
可选地，所述维修中心的设备包括：
数据服务器、综合维护工作站、打印机和电源设备。
可选地，所述试车线的设备包括：信号系统功能设备、电源设备和打印机。
可选地，所述现有的若干个系统包括：信号系统、综合监控系统ISCS、乘客信息系统PIS和视频监控系统CCTV。
可选地，所述控制中心的设备、所述车站的设备、所述车辆段/停车场的设备、所述维修中心的设备和所述试车线的设备均采用统一的数据源进行数据交互。
由上述技术方案可知，本发明实施例通过对现有的若干个系统进行整合后得到控制中心的设备、车站的设备、车辆段/停车场的设备、维修中心的设备、试车线的设备和整合后网络通道，将各系统进行优化和集成，构成中、低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统，能够大大简化设备和降低成本，同时提高运营自动化、信息化和智能化水平。
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，下面描述中的附图仅仅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，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的四个现有系统的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种用于中低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统的结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的一种用于中低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的整合后网络通道的连接示意图；
图5为本发明一实施例提供的控制中心的设备连接示意图；
图6为本发明一实施例提供的车辆段/停车场的设备连接示意图；
图7为本发明一实施例提供的设备集中站的设备连接示意图；
图8为本发明一实施例提供的非设备集中站的设备连接示意图；
图9为本发明一实施例提供的维修中心的设备连接示意图；
图10为本发明再一实施例提供的一种用于中低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图2示出了本实施例提供的一种用于中低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统的流程示意图，包括：控制中心的设备201、车站的设备202、车辆段/停车场的设备203、维修中心的设备204、试车线的设备205和整合后网络通道206；
所述控制中心的设备201、所述车站的设备202、所述车辆段/停车场的设备203、所述维修中心的设备204和所述试车线的设备205通过所述整合后网络通道206进行连接；
其中，所述控制中心的设备201、所述车站的设备202、所述车辆段/停车场的设备203、所述维修中心的设备204和所述试车线的设备205均为对现有的若干个系统进行整合后得到的设备；
所述控制中心的设备201、所述车站的设备202、所述车辆段/停车场的设备203、所述维修中心的设备204和所述试车线的设备205的设备数量之和小于所述现有的若干个系统的设备数量之和。
其中，所述现有的若干个系统包括：信号系统、综合监控系统ISCS、乘客信息系统PIS和视频监控系统CCTV。
本实施例通过整合信号、ISCS、PIS、CCTV系统，梳理相互间标准化接口，构建一种适用于中低运量单轨的综合行车控制系统，实现全自动运行的多系统联动功能，整合后的综合行车控制系统如图3所示，按地点将工作站、服务器进行优化整合，分别在控制中心、车站、轨旁、列车、车辆段/停车场、试车线和维修中心重新配置具体设备，实现全自动运行综合行车控制系统功能。
具体地，针对我国城市轨道交通的发展现状进行了分析，中低运量的单轨交通在多样化轨道交通制式中，更加符合我国中小城市以及旅游观光城市的轨道交通发展需求，其优势在于建设成本低、建设周期短、爬坡能力强、转弯半径小、噪声低、振动小等众多特点，尤其在PPP模式下开展的轨道交通建设项目，业主更关注于建设成本的控制，据测算单轨制式建设成本每公里可降低至75％以下，而目前应用于单轨的各专业系统仍沿用高运量钢轮钢轨地铁模式下的配置方案，与运能需求未能高度匹配，无法有效的降低全生命周期成本，因此本文提出将以行车为核心的信号系统、ISCS系统(ISCS)、乘客信息系统(PIS)、视频监控系统(CCTV)进行集成，构建适用于中低运量的单轨综合行车控制系统，说明单轨综合行车控制系统建设的目的与原则，实现简化设备、降低成本，提高运营自动化、信息化、智能化水平，并提出建设单轨综合行车控制系统需要解决的技术问题。本实施例提供了适用于中低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统(简称IOCS(M))，能解决单轨交通建设仍沿用地铁建设模式，结构不合理，造价与单轨交通建设成本不匹配的问题。
具体地，在对现有系统的整合过程中，需要完成以下工作：
A1、统一数据源，即将各系统数据流进行梳理形成统一的数据存储。
A2、整合后台应用服务器，减少设备投入，节约设备室空间。
A3、整合前端工作站，减少人员配置，集中管理。
A4、整合骨干网网络通道，采用共用物理通道，通过VLAN划分实现逻辑隔离。
A5、整合车地无线网络通道，采用LTE综合承载技术实现信号系统、PIS、CCTV专业车地信息传输的综合承载。
本实施例通过对现有的若干个系统进行整合后得到控制中心的设备、车站的设备、车辆段/停车场的设备、维修中心的设备、试车线的设备和整合后网络通道，将各系统进行优化和集成，构成中、低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统，能够大大简化设备和降低成本，同时提高运营自动化、信息化和智能化水平。
进一步地，在上述实施例的基础上，所述整合后网络通道206包括5个独立网络通道，每个独立网络通道为有线环形网络结构；
其中，所述5个独立网络通道包括2个列车控制冗余网、2个调度监控冗余网和1个综合业务网。
具体地，5个独立网络通道(M1-M5)如图4所示，采用有线环形网络结构，为控制中心、各车站、车辆段/停车场、试车线和维修中心的设备之间提供透明传输通道。在逻辑上将有线网络划分为5个独立网络通道：列车控制冗余网(M1、M2)、调度监控冗余网(M3、M4)、综合业务网(M5)。
列车控制冗余网传输控制行车的安全信息，包括：ATP/ATO信息、联锁信息等。
调度监控冗余网传输影响行车的非安全信息，包括：ATS信息、ISCS信息等。
综合业务网传输不影响行车的非安全信息，包括：维护信息、PIS信息、CCTV信息等。
列车控制冗余网通过网关计算机与调度监控冗余网、综合业务网通信。
具体地，各现有系统的设备连接示意图如图5-9所示，图5为控制中心的设备连接示意图，图6为车辆段/停车场的设备连接示意图，图7为设备集中站的设备连接示意图，图8为非设备集中站的设备连接示意图，图9为维修中心的设备连接示意图，本实施例通过整合后网络通道206对现有各系统的网络结构进行整合，采用一套统一的网络结构，无需各个系统建立自己的设备连接，大大节省网络设备。
进一步地，在上述实施例的基础上，所述综合行车控制系统还包括无线网络；
所述无线网络用于进行车、地网络信息传输。
具体地，无线网络用于实现单轨/磁浮综合行车控制系统车-地间信息传输，包括数据、视频、语音。无线网络传输方式可结合实际工程项目需求确定，宜采用LTE-M技术进行车地无线传输，基于3GPP标准，由列车接入单元(TAU)、基站和核心网等设备组成。无线网络逻辑上划分为A、B两张网，其中A网综合承载行车控制系统和综合业务系统信息，B网仅传输行车控制系统系统信息，以此实现车-地间行车控制系统的网络冗余功能。
进一步地，在上述实施例的基础上，所述控制中心的设备201包括：
总调度员操作工作站、行车调度员操作工作站、设备调度员操作工作站、乘客调度员操作工作站、车辆管理调度员操作工作站、维修调度员操作工作站、大屏接口设备、中心接口设备、数据库服务器、中心综合应用服务器、视频流服务器、高清直播编码器、音视频切换设备、时刻表运行图编辑工作站、打印机和电源设备。
具体地，
总调度员操作工作站用于监视全线系统的状态。
行车调度员操作工作站用于监控系统设备及行车状态。
设备调度员操作工作站用于实现对电力设备、机电(电扶梯、风、水、电)设备、消防、PSD、门禁系统(ACS)等设备的监控功能。
乘客调度员操作工作站用于实现乘客相关的信息的操作、管理等功能(如PIS、PA、CCTV等)。
车辆管理调度员操作工作站用于实现车辆监控及管理功能。
维修调度员操作工作站用于实现对信号设备、电力设备、机电(电扶梯、风、水、电)设备、消防、PSD、ACS、PIS、CCTV、车辆设备状态监测及维护功能。
大屏接口设备用于实现ATS、供电、CCTV等系统视频及监控数据在大屏系统的集中显示。
中心接口设备用于实现与外部互联系统的接口功能。
数据库服务器用于主要完成整个系统的数据存储、记录功能。
中心综合应用服务器，整合ATS、ISCS、PIS中心服务器、CCTV视频服务器的信息处理功能。
PIS视频流服务器用于PIS子系统处理视频信息专用。
高清直播编码器用于实现视频图像等解码功能。
音视频切换设备用于实现对音视频切换控制等功能。
时刻表运行图编辑工作站用于实现运行图的编辑功能。
打印机用于实现相关报表、图纸的打印功能。
电源设备用于实现以上设备的供电。
进一步地，在上述实施例的基础上，所述车站的设备202包括：车站综合应用服务器、车站接口设备、值班员操作工作站、LCD、LED控制器、视频存储服务器、公安值班员工作站、信号设备、综合维护工作站、轨旁设备、综合后备盘、打印机和电源设备。
具体地，
车站综合应用服务器用于整合ATS、ISCS、PIS车站服务器、CCTV视频服务器的信息处理功能。
车站接口设备用于实现车站与时钟系统(CLK)、不间断电源(UPS)等其他外部互联系统的接口。
值班员操作工作站用于实现信号、ISCS、CCTV设备调度、操作、监视功能，及PIS系统的设备监视功能。
LCD、LED控制器用于实现对LCD、LED设备的播放控制。
视频存储服务器用于PIS、CCTV子系统存储车站信息专用。
公安值班员工作站仅为示意，用于根据项目的实际要求进行配置。
信号设备，包括实现列车安全防护、辅助驾驶等相关功能的设备。
综合维护工作站用于实现所辖范围内所有设备的状态监视及维护功能。
轨旁设备，包括实现列车占用检测、列车定位、车地无线通信设备，以及信号机、道岔控制等基础设备。
IBP盘用于实现车站值班员操作工作站或车站综合应用服务器或者人机界面等故障时对车站进行应急控制。
打印机用于实现相关报表的打印功能。
电源设备用于实现以上设备的供电。
进一步地，在上述实施例的基础上，所述车辆段/停车场的设备203包括：
综合应用服务器、车辆段接口设备、值班员操作工作站、LCD、LED控制器、视频存储服务器、公安值班员工作站、信号设备、综合维护工作站、轨旁设备、打印机和电源设备。
具体地，
综合应用服务器用于整合ATS、ISCS、PIS车辆段/停车场服务器、CCTV视频服务器的信息处理功能。
车辆段接口设备用于实现车辆段与CLK、UPS等其他外部互联系统的接口。
值班员操作工作站用于实现场段内操作功能。
LCD、LED控制器用于实现对LCD、LED设备的播放控制。
视频存储服务器用于PIS、CCTV子系统存储车站信息专用。
公安值班员工作站仅为示意，用于根据项目的实际要求进行配置。
信号设备，包括派班ATS终端。
综合维护工作站用于实现所辖范围内所有设备的状态监视及维护功能。
打印机用于实现相关报表的打印功能。
电源设备用于实现以上设备的供电。
进一步地，在上述实施例的基础上，所述维修中心的设备204包括：
数据服务器、综合维护工作站、打印机和电源设备。
具体地，
综合维护工作站用于实现全线所有设备的状态监视及维护功能。
打印机用于实现相关报表的打印功能。
电源设备用于实现以上设备的供电。
进一步地，在上述实施例的基础上，所述试车线的设备205包括：信号系统功能设备、电源设备和打印机。
具体地，试车线宜设置包括信号系统功能的IOCS(M)设备，及电源、打印机等相关设备。
进一步地，在上述实施例的基础上，所述控制中心的设备201、所述车站的设备202、所述车辆段/停车场的设备203、所述维修中心的设备204和所述试车线的设备205均采用统一的数据源进行数据交互。
举例来说，各子系统的数据原本存储在各自的子系统中，如图1所示；而本实施例中所有的数据存储在公共数据库中，如图3所示的数据库服务器，当信号子系统需要调用CCTV子系统的数据时，直接从数据库服务器中获取即可，则信号子系统获取的数据与CCTV子系统获取的数据是统一的数据源。相比于现有技术中，不同子系统独立运行时，当信号子系统需要调用CCTV子系统的数据时，信号子系统获取的数据一般是经过CCTV子系统内部运行后的数据，这些运行后的数据与CCTV子系统自己调用的数据源往往是不同的，导致出现不同子系统采用不同的数据源。因此，本实施例通过采用统一数据源，将所有子系统的数据进行统一存储和调用。
另外，通过采用统一的数据源，能够对统一的数据源进行统一的处理和存储，避免多个子系统重复处理和重复存储，浪费时间和空间。例如CCTV子系统存储了十分钟的视频数据，而信号子系统需要获取其中一分钟的视频数据，现有方法中信号子系统只能获取全部的十分钟视频，然后自行处理得到那一分钟的视频数据；而本实施例的数据库服务器能够对十分钟的视频数据进行处理，划分为十段一分钟的视频进行存储，信号子系统只需调用其需要的那一分钟的视频数据即可，既节省时间，也节省空间。
图10为本实施例提供的综合行车控制系统的接口示意图，在信号、ISCS、PIS、CCTV四个系统设备整合优化后，形成新的系统接口方式。
以某一条典型线路举例，本线路有7个集中站，18个非集中站以及一个车辆段。
常规条件下，ATS\ISCS\PIS\CCTV设备需要265个工作站，247台服务器，以及207台以太网交换机。若使用综合行车控制系统配置，则只需要120个工作站，105台服务器，以及72台以太网交换机。
通过使用本实施例提供的综合行车控制系统，能够节约的相应成本将在30％以上。
由此，本实施例能够到达如下有益效果：单轨综合行车控制系统的集成，能够简化设备配置，避免造成设备冗余配置导致的成本重复投入，降低建设期设备成本；通过设备集成简化，能够节省工程设备用房空间，从而降低工程项目施工的工程量及建设成本；单轨综合行车控制系统为运营操作带来集中化管理，减少设备维护工作量，减少人员投入，整体降低信号、ISCS、PIS、CCTV系统的全寿命周期成本；将信号、ISCS、PIS、CCTV系统的标准化集成，能够有力推进全自动运行技术的发展，有利于产业升级；信号系统作为轨道交通的“大脑和神经”，是保证城市轨道交通行车安全的核心系统，因此实现单轨综合行车控制系统，围绕信号系统为核心进行集成优化，可实现在对运行列车的安全控制、保证列车安全条件下的高效便捷的乘客服务；通过统一以行车为核心的多系统相互间标准化接口，统一城市轨道交通单轨制式的招投标技术条件，搭建更为公平的市场竞争环境，降低产品生命周期成本，促进国家高端制造产业的创新。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
应说明的是：以上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；而这些修改或者替换，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)
1.一种用于中低运量单轨/磁浮的综合行车控制系统，其特征在于，包括：控制中心的设备、车站的设备、车辆段/停车场的设备、维修中心的设备、试车线的设备和整合后网络通道；
所述控制中心的设备、所述车站的设备、所述车辆段/停车场的设备、所述维修中心的设备和所述试车线的设备通过所述整合后网络通道进行连接；
其中，所述控制中心的设备、所述车站的设备、所述车辆段/停车场的设备、所述维修中心的设备和所述试车线的设备均为对现有的若干个系统进行整合后得到的设备；
所述控制中心的设备、所述车站的设备、所述车辆段/停车场的设备、所述维修中心的设备和所述试车线的设备的设备数量之和小于所述现有的若干个系统的设备数量之和。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整合后网络通道包括5个独立网络通道，每个独立网络通道为有线环形网络结构；
其中，所述5个独立网络通道包括2个列车控制冗余网、2个调度监控冗余网和1个综合业务网。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述综合行车控制系统还包括无线网络；
所述无线网络用于进行车、地网络信息传输。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制中心的设备包括：
总调度员操作工作站、行车调度员操作工作站、设备调度员操作工作站、乘客调度员操作工作站、车辆管理调度员操作工作站、维修调度员操作工作站、大屏接口设备、中心接口设备、数据库服务器、中心综合应用服务器、视频流服务器、高清直播编码器、音视频切换设备、时刻表运行图编辑工作站、打印机和电源设备。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车站的设备包括：车站综合应用服务器、车站接口设备、值班员操作工作站、LCD、LED控制器、视频存储服务器、公安值班员工作站、信号设备、综合维护工作站、轨旁设备、综合后备盘、打印机和电源设备。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆段/停车场的设备包括：
综合应用服务器、车辆段接口设备、值班员操作工作站、LCD、LED控制器、视频存储服务器、公安值班员工作站、信号设备、综合维护工作站、轨旁设备、打印机和电源设备。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述维修中心的设备包括：
数据服务器、综合维护工作站、打印机和电源设备。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述试车线的设备包括：信号系统功能设备、电源设备和打印机。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述现有的若干个系统包括：信号系统、综合监控系统ISCS、乘客信息系统PIS和视频监控系统CCTV。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制中心的设备、所述车站的设备、所述车辆段/停车场的设备、所述维修中心的设备和所述试车线的设备均采用统一的数据源进行数据交互。
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