CN108189860B - 一种适用于普速铁路的行车许可控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于普速铁路的行车许可控制系统，解决了CTCS‑0级列控系统存在的问题，提高了列控系统的安全等级，适用于新建和既有200km/h及以下的普速线路。并且，CTCS‑1级列控系统行车许可控制方法可以减少普速铁路行车过程中对地面列控系统的依赖，大大简化了地面列控系统核心设备区域列控数据中心的设备复杂度，降低了成本，提升了该系统的可用性。

Description

一种适用于普速铁路的行车许可控制系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种适用于普速铁路的行车许可控制系统。

背景技术

中国列车运行控制系统(CTCS)立足于中国铁路的实际运营情况，以分级形式满足不同线路运输需求的技术规范，在保证中国铁路行车安全的前提下，提高铁路运输效率。

一、CTCS-0级列控系统。

目前中国的普速铁路主要使用的是CTCS-0级系统。CTCS-0级列控系统是铁路信号专业长期发展形成的一套技术安全保障系统，由通用机车信号和列车运行监控记录装置(LKJ)构成。LKJ设备不负责行车许可的计算。仅通过车载存储的线路数据，计算速度控制值，实现安全速度的控制。同时，LKJ设备在列车运行途中采集记录与列车安全运行有关的各种机车运行状况信息，实现安全监测和信息传输。

但是，在列车运行控制系统中，行车许可是列车安全运行的行车凭证，因此，CTCS-0级系统无法满足使用需求。

二、CTCS-2级列控系统。

CTCS-2级列控系统是CTCS系统的重要组成部分，是基于轨道电路和点式应答器传输列车行车许可信息，并采用目标距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统。CTCS-2级列控系统的行车许可是基于轨道电路和点式应答器传输列车行车许可信息，其中点式应答器包括有源应答器和无源应答器。

但是CTCS-2级列控系统不适用于普速铁路的行车控制，原因如下：

1)CTCS-2级列控系统作为200km/h及以上高速铁路列控系统的整体方案，包括很多普速铁路不具备也不需要的功能，甚至与普速铁路的运营需求矛盾。

2)CTCS-2级列控系统采用有源应答器的方式传输列车动态数据，普速铁路由于站场复杂，如果采用CTCS-2级列控系统会造成有源应答器的大量使用，大幅增加建设和改造的费用。

3)CTCS-2级列控系统目前使用的线路设计、管理较为统一，普速铁路的列车业务复杂，管理流程不一致，CTCS-2级列控系统无法满足普速铁路运营需求。

4)CTCS-2级列控系统造价昂贵，普速铁路运营里程长、建设造价低、运营需求没有高铁线路要求高，CTCS-2级列控系统不适用于普速铁路。

三、CTCS-3级列控系统。

CTCS-3级列控系统是CTCS系统的重要组成部分，基于GSM-R无线通信实现地面与列车控制信息双向实时传输，无线闭塞中心(RBC)生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，并以CTCS-2级列车运行控制系统作为后备模式。

CTCS-3级列控系统为列车生成行车许可的设备是RBC。RBC根据列车位置报告计算出列车的精确位置，并依据前方进路状态和闭塞分区状态计算出前方空闲进路的最大长度，来填充行车许可信息；此外，根据RBC所辖范围内的静态数据以及临时限速命令，填充链接信息、坡度曲线、静态速度曲线、等级转换命令、临时限速、线路条件、RBC移交命令，共同组成行车许可消息发送给车载设备。

既有CTCS-3级列控系统不适用于普速铁路的行车控制，原因如下：

1)RBC系统作为300km/h及以上高速铁路列控系统的核心设备，功能和系统结构比较复杂，包括很多普速铁路不具备也不需要的功能。

2)CTCS-3级列控系统车地信息传输采用GSM-R/CSD方式实现无线通信，每个车地无线通信链接占用固定的信道资源，因而控车数量有限，而普速铁路同时接发车的列车较多，所以需要采用共享信道资源的通信方式。

3)CTCS-3级列控系统目前应用的高速铁路设计、管理较为统一，而普速铁路的列车业务复杂，与高速铁路的管理流程不一致，CTCS-3级列控系统无法完全满足普速铁路的运营需求。

4)RBC系统造价昂贵，普速铁路运营里程长、建设造价低、运营需求没有高铁线路要求高。

5)RBC生成行车许可的过程中，计算和处理的数据众多，如果用在既有普速线，由于管理列车数量比高铁线路多，RBC的计算能力无法满足列车数量的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于普速铁路的行车许可控制系统，大幅提升了普速铁路的安全性，对既有普速铁路的安全运营具有重要意义。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种适用于普速铁路的行车许可控制系统，包括：车载设备与地面设备；其中：

地面设备，用于向车载设备提供控车码，以及向车载设备发送根据进路信息、临时限速信息以及线路基础数据生成的用于控车的无线消息；采用目标距离连续速度控制模式监控列车安全运行，并且，根据车载设备返回的位置信息，结合列车的运行方向，判定是否发生特定情况，若是，则停止向车载设备发送用于控车的无线消息：

车载设备，用于根据地面设备的控车码以及用于控车的无线消息生成行车许可信息，并进行列车控制；同时，在经过地面设备中的应答器时确定自身位置再反馈给地面设备。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，解决了CTCS-0级列控系统存在的问题，提高了列控系统的安全等级，适用于新建和既有200km/h及以下的普速线路。并且，该行车许可控制系统可以减少普速铁路行车过程中对地面列控系统的依赖，大大简化了地面列控系统核心设备区域列控数据中心的设备复杂度，降低了成本，提升了该系统的可用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例提供的一种适用于普速铁路的行车许可控制系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的数据传输过程示意图；

图3为本发明实施例提供的生成行车许可的流程图。

具体实施方式

下面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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种适用于普速铁路的行车许可控制系统，该系统可以实现200km/h以下新建及改造普速线路的列车自动控制。系统采用目标距离连续速度控制模式监控列车安全运行的列控系统，由轨道电路实现占用检查并提供行车许可信息，无源应答器实现列车定位，采用无线通信方式传输线路固定数据、车站进路数据和临时限速信息。

如图1所示，系统主要包括：车载设备与地面设备；其中：

地面设备，用于向车载设备提供控车码，以及向车载设备发送根据进路信息、临时限速信息以及线路基础数据生成的用于控车的无线消息；采用目标距离连续速度控制模式监控列车安全运行，并且，根据车载设备返回的位置信息，结合列车的运行方向，判定是否发生特定情况，若是，则停止向车载设备发送用于控车的无线消息：

车载设备，用于根据地面设备的控车码以及用于控车的无线消息进行列车控制；并在经过地面设备中的应答器时确定自身位置信息再反馈给地面设备。

本发明实施例中，地面设备主要包括：区域列控数据中心、车站计算机联锁系统、临时限速服务器、调度集中系统、轨道电路与无源应答器；其中：

所述轨道电路用于实现轨道占用检查和列车完整性检查，并向车载提供控车码；

无源应答器与车载设备通信，为车载设备提供定位信息。

系统主要数据传输的过程如图2所示，所述区域列控数据中心与车站计算机联锁系统通信获得进路信息，与临时限速服务器通信获得调度集中系统下发给临时限速服务器的临时限速信息，之后，区域列控数据中心根据进路信息、临时限速信息以及自身存储的线路基础数据生成用于控车的无线消息，并通过无线设备(无线通信服务器)采用GSM-R/GPRS方式发送给车载设备。同时，车载设备还根据无源应答器来确定列车的位置信息，并通过无线网络反馈给区域列控数据中心。

本发明实施例中，区域列控数据中心还对应答器报文实时组帧、编码、校验，并将报文向列车发送，用于列车定位使用。

如图3所示为生成行车许可的流程图，行车许可可以由车载设备根据地面设备的控车码以及用于控车的无线消息(控车数据)来生成，从而进行列车控制。同时，还通过DMI向司机显示目标距离与允许速度，并且车载设备可以运用声音提示等方式向司机进行报警，提供司机足够的显示信息，方便司机驾驶。

本发明实施例中，区域列控数据中心是CTCS-1级列控系统行车许可计算和控制的核心设备，区域列控数据中心会根据车载设备返回的位置信息，结合列车的运行方向，判定是否发生如下情况，若是，则停止向车载设备发送用于控车的无线消息：

第一种情况，列车方向发生改变：区域列控数据中心记录车载设备了上一次位置报告中的LRBG(最近相关应答器组)的方向与列车取向的一致性(通过数值表示)，再结合LRBG的编号，通过这两项数值可以计算出列车的运行方向，如果发现列车的运行方向与计算得出的运行方向不同，则停止向车载设备发送无线消息；

第二种情况，列车未按照运行方向顺序占用和出清相关闭塞分区、道岔区段或轨道区段：区域列控数据中心会预存线路数据中基于任意一个应答器组，并结合列车运行方向确定的闭塞分区、道岔区段和轨道区段排序，当区域列控数据中心收到车载设备的位置报告后，根据LRBG的编号确定相应的应答器组，并根据LRBG与列车估计头部之间的距离确定列车位置，结合列车运行方向判断列车是否顺序占用已排序的闭塞分区、道岔区段或轨道区段；若否，则停止向车载设备发送无线消息。

本发明实施例上述方案，解决了CTCS-0级列控系统存在的问题，提高了列控系统的安全等级，适用于新建和既有200km/h及以下的普速线路。并且，CTCS-1级列控系统行车许可控制方法可以减少普速铁路行车过程中对地面列控系统的依赖，大大简化了地面列控系统核心设备区域列控数据中心的设备复杂度，降低了成本，提升了该系统的可用性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种适用于普速铁路的行车许可控制系统，其特征在于，包括：车载设备与地面设备；其中：

地面设备，用于向车载设备提供控车码，以及向车载设备发送根据进路信息、临时限速信息以及线路基础数据生成的用于控车的无线消息；采用目标距离连续速度控制模式监控列车安全运行，并且，根据车载设备返回的位置信息，结合列车的运行方向，判定是否发生特定情况，若是，则停止向车载设备发送用于控车的无线消息：

车载设备，用于根据地面设备的控车码以及用于控车的无线消息生成行车许可信息，并进行列车控制；同时，在经过地面设备中的应答器时确定自身位置再反馈给地面设备；

其中，地面设备中的区域列控数据中心根据车载设备返回的位置信息，结合列车的运行方向，判定是否发生如下情况，若是，停止向车载设备发送用于控车的无线消息：

第一种情况，列车方向发生改变：区域列控数据中心记录了车载设备上一次位置报告中的最近相关应答器组LRBG的方向与列车取向的一致性，再结合LRBG的编号，计算出列车的运行方向，如果发现列车的运行方向与计算得出的运行方向不同，则停止向车载设备发送无线消息；

第二种情况，列车未按照运行方向顺序占用和出清相关闭塞分区、道岔区段或轨道区段：区域列控数据中心会预存线路数据中基于任意一个应答器组，并结合列车运行方向确定的闭塞分区、道岔区段和轨道区段排序，当区域列控数据中心收到车载设备的位置报告后，根据LRBG的编号确定相应的应答器组，并根据LRBG与列车估计头部之间的距离确定列车位置，结合列车运行方向判断列车是否顺序占用已排序的闭塞分区、道岔区段或轨道区段；若否，则停止向车载设备发送无线消息。

2.根据权利要求1所述的一种适用于普速铁路的行车许可控制系统，其特征在于，

根据地面设备的控车码以及用于控车的无线消息生成行车许可信息，并通过DMI向司机显示目标距离与允许速度。

3.根据权利要求1所述的一种适用于普速铁路的行车许可控制系统，其特征在于，所述地面设备包括：

区域列控数据中心、车站计算机联锁系统、临时限速服务器、调度集中系统、轨道电路与无源应答器；其中：

所述轨道电路用于实现轨道占用检查和列车完整性检查，并向车载提供控车码；

无源应答器与车载设备通信，为车载设备提供定位信息；

所述区域列控数据中心与车站计算机联锁系统通信获得进路信息，与临时限速服务器通信获得调度集中系统下发给临时限速服务器的临时限速信息，之后，区域列控数据中心根据进路信息、临时限速信息以及自身存储的线路基础数据生成用于控车的无线消息，并通过无线设备发送给车载设备。

4.根据权利要求1所述的一种适用于普速铁路的行车许可控制系统，其特征在于，车载设备与地面设备之间通过GSM-R/GPRS方式实现数据通信。

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