CN108216303A - 一种车载控制器和列车 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种车载控制器和列车，车载控制器包括：在一列列车上仅设置一套VOBC，VOBC与列车的车头和车尾两端分别通过硬线连接，用于控制车头或车尾；其中，车头和车尾均设置有多媒体接口MMI显示器和司机驾驶台；列车与所述VOBC仅有一个车辆接口；VOBC包括切换系统，切换系统用于对控制车头或控制车尾进行切换。列车包括：仅一套上述VOBC。通过在列车上仅设置一套VOBC，通过该VOBC切换控制车头或车尾，减少切换时间/折返时间，可以增加运力，减少旅客滞留的情况，相比于双套VOBC系统的情况，节省了一套硬件、一套车载天线、一个雷达和两个速度传感器，且单套VOBC并未降低安全性，依然采用冗余平台的架构模式，如果出现单系问题，可以继续正常运行。

Description

一种车载控制器和列车

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种车载控制器和列车。

背景技术

现有的车载控制器使用两套设备对整体列车实现控制，并实时进行头尾信息交互传递，通过信息交互实现折返换端功能。在传统双套CBTC(Communication Based TrainControl System，基于通信的列车自动控制系统)折返换端时，整个折返流程从驶出站台到折返换端后重新驶回站台至少需要花费至少85秒的时间。其中，从列车驶出站台到折返轨停稳花费35秒，驶入折返轨升级为控制端到非零速，最短需要花费15秒的时间。从非零速到再次驶入折返后站台需要35秒时间。

在传统双套VOBC(vehicle on-board controller，车载控制器)的情况下，折返换端过程中，之前的控制端会降级为等待端，此时该端要和ZC(区域控制器)、CI(联锁)、ATS(自动列车监控)子系统解除通信关系，需要在另外一端升级为控制端后重新向其他子系统发送建链请求，并重新建链，在建链成功后，收到有效的MA以及进路开放之后，向车辆输出牵引，列车从零速变为非零速，驶出折返换端区域。

具体地，双端在折返过程中的流程示意图如图1所示，首先头端变成等待端，尾端升级为控制端，尾端向ZC、ATS和CI发送建链报文，待尾端与ZC、ATS和CI建链成功后，尾端升级为FAM模式；待收到ATO启动就绪指令后，给出ATO启动按钮，列车进入非零速运行模式。

以燕房线站后折返最短时间为例，具体的折返时间如下表1所示：

表1双套VOBC折返最短时间明细

从上表1可以看出，传统双套VOBC在折返过程中，需要和ZC建链花费3秒，和ATS建链花费5秒，和CI建链花费7秒，升级为FAM模式花费8秒，收到更新的MA花费10秒，给出ATO启动按钮花费12秒，列车非零速花费16秒，即全自动驾驶列车在折返换端从一端变成非零速的整个过程花费16秒的时间。

由于全自动驾驶列车在折返换端的过程中具有断掉、链接、再重新建立链接的过程，而与其他子系统的交互过程需要在重新建立链接后才可以进行信息的传输，导致整个折返流程时间过长，影响运行效率。

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车载控制器和列车。

第一方面，本发明实施例提出一种车载控制器VOBC，包括：

在一列列车上仅设置一套VOBC，所述VOBC与所述列车的车头和车尾两端分别通过硬线连接，用于控制车头或车尾；

其中，车头和车尾均设置有多媒体接口MMI显示器和司机驾驶台；

所述列车与所述VOBC仅有一个车辆接口；

所述VOBC包括切换系统，所述切换系统用于对控制车头或控制车尾进行切换。

可选地，包括：

在控制车头时，所述切换系统控制车头端的自动折返AR继电器吸起，并控制车尾端的AR继电器落下；

在控制车尾时，所述切换系统控制车尾端的AR继电器吸起，并控制车头端的AR继电器落下。

可选地，包括：

所述切换系统在进行切换时，所述VOBC不断开与所述车辆接口的连接，始终保持对所述车辆接口的控制输出。

可选地，包括：

所述切换系统在控制车头和控制车尾之间进行切换时，所述VOBC始终保持与联锁CI、区域控制器ZC和自动列车监控系统ATS的连接。

可选地，包括：

列车在折返换端时，所述切换系统保持列车自动驾驶系统ATO使能输出，并控制输出的方向。

第二方面，本发明实施例提出一种列车，包括仅一套上述VOBC；

所述列车的车头和车尾共用一套自由波天线、一套速度传感器和一套应答器天线，所述一套自由波天线、一套速度传感器、一套应答器天线设置在以下任一位置：车头位置、车尾位置和列车中间任一可行的位置。

第三方面，本发明实施例还提出一种列车，包括仅一套上述VOBC；

所述列车的车头和车尾均设置有MMI显示器、司机驾驶台和车辆接口；

所述列车的车头位置和车尾位置分别设置有一套自由波天线、一套速度传感器和一套应答器天线。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过在列车上仅设置一套VOBC，通过该VOBC切换控制车头或车尾，减少切换时间/折返时间，可以增加运力，减少旅客滞留的情况，相比于双套VOBC系统的情况，节省了一套硬件、一套BTM(应答器传输单元)车载天线、一个雷达和两个速度传感器，且单套VOBC并未降低安全性，依然采用冗余平台的架构模式，如果出现单系问题，可以继续正常运行。

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为现有技术例提供的双套VOBC全自动驾驶列车在折返过程中的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种车载控制器的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的单套VOBC全自动驾驶列车在折返过程中的流程示意图。

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车载控制器的结构示意图，如图2所示，包括：

在一列列车上仅设置一套VOBC，所述VOBC与所述列车的车头和车尾两端分别通过硬线连接，用于控制车头或车尾。

其中，车头和车尾均设置有多媒体接口MMI显示器和司机驾驶台。

所述列车与所述VOBC仅有一个车辆接口。

所述VOBC包括切换系统，所述切换系统用于对控制车头或控制车尾进行切换。

本实施例通过单套VOBC设备控制列车运行，达到在折返换端过程中保持与其他设备的通信，简化折返换端流程，节约折返换端时间。具体地，本实施例提供的单套VOBC和现有技术中双套VOBC主要有如下四点区别：

第一，动力方向不同：

双套VOBC具有两个动力方向输出，但是在折返换端过程中，会有一个切换的过程，双套VOBC在折返换端过程中，在原控制端降为等待端后，将会不再向车辆输出动力方向；在有新的控制端后，再重新向车辆输出相反的动力方向。

单套VOBC不再出现停止向车辆输出动力方向的情况，而是始终保持某个方向输出，例如，在切换完成前是第一方向，在切换完成后变成第二方向。

第二，车辆接口不同：

双套VOBC具有两个车辆接口，在折返换端过程中，等待端不会向车辆发送数据。此过程中会有一段时间的原等待端的车辆接口和车辆之间通信的重新建链的过程。

单套VOBC只有一个车辆接口，单套VOBC在折返换端过程中始终与车辆保持信息输出，省去了通信重新建链的时间。

第三，外部通信不同：

双套VOBC在折返换端过程中分别和ZC、CI断链，再重新建链。

单套VOBC不会和ZC、CI断链再建链，进一步节省了时间，提高了效率。

第四，切换系统不同：

切换系统是在双套VOBC应用软件基础上增加了与单套VOBC硬件特征相适配的软件系统。切换系统增加并实现单套VOBC同时连接红蓝双网、同时接收两份硬线输入，双车辆接口融合成一个车辆接口的功能。尤其在折返换端时，切换系统负责保持ATO使能输出、保证方向正确以及与外部设备保持通信。

需要说明的是，双套VOBC中的每一套也是同时连接红蓝双网的。

本实施例通过在列车上仅设置一套VOBC，通过该VOBC切换控制车头或车尾，减少切换时间/折返时间，可以增加运力，减少旅客滞留的情况，相比于双套VOBC系统的情况，节省了一套硬件、一套BTM(应答器传输单元)车载天线、一个雷达和两个速度传感器，且单套VOBC并未降低安全性，依然采用冗余平台的架构模式，如果出现单系问题，可以继续正常运行。

进一步地，在上述实施例的基础上，包括：

在控制车头时，所述切换系统控制车头端的自动折返AR继电器吸起，并控制车尾端的AR继电器落下。

在控制车尾时，所述切换系统控制车尾端的AR继电器吸起，并控制车头端的AR继电器落下。

通过在切换车头或车尾时控制对应的AR继电器吸起或落下，能够打开对应的车头或车尾的控制开关，使得VOBC能够控制车头或车尾运行。

进一步地，在上述实施例的基础上，包括：

所述切换系统在进行切换时，所述VOBC不断开与所述车辆接口的连接，始终保持对所述车辆接口的控制输出。

具体地，现有的双套VOBC设备控制列车折返换端时，不工作的那一端与车辆接口是断开的，所以启动时还要测试性能并进行连接，导致整个折返流程时间过长，影响运行效率。本实施例通过使用一套VOBC设备控制列车折返换端，该VOBC不断开与所述车辆接口的连接，始终保持对所述车辆接口的控制输出，从而减少切换时间/折返时间。

进一步地，在上述实施例的基础上，包括：

所述切换系统在控制车头和控制车尾之间进行切换时，所述VOBC始终保持与联锁CI、区域控制器ZC和自动列车监控系统ATS的连接。

具体地，现有的双套VOBC设备控制列车折返换端时，之前的控制端会降级为等待端，此时该端要和ZC、CI、ATS子系统解除通信关系，需要在另外一端升级为控制端后重新向其他子系统发送建链请求，并重新建链，导致整个折返流程时间过长，影响运行效率。本实施例中通过使用一套VOBC设备控制列车折返换端，该VOBC在切换系统切换时始终保持与CI、ZC和ATS的连接，从而减少切换时间/折返时间。

进一步地，在上述实施例的基础上，包括：

列车在折返换端时，所述切换系统保持列车自动驾驶系统ATO使能输出，并控制输出的方向。

具体如图3所示，本实施例提供的单套VOBC设备控制列车折返换端时，头端变为等待端，尾端升级为控制端，待收到ATO启动就绪指令后，给出ATO启动指令，列车进入非零速运行模式。相比于图1对应的现有技术中双套VOBC设备控制列车折返换端的情况，简化折返换端流程，节约折返换端时间。

通过切换系统保持列车自动驾驶系统ATO使能输出，节省了从ATO禁能到ATO再使能的时间；通过保证方向正确，来确保列车的行车安全。

具体地，本实施例提供的单套VOBC设备控制列车折返换端时，包括以下步骤：

首先，单套VOBC在正常运行过程中，依然具备TC₁端与TC₂端的概念，如图2所示，假设左端为TCC₁端，右端为TC₂端。单套VOBC与ZC、ATS通信时，会将当前列车控制端(TC₁端或TC₂端)的ID发送给通信对象，列车前进和后退的方向以激活端为TC₁端或TC₂端来作为判断基准。同时单套VOBC只具备一个应用系统，单套VOBC由硬件和软件共同组成，保证在换端过程中硬线连接采集和切换。

假设列车TC₁端以全自动驾驶FAM模式驶入折返换端区域，单套VOBC通过安装在车体中部的BTM天线收到应答器精准停稳在折返换端停车点后，检查ZC发送的MA(移动授权)类型，如果为折返换端MA则准备进行折返换端。

在准备进行折返换端时，第一个周期内，VOBC判断列车进入折返流程，VOBC在此周期通过切换系统将TC₁端的AR继电器落下，此时VOBC依然保持FAM模式。

下一个周期内，VOBC回采到TC₁端的AR继电器落下后，VOBC将运行模式从FAM模式转换为折返换端模式。

传统双套VOBC中，在没有激活端的情况下，不会保持ATO使能输出，不记录列车位置，不会记录与VOBC通信的其他设备的通信ID。与双套VOBC在没有激活端情况不输出ATO使能相比，单套VOBC的折返换端模式在没有激活端的情况下依然保持ATO使能，记录列车位置，记录与VOBC通信的ZC、CI、ATS的ID，在此模式中，依然向其他子系统发送报文数据，但是此时向其他子系统发送的列车运行方向从第一方向变为第二方向。其他子系统应继续接收VOBC的数据，即能继续保持和VOBC的通信。在此模式下，单套VOBC将继续采集TC₁端的硬线输入，即能继续采集TC₁端为控制端的硬线输入，将采集的TC₂端的硬线输入依然认为无效。同时保持TC₁端的硬线输出状态。在此周期内，单套VOBC向TC₂端发送吸起AR继电器命令。

在向TC₂端输出AR继电器吸起命令的同时，单套VOBC开始将TC₂端的硬线输入认为有效，将TC₁端的硬线输入置为无效。在采集到TC₂端的AR继电器吸起后，单套VOBC认为此时具备控制端，即将TC₂端升级为FAM模式，继续保持ATO使能输出，以保证ATO处在控车状态，可以及时和迅速地向车辆输出牵引制动。(双套VOBC在换端时，会在双端都为等待端时，不输出ATO使能，ATO退出控车模式，影响ATO输出牵引制动的效率。)此时等待ZC更新MA报文。由于在整个过程中，单套VOBC没有与其他子系统切断连接状态，所以其他子系统可以在单套VOBC停稳并接收到VOBC折返换端过程后更新头码，选排进路，同时更新MA。

在收到更新的MA后，由于单套VOBC一直具备ATO使能，所以可以直接启动列车，从而节省时间。

举例来说，本实施例提供的单套VOBC设备控制列车折返换端时，具体的折返时间如下表2所示：

表2单套VOBC折返时间明细

对比表1和表2可知，本实施例提供单套VOBC相比双套VOBC的折返流程，单端VOBC节省了3个步骤，所以也节省了3个步骤所需要的时间。

在上述整个过程中，由于仅采用单套VOBC，因此折返流程升级为FAM模式从原来双套VOBC的8秒(表1的步骤1到步骤7)可以缩短为2秒(表2的步骤1到步骤4)。单套VOBC与双套VOBC相比，节省了和外部设备重新建链以及向ATO输出使能的过程，在列车停稳后ZC和CI便可以按照原来的方式为VOBC开放进路。将整个折返换端时间从原来的16秒缩短到现在的8秒，将折返效率从85秒提高到77秒，提高了将近8％。由于折返能力是最小发车间隔的瓶颈，因此缩短折返时间可以增加运力，减少旅客滞留的情况。

本实施例在折返换端过程中，单套VOBC转换为没有激活端的折返换端模式，并在此模式中依然保存其他子系统的ID，并向其他子系统发送报文，不需要进行重新建链的过程，保证通信效率最大化，也节省了大量的折返换端时间。在折返换端特殊模式中，依然采集之前控制端的硬线输入，保持硬线输出，保证硬线输入输出不必切换，最大效率地节省时间。

另外，单套VOBC不同于双套VOBC的两套车辆接口，单套VOBC只具备一个车辆接口，对整列车的控制都由该车辆接口传输信息。同时带来的变化为减掉一套BTM天线以及一个雷达，甚至可以在算法优化的同时减掉两个速度传感器。故除了节省了一套硬件之外，还节省了一套BTM车载天线，一个雷达，甚至两个速度传感器。使得单套VOBC系统的车载信号成本可以降低大于60％，因此，进一步降低信号设备的造价。

需要说明的是，使用单套VOBC依然具备双网冗余通信能力。相比于双套VOBC的情况，单套VOBC并未降低安全性，依然采用冗余平台的架构模式，如果出现单系问题，可以继续正常运行。

本实施例提出一种列车，如图2所示，包括仅一套上述VOBC；

所述列车的车头和车尾共用一套自由波天线、一套速度传感器和一套应答器天线，所述一套自由波天线、一套速度传感器、一套应答器天线设置在以下任一位置：车头位置、车尾位置和列车中间任一可行的位置。

通过列车的车头和车尾共用一套自由波天线、一套速度传感器和一套应答器天线，能够节省硬件成本。

在另一实施例中，还提出一种列车，如图2所示，包括仅一套上述VOBC；所述列车的车头和车尾均设置有MMI显示器、司机驾驶台和车辆接口；所述列车的车头位置和车尾位置分别设置有一套自由波天线、一套速度传感器和一套应答器天线。

本实施例对车辆的改动最小，便于列车改造，且这些设备可以保留冗余，提高列车运行的安全性。

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 (7)

1.一种车载控制器VOBC，其特征在于，包括：

在一列列车上仅设置一套VOBC，所述VOBC与所述列车的车头和车尾两端分别通过硬线连接，用于控制车头或车尾；

其中，车头和车尾均设置有多媒体接口MMI显示器和司机驾驶台；

所述列车与所述VOBC仅有一个车辆接口；

所述VOBC包括切换系统，所述切换系统用于对控制车头或控制车尾进行切换。

2.根据权利要求1所述的VOBC，其特征在于，包括：

在控制车头时，所述切换系统控制车头端的自动折返AR继电器吸起，并控制车尾端的AR继电器落下；

在控制车尾时，所述切换系统控制车尾端的AR继电器吸起，并控制车头端的AR继电器落下。

3.根据权利要求1所述的VOBC，其特征在于，包括：

所述切换系统在进行切换时，所述VOBC不断开与所述车辆接口的连接，始终保持对所述车辆接口的控制输出。

4.根据权利要求1所述的VOBC，其特征在于，包括：

所述切换系统在控制车头和控制车尾之间进行切换时，所述VOBC始终保持与联锁CI、区域控制器ZC和自动列车监控系统ATS的连接。

5.根据权利要求1所述的VOBC，其特征在于，包括：

列车在折返换端时，所述切换系统保持列车自动驾驶系统ATO使能输出，并控制输出的方向。

6.一种列车，其特征在于，包括仅一套如权利要求1-5任一项所述的VOBC；

所述列车的车头和车尾共用一套自由波天线、一套速度传感器和一套应答器天线，所述一套自由波天线、一套速度传感器、一套应答器天线设置在以下任一位置：车头位置、车尾位置和列车中间任一可行的位置。

7.一种列车，其特征在于，包括仅一套如权利要求1-5任一项所述的VOBC；

所述列车的车头和车尾均设置有MMI显示器、司机驾驶台和车辆接口；

所述列车的车头位置和车尾位置分别设置有一套自由波天线、一套速度传感器和一套应答器天线。