CN109291960B - 一种长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法，包括：将线路划分为通信区间和无通信区间；当列车进入无通信区间后，利用列车与其他列车之间的点对点通信和列车上的主动识别设备实现列车运行控制。本发明通过利用列车之间的点对点通信、列车主动识别，减少区间轨旁所需安装和维护的通信设备，应对稀疏铁路、长区间导致的维护不便问题。

Description

一种长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法

技术领域

本发明涉及轨道控制技术领域，具体涉及一种长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法。

背景技术

对于稀疏铁路和偏远地区，由于轨旁设备维护不方便，目前多采用PTC(PositiveTrain Comtrol)列控系统，PTC系统通过车载卫星定位系统实现列车定位，利用车地无线通信网络与地面服务器进行通信以实现传输列车位置报告和行车许可等信息，保证行车安全，具备防止列车相撞、强制速度限制、保护轨道上工作人员及设备等功能。

从上面描述可知，由于列车需要通过车地无线网络与地面服务器进行信息交互，从而实现安全防护，因此仍需要在区间布置大量的车地无线接入点设备(Access Point)，仍然需要大量人力和成本对这些设备进行安装和维护。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法，包括：

将线路划分为通信区间和无通信区间；

当列车进入无通信区间后，利用列车与其他列车之间的点对点通信和列车上的主动识别设备实现列车运行控制。

进一步地，所述通信区间是指在所述线路上布置有车地无线接入设备的区间，所述无通信区间是指在所述线路上未布置有车地无线接入设备的区间。

进一步地，所述将线路划分为通信区间和无通信区间，具体包括：

将所述线路上的车站区域和有道岔区域划分为通信区间，将所述线路上的非车站区域和无道岔区域划分为无通信区间。

进一步地，所述当列车进入无通信区间后，利用列车与其他列车之间的点对点通信和列车上的主动识别设备实现列车运行控制，具体包括：

当列车进入无通信区间后，根据进入无通信区间前保存的线路信息，以及车载卫星定位系统得到的位置信息和测速传感器得到的速度信息在无通信区间内运行，同时利用列车与其他列车之间的点对点通信探寻前方列车，在列车未探寻到前方列车时，列车以点对点通信最大覆盖距离为依据，追踪最远通信范围点的行车；在列车探寻到前方列车时，主动与前方列车建立链接，如果建立链接成功，则通过车车通信交互两车车辆行驶信息，自主计算移动授权，追踪前方列车安全车尾运行；如果建立链接失败，则始终进行建链尝试，并以列车上的主动识别设备识别的前方障碍物为基准，进行追踪运行。

进一步地，所述方法还包括：在进入无通信区间前的注册步骤；

其中，所述在进入无通信区间前的注册步骤，具体包括：

列车在进入无通信区间之前，向中心的TMCS发送进入无通信区的注册请求，当TMCS接收到所述注册请求后，确认所述列车是否具备进入无通信区间的条件，在TMCS确认所述列车具备进入无通信区间的条件时，向所述列车回复注册成功以及同意进入的确认信息，并在所述确认信息中携带与所述列车对应的列车序列信息。

进一步地，所述进入无通信区间的条件包括：列车主动识别设备正常、列车定位正常、列车完成筛选且列车处于AM级别。

进一步地，所述列车序列信息至少包括：列车在所述无通信区间的位置序列、列车编号和列车IP信息；相应地，中心通过发送给列车的确认信息中携带的列车序列信息监督无通信区内的列车情况。

进一步地，所述方法还包括：

当列车进入无通信区间后，若列车出现问题，则紧急制动停车，并通知中心，在中心的许可下，列车以RM模式人工目视运行。

进一步地，所述方法还包括：

当在无通信区间内运行有故障列车时，利用电子车钩，由其他列车通过数传电台与故障列车进行点对点通信，通过电子车钩实现虚拟车钩的功能，连挂引出故障列车；或，由正常列车通过主动识别设备与故障列车进行物理连挂，引出故障列车。

进一步地，所述方法还包括：

预先在电子地图中配置线路上的通信区间和无通信区间，并将配置好的电子地图发送给中心以及需要在所述线路上运行的列车。

由上述技术方案可知，本发明提供的长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法，将线路划分为通信区间和无通信区间，当列车进入无通信区间后，利用列车与其他列车之间的点对点通信和列车上的主动识别设备实现列车运行控制。可见，本发明通过利用列车之间的点对点通信、列车主动识别，减少区间轨旁所需安装和维护的通信设备，应对稀疏铁路、长区间导致的维护不便问题。

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长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法的一种流程图；

图2是本发明一实施例提供的长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法的另一种流程图；

图3是本发明一实施例提供的长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法的又一种流程图；

图4是本发明一实施例提供的列车运行控制原理示意图。

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。

正如背景技术部分所述，现有技术中由于列车需要通过车地无线网络与地面服务器进行信息交互，从而实现安全防护，因此仍需要在区间布置大量的车地无线接入点设备(Access Point)，仍然需要大量人力和成本对这些设备进行安装和维护。为解决该问题，本发明提供的了一种长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法，本发明通过列车之间的点对点通信，列车主动识别，减少区间轨旁所需安装和维护的通信设备，应对稀疏铁路、长区间导致的维护不便问题。下面通过具体实施例对本发明提供的长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法进行详细介绍。

本发明一实施例提供了一种长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法，参见图1，本实施例提供的长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法包括如下步骤：

步骤101：将线路划分为通信区间和无通信区间。

在本步骤中，所述通信区间是指在所述线路上布置有车地无线接入设备的区间，所述无通信区间是指在所述线路上未布置有车地无线接入设备的区间。

需要说明的是，对于长区间线路或者稀疏线路，若是在整个线路布置车地无线接入点设备(Access Point)，那么将需要大量的人力和成本对这些设备进行安装和维护，且由于长区间线路中的部分区间或稀疏线路中的绝大部分区间，路况相对来说较为简单，因此可以将线路按照实际情况划分为通信区间和无通信区间，例如，将线路上的车站区域和有道岔区域划分为通信区间，将线路上的非车站区域和无道岔区域划分为无通信区间。然后只在通信区间布置车地无线接入设备，在无通信区间不布置车地无线接入设备。

步骤102：当列车进入无通信区间后，利用列车与其他列车之间的点对点通信和列车上的主动识别设备实现列车运行控制。

在本步骤中，由于无通信区间未布置有车地无线接入设备，因此在无通信区间无法利用车地无线通信网络与地面服务器进行通信以实现传输列车位置报告和行车许可等信息。为保证列车安全正常运行，在本步骤中，当列车进入无通信区间后，利用列车与其他列车之间的点对点通信和列车上的主动识别设备进行列车运行控制。

在本步骤中，列车与其他列车之间的点对点通信可通过安装在列车上的移动通信系统实现。为方便通信，移动通信系统分别安装在车头和车尾，这里，所述移动通信系统可以为LTE-V等通用移动类通信系统，也可以为适应于恶劣环境，具有可靠数据传输性能的数传电台，当然还可以为其他移动通信系统，本实施例对此不做限定。

在本步骤中，列车上的主动识别设备可以为摄像头或雷达，或者两者兼具，以实现对前方障碍物识别和测距，障碍物应当包括列车、行人、信号灯红灯和其他影响列车运营的障碍物。

由上面方案可知，本实施例提供的长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法，将线路划分为通信区间和无通信区间，当列车进入无通信区间后，利用列车与其他列车之间的点对点通信和列车上的主动识别设备实现列车运行控制。可见，本实施例通过利用列车之间的点对点通信、列车主动识别，减少区间轨旁所需安装和维护的通信设备，应对稀疏铁路、长区间导致的维护不便问题。

在一种可选实施方式中，上述步骤102具体可通过如下方式实现：

当列车进入无通信区间后，根据进入无通信区间前保存的线路信息，以及车载卫星定位系统得到的位置信息和测速传感器得到的速度信息在无通信区间内运行，同时利用列车与其他列车之间的点对点通信探寻前方列车，在列车未探寻到前方列车时，列车以点对点通信最大覆盖距离为依据，追踪最远通信范围点的行车；在列车探寻到前方列车时，主动与前方列车建立链接，如果建立链接成功，则通过车车通信交互两车车辆行驶信息，自主计算移动授权，追踪前方列车安全车尾运行；如果建立链接失败，则始终进行建链尝试，并以列车上的主动识别设备识别的前方障碍物为基准，进行追踪运行。

需要说明的是，所述线路信息可以是列车在进入无通信区间之前，通过与中心的TMCS进行通信获取并保存的信息。所述线路信息包括线路静态限速、临时限速、线路坡度、线路弯道、目的地和区间运行等级等信息。

由上面描述可知，对于无通信区间，作业相对来说较为简单，依赖点对点通信和主动识别行车，以保证列车安全防护运行。具体地，列车在无通信区间通过车载卫星定位系统和测速传感器完成定位，在车载头尾安装移动式通信系统(如数传电台、LTE-V等)，在车载头尾安装主动识别设备，包括摄像头和雷达，实现对前方障碍物识别和测距，障碍物应当包括列车、行人、信号灯红灯和其他影响列车运营的障碍物。

需要说明的是，在无通信区间内，列车没有获取线路信息的手段，列车利用进入前保存的线路信息，根据卫星定位系统得到的位置信息，实现运营。当列车未探寻到前方列车时，列车以点对点通信最大覆盖距离为依据，追踪最远通信范围点行车。当列车探寻到前方列车时，通过握手流程，主动与前车建立链接，如果建立链接成功，则通过车车通信交互位置、速度等信息，自主计算移动授权，追踪前车安全车尾运行；如果建立链接失败，则始终进行建链尝试，并以主动识别设备识别的前方障碍物为基准，进行追踪运行。

为确保列车能够在无通信区间安全运行，故在列车进入无通信区间之前对列车是否具备进入无通信区间的资格进行验证，若验证通过，则可以正常进入，若验证不通过，则不能允许列车进入。因此，在一种可选实施方式中，参见图2，所述方法还包括：步骤101’，其中，步骤101’位于所述步骤101之前。

步骤101’：列车在进入无通信区间之前，向中心的TMCS发送进入无通信区的注册请求，当TMCS接收到所述注册请求后，确认所述列车是否具备进入无通信区间的条件，在TMCS确认所述列车具备进入无通信区间的条件时，向所述列车回复注册成功以及同意进入的确认信息，并在所述确认信息中携带与所述列车对应的列车序列信息。

在本步骤中，所述进入无通信区间的条件包括：列车主动识别设备正常、列车定位正常、列车完成筛选且列车处于AM级别。

在本步骤中，当列车主动识别设备正常、列车定位正常、列车完成筛选且列车处于AM级别时，为“升级”列车，具备进入无通信区间资格，否则，列车不能进入无通信区。进入之前，列车通过车站车地无线通信设备向TMCS发出进入无通信区申请，当TMCS注册成功，回复“同意进入”以及非通信区间内的列车序列信息后，该列车方可进入非通信区间，其中，非通信区间内列车序列信息应当包括但不限于列车位置序列、列车编号、列车网络地址IP等。由于非通信区间无车地通信设备，中心无法实时获取列车精确位置信息，中心可以通过之前保存的进入无通信区列车序列信息，监督无通信区内的列车运营情况。例如，中心记录进入无通信区的列车编号、列车位置序列，记录离开无通信区的列车编号，即可知道在无通信区内有几辆车，无通信区内的列车排列顺序，也即相当于记录哪些车进去，哪些车出来，那么进去的没出来的就是还在里面的，且在无通信区内列车不会改变顺序，那么里面的行车顺序也是固定的，所以可知道在无通信区内有哪几辆车以及无通信区内的列车排列顺序。

此外，需要说明的是，列车在通过运行线路上的无通信区间之后，向中心的TMCS发送通过无通信区的注销请求，以告知TMCS该列车的无通信区间运行结束，并恢复与TMCS的正常通信。

为充分考虑异常情况下的应急处理，在一种可选实施方式中，所述方法还包括：

当列车进入运行线路上的无通信区间后，若列车因自身故障、定位失败等原因降级，则紧急制动停车，司机通过电话、公网、卫星等方式通知调度中心，在中心许可下，列车可以以RM模式人工目视低速运行。此外，中心通过两站之间的进出站情况，可判断区间内运行的是哪些列车以及列车顺序。

此外，需要说明的是，当在无通信区间内运行有故障列车时，利用电子车钩，由其他列车通过数传电台与故障列车进行点对点通信，通过电子车钩实现虚拟车钩的功能，连挂引出故障列车；或，由正常列车通过主动识别设备与故障列车进行物理连挂，引出故障列车。

此外，列车可以通过司机设置目的地行车，当列车回到有公网的地区可以通过公网实现调度指挥。

为使得列车能够提前知道何时进入无通信区间，在一种可选实施方式中，参见图3，所述方法还包括：

步骤101”：预先在电子地图中配置线路上的有通信区间和无通信区间，并将配置好的电子地图发送给中心以及需要在所述线路上运行的列车。

在本步骤中，预先在电子地图中配置线路上的有通信区间和无通信区间，并将配置好的电子地图发送给中心以及需要在所述线路上运行的列车，从而使得列车能够提前知道线路上共有多少无通信区间以及何时进入无通信区间等信息，以便列车提前安排工作(如准备何时发送注册请求、提前检查点对点通信系统以及主动识别设备是否可用等)。同时，中心也可以通过电子地图查看线路上的无通信区间情况。

参见图4所示的列车运行控制原理图，本实施例仅在车站和有道岔区域布置车地无线接入设备，列车在车站区域或有道岔区域通过无线与对象控制器(Objective)的双向通信，完成屏蔽门、道岔等线路资源的控制；在无岔区间不布置车地无线接入设备，列车通过车载卫星定位系统实现定位，通过点对点通信设备实现列车之间的直接通信和安全防护，在车载安装主动识别设备(摄像头、雷达)实现辅助防撞，通过中心的TMCS(TrainManagement Control System)子系统实现列车进出无通信设备区间的注册和注销。可见，本实施例通过利用列车之间的点对点通信、列车主动识别，减少区间轨旁所需安装和维护的通信设备，应对稀疏铁路、长区间导致的维护不便问题。

由上面描述可知，本实施例针对稀疏铁路、长区间，通过点对点通信(如数传电台或LTE-V通信)、主动识别的方式进行列车在无通信区域的运行安全防护，进一步减少了区间通信设备的布置和维护成本。此外，本实施例通过点对点通信，无需地面设备中转，简化系统接口和交互流程。更为重要的是，本实施例突破以地面为核心的控车模式，转变为以车载为核心的运行控制，每列车自主完成目的地设置、通信建链、安全防护，行车间隔不受地面设备限制，提升了运营灵活程度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

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 (7)

1.一种长区间或者稀疏线路的列车运行控制方法，其特征在于，包括：

将线路划分为通信区间和无通信区间；

其中，所述通信区间是指在所述线路上布置有车地无线接入设备的区间，所述无通信区间是指在所述线路上未布置有车地无线接入设备的区间；

所述将线路划分为通信区间和无通信区间，具体包括：

将所述线路上的车站区域和有道岔区域划分为通信区间，将所述线路上的非车站区域和无道岔区域划分为无通信区间；

当列车进入无通信区间后，利用列车与其他列车之间的点对点通信和列车上的主动识别设备实现列车运行控制；

所述当列车进入无通信区间后，利用列车与其他列车之间的点对点通信和列车上的主动识别设备实现列车运行控制，具体包括：

当列车进入无通信区间后，根据进入无通信区间前保存的线路信息，以及车载卫星定位系统得到的位置信息和测速传感器得到的速度信息在无通信区间内运行，同时利用列车与其他列车之间的点对点通信探寻前方列车，在列车未探寻到前方列车时，列车以点对点通信最大覆盖距离为依据，追踪最远通信范围点的行车；在列车探寻到前方列车时，主动与前方列车建立链接，如果建立链接成功，则通过车车通信交互两车车辆行驶信息，自主计算移动授权，追踪前方列车安全车尾运行；如果建立链接失败，则始终进行建链尝试，并以列车上的主动识别设备识别的前方障碍物为基准，进行追踪运行。

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：在进入无通信区间前的注册步骤；

其中，所述在进入无通信区间前的注册步骤，具体包括：

列车在进入无通信区间之前，向中心的TMCS发送进入无通信区的注册请求，当TMCS接收到所述注册请求后，确认所述列车是否具备进入无通信区间的条件，在TMCS确认所述列车具备进入无通信区间的条件时，向所述列车回复注册成功以及同意进入的确认信息，并在所述确认信息中携带与所述列车对应的列车序列信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进入无通信区间的条件包括：列车主动识别设备正常、列车定位正常、列车完成筛选且列车处于AM级别。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述列车序列信息至少包括：列车在所述无通信区间的位置序列、列车编号和列车IP信息；相应地，中心通过发送给列车的确认信息中携带的列车序列信息监督无通信区内的列车情况。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当列车进入无通信区间后，若列车出现问题，则紧急制动停车，并通知中心，在中心的许可下，列车以RM模式人工目视运行。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当在无通信区间内运行有故障列车时，利用电子车钩，由其他列车通过数传电台与故障列车进行点对点通信，通过电子车钩实现虚拟车钩的功能，连挂引出故障列车；或，由正常列车通过主动识别设备与故障列车进行物理连挂，引出故障列车。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

预先在电子地图中配置线路上的通信区间和无通信区间，并将配置好的电子地图发送给中心以及需要在所述线路上运行的列车。

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