CN109305196A - 轨道交通列车的控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种轨道交通列车的控制系统，包括沿轨道设置的地面侧信标、设置于列车上的RFID读写器和车载控制中心；地面侧信标包括沿轨道设置的RFID电子标签，列车经过时，列车上的RFID读写器读取RFID电子标签内储存的信息，并向RFID电子标签写入自身的列车信息；车载控制中心包括数据处理模块、通行情况判定模块和预警模块；数据处理模块收集RFID读写器读取的信息并进行处理，判断是否存在列车走错轨道的信息；通行情况判定模块判定先行列车的通行情况，判断是否存在通行故障信息；预警模块接收列车走错轨道信息和通行故障信息，发出预警信号。该控制系统成本低、易维护，可满足高行车密度和高安全标准的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨道交通列车的控制系统，属于铁路信号技术领域。
背景技术
列车控制系统负责控制列车在线路上的运行，通常采用时间分隔或者空间分隔等方法来确保列车彼此之间保持固定或者可变的间隔，实现列车的启动、追踪运行和到站停车，避免碰撞等事故的发生。在上述控制中，列车需要获取行车的授权，列车控制系统需要掌握列车的位置等状态信息。
现有技术中列车控制系统主要有如下几种方式：
1、由地面控制系统通过轨道空闲监测设备(如轨道电路、计轴)等设备将线路分隔为一个个轨道区段，探测轨道区段上的是否存在列车占用从而确定列车的位置，在保留必要的保护区段后，由信号机、应答器、或者轨道电路本身，以轨道区段为单位，传递授权指令(如空闲区段数量、速度、允许进入或停车等)，来分隔列车，达到控制列车运行的目的；
2、由地面控制系统根据列车测速测距系统完成的定位，以及列车自主完成的或地面设备配合完成的列车完整性检查，通过沿轨道部署的车地通信系统，如WiFi网络、GSM-R网络、LTE-M网络、漏缆、波导管、TETRA等，周期性传送列车位置信息到地面控制系统，地面控制系统根据列车位置信息和轨旁状态，计算出授权指令(如移动授权、目标点、速度等)，再由车地通信系统周期性返回给列车，列车依据上述指令来实现列车的运行；
3、利用车车间通信的列车控制系统中，先行列车向后续列车发送包含列车ID(Identification Data：用于识别列车的编号等)和列车位置的传送信号，后续列车的车载装置读取所接收到的先行列车的列车ID和列车位置，根据与先行列车同样地检测或者算出的后续列车的当前位置和列车速度，控制后续列车的行驶速度
然而，对于上述方式1，主要以轨道区段的物理分隔作为列车控制系统定位和控制的基础单元，虽然成本较低，但是轨旁设备数量巨大、维护困难，且控制颗粒度较粗。一旦要求更高的行车密度，系统即便在加大成本投入，缩短轨道区段间隔，由于通信速度较低，系统响应较慢，也难以满足列车控制系统需求：
对于上述方式2，典型的如CTCS3系统，仍然无法摆脱对轨道电路物理分隔区段的依赖；即使在使用移动闭塞或者虚拟闭塞方式的系统，典型的如城市轨道交通的CBTC系统，可以大幅减少轨道区段的分隔数量，但是部分也还是保留计轴作为后备降级的应对手段。而且对于方式2的车地通信方式，不论是固定闭塞、虚拟闭塞还是移动闭塞，都需要沿线架设大量的通信基础设施(如通信基站、漏缆、波导管等)，投资较高，维护困难，且网络易受干扰，额外的多重网络冗余进一步增加了系统复杂度。
对于上述方式3，如果后续列车错误地接收到不是紧接在之前的先行列车而是更前方的先行列车的信号，并根据该列车的列车位置来控制后续列车的行驶速度，则存在超过允许范围而接近原来的先行列车这样的问题。
现在也有研究充分利用卫星定位装置，但基于现在越来越高的行车密度要求，车与车之间越来越接近，很多线路平均五分钟一趟车，而使用卫星定位的方式对列车进行控制存在一定延迟，显然无法满足如此高的发车频率和行车密度。
面对现在高行车密度和高安全标准的要求，考虑到成本、建设难度等各方面的问题，亟需一种可以快速建设、低成本、易于维护的轨道交通列车的控制系统。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种可以快速建设、低成本、易于维护的轨道交通列车的控制系统，该控制系统可满足现在高行车密度和高安全标准的要求。
本发明实现其发明目的所采取的技术方案是：一种轨道交通列车的控制系统，包括沿轨道设置的地面侧信标、设置于列车上的RFID读写器和与所述RFID读写器电连接的车载控制中心；所述地面侧信标包括沿轨道每隔n米设置一个的RFID电子标签，每个RFID电子标签内设置有位置信息、所在轨道段的线路信息和用于储存列车信息的储存区域；
所述列车信息包括列车ID信息、列车速度、列车加速度及列车通行时间(列车通过所述要写入列车信息的RFID电子标签时的时间)，所述列车ID信息包括列车编号、列车行驶方向和行驶线路；
列车经过RFID电子标签时，列车上的RFID读写器读取RFID电子标签内储存的位置信息、所在轨道段的线路信息和同一方向先行列车的列车信息，并通过RFID读写器向RFID电子标签写入自身的列车信息；
所述车载控制中心包括数据处理模块、通行情况判定模块和预警模块；
所述数据处理模块收集RFID读写器读取的RFID电子标签中储存的信息并进行处理，具体包括：
根据读取的RFID电子标签内储存的位置信息，确定当前列车所在位置；
根据读取的RFID电子标签内储存的所在轨道段的线路信息，判定当前列车是否走错轨道，如果列车走错轨道，数据处理模块将当前列车走错轨道信息发送给预警模块；
根据读取的RFID电子标签内储存的所在轨道段的线路信息和先行列车的列车ID信息，判断是否存在不应在所述轨道段上的先行列车，如果存在不应在所述轨道段上的先行列车，数据处理模块将先行列车走错轨道信息发送给预警模块；
根据读取的RFID电子标签内储存的先行列车的列车ID信息、列车速度、列车加速度及列车通行时间，预测每个先行列车经过下一个RFID电子标签的列车通行时间，记为所述先行列车通过下一个RFID电子标签的预测列车通行时间；同时，将RFID读写器读取的RFID电子标签内储存的每个先行列车的列车通行时间记为所述先行列车通过该RFID电子标签的实际列车通行时间；
所述通行情况判定模块内预设有紧急情况判定阈值P1，通行情况判定模块对比同一个RFID电子标签对应的同一列先行列车的预测列车通行时间与实际列车通行时间，当二者之间的差值大于预设的紧急情况判定阈值P1时，记为所述先行列车的故障信号，判定列车通行故障并将通行故障信息发送给预警模块；
所述预警模块接收数据处理模块发送的当前列车走错轨道信息和先行列车走错轨道信息，通行情况判定模块发送的列车通行故障信息，发出预警信号。
进一步，本发明所述地面侧信标包括沿轨道每隔n米设置一个的RFID电子标签，其中，n＝1km-5km。本发明RFID电子标签可采用无源标签。
进一步，本发明所述RFID电子标签内储存的同一方向先行列车的列车信息包括从当前列车通过所述RFID电子标签的时间点往前30min-60min内储存的所有先行列车的列车信息。
进一步，本发明所述所在轨道段的线路信息包括根据所在轨道段两端连接的所有线路确定的编号，包括上行方向连接的所有线路确定的线路编号和下行方向连接的所有线路确定的线路编号。
进一步，本发明所述通行情况判定模块(3.2)内还预设有误差阈值P2，通行情况判定模块对比同一个RFID电子标签对应的同一列先行列车的预测列车通行时间与实际列车通行时间，当二者之间的差值小于等于预设的误差阈值P2时，记为所述先行列车的正常通行信号；当二者之间的差值大于预设的误差阈值P2，小于等于预设的紧急情况判定阈值P1时，记为所述先行列车的异常通行信号，如果通行情况判定模块连续接收同一先行列车的多次异常通行信号，则判定列车通行故障并将通行故障信息发送给预警模块。
更进一步，本发明所述通行情况判定模块内预设的误差阈值P2为30s-1min。
再进一步，本发明所述通行情况判定模块内预设的紧急情况判定阈值P1为2min-3min。
进一步，本发明所述每个列车上设置的RFID读写器包括布置在列车车头位置的RFID读写器和布置在列车车尾位置的RFID读写器；列车经过RFID电子标签时，列车上的每个RFID读写器均读取RFID电子标签内储存的位置信息、所在轨道段的线路信息和同一方向的先行列车的列车信息，并通过RFID读写器向RFID电子标签写入自身的列车信息。
更进一步，本发明所述布置于车头位置的RFID读写器向RFID电子标签写入列车车头通过所述RFID电子标签时列车的速度、加速度和通行时间，布置于车尾位置的RFID读写器向RFID电子标签写入列车尾通过所述RFID电子标签时列车的速度、加速度和通行时间，RFID电子标签自动保留同一列车较迟写入的列车速度和加速度信息，并同时保留列车车头通行时间和列车车尾通行时间；所述RFID读写器读取RFID电子标签内储存的同一方向先行列车的列车信息时，取先行列车的列车车头通行时间和列车车尾通行时间的平均值为列车通行时间。
进一步，本发明所述控制系统还包括中央控制中心，控制系统的车载控制中心还包括发送模块，发送模块用于将数据处理模块收集的列车信息和预警模块的预警情况无线发送给中央控制中心。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、利用现在RFID电子标签的可读写功能，配合布置于列车上的RFID读写器即可实现前后列车之间的距离控制，列车位置追踪、运行轨迹记录；相比于现有的固定闭塞方式、移动闭塞方式和虚拟闭塞方式，可大大提高列车行车密度，满足现在高行车密度要求。
二、仅需在轨旁布置RFID电子标签，甚至可以使用无源电子标签，成本十分低，易于维护，不易受外界因素干扰，在行车密度大的地方，可以密集布置，提高行车安全性；无需沿线架设大量的通信基础设施。
三、相比于车车间通信的列车控制系统中，不仅可避免错误接收或由于环境因素接收不到，安全性更高，而且无需实时车车通信，成本低，易于管理。
四、相比于使用卫星定位的方式对列车进行控制，具有更强的抗环境干扰能力，而且不受通信速度影响，不存在定位延迟，安全性更高，可满足高发车频率和行车密度的要求。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例整体结构示意图。
图2为本发明实施例轨道线路示意图。
图3为本发明实施地面侧信标、RFID读写器和车载控制中心的布置示意图。
具体实施方式
实施例
如1示出，一种轨道交通列车的控制系统，包括沿轨道设置的地面侧信标1.0、设置于车上的RFID读写器2.0和与所述RFID读写器2.0电连接的车载控制中心3.0；所述地面侧信标1.0包括沿轨道每隔n米设置一个的RFID电子标签1.1，每个RFID电子标签1.1内设置有所述RFID电子标签1.1所在的位置信息、所在轨道段的线路信息和用于储存列车信息的储存区域。
RFID电子标签1.1沿轨道设置的密度根据所在轨道线路上行驶的列车的行驶速度、行车密度等因素确定，根据大量实验确定，n优选为1km-5km。
所述所在轨道段的线路信息包括根据所在轨道段两端连接的所有线路确定的编号，包括上行方向连接的所有线路确定的线路编号和下行方向连接的所有线路确定的线路编号；本实施例轨道线路如图2所示，沿轨道段A布置的RFID电子标签1.1内储存的线路编号包括上行方向连接的所有线路确定的线路编号：BA、CA和下行方向连接的所有线路确定的线路编号：AD、AE、AF；沿轨道段B布置的RFID电子标签1.1内储存的线路编号包括上行方向连接的所有线路确定的线路编号：GB、HB和下行方向连接的所有线路确定的线路编号：BA。实际应用中，可根据实际情况将所在轨道段的线路限速信息、道岔信息等储存在所述所在轨道段的线路信息中。
优选的，每个RFID电子标签1.1内设置有两个大储存区域，上行方向线路存储区域和下行方向线路存储区域。这样，可以避免信息相互影响，便于RFID电子标签1.1内信息的有条理的存储。
所述列车信息包括列车ID信息、列车速度、列车加速度及列车通行时间，所述列车速度和列车加速度可通过安装在列车上的加速度传感器和脉冲转速传感器配合使用获得；所述列车ID信息包括列车编号、列车行驶方向和行驶线路；列车行驶路线包含其经过的所有轨道段编号组成的线路编号；如图3所示，某一时刻，轨道段A上行驶有三列行驶方向相同、同一时间段行驶的列车，分别为列车T1、列车T2和列车T3，列车T1行驶路线为GBAD，列车T2行驶路线为CAF，列车T3行驶路线为CAE，方向均为下行；
列车经过RFID电子标签1.1时，列车上的RFID读写器2.0读取RFID电子标签1.1内储存的位置信息、所在轨道段的线路信息和同一方向的先行列车的列车信息，并通过RFID读写器2.0向RFID电子标签1.1写入自身的列车信息；
优选的，每个列车上设置两个RFID读写器2.0，分别布置在列车车头位置和列车车尾位置；列车经过RFID电子标签1.1时，列车上的两个RFID读写器2.0均读取RFID电子标签1.1内储存的位置信息、所在轨道段的线路信息和同一方向的先行列车的列车信息，并通过RFID读写器2.0向RFID电子标签1.1写入自身的列车信息；
这样，数据处理模块根据两个RFID读写器2.0先后读取的RFID电子标签1.1中储存的位置信息可以获得列车的精确位置信息；两个RFID读写器2.0读取的RFID电子标签1.1中储存的先行列车的列车信息相互冗余，数据处理模块通过对比校验两个RFID读写器2.0读取的先行列车的列车信息，更加准确地确定先行列车的列车信息；
两个RFID读写器2.0均向RFID电子标签1.1写入自身的列车信息，布置于车头位置的RFID读写器2.0向RFID电子标签1.1写入列车车头通过所述RFID电子标签1.1时列车的速度、加速度和通行时间，布置于车尾位置的RFID读写器2.0向RFID电子标签1.1写入列车尾通过所述RFID电子标签1.1时列车的速度、加速度和通行时间；RFID电子标签1.1自动保留同一列车较迟写入的列车速度和加速度信息(根据列车ID信息判断同一列车，根据列车行进方向命名车头与车尾，布置于车尾位置的RFID读写器2.0向RFID电子标签1.1写入的列车信息为较迟写入的信息，这种操作可通过事先对RFID电子标签编码设定)，并同时保留列车车头通行时间和列车车尾通行时间；所述RFID读写器2.0读取RFID电子标签1.1内储存的同一方向先行列车的列车信息时，取先行列车的列车车头通行时间和列车车尾通行时间的平均值为列车通行时间。
可选的，所述RFID电子标签1.1内储存的同一方向先行列车的列车信息包括从当前列车通过所述RFID电子标签1.1的时间点往前30min-60min内储存的所有先行列车的列车信息(先行列车通过所述RFID电子标签1.1时写入的)；具体读取RFID电子标签1.1内储存的从当前列车通过所述RFID电子标签1.1的时间点往前多长时间内储存的所有先行列车的列车信息根据线路繁忙程度而定，对于较为繁忙线路，RFID电子标签1.1同一时间段内储存较多列车信息，列车相隔时间较短，RFID读写器2.0读取RFID电子标签1.1内储存的从当前列车通过所述RFID电子标签1.1的时间点往前较短时间内储存的所有先行列车的列车信息；对于列车流较少的线路，RFID电子标签1.1同一时间段内储存较少列车信息，列车相隔时间较长，RFID读写器2.0读取RFID电子标签1.1内储存的从当前列车通过所述RFID电子标签1.1的时间点往前较长时间内储存的所有先行列车的列车信息；
所述车载控制中心3.0包括数据处理模块3.1、通行情况判定模块3.2、预警模块3.3和无线发送模块3.4；
所述数据处理模块3.1收集RFID读写器2.0读取的RFID电子标签1.1中储存的信息并进行处理，具体包括：
根据读取的RFID电子标签1.1内储存的位置信息，确定当前列车所在位置；
根据读取的RFID电子标签1.1内储存的所在轨道段的线路信息，判定当前列车是否走错轨道，如果列车走错轨道，数据处理模块3.1将当前列车走错轨道信息发送给预警模块3.3。
根据读取的RFID电子标签1.1内储存的所在轨道段的线路信息和先行列车的列车ID信息，判断是否存在不应在所述轨道段上的先行列车，如果存在不应在所述轨道段上的先行列车，数据处理模块3.1将先行列车走错轨道信息发送给预警模块3.3；
根据读取的RFID电子标签1.1内储存的先行列车的列车ID信息、列车速度、列车加速度及列车通行时间(先行列车的列车车头通行时间和列车车尾通行时间的平均值)，预测每个先行列车经过下一个RFID电子标签1.1的列车通行时间，记为所述先行列车通过下一个RFID电子标签1.1的预测列车通行时间；同时，将RFID读写器2.0读取的RFID电子标签1.1内储存的每个先行列车的列车通行时间记为所述先行列车通过该RFID电子标签1.1的实际列车通行时间；
根据读取的当前RFID电子标签1.1内储存的先行列车的列车ID信息、列车速度、列车加速度及列车通行时间，预测每个先行列车经过下一个RFID电子标签1.1的列车通行时间的具体方法是：RFID电子标签1.1内储存的先行列车的列车速度为v，列车加速度为a，列车通行时间为t(先行列车的列车车头通行时间和列车车尾通行时间的平均值)，下一个RFID电子标签1.1与当前RFID电子标签1.1的距离为n；则该先行列车经过下一个RFID电子标签1.1的预测列车通行时间t′，
所述通行情况判定模块3.2内预设有误差阈值P2和紧急情况判定阈值P1，通行情况判定模块3.2对比同一个RFID电子标签1.1对应的同一列先行列车的预测列车通行时间与实际列车通行时间，当同一个RFID电子标签1.1对应的同一列先行列车的预测列车通行时间与实际列车通行时间之间的差值小于等于预设的误差阈值P2时，记为所述先行列车的正常通行信号；当同一个RFID电子标签1.1对应的同一列先行列车的预测列车通行时间与实际列车通行时间之间的差值大于预设的误差阈值P2，小于等于预设的紧急情况判定阈值P1时，记为所述先行列车的异常通行信号；当同一个RFID电子标签1.1对应的同一列先行列车的预测列车通行时间与实际列车通行时间之间的差值大于预设的紧急情况判定阈值P1时，记为所述先行列车的故障信号；如果通行情况判定模块3.2连续接收同一先行列车的多次异常通行信号或接收到一次故障信号，则判定列车通行故障并将该车的通行故障信息发送给预警模块3.3；
所述“多次异常信号”的次数根据列车速度、行车密度等因素确定，优选的为3-4次。
根据实际情况计算和大量实验确定，所述通行情况判定模块3.2内预设的误差阈值P2优选为30s-1min；预设的紧急情况判定阈值P1优选为2min-3min。
下面举例说明：
如图3所示，列车T1在轨道段A行驶到RFID电子标签1.1-a时，列车T1上的RFID读写器2.0读取沿A轨道设置的RFID电子标签1.1-a中储存的信息，并通过RFID读写器2.0向RFID电子标签1.1-a写入自身的列车信息；
其中，RFID电子标签1.1-a中储存的信息包括RFID电子标签1.1-a储存的所在位置信息、所在轨道段的线路信息和同一方向的先行列车的列车信息；所述同一方向先行列车的列车信息包括从列车T1通过RFID电子标签1.1-a的时间点往前30min-60min内储存的所有先行列车的列车信息(列车T2和T3仅仅是其中两列先行列车，此处以先行列车T2和T3为例说明本发明的实施方式)；
列车T1上车载控制中心3.0的数据处理模块3.1根据读取的RFID电子标签1.1-a内储存的位置信息确定当前列车所在位置；
列车T1上车载控制中心3.0的数据处理模块3.1根据读取的RFID电子标签1.1-a内储存的所在轨道段的线路信息，判定列车是否走错轨道，如果列车走错轨道，数据处理模块3.1将走错轨道信息发送给预警模块3.3。
列车T1上车载控制中心3.0的数据处理模块3.1根据读取的RFID电子标签1.1-a内储存的所在轨道段的线路信息和先行列车的列车ID信息，判断是否存在不应在所述轨道段上的先行列车，如果存在不应在所述轨道段上的先行列车，数据处理模块3.1将先行列车走错轨道信息发送给预警模块3.3；本例中不应在所述轨道段上的先行列车是指行驶路线中不包含轨道段A的先行列车。
列车T1上车载控制中心3.0的数据处理模块3.1根据读取的RFID电子标签1.1-a内储存的列车T2的列车ID信息、列车速度、列车加速度及列车通行时间(列车T2通过RFID电子标签1.1-a时，列车T2上的RFID读写器2.0写入RFID电子标签1.1-a的)，预测列车T2经过RFID电子标签1.1-b的列车通行时间，记为列车T2通过RFID电子标签1.1-b的预测列车通行时间；根据读取的RFID电子标签1.1-a内储存的列车T3的列车ID信息、列车速度、列车加速度及列车通行时间(列车T3通过RFID电子标签1.1-a时，列车T3上的RFID读写器2.0写入RFID电子标签1.1-a的)，预测列车T3经过RFID电子标签1.1-b的列车通行时间，记为列车T3通过RFID电子标签1.1-b的预测列车通行时间；同时，将读取的RFID电子标签1.1-a内储存的列车T2通过RFID电子标签1.1-a的通行时间(列车T2通过RFID电子标签1.1-a时，列车T2上的RFID读写器2.0写入RFID电子标签1.1-a的)记为列车T2通过RFID电子标签1.1-a的实际列车通行时间；将读取的RFID电子标签1.1-a内储存的列车T3通过RFID电子标签1.1-a的通行时间(列车T3通过RFID电子标签1.1-a时，列车T3上的RFID读写器2.0写入RFID电子标签1.1-a的)记为列车T3通过RFID电子标签1.1-a的实际列车通行时间。
列车T1行驶至RFID电子标签1.1-b、RFID电子标签1.1-c、RFID电子标签1.1-d、RFID电子标签1.1-e时，采取与上述行驶至RFID电子标签1.1-a时相同的操作，即：
列车T1上车载控制中心3.0的数据处理模块3.1根据读取的当前通过的RFID电子标签内储存的位置信息确定当前列车所在位置；
列车T1上车载控制中心3.0的数据处理模块3.1根据读取的当前通过的RFID电子标签内储存的所在轨道段的线路信息，判定列车是否走错轨道，如果列车走错轨道，数据处理模块3.1将走错轨道信息发送给预警模块3.3。
列车T1上车载控制中心3.0的数据处理模块3.1根据读取的当前通过的RFID电子标签内储存的所在轨道段的线路信息和先行列车的列车ID信息，判断是否存在不应在所述轨道段上的先行列车，如果存在不应在所述轨道段上的先行列车，数据处理模块3.1将先行列车走错轨道信息发送给预警模块3.3；本例中不应在所述轨道段上的先行列车是指行驶路线中不包含轨道段A的先行列车；
列车T1上车载控制中心3.0的数据处理模块3.1根据读取的当前通过的RFID电子标签1.1内储存的列车T2或T3的列车ID信息、列车速度、列车加速度及列车通行时间，预测列车T2或T3经过下一个RFID电子标签的列车通行时间，记为列车T2通过下一个RFID电子标签的预测列车通行时间；同时，将读取的当前通过的RFID电子标签内储存的列车T2或T3通过当前RFID电子标签的通行时间记为列车T2或T3通过当前RFID电子标签的实际列车通行时间。
对得到的预测列车通行时间和实际列车通行时间进行简单总结：
列车T1通过RFID电子标签1.1-a时，得到列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-b的预测列车通行时间，列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-a的实际列车通行时间；
列车T1通过RFID电子标签1.1-b时，得到列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-c的预测列车通行时间，列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-b的实际列车通行时间；
列车T1通过RFID电子标签1.1-c时，得到列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-d的预测列车通行时间，列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-c的实际列车通行时间；
列车T1通过RFID电子标签1.1-d时，得到列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-e的预测列车通行时间，列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-d的实际列车通行时间；
列车T1通过RFID电子标签1.1-e时，得到列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-f的预测列车通行时间，列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-e的实际列车通行时间；
通行情况判定模块3.2对比同一个RFID电子标签1.1对应的同一列先行列车的预测列车通行时间与实际列车通行时间；比如：
列车T1通过RFID电子标签1.1-b时，通行情况判定模块3.2对比RFID电子标签1.1-b对应的列车T2的预测列车通行时间(列车T2经过RFID电子标签1.1-b的预测列车通行时间)与实际列车通行时间(列车T2经过RFID电子标签1.1-b的实际列车通行时间)，当RFID电子标签1.1-b对应的列车T2的预测列车通行时间与实际列车通行时间之间的差值小于等于预设的误差阈值P2时，记为列车T2的正常通行信号；当RFID电子标签1.1-b对应的列车T2的预测列车通行时间与实际列车通行时间之间的差值大于预设的误差阈值P2，小于等于预设的紧急情况判定阈值P1时，记为列车T2的异常通行信号；当RFID电子标签1.1-b对应的列车T2的预测列车通行时间与实际列车通行时间之间的差值大于预设的紧急情况判定阈值P1时，记为列车T2的故障信号；
列车T1通过RFID电子标签1.1-b时，通行情况判定模块3.2对比RFID电子标签1.1-b对应的列车T3的预测列车通行时间(列车T3经过RFID电子标签1.1-b的预测列车通行时间)与实际列车通行时间(列车T3经过RFID电子标签1.1-b的实际列车通行时间)，当RFID电子标签1.1-b对应的列车T3的预测列车通行时间与实际列车通行时间之间的差值小于等于预设的误差阈值P2时，记为列车T3的正常通行信号；当RFID电子标签1.1-b对应的列车T3的预测列车通行时间与实际列车通行时间之间的差值大于预设的误差阈值P2，小于等于预设的紧急情况判定阈值P1时，记为列车T2的异常通行信号；当RFID电子标签1.1-b对应的列车T3的预测列车通行时间与实际列车通行时间之间的差值大于预设的紧急情况判定阈值P1时，记为列车T3的故障信号。
列车T1行驶至RFID电子标签1.1-a、RFID电子标签1.1-c、RFID电子标签1.1-d、RFID电子标签1.1-e时，采取与上述行驶至RFID电子标签1.1-b时相同的操作，即：
列车T1通过当前通过的RFID电子标签时，通行情况判定模块3.2对比当前RFID电子标签对应的列车T2或T3的预测列车通行时间与实际列车通行时间，当当前RFID电子标签对应的列车T2或T3的预测列车通行时间与实际列车通行时间之间的差值小于等于预设的误差阈值P2时，记为列车T2或T3的正常通行信号；当当前RFID电子标签对应的列车T2或T3的预测列车通行时间与实际列车通行时间之间的差值大于预设的误差阈值P2，小于等于预设的紧急情况判定阈值P1时，记为列车T2或T3的异常通行信号；当当前RFID电子标签对应的列车T2或T3的预测列车通行时间与实际列车通行时间之间的差值大于预设的紧急情况判定阈值P1时，记为列车T2或T3的故障信号；
对通行情况的判定进行简单总结：
列车T1通过RFID电子标签1.1-a时，可判定列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-a为正常通行信号、异常通行信号或故障信号；列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-a的预测列车通行时间是列车T1经过RFID电子标签1.1-a上一个RFID电子标签时，根据读取的列车T2和T3的列车ID信息、列车速度、列车加速度及列车通行时间预测的；
列车T1通过RFID电子标签1.1-b时，可判定列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-b为正常通行信号、异常通行信号或故障信号；
列车T1通过RFID电子标签1.1-c时，可判定列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-c为正常通行信号、异常通行信号行故障信号；
列车T1通过RFID电子标签1.1-d时，可判定列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-d为正常通行信号、异常通行信号或故障信号；
列车T1通过RFID电子标签1.1-e时，可判定列车T2和T3经过RFID电子标签1.1-e为正常通行信号、异常通行信号或故障信号；
如果通行情况判定模块3.2连续接收同一先行列车的3次及以上(本例中多次异常通信信号的“多次”取为3次)次异常通行信号或接收到一次故障信号，则判定列车通行故障并将该列车的通行故障信息发送给预警模块3.3；比如，如果通行情况判定模块3.2连续接收列车T2的3次异常通行信号(比如列车T1判断列车T2在经过RFID电子标签1.1-b、RFID电子标签1.1-c、RFID电子标签1.1-d时均为异常通行信号)或接收到一次故障信号(列车T1判断列车T2在经过任何一个RFID电子标签为故障信号)，则判定列车T2通行故障并将列车T2的通行故障信息发送给预警模块3.3；
所述预警模块3.3接收数据处理模块3.1发送的当前列车走错轨道信息和先行列车走错轨道信息，通行情况判定模块3.2发送的列车通行故障信息，发出预警信号；发出预警信号后，列车根据具体情况采取减速、急停或及时与前车或中央控制中心4.0取得联系，通报相关预警情况；
所述发送模块3.4用于将数据处理模块3.1收集的列车信息和预警模块3.3的预警情况无线发送给中央控制中心4.0。
Claims (10)
1.一种轨道交通列车的控制系统，包括沿轨道设置的地面侧信标(1.0)、设置于列车上的RFID读写器(2.0)和与所述RFID读写器(2.0)电连接的车载控制中心(3.0)；所述地面侧信标(1.0)包括沿轨道每隔n米设置一个的RFID电子标签(1.1)，每个RFID电子标签(1.1)内设置有位置信息、所在轨道段的线路信息和用于储存列车信息的储存区域；
所述列车信息包括列车ID信息、列车速度、列车加速度及列车通行时间，所述列车ID信息包括列车编号、列车行驶方向和行驶线路；
列车经过RFID电子标签(1.1)时，列车上的RFID读写器(2.0)读取RFID电子标签(1.1)内储存的位置信息、所在轨道段的线路信息和同一方向先行列车的列车信息，并通过RFID读写器(2.0)向RFID电子标签(1.1)写入自身的列车信息；
所述车载控制中心(3.0)包括数据处理模块(3.1)、通行情况判定模块(3.2)和预警模块(3.3)；
所述数据处理模块(3.1)收集RFID读写器(2.0)读取的RFID电子标签(1.1)中储存的信息并进行处理，具体包括：
根据读取的RFID电子标签(1.1)内储存的位置信息，确定当前列车所在位置；
根据读取的RFID电子标签(1.1)内储存的所在轨道段的线路信息，判定当前列车是否走错轨道，如果列车走错轨道，数据处理模块(3.1)将当前列车走错轨道信息发送给预警模块(3.3)；
根据读取的RFID电子标签(1.1)内储存的所在轨道段的线路信息和先行列车的列车ID信息，判断是否存在不应在所述轨道段上的先行列车，如果存在不应在所述轨道段上的先行列车，数据处理模块(3.1)将先行列车走错轨道信息发送给预警模块(3.3)；
根据读取的RFID电子标签(1.1)内储存的先行列车的列车ID信息、列车速度、列车加速度及列车通行时间，预测每个先行列车经过下一个RFID电子标签(1.1)的列车通行时间，记为所述先行列车通过下一个RFID电子标签(1.1)的预测列车通行时间；同时，将RFID读写器(2.0)读取的RFID电子标签(1.1)内储存的每个先行列车的列车通行时间记为所述先行列车通过该RFID电子标签(1.1)的实际列车通行时间；
所述通行情况判定模块(3.2)内预设有紧急情况判定阈值P1，通行情况判定模块(3.2)对比同一个RFID电子标签(1.1)对应的同一列先行列车的预测列车通行时间与实际列车通行时间，当二者之间的差值大于预设的紧急情况判定阈值P时，记为所述先行列车的故障信号，判定列车通行故障并将通行故障信息发送给预警模块(3.3)；
所述预警模块(3.3)接收数据处理模块(3.1)发送的当前列车走错轨道信息和先行列车走错轨道信息，通行情况判定模块(3.2)发送的列车通行故障，发出预警信号。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车的控制系统，其特征在于：所述地面侧信标(1.0)包括沿轨道每隔n米设置一个的RFID电子标签(1.1)，其中，n＝1km-5km。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车的控制系统，其特征在于：所述RFID电子标签(1.1)内储存的同一方向先行列车的列车信息包括从当前列车通过所述RFID电子标签(1.1)的时间点往前30min-60min内储存的所有先行列车的列车信息。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车的控制系统，其特征在于：所述所在轨道段的线路信息包括根据所在轨道段两端连接的所有线路确定的编号，包括上行方向连接的所有线路确定的线路编号和下行方向连接的所有线路确定的线路编号。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车的控制系统，其特征在于：所述通行情况判定模块(3.2)内还预设有误差阈值P2，通行情况判定模块(3.2)对比同一个RFID电子标签(1.1)对应的同一列先行列车的预测列车通行时间与实际列车通行时间，当二者之间的差值小于等于预设的误差阈值P2时，记为所述先行列车的正常通行信号；当二者之间的差值大于预设的误差阈值P2，小于等于预设的紧急情况判定阈值P1时，记为所述先行列车的异常通行信号，如果通行情况判定模块(3.2)连续接收同一先行列车的多次异常通行信号，则判定列车通行故障并将通行故障信息发送给预警模块(3.3)。
6.根据权利要求5所述的一种轨道交通列车的控制系统，其特征在于：所述通行情况判定模块(3.2)内预设的误差阈值P2为30s-1min。
7.根据权利要求1、5或6所述的一种轨道交通列车的控制系统，其特征在于：所述通行情况判定模块(3.2)内预设的紧急情况判定阈值P1为2min-3min。
8.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车的控制系统，其特征在于：所述每个列车上设置的RFID读写器(2.0)包括布置在列车车头位置的RFID读写器(2.0)和布置在列车车尾位置的RFID读写器(2.0)；列车经过RFID电子标签(1.1)时，列车上的每个RFID读写器(2.0)均读取RFID电子标签(1.1)内储存的位置信息、所在轨道段的线路信息和同一方向的先行列车的列车信息，并通过RFID读写器(2.0)向RFID电子标签(1.1)写入自身的列车信息。
9.根据权利要求8所述的一种轨道交通列车的控制系统，其特征在于：布置于车头位置的RFID读写器(2.0)向RFID电子标签(1.1)写入列车车头通过所述RFID电子标签(1.1)时列车的速度、加速度和通行时间，布置于车尾位置的RFID读写器(2.0)向RFID电子标签(1.1)写入列车尾通过所述RFID电子标签(1.1)时列车的速度、加速度和通行时间，RFID电子标签(1.1)自动保留同一列车较迟写入的列车速度和加速度信息，并同时保留列车车头通行时间和列车车尾通行时间；所述RFID读写器(2.0)读取RFID电子标签(1.1)内储存的同一方向先行列车的列车信息时，取先行列车的列车车头通行时间和列车车尾通行时间的平均值为列车通行时间。
10.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车的控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括中央控制中心(4.0)，控制系统的车载控制中心(3.0)还包括发送模块(3.4)，发送模块(3.4)用于将数据处理模块(3.1)收集的列车信息和预警模块(3.3)的预警情况无线发送给中央控制中心(4.0)。
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