CN109383568A - 高速磁浮运行控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种高速磁浮运行控制系统，涉及高速磁悬浮技术领域，该系统包括：中央控制系统、运行控制系统和多个区域控制器；中央控制系统和运行控制系统均设置于调度控制中心；中央控制系统和运行控制系统通信连接；多个区域控制器分别设置于对应的牵引分区；区域控制器与对应的牵引分区的牵引系统或道岔转换锁闭控制系统连接；运行控制系统与多个区域控制器分别通信连接。本发明实施例将运行控制系统集中在调度指挥中心，牵引分区只设置区域控制器，可以最大程度减少设备的分散布置，全生命周期内运输效率和经济效益较高；还可以减少设备的数量，从而减少对房屋、供电的要求，更有益于节能、环保。

Description

高速磁浮运行控制系统

技术领域

本发明涉及高速磁悬浮控制技术领域，尤其是涉及一种高速磁浮运行控制系统。

背景技术

现有的高速磁浮列车，所采用的运行控制系统，由三层结构四套系统组成。这三层结构是指中央控制层、分区控制层和车载运行控制层结构，四套系统是指中央运行控制系统、分区运行控制系统、车载运行控制系统和通信系统。运行控制系统的基本功能包括操作与显示、列车自动运行、驾驶顺序控制、列车防护、进路防护、道岔防护、速度曲线监控、安全定位和牵引切断。

其中，中央运行控制系统主要是完成调度指挥的功能，真正控制磁浮运行的核心是在运行控制分区，与牵引变电分区对应设置分散式布局。然而上述布局方式不仅初期建设成本高，后期现场维修维护工作量也较大，全生命周期内运输效率和经济效益较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高速磁浮运行控制系统，减少牵引分区设备，不仅降低初期建设成本，后期现场维修维护工作量也大量降低，全生命周期内运输效率和经济效益较高，且有益于节能、环保。

第一方面，本发明实施例提供了一种高速磁浮运行控制系统，包括：中央控制系统、运行控制系统和多个区域控制器；中央控制系统和运行控制系统均设置于调度控制中心；中央控制系统和运行控制系统通信连接；多个区域控制器分别设置于对应的牵引分区；区域控制器与对应的牵引分区的牵引系统和道岔转换锁闭控制系统连接；运行控制系统与多个区域控制器分别通信连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，运行控制系统包括至少一个通信服务器，通信服务器与中央控制系统通信连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，运行控制系统包括至少一个通信服务器，通信服务器与无线通信网核心设备通信连接，无线通信网核心设备与高速磁浮线路的基站控制传输设备通信连接。

结合第一方面的第一或第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，运行控制系统还包括核心服务器、交换机、路由器和存储介质。

结合第一方面的第一或第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，包括两台通信服务器，以双机热备的方式设置。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，路由器通过冗余光纤与区域控制器通信连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，无线通信网核心设备通过冗余光纤与通信服务器通信连接，无线通信网核心设备通过光纤与基站传输控制设备连接。

结合第一方面的第一种或第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，高速磁浮运行控制系统还包括，车载运行控制系统和通信系统，运行控制系统通信系统与车载运行控制系统通信连接。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，车载运行控制系统与车载控制设备、车载定位系统分别连接。

结合第一方面的第八种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，通信系统为38GHz毫米波无线通信系统或4G LTE无线通信系统。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的高速磁浮运行控制系统及列车控制系统，将运行控制系统集中在调度指挥中心，牵引分区只设置区域控制器，整个系统更加简洁，可以最大程度的减少牵引分区设备，不仅降低初期建设成本，后期现场维修维护工作量也大量降低，全生命周期内运输效率和经济效益较高；还可以最大限度的减少设备的数量，从而减少对房屋、供电的要求，更有益于节能、环保。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为本发明实施例提供的列车运行控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的牵引分区运行控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种高速磁浮运行控制系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种高速磁浮运行控制系统的系统架构图；

图5为本发明实施例提供的一种运行控制系统构成图。

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，下面将结合附图对本发明的技术方案进行描述，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。

参见图1所示的列车运行控制系统的结构示意图，自上而下依次示出了中央控制层、分区控制层和车载运行控制层。中央控制层与分区控制层通过轨旁光纤网连接，分区控制层通过无线电传输与车载运行控制层连接。其中，中央控制层包括中央运行控制系统，中央运行控制系统包括列车自动驾驶系统、操作员终端系统和诊断终端系统；分区控制层包括与牵引分区对应的多个分区运行控制系统。

上述系统存在以下问题：

(1)系统构成过于分散

中央运行控制系统主要是完成调度指挥的功能，真正控制磁浮运行的核心是在分区运行控制系统，与牵引变电分区对应设置分散式布局，分区运行控制系统核心设备包括分区控制安全计算机、分区牵引切断计算机、分区道岔控制模块、分区诊断计算机、分区无线电控制单元及分区安全防护通信网等部件。完成的主要功能包括检查和转发中央运行控制系统控制命令、控制命令分解与执行、控制轨道、控制列车、控制牵引系统、轨道防护、列车防护、牵引切断、速度曲线监控、安全定位、诊断等功能。作为紧耦合的安全苛刻系统，这种系统构成模式基于两方面原因，一是需要与牵引变电分区紧密连接，与之对应配置设备配置清晰；二是基于该系统构建时，计算机设备配置的处理能力较低。如图2所示的牵引分区运行控制系统的结构示意图，其中示出了多个分区控制子系统，左侧的分区控制子系统包括分区控制安全计算机、分区牵引切断计算机、分区无线电控制单元和分区诊断计算机，中间的分区控制子系统还包括分区道岔控制模块。分区控制子系统之间通过分区安全防护通信网连接，通过网络节点与轨旁光纤网连接。

(2)成本高

不仅初期建设成本高，后期现场维修维护工作量也较大，全生命周期内运输效率和经济效益较低。

(3)技术先进性差

以上各系统都是采用2000年初成熟的技术，与最新的技术发展相比较，差距越来越大。基于此，本发明实施例提供的一种高速磁浮运行控制系统，不仅降低初期建设成本，后期现场维修维护工作量也大量降低，全生命周期内运输效率和经济效益较高，且有益于节能、环保。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种高速磁浮运行控制系统进行详细介绍。

实施例1

本发明实施例提供了一种高速磁浮运行控制系统，参见图3所示的高速磁浮运行控制系统的结构示意图，该系统包括：中央控制系统31、运行控制系统32和多个区域控制器33。

其中，中央控制系统和运行控制系统均设置于调度控制中心，中央控制系统和运行控制系统通信连接。本实施例的高速磁浮运行控制系统，在保证安全苛刻系统所要求的设备冗余基础上，将以往在牵引分区控制的计算机设备整合至中央控制中心，与中央控制系统一起设置，建立调度控制中心。

多个区域控制器分别设置于对应的牵引分区，区域控制器与对应的牵引分区的牵引系统和道岔转换锁闭控制系统连接。上述运行控制系统与多个区域控制器分别通信连接。例如，运行控制系统与区域控制器、中央控制系统可以有线连接。区域控制器与对应的牵引分区的牵引系统采用冗余通道连接，冗余通道可以但不仅限于光纤，区域控制器与对应的牵引分区的道岔转换锁闭控制采用冗余通道连接，冗余通道可以但不仅限于光纤。

上述运行控制系统包括至少一个通信服务器，该通信服务器与中央控制系统通信连接，该通信服务器还与无线通信网核心设备通信连接，无线通信网核心设备与高速磁浮线路的基站控制传输设备通信连接。

参见图4所示的高速磁浮运行控制系统的系统架构图，示出了调度控制中心、多个分区、列车上的车载运行控制系统和无线通信网核心设备。

在该系统架构下，将分区计算机设备整合至调度控制中心，设立运行控制系统，该控制系统由核心服务器(多CPU冗余配置)、交换机、路由器、存储介质、通信服务器(双机热备)等组成，构成一个局域网。对外通过路由器、光纤网络统一负责各区域控制器、各基站控制传输设备的控制。运行控制系统与中央控制系统通过通信服务器实现信息交互；运行控制系统通过通信服务器与无线通信网核心设备实现信息交互，设备之间都采用光纤通道。

在牵引分区只设置区域控制器，实现列车运行的牵引切断控制以及对道岔转换、锁闭的控制。运行控制系统与区域控制器之间通过光纤通道实现连接。

参见图5所示的运行控制系统构成图，示出了：核心服务器与存储介质连接，用于读写数据；核心服务器还与通信服务器连接，再通过冗余光纤连接中央控制系统；核心服务器还通过交换机与路由器连接，核心服务器通过路由器和通信服务器连接区域控制器和无线通信网核心设备。

以下详述高速磁浮运行控制系统的控制过程：

中央控制系统，将制订的列车运行计划和运行图转化为行车计划，保证磁浮列车按照行车计划组织和调度列车的运行，并对整个系统的列车运行状况进行监督；并对运行过程的数据进行记录存储。

运行控制系统，是系统控车的核心，完成检查和转发中央控制系统控制命令，并对控制命令分解与执行，控制列车、控制牵引系统、轨道防护、列车防护、牵引切断、速度曲线监控、安全定位、诊断等功能。

车载运行控制系统，在收到来自区域控制器的悬浮命令后，将该指令发送给列车上的车载控制设备(图中未示意)，实现列车的悬浮；在磁浮列车运行过程中，运行控制系统必须知道磁浮列车的目前位置，车载运行控制系统将管理和控制车载定位系统(图中未示意)的有关信息；在列车运行前，车载运行控制系统将检查所有可能影响列车安全运行的信息和状态，只有所有的安全要求都得到满足，车载运行控制系统才能放行列车；在运行过程中，车载运行控制系统通过接收车载定位系统的定位信息，能够计算出当前的列车速度，车载运行控制系统将不断监控这一速度，确保该数值在安全运行的范围内。

本发明实施例提供的高速磁浮运行控制系统，将运行控制系统集中在调度指挥中心，牵引分区只设置区域控制器，整个系统更加简洁，可以最大程度的减少牵引分区设备，不仅降低初期建设成本，后期现场维修维护工作量也大量降低，全生命周期内运输效率和经济效益较高；还可以最大限度的减少设备的数量，从而减少对房屋、供电的要求，更有益于节能、环保。

实施例2

本发明实施例提供了一种高速磁浮列车运行控制系统，还包括车载运行控制系统和通信系统。其中，运行控制系统通过通信系统与车载运行控制系统通信连接。车载运行控制系统与车载控制设备、车载定位系统分别连接。上述通信系统可以是38GHz毫米波无线通信系统或4G LTE无线通信系统。

本发明实施方式还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现上述实施方式的方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施方式中的对应过程，在此不再赘述。

上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本公开各个实施方式上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施方式，仅为本公开的具体实施方式，用以说明本公开的技术方案，而非对其限制，本公开的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施方式对本公开进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开实施方式技术方案的精神和范围，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高速磁浮运行控制系统，其特征在于，包括：中央控制系统、运行控制系统和多个区域控制器；

所述中央控制系统和所述运行控制系统均设置于调度控制中心；所述中央控制系统和所述运行控制系统通信连接；

所述多个区域控制器分别设置于对应的牵引分区；所述区域控制器与所述对应的牵引分区的牵引系统和道岔转换锁闭控制系统连接；

所述运行控制系统与所述多个区域控制器分别通信连接。

2.根据权利要求1所述的高速磁浮运行控制系统，其特征在于，所述运行控制系统包括至少一个通信服务器，所述通信服务器与所述中央控制系统通信连接。

3.根据权利要求1所述的高速磁浮运行控制系统，其特征在于，所述运行控制系统包括至少一个通信服务器，所述通信服务器与无线通信网核心设备通信连接，所述无线通信网核心设备与高速磁浮线路的基站控制传输设备通信连接。

4.根据权利要求2或3所述的高速磁浮运行控制系统，其特征在于，所述运行控制系统还包括核心服务器、交换机、路由器和存储介质。

5.根据权利要求2或3所述的高速磁浮运行控制系统，其特征在于，包括两台所述通信服务器，以双机热备的方式设置。

6.根据权利要求4所述的高速磁浮运行控制系统，其特征在于，所述路由器通过冗余光纤与所述区域控制器通信连接。

7.根据权利要求3所述的高速磁浮运行控制系统，其特征在于，所述无线通信网核心设备通过冗余光纤与所述通信服务器通信连接，所述无线通信网核心设备通过光纤与基站传输控制设备连接。

8.根据权利要求1-3任一项所述的高速磁浮运行控制系统，其特征在于，还包括：车载运行控制系统和通信系统；

所述运行控制系统通过所述通信系统与所述车载运行控制系统通信连接。

9.根据权利要求8所述的高速磁浮运行控制系统，其特征在于，所述车载运行控制系统与车载控制设备、车载定位系统分别连接。

10.根据权利要求8所述的高速磁浮运行控制系统，其特征在于，所述通信系统为38GHz毫米波无线通信系统或4G LTE无线通信系统。