发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种基于混合闭塞生成行车许可的方法及系统。
一种基于混合闭塞生成行车许可的方法,所述方法包括:分别判断前车车载装备和后车车载装备的等级;
根据所述前车车载装备等级和所述后车车载装备等级,从混合闭塞方式中选择适用于所述后车车载装备等级的闭塞制式;
根据所述闭塞制式生成所述后车的行车许可;
依据所述行车许可制定所述后车的制动曲线。
进一步地,所述前车车载设备和/或后车车载设备的等级通过闭塞分区的状态、车载设备与无线闭塞中心的通讯信息进行判断。
进一步地,当闭塞分区为占用状态且与无线闭塞中心无通讯连接,或闭塞分区占用状态且与无线闭塞中心判断的列车位置不符时,判断所述前车车载设备和/或后车车载设备的等级为C2级列控系统。
进一步地,当闭塞分区为占用状态且与无线闭塞中心判断出的列车位置相符时,判断所述前车车载设备和/或后车车载设备的等级为C3级列控系统。
进一步地,所述混合闭塞方式包括:准移动闭塞制式、动态闭塞制式和移动闭塞制式。
进一步地,通过以下方式选择的所述闭塞制式:
所述前车为C2级列控系统,所述后车为C2级列控系统,选择准移动闭塞制式;
所述前车为C2级列控系统,所述后车为C3级列控系统,选择动态闭塞制式;
所述前车为C3级列控系统,所述后车为C2级列控系统,选择准移动闭塞制式;
所述前车为C3级列控系统,所述后车为C3级列控系统,选择移动闭塞制式。
进一步地,所述准移动闭塞制式的行车许可终点设置在所述前车所占用闭塞分区的起点减去防护距离处。
进一步地,所述动态闭塞制式的行车许可终点设置在所述前车所占用轨道区段的起点减去防护距离处。
进一步地,所述移动闭塞制式的行车许可终点设置在所述前车具体位置减去所述前车长度和所述防护距离处。
进一步地,当采用所述准移动制式和/或所述动态闭塞制式时,根据行车许可长度、目标速度和所述后车性能制成所述后车制动曲线。
进一步地,当采用所述动态闭塞制式时,根据所述后车速度、位置、线路和所述前车列车情况制成所述后车制动曲线。
一种基于混合闭塞生成行车许可的系统,所述系统包括:
判断模块,用于判断前车车载装备等级和后车车载装备等级;
选择模块,用于从混合闭塞方式中选择适用于所述后车车载装备等级的闭塞制式;
生成模块,用于依据所确认的闭塞制式计算生成所述后车的行车许可;
制定模块,用于依据行车许可制定所述后车的制动曲线。
进一步地,所述判断模块通过获取闭塞分区的状态和综合车载设备与无线闭塞中心的通讯信息进行车载装备等级的判断。
进一步地,所述选择模块通过以下方式选择闭塞制式:当前车为C2级列控系统或C3级列控系统,后车为C2级列控系统时,所述选择模块选择准移动闭塞制式;
当前车为C2级列控系统,后车为C3级列控系统时,所述选择模块选择动态闭塞制式;
当前车为C3级列控系统,后车为C3级列控系统时,所述选择模块选择移动闭塞制式。
进一步地,所述生成模块通过以下方式生成所述行车许可:
当采用准移动闭塞制式时,所述生成模块通过前车所占用闭塞分区的起点减去防护距离计算出所述行车许可的终点;
当采用动态闭塞制式时,所述生成模块通过前车所占用轨道区段的起点减去防护距离计算出所述行车许可的终点;
当采用移动闭塞制式时,所述生成模块通过前车所在具体位减去前车长度和防护距离计算出所述行车许可的终点。
进一步地,所述制定模块通过以下方式制定所述制动曲线:
当采用准移动制式和/或所述动态闭塞制式时,所述制定模块根据所述行车许可、目标速度和所述后车性能制定所述制动曲线;
当采用移动制式时,所述制定模块根据所述行车许可、目标速度和所述后车性能制定所述制动曲线。
本发明的生成行车许可方法及系统基于混合闭塞方式且兼容既有闭塞方式对C3线路上的列车采用的闭塞方式进行动态选择,及时有效延伸了行车许可长度,提高车载设备制动曲线的更新效率,从而有效提高列车区间通过能力,缩短列车最小追踪间隔时间。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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、完整地说明,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,都属于本发明保护的范围。
一种基于混合闭塞生成行车许可的方法,如图1所示,包括如下步骤:
步骤一:对前车车载装备和后车车载装备进行判断。
前车的车载装备等级会影响后车所采用的闭塞制式,需要对行驶在C3线路上的列车车载装备等级进行判断。
具体的,依据闭塞分区的状态、车载设备与闭塞中心的通讯信息对前车车载装备和后车车载装备进行判断。
先获取闭塞分区的具体状态信息,再判断无线闭塞中心与车载设备的是否建立通讯,若建立通讯继续将闭塞分区的占用信息和通讯信息进行比对分析,即可得出判断结果:
若闭塞分区显示占用,而无线闭塞中心始终未与列车建立任何通讯,即可判断该行驶列车的车载装备为C2级列控系统;
若闭塞分区显示占用,而对应该闭塞分区的无线闭塞中心与列车车载设备建立了通讯连接,随后无线闭塞中心通过通讯信息中包含的列车位置报告信息、列车速度信息及考虑无线通信的延时状况综合出判断列车位置,之后对比得出的列车位置与闭塞分区的占用状态相符合,则判断该行驶列车的车载装备为C3级列控系统。
若闭塞分区显示占用,且与无线闭塞中心建立连接,但无线闭塞中心通过列车位置报告信息、列车速度信息及考虑无线通信的延时状况综合判断出列车位置与闭塞分区占用状态不相符,考虑C3级列控系统出现故障时,列车系统自动转为C2列控系统,继续判断此刻列车的车载装备为C2级列控系统。
列车为C2级列控系统行驶时:在所占用的闭塞分区内列车所在的轨道区段和前方区段发正常码,列车后方区段发检测码,该闭塞分区显示为占用状态。其他闭塞分区内的轨道区段低频发码保持一致,因此其他闭塞分区显示空闲状态;列控中心会将线路上的各闭塞分区状态传输给行驶的列车,而无线闭塞中心仅显示该闭塞分区为占用状态,不会与列车进行通讯。因此通过闭塞分区的占用状况和无线闭塞中心的通讯信息即可判断行驶列车的车载装备为C2级列控系统。
列车为C3级列控系统行驶时:闭塞分区占用状态信息和闭塞分区空闲状态信息与C2级列车行驶时的判断过程相同,通过轨道区段的发射码来确定。列控中心将路线上的闭塞分区状态传输给计算机联锁,计算机联锁发送给无线闭塞中心,由无线闭塞中心生成行车许可传输给车载设备,C3级列控系统的列车进入闭塞分区后立即与无线闭塞中心进行通讯,可通过列车与无线闭塞中心是否建立通讯来判断列车系统等级。但C3级列控系统的后备模式为C2级列控系统,即当C3级列控系统出现故障时,系统自动转为C2级列控系统,列车开始与无线闭塞中心通讯后断开通讯,此时需综合分析列车位置报告信息、列车速度信息及无线通信的延时状况来判断列车的位置是否与闭塞分区状况相符合,若相符合则判断为C3级列控系统,若不相符则判断为C2级列控系统。
依据上述判断过程,会得到如下判断结果:
1、前车车载装备为C2级列控系统,后车车载装备为C2级列控系统;
2、前车车载装备为C2级列控系统,后车车载装备为C3级列控系统;
3、前车车载装备为C3级列控系统,后车车载装备为C2级列控系统;
4、前车车载装备为C3级列控系统,后车车载装备为C3级列控系统。
步骤二:依据前后车车载装备的判断结果,选择混合闭塞方式中的一种用于后车车载装备。
具体的,混合闭塞方式包括准移动闭塞制式、动态闭塞制式和移动闭塞制式。根据前后车车载装备在混合闭塞方式中选择一种闭塞制式确保后车的高效通行。
对于前车为C2级、后车为C2级时,选用混合闭塞方式中的准移动闭塞制式。由于前后车均为C2级列控系统,而C2级列控系统不能与C3线路上的无线闭塞中心进行双向数据通信,采用现有准移动闭塞制式;
对于前车为C3级、后车为C2级时,由于后车不能与无线闭塞中心进行通信,选择准移动闭塞制式;
对于前车为C2级、后车为C3级时,由于C3级列控系统需要通过无线闭塞中心获取行车许可,选用混合闭塞方式中的动态闭塞制式。
对于前车为C3级、后车为C3级时,由于前车后车均能够通过列车自动防护设备与无线闭塞中心的通讯,实现车载设备和地面安全设备之间的快速连续的双向数据通信,可以依据车地通讯选用混合闭塞方式中的移动闭塞制式。
步骤三:依据选择的闭塞制式生成后车的行车许可(MA)。
在准移动闭塞制式下,闭塞分区由多个轨道区段组成,闭塞分区内的任一轨道区段被列车占用,则该闭塞分区会显示占用,则将行车许可(MA)延伸至前方列车所占用闭塞分区的起点减去防护距离处。
示例性的,如图2所示,C2级列控系统的后车位于轨道区段N3-N7的闭塞分区内,C2或C3级列控系统的前车位于N15-N20的闭塞分区内,列控中心会将“N15-N20占用”的消息发送给C2级的后车,后车行车许可的终点放置在N15减去防护距离处。
在动态闭塞制式中以轨道区段为最小单元。当闭塞分区被占用后,列车所在的轨道区段和前方区段发正常码,列车后方区段发检测码。列控中心将前车占用闭塞分区的状态和占用闭塞分区内的轨道状态全部传输给无线闭塞中心。RBC再综合进路信息、车载设备发送的列车状态信息及前行列车发送的位置信息生成行车许可(MA),其中列车状态信息包括位置报告、列车长度、运行速度、车载设备模式、列车运行方向、列车完整性等信息。无线闭塞中心会将后车的行车许可(MA)延伸到前车所占用的轨道区段起点减去防护距离处。
示例性的,如图3所示,无进路信息时,后车位于N3-N7闭塞分区内,前车位于N15-N20闭塞分区中。在N15-N20闭塞分区中,N15-N16和N16-N17的轨道区段发检测码,N17-N18、N18-N19和N19-N20发正常码,列控中心将N15-N20闭塞分区内的各轨道区段状态发送给无线闭塞中心。无线闭塞中心会获取到前车位于N17-N18轨道区段上,在无进路信息时,会直接将行车许可延伸至N17处,即C3级列控系统后车的行车许可终点设置在N17减去防护距离处,从而延长了后车的行车许可长度。在前车进入N18-N19轨道区段后,N17-N18轨道区段会发检测码,无线闭塞中心会随即更新列车占用的轨道区段,将行车许可距离延伸至N18减去防护距离处。
在动态闭塞制式中以轨道区段为最小单元,能够有效延伸行车许可(MA)长度,随着前车轨道区段的变化及时更新制动曲线,采用该种闭塞制式无需增加新设备,且与既有C3级列控系统兼容性好。
在移动闭塞制式中,后车的行车许可(MA)延伸至前车行驶位置处,考虑前车长度和防护距离,行车许可(MA)的终点为前车行驶位置减去前车长度和防护距离。C3级列控系统的列车在行驶过程中向无线闭塞中心发送列车位置、行驶速度等信息,无线闭塞中心会综合进路信息、区间状态信息、列车制式信息,生成行车许可并发送给列车,列车与无线闭塞中心的通讯由GSM-R无线通信网络实现。当前后车均能够与无线闭塞中心实时通讯时,无线闭塞中心能够直接获取前后车的具体位置,无需获取闭塞分区和轨道区段的状态来判断前后车的位置。当前后车再次发送位置信息时,行车许可距离也会随之变化,由于列车发送位置的间隔时间短于轨道区段的变化时间,因此行车许可的更新速率更快。
示例性的,如图4所示,无进路信息时,后车位于A线路320m处,前车车位于A线路1680m处。前车发送“A线路1680m”、后车发送“B线路320m”给无线闭塞中心,无线闭塞中心会获取前车的长度为215m,并计算出前车需要的防护距离为300m,继而分析得到后车行车许可的终点为后车前方1165m处。
当前后车之间有进路信息,且无线闭塞中心获取的进路信息为“后车通过进路”时,在动态闭塞制式下或移动闭塞制式下的行车许可终点不发生变化。动态闭塞制式下仍为前车占用轨道区段的起点减去防护距离,移动闭塞制式下仍为前车位置减去前车长度和防护距离处。
当前后车之间有进路信息,且无线闭塞中心获取的进路信息为“后车停车进路”时,在动态闭塞制式下或移动闭塞制式下的行车许可终点均调整为车站所规定停车位置的终点减去防护距离处。
示例性的,如图5所示,在移动闭塞制式下,前后车之间设置有甲站,无线闭塞中心获取到进路1为通过进路的信息,此时无线闭塞中心综合后车的进路信息、区间状态信息和列车制式信息,计算得到后车的行车范围最远可达到B车尾部减去防护距离处。
如图6所示,无线闭塞中心获取到进路2为停车进路的信息,后车需要在甲站停车,此时无线闭塞中心计算得到后车的行车范围最远可达到进路2的终点加防护距离处。
移动闭塞制式中行车许可(MA)距离的计算不依赖于轨道电路,消除了以信号机分隔的固定闭塞区间,通过列车的精确定位计算行车许可距离,进一步延长了列车的行车许可,提高了线路上的行车效率。
步骤四:依据各闭塞制式对应的行车许可制成后车的制动曲线。
获得列车的行车许可后,需要依据行车许可生成列车的制动曲线,制动曲线的起点为列车当前位置,制动曲线的终点为行车许可的终点即为列车减速到0时的位置。
选择准移动闭塞制式计算行车许可后,列控中心会将列车前方空闲闭塞分区的长度发送给列车自动防护设备,列车自动防护设备接收后将列车前方非空闲闭塞分区的起点减去防护距离设置为目标距离,再综合行驶速度、列车性能等信息生成列车制动曲线。示例性的,如图7所示,C2级列控系统的后车位于轨道区段N3-N7的闭塞分区内,C2或C3级列控系统的前车位于N15-N20的闭塞分区内,列车制动曲线的终点位于N15减去防护距离处。
选择动态闭塞制式计算行车许可后,将以轨道区段为单元的行车许可发送给C3级列控系统的列车,C3级列控系统的列车自动防护设备同样依据目标距离、目标速度和列车本身的性能确定列车制动曲线。目标距离终点为行车许可的终点,即前车所占用轨道区段的起点减去防护距离。由于行车许可距离向前延长,则列车进行减速时的起点会随之前移。示例性的,如图8所示,前车位于N15-N20闭塞分区中的N17-N18轨道段上,目标距离的终点为轨道N17处减去列车防护距离处,列控中心依据后车的目标速度和后车的性能生成制动曲线。制动曲线的终点位于列车占用轨道区段起点减去防护距离处,制动曲线上开始减速的起点向前推移,使列车能够以原行驶速度行驶更长的距离,从而提高列车的区间通行能力。
因此采用动态闭塞制式生成的列车制动曲线,不仅延长了行车许可长度,且以轨道区段为单元能够提高车载设备制动曲线的更新效率,从而有效提高列车区间通过能力,能够保证列车高速行驶更长的距离,缩短列车最小追踪间隔时间。
选择移动闭塞制式计算行车许可后,列车自动防护设备可以根据列车的实时速度、位置、线路和前行列车情况,动态计算列车的最大制动距离。其中前行列车情况包括前行列车的速度、位置、运行方向、列车制动性能等。如图9所示,位于前方的列车长度加上这一最大制动距离并在列车后方加上一定的防护距离,便组成了一个与列车同步移动的虚拟分区。由于保证了列车前后的安全距离,两个相邻的移动闭塞分区就能以很小的间隔同时前进,这使列车能以较高的速度和较小的间隔运行,从而提高运营效率。
示例性的,根据后车的车速计算得出需要逐步减速行驶1.5km才能将车速减为0,前车的长度为215m,防护距离为300m,前后车之间最小的安全距离为1.5km+300m+215m=1925m,则无论前后车如何行使,只需在行驶过程中保证前后车距离始终大于1925m即可确保前后车的安全运行,有效降低了前后车的行车间隔。且在两车行驶过程中最小间距为1925m的距离会随着前车的移动而移动,形成与列车同步移动的虚拟闭塞分区,保证后车位于该虚拟分区外部即可实现后车以原有速度继续行驶,从使列车以更高速度行驶。
在移动闭塞制式下依据车-地之间的信息交换,不再依赖于轨道电路,缩小列车之间的行车间隔,使列车的减速起点向前推移。无线闭塞中心掌握在线运行各次列车的精确位置和速度,对于不同编组(不同长度)的列车,均可以最高的密度运行于同一线路中。
通过本发明实施例的方法基于混合闭塞方式在C3线路上针对不同等级列车分别实施不同的闭塞方式,及时有效延伸C3级列车的行车许可长度、提高车载设备制动曲线的更新效率,从而有效提高列车区间通过能力,缩短列车最小追踪间隔时间。在混合闭塞方式中,无论是动态闭塞还是移动闭塞对于既有线路改造施工作业量小,成本低。
本发明还包括一种基于混合闭塞生成行车许可的系统,如图10所示,本发明实施例的系统包括:
分析模块,用于分析前车车载装备等级和后车车载装备等级;
确认模块,用于从混合闭塞方式中选择适用于后车车载装备等级的闭塞制式;
生成模块,用于依据所确认的闭塞制式计算列车行车许可的行车许可;
制定模块,用于依据行车许可制成列车制动曲线。
分析模块设置在无线闭塞中心内,分析模块的分析过程为:通过闭塞分区的占用状态、无线闭塞中心与车载设备的通讯信息,闭塞分区的占用状态与无线闭塞中心根据通讯信息判断的列车位置相符判断行驶列车为C3级列控系统;
通过闭塞分区的占用状态和车载设备与无线闭塞中心没有建立通讯连接或者闭塞分区状态与无线闭塞中心判断的列车位置不符,判断行驶列车为C2级列控系统。
确认模块设置在无线闭塞中心内,确认模块的选择结果如下:
所述前车为C2级列控系统,所述后车为C2级列控系统,选择准移动闭塞制式;
所述前车为C2级列控系统,所述后车为C3级列控系统,选择动态闭塞制式;
所述前车为C3级列控系统,所述后车为C2级列控系统,选择准移动闭塞制式;
所述前车为C3级列控系统,所述后车为C3级列控系统,选择移动闭塞制式。
由于C2级列控系统不与无线闭塞中心建立通信,只能采用准移动闭塞制式生成行车许可。当后车为C2级列控系统时,确认模块选择准移动闭塞制式后,不与列车建立连接,由C2级列车的自动防护设备自动确认为准移动闭塞制式。
生成模块在无线闭塞中心和列车自动防护设备中均有设置。
对于C3级列控系统,由无线闭塞中心生成行车许可,因此生成模块需设置在无线闭塞中心内,无线闭塞中心内的生成模块运行时,C3级列车自动防护设备中的生成模块不运行;
对于C2级列控系统,由列车自动防护设备生成行车许可,因此列车自动防护设备中同样设置生成模块。
生成模块计算行车许可的结果,具体为:
采用准移动闭塞制式时,生成模块计算得到行车许可的终点为前车所占用闭塞分区的起点减去防护距离处;
采用动态闭塞制式时,生成模块计算得到行车许可的终点为前车所占用轨道区段的起点减去防护距离处;
采用移动闭塞制式时,生成模块计算得到行车许可的终点为前车具体位置减去所述前车长度和所述防护距离处。
制定模块设置在列车自动防护设备内,在不同闭塞制式下,制定模块的运行过程为:
对于采用准移动闭塞制式的列车,列车通过生成模块生成行车许可后,制定模块根据行车许可距离、目标速度和列车本身的性能制定列车制动曲线;
对于采用动态闭塞制式的列车,当列车接收到无线闭塞中心发送的行车许可后,制定模块根据行车许可距离、目标速度和列车本身的性能制定列车制动曲线;
对于采用移动闭塞制式的列车,当列车接收到无线闭塞中心发送的行车许可后,制定模块根据列车实时速度、列车位置和前行列车情况,实时计算列车的最大制动距离。
通过本发明实施例的系统对C3线路上的不同等级的列车自动选择不同的闭塞制式进行行车许可的计算,对C3级列控系统采用动态闭塞制式或移动闭塞制式,有效延长C3级列车的行车许可长度,提高列车车载设备制动曲线的更新效率。
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。