CN110371165A - 一种用于itcs车载设备自主识别进路的方法 - Google Patents

一种用于itcs车载设备自主识别进路的方法 Download PDF

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杨奉伟
陈俊
周欣
师瑞音
杨文�
张亚忠
安鸿飞
彭发展
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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法，包括：1)车载设备上电初始化，下载线路的数据电子地图，GPS天线接收卫星信号并发送给GPS接收机；2)GPS接收机处理卫星信号，得到GPS天线中心位置的经纬度信息并发送给车载计算机；3)车载计算机经过对数据的比较，确定列车在轨道中的位置，并将位置信息发送给车载电台；4)车载电台将列车位置信息发送给无线闭塞中心RBC；5)RBC根据列车在闭塞分区中的占用情况设置信号机状态和道岔位置信息，并将该信息发送给车载电台；6)车载电台接收RBC信息，并将其发送给车载计算机；7)车载计算机通过信息比较，进行前方进路的自主识别。与现有技术相比，本发明具有可靠性高、效率高和成本低等优点。

Description

一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法
技术领域
本发明涉及一种列车进路方法，尤其是涉及一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法。
背景技术
采用CTCS列控系统的列车在避让或进站时，车载设备通过获取轨道电路、应答器等轨旁设备发送的信息，判断出前方的轨道号、信号机的状态以及列车位置。轨旁设备的使用，不仅增加了初投资，还导致了日后维护工作量的增加。
在青藏线上运行的ITCS列控系统，取消了轨道电路、应答器等轨旁设备，将卫星导航定位技术、虚拟闭塞技术等于轨道电子地图相融合，实现了列车的定位和轨道号识别。采用ITCS列控系统的列车，车载设备依靠无线通信与RBC进行双向通信。在此过程中，车载计算机将列车在轨道中的位置、闭塞分区占用情况等信息发送给RBC；RBC根据车载设备发送的闭塞分区占用信息，关闭后方的防护信号机，同时将本RBC管辖的信号机状态和道岔位置发送给车载设备。车载计算机根据接收到的信息，与轨道电子地图相比较，从而确定前方的轨道号。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法，包括以下步骤：
1)车载设备上电初始化，下载线路的数据电子地图，GPS天线接收卫星信号并发送给GPS接收机；
2)GPS接收机处理卫星信号，得到GPS天线中心位置的经纬度信息并发送给车载计算机；
3)车载计算机经过对数据的比较，确定列车在轨道中的位置，并将位置信息发送给车载电台；
4)车载电台将列车位置信息发送给无线闭塞中心RBC；
5)RBC根据列车在闭塞分区中的占用情况设置信号机状态和道岔位置信息，并将该信息发送给车载电台；
6)车载电台接收RBC信息，并将其发送给车载计算机；
7)车载计算机通过信息比较，进行前方进路的自主识别。
优选地，所述的步骤1)中GPS天线以无线通信的方式接收卫星信号。
优选地，所述的步骤1)中GPS天线以串口通信的方式与GPS接收机进行通信。
优选地，所述的步骤2)中GPS接收机以串口通信的方式与车载计算机进行通信。
优选地，所述的步骤3)中车载计算机以网络通信的方式与车载电台进行双向通信。
优选地，所述的步骤3)中车载计算机将数据电子地图中的信息与接收到的GPS天线中心位置的经纬度信息进行比较，确定列车在轨道中的位置。
优选地，所述的步骤4)中车载电台以无线通信的方式与无线闭塞中心RBC进行双向通信。
优选地，所述的步骤7)中车载计算机将接收到的前方信号机状态及道岔位置信息与数据电子地图中的信息进行比较，确定列车进入的轨道号。
优选地，所述的车载计算机以无线通信的方式从发车测试服务器下载线路的数据电子地图，该电子地图包含线路的经纬度信息、道岔信息、虚拟信号机信息和转辙机信息。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、可靠性高：本发明利用轨道电子地图与卫星定位相结合来确定前方轨道号，提高了恶劣环境中设备的可靠性。
二、效率高：本发明优化了列车控制系统的架构，减少了人工参与程度，提高了系统效率。
三、成本低：本发明减少了轨道电路、应答器等轨旁设备，同时也减少了轨道电路接收设备及天线、应答器接收设备及天线等车载设备的使用，降低了系统的初始投资及运行维护费用。
附图说明
图1为本发明的设备示意图；
图2为本发明实施例中非单一轨道时轨道号识别示意图；
图3为本发明的实施流程图；
图4为本发明实施例中非单一轨道且轨道号未知时的进路流程图；
图5为本发明实施例中非单一轨道且轨道号已知时的进路流程图。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例：
根据列车在轨道中实际位置，一种适用于ITCS车载设备自主识别进路的方法，对应三种情况，分别如下所述。
情况一：
当列车位于单一轨道时，列车在轨道上的位置如图1所示，工作流程如图3所示。
步骤一：位于XIG上的列车，车载设备上电并完成始化后，进入发车测试模式后，司机可从发车测试服务器下载数据电子地图(包括轨道电子地图的详细信息、道岔的位置等线路参数)。如果车载设备没有重新上电，此过程省略。
GPS天线以无线通信的方式接收卫星发送的信号。
步骤二：GPS天线将接收到的卫星信号传送给GPS接收机。GPS接收机对卫星信号进行解码处理，计算得到GPS天线中心位置处的经纬度。
步骤三：GSP接收机将得到的经纬度信息以串口通信的方式发送给车载计算机。车载计算机根据数据电子地图中的数据信息，与接收到的经纬度信息进行比较，确定GPS天线的中心位置在数据电子地图中的位置，从而确定列车在XIG中的位置。
步骤四：车载计算机将列车在XIG中的位置信息传送给车载电台。车载电台以网络通信的方式将该位置信息传送至RBC。
步骤五：RBC接收到列车位置后，关闭后方的防护信号机。同时，根据线路资源的实际情况以及列车在闭塞分区中的占用情况设置前方道岔1和道岔2的位置，并开放进站信号机。当列车需要进入正线IG时，并将前方的道岔1和道岔2同时置于定位；当列车需要进入2G时，并将前方的道岔1置于定位，道岔2置于反位；当列车需要进入3G时，并将前方的道岔1置于反位。
步骤六：RBC以无线通信的方式将前方信号机状态及道岔位置发送给车载电台。
步骤七：车载电台将道岔信息和信号机状态发送至车载计算机。车载计算机将接收到的前方道岔位置信息与数据电子地图中的道岔信息进行比较，从而实现前方进路的自主识别。
情况二：
当列车位于非单一轨道，且车载设备需要上电或重启时，此时列车的轨道号未知，一种适用于ITCS车载设备自主识别进路的方法的示意图如图2所示，工作流程如图4所示。
步骤一：停靠在3G上的列车，车载设备上电并完成始化后，进入发车测试模式，车载计算机以无线通信的方式从发车测试服务器下载数据电子地图(包括轨道电子地图的详细信息、道岔的位置等线路参数)。
GPS天线以无线通信的方式接受卫星发送的信号。
步骤二：GPS天线将接收到的卫星信号传送给GPS接收机。GPS接收机对卫星信号进行解码处理，计算出GPS天线中心位置处的经纬度，并将该值以串口通信的方式发送给车载计算机。
步骤三：车载计算机根据数据电子地图中的数据信息，与接收到的经纬度信息进行比较，确定GPS天线的中心位置在数据电子地图中的位置。
步骤四：车载计算机以网络通信的方式将列车的位置信息传送给车载电台。车载电台再以无线通信的方式将该位置信息传送至RBC。
步骤五：RBC根据线路资源的实际情况以及列车在闭塞分区中的占用情况，开放出站信号机，并将道岔3置于反正，道岔4置于定位。同时，RBC将道岔状态信息以无线通信的方式发给车载电台。
在步骤一中，如果列车位于2G，RBC将道岔4置于反位的状态，并将该信息发送至车载电台。
在步骤一中，如果列车位于ⅠG，RBC将道岔3置于定位的状态，道岔4置于定位，并将该信息发送至车载电台。
步骤六：车载电台接受RBC发送的道岔位置信息，并将其送至车载计算机。
步骤七：车载计算机判断WCLP是否通过已知的信号机。
步骤八：如果WCLP未通过已知的信号机，则无法判断列车所在的轨道号。列车继续向前运行，直到WCLP通过已知的信号机，即WCA和WCLP处于同一轨道上，则车载计算机可以识别出列车所在位置的轨道号。
情况三：
当列车位于非单一轨道，列车的轨道号已知时，一种适用于ITCS车载设备自主识别进路方法的示意图如图2所示，工作流程如图5所示。
步骤一：车载电台将列车所在的位置、轨道号等参数以无线通信的方式发送给RBC。
步骤二：RBC根据线路资源的实际情况以及列车在闭塞分区中的占用情况，开放出站信号机，设置道岔3和道岔4的状态，并将该信息发送给车载电台。如果列车位于3G，RBC将道岔3置于反正，道岔4置于定位；如果列车位于2G，RBC将道岔4置于反位的状态；如果列车位于ⅠG，RBC将道岔3置于定位的状态，道岔4置于定位。
步骤三：车载电台接收RBC发送的消息。
步骤四：车载电台将道岔信息和信号机状态发送至车载计算机。车载计算机将接收到的前方道岔位置信息与数据电子地图中的道岔信息进行比较，从而实现前方进路的自主识别。
本发明中的自主进路方法需要利用车载计算机、卫星、GPS天线及车载电台、RBC等设备，同时需要线路的数据电子地图。
(1)车载计算机：车载设备的核心控制单元，安装在机柜中的合适位置(一般安装在6U的位置)。将采集到的外部接口信息、车载设备的信息进行算术逻辑运算，确定列车的位置及行车许可。
(2)卫星：发送GPS信号，用于确定列车的位置。
(3)GPS导航单元：由GPS天线和GPS接收机两部分组成。GPS天线安装在机车上部合适位置，用于接收卫星发送的GPS信号；GPS接收机安装在机柜内部合适位置，对接收到的GPS信号进行处理，得到GPS天线所在位置的经纬度。
(4)车载电台：安装在机柜中的合适位置，车载电台将列车位置、状态等信息传送给RBC，同时也通过车载电台接受RBC发送的信号。
(5)线路电子地图：包含线路的经纬度信息、道岔信息、虚拟信号机、转辙机等信息，是车载计算机确定列车位置以及将要进入的轨道根据。
(6)RBC：根据列车位置设置虚拟信号机的状态，并将虚拟信号机状态及列车位置等发给车载计算机。
本发明具有以下创新点：
(1)减少轨道电路、应答器等轨旁设备，同时也减少了轨道电路接收设备及天线、应答器接受设备及天线等车载设备的使用，降低了系统的初始投资及运行维护费用。
(2)通过车载设备自主进路识别，减少了轨旁设备复杂的处理逻辑。
(3)利用轨道电子地图与卫星定位相结合确定前方轨道号，提高了恶劣环境中设备的可靠性。
(4)优化了列控系统的架构，减少了人工参与程度，提升了系统效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)车载设备上电初始化，下载线路的数据电子地图，GPS天线接收卫星信号并发送给GPS接收机；
2)GPS接收机处理卫星信号，得到GPS天线中心位置的经纬度信息并发送给车载计算机；
3)车载计算机经过对数据的比较，确定列车在轨道中的位置，并将位置信息发送给车载电台；
4)车载电台将列车位置信息发送给无线闭塞中心RBC；
5)RBC根据列车在闭塞分区中的占用情况设置信号机状态和道岔位置信息，并将该信息发送给车载电台；
6)车载电台接收RBC信息，并将其发送给车载计算机；
7)车载计算机通过信息比较，进行前方进路的自主识别。
2.根据权利要求1所述的一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法，其特征在于，所述的步骤1)中GPS天线以无线通信的方式接收卫星信号。
3.根据权利要求1所述的一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法，其特征在于，所述的步骤1)中GPS天线以串口通信的方式与GPS接收机进行通信。
4.根据权利要求1所述的一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法，其特征在于，所述的步骤2)中GPS接收机以串口通信的方式与车载计算机进行通信。
5.根据权利要求1所述的一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法，其特征在于，所述的步骤3)中车载计算机以网络通信的方式与车载电台进行双向通信。
6.根据权利要求1所述的一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法，其特征在于，所述的步骤3)中车载计算机将数据电子地图中的信息与接收到的GPS天线中心位置的经纬度信息进行比较，确定列车在轨道中的位置。
7.根据权利要求1所述的一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法，其特征在于，所述的步骤4)中车载电台以无线通信的方式与无线闭塞中心RBC进行双向通信。
8.根据权利要求1所述的一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法，其特征在于，所述的步骤7)中车载计算机将接收到的前方信号机状态及道岔位置信息与数据电子地图中的信息进行比较，确定列车进入的轨道号。
9.根据权利要求1所述的一种用于ITCS车载设备自主识别进路的方法，其特征在于，所述的车载计算机以无线通信的方式从发车测试服务器下载线路的数据电子地图，该电子地图包含线路的经纬度信息、道岔信息、虚拟信号机信息和转辙机信息。
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