CN110733540A - 一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，包括步骤1)通过在场段布署应答器、车地无线通讯轨旁设备；步骤2)场段派班终端在ATS场段派班工作站创建好列车当天出入库计划；步骤3)由ATS设备提前设定时间自动给车载TWU发送唤醒命令；步骤4)若唤醒或自检不成功，场段派班终端或调度终端将再次通过ATS设备向车载ATC设备发送唤醒命令；步骤5)系统根据自检结果设置工况模式；步骤6)根据列车计划上线时间，ATS设备依据出入库计划自动设置头码车，并向场段ATC设备下发列车从场段到转换轨命令，或ATS设备将场段计划与正线计划连接，并向场段ATC设备下发列车从场段到正线命令等。与现有技术相比，本发明具有使列车完全在无人情况下实现自动出库。

Description

一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法

技术领域

本发明涉及城市轨道交通信号系统，尤其是涉及一种用于城市轨道交通信号系统的全自动无人驾驶列车车辆段出库方法。

背景技术

国内外地铁现状及发展来看，根据车辆段/停车场(下文简称场段)的监督与控制设计区分，主要有以下三种方式：方案一、ATS对场段只监视不控制，完全人工控制，控制中心可监视场段作业，但不控制场段进路，列车在场段内采用限制人工驾驶模式(RM模式)，由场段人员人工办理进路；方案二、ATS对场段监视与控制，控制中心能监视场段作业，同时通过ATS可控制场段进路，进路可通过ATS自动办理，列车在场段内采用限制人工驾驶模式；方案三、ATS与ATC对场段监视与控制，场段内区分完全自动化无人区和非自动化区，控制中心可监视与控制场段作业，进路可通过ATS自动办理，列车运行采用ATO模式(全自动运行模式)或ATP模式(速度监控下的人工驾驶)。

随着列车全自动逐渐发展，使得全自动场段成为必然趋势，迫切需要提高场段自动化水平和安全防护能力。根据场段自动化程度，一般可分为：ATS自动监控场段、ATO驾驶场段，DTO驾驶场段、UTO驾驶场段，自动化程度越来越高。几种自动化场段特点，如图1所示。

ATS自动监控场段：ATS子系统自动完成列车在场段内列车识别号追踪，根据当天派班出入库计划，自动获取头码目的地，进而自动触发列车存车线到转换轨的列车进路。

ATO驾驶场段：具备ATS自动监控功能，此外，场段纳入ATC系统监视和控制范围，列车上电启动自检后，采用人工驾驶模式，经过布置在场段存车轨前方应答器获取定位后，自动升级CBTC-ATO驾驶。

DTO驾驶场段:具备ATO驾驶功能，列车启动后无需人工驾驶自动升级，因此列车在场段需具备定位记忆功能，启动后通过记忆的定位，升级CBTC-ATO驾驶模式，此外，需要具备自动洗车、自动休眠和唤醒、自动检测、列车工况、车辆维护管理功能。

UTO驾驶场段：具备DTO驾驶功能，列车在某些故障下，具备控制中心远程恢复行车，不影响出库功能。

目前方案一是地铁信号系统常规方案，ATS只监视不控制，方案三是全自动无人驾驶必须方案，具备ATS自动进路，ATP自动防护和ATO自动驾驶及自动休眠、唤醒等实现全自动无人驾驶列车出库；目前无人驾驶项目采用的DTO驾驶场段、UTO驾驶场段，通过ATS给车载ATC设备下发存车轨到转换轨列车运行命令，列车到达转换轨后，获取正线车次号后，再触发转换轨到正线进路；由于列车需要到达转换轨才能获取正线计划车次号，然后触发转换轨到正线命令，因此列车在到达转换轨时，会存在列车速度下降或停车过程，这样将不利列车出库效率，也不利能量节约。

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全自动无人驾驶列车车辆段出库方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，该方法用于城市轨道交通信号系统，该城市轨道交通信号系统包括ATS设备、ATC设备和CI设备，所述的ATS设备包括ATS应用服务器、网关服务器、ATS车站服务器、ATS中心工作站、ATS车站工作站和ATS场段派班工作站，所述的ATC设备包括车载ATC设备、车载TWU(Train Wake up Unit)和轨旁ATC设备，所述CI设备包括CI下位机设备、CI上位机设备和继电器设备，所述的方法包括以下步骤：

步骤1)通过在场段布署应答器、车地无线通讯轨旁设备，使场段具备ATO驾驶模式、或DTO驾驶模式、或UTO驾驶模式的CBTC运营模式；

步骤2)场段派班终端在ATS场段派班工作站创建好列车当天出入库计划，通过输入车组号匹配正线计划的车次号，从而自动计算列车上线信息；

步骤3)根据列车计划上线时间，由ATS设备提前设定时间自动给车载TWU发送唤醒命令，TWU给车辆发送车辆上电命令，车辆自检、车载ATC设备自检，将自检结果发送调度确认，调度根据自检结果确定是否要出车；

步骤4)若唤醒或自检不成功，场段派班终端或调度终端将再次通过ATS设备向车载ATC设备发送唤醒命令，如仍然唤醒失败，将该车标记为故障车，并采用备用车替代当前列车出库；

步骤5)系统根据自检结果设置工况模式，车辆根据工况设置照明和空调；

步骤6)系统根据列车计划上线时间，ATS设备依据出入库计划自动设置头码车，并向场段ATC设备下发列车从场段到转换轨命令，或ATS设备将场段计划与正线计划连接，并向场段ATC设备下发列车从场段到正线命令；

步骤7)系统根据列车计划上线时间，ATS设备提前设定时间，向CI设备发送办理存车轨到转换轨，及转换轨到正线进路命令；

步骤8)对于ATO驾驶车辆段，由司机RM模式驾驶，经过布署在存车轨前方应答器获取定位后自动升级到ATO驾驶模式；

步骤9)对于UTO或DTO驾驶车辆段，车载ATC设备具备记忆定位功能，获取休眠前列车位置进行定位，确保自动驾驶模式可用；

步骤10)列车自动驾驶模式可用后，根据计划上线时间，列车自动从场段存车轨运行到转换轨，或者在转换轨不停车及速度不下降情况下，获取正线计划车次号、服务号，进入正线投入载客运营。

优选地，所述的步骤1)中的应答器为车载应答器天线能识别读取的定位设备，所述的车地无线通讯轨旁设备指漏缆、或波导管、或天线的无线通讯设备。

优选地，所述的步骤2)列车当天出入库计划的基准为当天正线计划，出入库计划由多条派班记录构成，所述的列车上线信息包含目的地、上线轨、上线时间、下线目的地、下线轨、下线时间。

优选地，所述的步骤3)中的设定时间为项目可配置时间，为10-20分钟，所述的车辆上电包括升弓接入高压供电和接通列车低压供电，所述的车载ATC设备自检包含驾驶室激活、开关门测试、紧急制动、缓解紧急制动测试。

优选地，所述的步骤5)中的工况模式包含唤醒中、准备投入运营、休眠、正线运营。

优选地，所述的步骤6)中的ATS设备将场段出入库计划与正线计划连接，根据事先配置好的场段每个存车轨到转换轨运行时间，结合计划终端编制的正线计划，及派班终端创建的场段出入库计划，自动将场段与正线计划连接，所述的转换轨大于一倍车长，小于1.5倍车长。

优选地，所述的步骤6)中的ATS设备向场段存车轨列车ATC设备下发从场段到正线计划的列车运行命令，由于ATS将场段与正线计划连接后，可直接下发从存车轨到正线站台的列车运行命令，跳停经过转换轨，所述的列车运行命令包含列车计划出发时间、计划到达时间、和计划到达站台信息。

优选地，所述的步骤7)中的设定时间为项目可配置时间，为5-10分钟，根据计划车次号提前办理好列车存车轨到转换轨，并且在列车到达转换轨前，办理好转换轨到正线进路。

优选地，所述的UTO驾驶车辆段为无人值守驾驶车辆段，DTO驾驶车辆段为有人值守驾驶车辆段。

优选地，所述的步骤10)中的在转换轨不停车及速度不下降情况下，ATS将车辆段派班计划与正线计划连接，列车到达转换轨前，ATS已向CI发送办理转换轨到正线进路，列车到达转换轨不用停车，且不需要到达转换轨后获取车次号再触发进路。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明设计使列车完全在无人情况下实现自动出库，减少司机参与。

2、本发明设计自动唤醒或自检失败将及时通知到派班人员或调度人员，能及时采用备用车替代故障车，减少运营影响。

3、本发明设计了将场段派班出入库计划与正线计划连接，直接给车载设备下发存车轨到正线运行命令，列车在转换轨不停车，不减速进行出库，提高了出库能力，并节约了能源；

4、本发明设计可提高运营间隔，高峰期减少乘客等待时间，提高乘客满意度。

附图说明

图1为信号系统车辆段/停车场自动化程度示意图；

图2为本发明全自动无人驾驶列车车辆段出库的流程图。

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。

如图2所示，一种城市轨道交通信号系统全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，所述信号系统包含ATS(自动列车监控系统)设备，ATC(自动列车控制系统)设备，CI(计算机联锁系统)设备，所述的ATS设备包括ATS应用服务器、网关服务器、ATS车站服务器、ATS中心工作站、ATS车站工作站、ATS场段派班工作站，所述的ATC设备包含车载ATC设备，车载TWU，轨旁ATC设备，所述CI设备包含CI下位机设备，CI上位机设备，继电器设备；所述的出库方法具体包括：

步骤1，通过在场段布署应答器、轨旁车地无线通讯设备，场段具备ATO驾驶模式、或DTO驾驶模式、或UTO驾驶模式的CBTC运营模式。

步骤2，由场段派班人员在ATS系统创建好出入库计划，出入库计划包含有列车上线目的地、上线轨，上线时间、下线目的地、下线轨、下线时间等；

步骤3，根据列车计划上线时间，由ATS设备提前一定时间自动给TWU(车辆唤醒单元，ATC设备一部分)发送唤醒命令，TWU给车辆上电命令，车辆收到唤醒命令自动升弓接入高压供电，接通列车低压供电，车辆自检，车载ATC设备自检；

步骤4，唤醒或自检不成功，车载ATC设备将向ATS设备发送唤醒失败告警，通知场段派班人员及调度人员，派班人员或调度人员将再次通过ATS设备向车载ATC设备发送唤醒命令，如仍然失败，将该车标记为故障车，并采用备用车替代当前列车出库。

步骤5，根据自检结果设置工况模式，车辆根据工况设置照明，空调等；

步骤6，系统根据列车计划上线时间，ATS设备依据出入库计划自动设置头码车，并向场段ATC设备下发列车从场段到转换轨命令，或ATS设备将场段计划与正线计划连接，并向场段ATC设备下发列车从场段到正线命令；

步骤7，系统根据列车计划上线时间，ATS设备向CI设备发送办理存车轨到转换轨，及转换轨到正线进路命令；

步骤8，对于ATO驾驶车辆段，由司机RM模式驾驶，经过布署在存车轨前方应答器获取定位后自动升级到ATO驾驶模式；

步骤9，对于UTO或DTO驾驶车辆段，车载ATC设备具备记忆定位功能，获取休眠前列车位置进行定位，确保自动驾驶模式可用；

步骤10，列车自动驾驶模式可用后，根据计划上线时间，列车自动从场段存车轨运行到转换轨，或者ATS设备将场段计划与正线计划连接，可在转换轨不停车，速度不下降情况下，获取正线计划车次号、服务号，进入正线投入载客运营。

通过在场段布署应答器、车地无线通讯轨旁设备。应答器为车载应答器天线能识别读取的定位设备，车地无线通讯轨旁设备指漏缆，或波导管，或天线等无线通讯设备。

当天出入库计划的基准为当天正线计划，出入库计划由多条派班记录构成。列车上线信息包含目的地、上线轨、上线时间、下线目的地、下线轨、下线时间等。

ATS设备提前一定时间自动给TWU发送唤醒命令，该时间为项目可配置时间一般为10-20分钟，车辆上电包含升弓接入高压供电，接通列车低压供电，车载ATC设备自检包含驾驶室激活、开关门测试、紧急制动、缓解紧急制动等测试。

系统根据自检结果设置工况模式，工况模式包含唤醒中，准备投入运营、休眠、正线运营等。

ATS设备将场段出入库计划与正线计划连接，根据事先配置好的场段每个存车轨到转换轨运行时间，结合计划员编制的正线计划，及派班员创建的场段出入库计划，自动将场段与正线计划连接，转换轨一般大于一倍车长，小于1.5倍车长。

ATS设备向场段存车轨列车ATC设备下发从场段到正线计划的列车运行命令，由于ATS将场段与正线计划连接后，可直接下发从存车轨到正线站台的列车运行命令，跳停经过转换轨，列车运行命令包含列车计划出发时间，计划到达时间，计划到达站台等信息。

ATS设备提前一定时间，向CI设备发送办理存车轨到转换轨，及转换轨到正线进路命令，该时间为项目可配置时间一般为5-10分钟，根据计划车次号提前办理好列车存车轨到转换轨，并且在列车到达转换轨前，办理好转换轨到正线进路。

所述UTO驾驶车辆段为无人值守驾驶车辆段，DTO驾驶车辆段为有人值守驾驶车辆段。

在转换轨跳停，即在转换轨不停车，速度不下降情况下，在于ATS将车辆段派班计划与正线计划连接，列车到达转换轨前，ATS已向CI发送办理转换轨到正线进路，列车到达转换轨不用停车，且不需要到达转换轨后获取车次号再触发进路。

本发明已成功运用在上海地铁17号线(DTO驾驶车辆段)，运行效果良好，提高了列车出库能力，将陆续运用在武汉、上海、成都等城市轨道交通信号系统DTO和UTO驾驶车辆段。

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 (10)

1.一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，该方法用于城市轨道交通信号系统，该城市轨道交通信号系统包括ATS设备、ATC设备和CI设备，所述的ATS设备包括ATS应用服务器、网关服务器、ATS车站服务器、ATS中心工作站、ATS车站工作站和ATS场段派班工作站，所述的ATC设备包括车载ATC设备、车载TWU和轨旁ATC设备，所述CI设备包括CI下位机设备、CI上位机设备和继电器设备，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

步骤1)通过在场段布署应答器、车地无线通讯轨旁设备，使场段具备ATO驾驶模式、或DTO驾驶模式、或UTO驾驶模式的CBTC运营模式；

步骤2)场段派班终端在ATS场段派班工作站创建好列车当天出入库计划，通过输入车组号匹配正线计划的车次号，从而自动计算列车上线信息；

步骤3)根据列车计划上线时间，由ATS设备提前设定时间自动给车载TWU发送唤醒命令，TWU给车辆发送车辆上电命令，车辆自检、车载ATC设备自检，将自检结果发送调度确认，调度根据自检结果确定是否要出车；

步骤4)若唤醒或自检不成功，场段派班终端或调度终端将再次通过ATS设备向车载ATC设备发送唤醒命令，如仍然唤醒失败，将该车标记为故障车，并采用备用车替代当前列车出库；

步骤5)系统根据自检结果设置工况模式，车辆根据工况设置照明和空调；

步骤6)系统根据列车计划上线时间，ATS设备依据出入库计划自动设置头码车，并向场段ATC设备下发列车从场段到转换轨命令，或ATS设备将场段计划与正线计划连接，并向场段ATC设备下发列车从场段到正线命令；

步骤7)系统根据列车计划上线时间，ATS设备提前设定时间，向CI设备发送办理存车轨到转换轨，及转换轨到正线进路命令；

步骤8)对于ATO驾驶车辆段，由司机RM模式驾驶，经过布署在存车轨前方应答器获取定位后自动升级到ATO驾驶模式；

步骤9)对于UTO或DTO驾驶车辆段，车载ATC设备具备记忆定位功能，获取休眠前列车位置进行定位，确保自动驾驶模式可用；

步骤10)列车自动驾驶模式可用后，根据计划上线时间，列车自动从场段存车轨运行到转换轨，或者在转换轨不停车及速度不下降情况下，获取正线计划车次号、服务号，进入正线投入载客运营。

2.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，其特征在于，所述的步骤1)中的应答器为车载应答器天线能识别读取的定位设备，所述的车地无线通讯轨旁设备指漏缆、或波导管、或天线的无线通讯设备。

3.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，其特征在于，所述的步骤2)列车当天出入库计划的基准为当天正线计划，出入库计划由多条派班记录构成，所述的列车上线信息包含目的地、上线轨、上线时间、下线目的地、下线轨、下线时间。

4.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，其特征在于，所述的步骤3)中的设定时间为项目可配置时间，为10-20分钟，所述的车辆上电包括升弓接入高压供电和接通列车低压供电，所述的车载ATC设备自检包含驾驶室激活、开关门测试、紧急制动、缓解紧急制动测试。

5.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，其特征在于，所述的步骤5)中的工况模式包含唤醒中、准备投入运营、休眠、正线运营。

6.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，其特征在于，所述的步骤6)中的ATS设备将场段出入库计划与正线计划连接，根据事先配置好的场段每个存车轨到转换轨运行时间，结合计划终端编制的正线计划，及派班终端创建的场段出入库计划，自动将场段与正线计划连接，所述的转换轨大于一倍车长，小于1.5倍车长。

7.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，其特征在于，所述的步骤6)中的ATS设备向场段存车轨列车ATC设备下发从场段到正线计划的列车运行命令，由于ATS将场段与正线计划连接后，可直接下发从存车轨到正线站台的列车运行命令，跳停经过转换轨，所述的列车运行命令包含列车计划出发时间、计划到达时间、和计划到达站台信息。

8.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，其特征在于，所述的步骤7)中的设定时间为项目可配置时间，为5-10分钟，根据计划车次号提前办理好列车存车轨到转换轨，并且在列车到达转换轨前，办理好转换轨到正线进路。

9.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，其特征在于，所述的UTO驾驶车辆段为无人值守驾驶车辆段，DTO驾驶车辆段为有人值守驾驶车辆段。

10.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶列车车辆段出库方法，其特征在于，所述的步骤10)中的在转换轨不停车及速度不下降情况下，ATS将车辆段派班计划与正线计划连接，列车到达转换轨前，ATS已向CI发送办理转换轨到正线进路，列车到达转换轨不用停车，且不需要到达转换轨后获取车次号再触发进路。

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