CN110920678B - 一种高速非通信列车追踪方法、系统及区域控制器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种高速非通信列车追踪方法、系统及区域控制器。所述方法包括：获取所述列车行驶过程中联锁发送的区段占用信息；根据所述区段占用信息确定所述非通信列车当前占用第二计轴区段；判断所述区段占用信息是否包括所述非通信列车经过相邻的第一计轴区段和所述第二计轴区段的过渡状态，若否，则查询当前周期之前连续N个周期的区段占用信息；根据所述连续N个周期的区段占用信息判断所述非通信列车是否曾占用第一计轴区段，若是，则确认所述非通信列车通过。本申请可以实现对高速非通信列车的准确追踪，避免故障误报，减少运营安全风险。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体地涉及一种CBTC系统中高速非通信列车追踪方法、系统及区域控制器。
背景技术
目前，地铁等轨道交通已经成为最主要的城市交通方式之一，当地铁线路发生设备故障时，如何快速进行抢修并及时恢复运营是地铁运营过程一直被关注的一个课题。在CBTC系统下，工程车进行抢修时，一般会设置区段封锁，只允许工程车进入该区域且对工程车会添加限速或者加挂车厢等限制条件。然而，例如成都5号线等一些线路提出工程车(车长56米或者30米或者15米，车速80km/h)能在正常运营期间上线运行，与载客列车混跑的新需求，这对现有的列控提出了新的挑战。当车地有通信时，信号系统可以保证行车安全，但是当车地丢失通信后，信号系统存在丢失通信车的风险，如何保证诸如工程车这种车长短、车速快的列车可在正常运营期间上线运行且仍能保持系统的安全、可靠，是亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种高速非通信列车追踪方法、系统及区域控制器，能够实现高速情况下对非通信工程车的追踪。
为此，根据本发明的第一方面，提供了一种高速非通信列车追踪方法，包括：
获取所述非通信列车行驶过程中联锁发送的区段占用信息；
根据所述区段占用信息确定所述非通信列车当前占用第二计轴区段；
判断所述区段占用信息是否包括所述非通信列车经过相邻的第一计轴区段和所述第二计轴区段的过渡状态，若否，则查询当前周期之前连续N个周期的区段占用信息；
根据所述连续N个周期的区段占用信息判断所述非通信列车是否曾占用第一计轴区段，若是，则确认所述非通信列车通过。
进一步地，所述非通信列车经过相邻的第一计轴区段和所述第二计轴区段的过渡状态为所述非通信列车同时占用第一计轴区段和所述第二计轴区段的状态。
进一步地，所述连续N个周期的时长大于等于区域控制器保持第一计轴区段占用时间TZC检查，所述TZC检查根据下式获得：
其中，
TALEX2(空-占)表示联锁采集到计轴由空闲变为占用的最大时间；
TALEX2(占-空)表示联锁采集到计轴由占用变为空闲的最小时间；
L车长表示所述非通信列车的最小长度；
L悬垂表示从列车轮到车尖之间的距离；
Vmax表示所述非通信列车行驶的最大速度；
T保持表示联锁发出计轴区段由占用到空闲的最小时间；
TALEX-CI表示从联锁处理到发给区域控制器的最大时间；
TCI-ZC表示区段占用信息从联锁传输至区域控制器的最大延迟时间。
进一步地，所述N大于等于7。
进一步地，所述计轴区段的长度不小于预设阈值。
进一步地，按照下式计算所述预设阈值LAC：
其中，L车长表示所述非通信列车的最小长度；
L悬垂表示从列车轮到车尖之间的距离；
Vmax表示所述非通信列车行驶的最大速度；
T保持表示联锁发出计轴由占用到空闲的最小时间；
TALEX2(空-占)表示联锁采集到计轴从空闲变占用的最大时间；
TALEX2(占-空)表示联锁采集到计轴从占用变空闲的最小时间；
TALEX-CI表示从联锁处理到发给区域控制器的最大时间；
TCI-ZC表示区段占用信息从联锁传输至区域控制器的最大延迟时间。
根据本发明的第二方面，提供了一种区域控制器，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的方法。
根据本发明的第三方面，提供了一种高速非通信列车追踪系统，包括根据第二方面所述的区域控制器和联锁，所述联锁用于根据所述非通信列车的计轴占用情况生成区段占用信息并发送至所述区域控制器。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
本发明提供的高速非通信列车追踪方法、系统及区域控制器，通过检查计轴区段曾占用信息，可以更加准确地追踪非通信列车，避免故障误报；进一步通过限制线路中最短计轴区段的长度，来保证非通信车连续占用相邻计轴区段且不跳计轴占用，由此实现工程车可在正常运营期间上线运行且减少运营安全风险。本发明不仅能满足高速情况下非通信工程车追踪方法，并且满足目前已开通运行的线路条件。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明的高速非通信列车追踪方法的流程图；
图2为根据本发明的第一实施例的场景示意图；
图3为根据本发明的第二实施例的场景示意图；
图4为根据本发明的高速非通信列车追踪系统的框架图；
图5为适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统012的框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
参见图1，其示出了本发明的高速非通信列车追踪方法，可选地，所述高速非通信列车为工程车，所称的“高速”是指高于50KPH(千米每小时)的速度，以往的工程车一般是低于这个速度行驶的。所述方法可选地由区域控制器(ZC)执行，包括：
S11、获取所述非通信列车行驶过程中联锁发送的区段占用信息；
S12、根据所述区段占用信息确定所述非通信列车当前占用第二计轴区段；
S13、判断所述区段占用信息是否包括所述非通信列车经过相邻的第一计轴区段和所述第二计轴区段的过渡状态，若否，则查询当前周期之前连续N个周期的区段占用信息；
其中，所述非通信列车经过相邻的第一计轴区段和所述第二计轴区段的过渡状态为所述非通信列车同时占用第一计轴区段和所述第二计轴区段的状态。
S14、根据所述连续N个周期的区段占用信息判断所述非通信列车是否曾占用第一计轴区段，若是，则确认所述非通信列车通过。
其中，上述各步骤中的周期为区域控制器周期。
本发明的上述方法通过检查计轴区段曾占用信息，可以更加准确地追踪非通信列车，避免故障误报。
进一步地，所述计轴区段的长度不小于预设阈值。通过限制线路中最短计轴区段的长度，来保证非通信车连续占用相邻计轴区段且不跳计轴占用。
下面结合本发明两个实施例的具体场景进一步阐述本发明的方法。
参见图2，其示出了根据本发明的第一实施例的场景。在该场景下，当例如成都5号线的非通信工程车从当前占压计轴区段(A1计轴区段)驶向相邻计轴区段(A2计轴区段)时，由于该车存在车长短、车速快的特点且联锁(CI)采集计轴区段占用时需要一定的时间，从而有可能导致联锁无法采集到同一周期内相邻两计轴区段同时被该工程车占用过，例如T1时刻采集到A1计轴区段被非通信工程车占用，A2计轴区段空闲；T2时刻采集到A1计轴区段空闲，A2计轴区段被非通信工程车占用，但是没有采集到A1计轴区段和A2计轴区段同时被非通信工程车占用的信息。需要说明的是，计轴器本身是可以采集到这个信息的，但是无法存储这个信息，而只能实时发送该信息，也即实时丢弃上一个周期的采集信息，从而导致CI系统可能丢失同一周期内相邻两计轴区段同时被该工程车占用过的信息。由于联锁可能无法采集到同一周期内相邻两计轴区段同时被该工程车占压过，根据现有区域控制器的逻辑，会误判非通信工程车所占压的计轴为误报故障ARB，从而导致区域控制器丢失该非通信工程车，给正常运营引入安全风险。
针对该场景，ZC必须至少收到一次非通信列车依次连续占压A1计轴区段和A2计轴区段。根据本发明第一实施例的方法，区域控制器对相邻计轴区段做曾占用检查，具体地包括：
获取所述非通信工程车行驶过程中联锁发送的区段占用信息；
根据所述区段占用信息确定所述非通信工程车当前占用A2计轴区段；
判断所述区段占用信息是否包括所述非通信工程车同时占用A1计轴区段和所述A2计轴区段的状态，若是，则表明非通信工程车正常通过A1计轴区段和A2计轴区段，实现列车追踪；若否，则查询当前周期之前连续N个周期的区段占用信息；
根据所述连续N个周期的区段占用信息判断所述非通信工程车是否曾占用第一计轴区段，若是，则确认所述非通信工程车通过，实现列车追踪；若否，则认为没有非通信工程车通过。
进一步地，考虑到UDP通信和安全协议都可能丢弃数据包，必须保证CI发送A1计轴区段、A2计轴区段同时占用的数据包的时间大于ZC-CI通信故障判断时间。考虑最不利情况，CI与ZC通信延时达到最大值，应保证CI与ZC最大延时期间，ZC收到至少一包联锁汇报A1计轴区段和A2计轴区段的状态同时为占用的信息。
因此，为实现对A1计轴区段曾占用的检查，所述连续N个周期的时长应大于等于区域控制器保持第一计轴区段占用时间TZC检查，所述TZC检查根据下式获得：
其中，
TALEX2(空-占)表示联锁采集到计轴由空闲变为占用的最大时间；
TALEX2(占-空)表示联锁采集到计轴由占用变为空闲的最小时间；
L车长表示在单集中区行驶的所述非通信工程车的最小长度；
L悬垂表示从列车轮到车尖之间的距离；
Vmax表示非通信工程车在单集中区行驶的最大速度；
T保持表示联锁发出计轴区段由占用到空闲的最小时间；
TALEX-CI表示从联锁处理到发给区域控制器的最大时间；
TCI-ZC表示区段占用信息从联锁传输至区域控制器的最大延迟时间。
可选地，所述N大于等于7。例如针对80KPH时速，15米车长，计算的TZC检查是约2.6秒。因为一个ZC周期是400毫秒，因此将N设置为7，即7个ZC周期2.8秒，能够克服现有逻辑的错误，当然检查更多周期的占用情况也是可以的。最大通信延迟是15个ZC周期，因此TZC检查设置为7个ZC周期是合适的。如果车长增加，则N可以进一步减少。
参见图3，其示出了根据本发明的第二实施例的场景。在该场景下，当例如成都5号线的非通信工程车从当前占压计轴区段(A1计轴区段)驶向相邻计轴区段(A2计轴区段)的下一计轴区段(A3计轴区段)时，由于该车存在车长短、车速快的特点且CI与ZC之间由于网络通信延迟，有可能导致ZC未收到非通信车占压计轴的相邻计轴被占用过的信息，在ZC看来，非通信车在行驶过程中直接由当前占压计轴跳过相邻计轴，直接飞到了相邻计轴的下一计轴。根据现有区域控制器的逻辑，会误判非通信工程车所占压的计轴为误报故障，从而导致区域控制器丢失该非通信工程车，给正常运营引入安全风险。
针对该场景，为保证ZC可稳定收到该占用信息，必须保证占用的持续时间大于区段占用信息从CI传输至ZC的最大延迟时间TCI-ZC，在保证速度的前提下，通过限制线路中计轴长度保证上述条件的实现。具体地，所有计轴区段的长度均应不小于预设阈值。所述预设阈值LAC按照下式计算：
其中，L车长表示在单集中区行驶的所述非通信工程车的最小长度；
L悬垂表示从列车轮到车尖之间的距离；
Vmax表示非通信工程车在单集中区行驶的最大速度；
T保持表示联锁发出计轴由占用到空闲的最小时间；
TALEX2(空-占)表示联锁采集到计轴从空闲变为占用的最大时间，包括计轴设备最大时间和继电器动作时间最大时间；
TALEX2(占-空)表示联锁采集到计轴从占用变为空闲的最小时间，包括计轴设备最小时间和继电器动作时间最小时间；
TALEX-CI表示从联锁处理到发给区域控制器的最大时间；
TCI-ZC表示区段占用信息从联锁传输至区域控制器的最大延迟时间。
以工程车的速度为80KPH为例，对于15m车长工程车，线路上所有的计轴长度不低于75米；对于30m车长工程车，线路上所有的计轴长度不低于60米；对于56m车长工程车，线路上所有的计轴长度不低于27米。
参照图4，本发明还提供了一种高速非通信列车追踪系统，包括区域控制器41和联锁42，所述联锁42用于根据所述非通信列车的计轴占用情况生成区段占用信息并发送至所述区域控制器41，所述区域控制器41用于执行参照图1-3所述的方法。
具体地，所述区域控制器41包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现参照图1-3所述的方法。
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，所述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图5示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性区域控制器中计算机系统012的框图。图5显示的计算机系统012仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，计算机系统012以通用计算设备的形式表现。计算机系统012的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理器016，系统存储器028，连接不同系统组件(包括系统存储器028和处理器016)的总线018。
总线018表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
计算机系统012典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机系统012访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器028可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)030和/或高速缓存存储器032。计算机系统012可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统034可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线018相连。存储器028可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块042的程序/实用工具040，可以存储在例如存储器028中，这样的程序模块042包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块042通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机系统012也可以与一个或多个外部设备014(例如键盘、指向设备、显示器024等)通信，在本发明中，计算机系统012与外部雷达设备进行通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统012交互的设备通信，和/或与使得该计算机系统012能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口022进行。并且，计算机系统012还可以通过网络适配器020与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图5所示，网络适配器020通过总线018与计算机系统012的其它模块通信。应当明白，尽管图5中未示出，可以结合计算机系统012使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器016通过运行存储在系统存储器028中的程序，从而执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
上述的计算机程序可以设置于计算机存储介质中，即该计算机存储介质被编码有计算机程序，该程序在被一个或多个计算机执行时，使得一个或多个计算机执行本发明上述实施例中所示的方法流程和/或装置操作。
随着时间、技术的发展，介质含义越来越广泛，计算机程序的传播途径不再受限于有形介质，还可以直接从网络下载等。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
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，所述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。所述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种高速非通信列车追踪方法，其特征在于，包括：
获取所述列车行驶过程中联锁发送的区段占用信息；
根据所述区段占用信息确定所述非通信列车当前占用第二计轴区段；
判断所述区段占用信息是否包括所述非通信列车经过相邻的第一计轴区段和所述第二计轴区段的过渡状态，若否，则查询当前周期之前连续N个周期的区段占用信息；
根据所述连续N个周期的区段占用信息判断所述非通信列车是否曾占用第一计轴区段，若是，则确认所述非通信列车通过；
所述非通信列车经过相邻的第一计轴区段和所述第二计轴区段的过渡状态为所述非通信列车同时占用第一计轴区段和所述第二计轴区段的状态；
所述连续N个周期的时长大于等于区域控制器保持第一计轴区段占用时间TZC检查。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TZC检查根据下式获得：
其中，
TALEX2(空-占)表示联锁采集到计轴由空闲变为占用的最大时间；
TALEX2(占-空)表示联锁采集到计轴由占用变为空闲的最小时间；
L车长表示所述非通信列车的最小长度；
L悬垂表示从列车轮到车尖之间的距离；
Vmax表示所述非通信列车行驶的最大速度；
T保持表示联锁发出计轴区段由占用到空闲的最小时间；
TALEX-CI表示从联锁处理到发给区域控制器的最大时间；
TCI-ZC表示区段占用信息从联锁传输至区域控制器的最大延迟时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述N大于等于7。
4.根据权利要求1～3中任一所述的方法，其特征在于，所述计轴区段的长度不小于预设阈值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，按照下式计算所述预设阈值LAC：
其中，L车长表示所述非通信列车的最小长度；
L悬垂表示从列车轮到车尖之间的距离；
Vmax表示所述非通信列车行驶的最大速度；
T保持表示联锁发出计轴由占用到空闲的最小时间；
TALEX2(空-占)表示联锁采集到计轴从空闲变为占用的最大时间；
TALEX2(占-空)表示联锁采集到计轴从占用变为空闲的最小时间；
TALEX-CI表示从联锁处理到发给区域控制器的最大时间；
TCI-ZC表示区段占用信息从联锁传输至区域控制器的最大延迟时间。
6.一种区域控制器，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～5中任一项所述的方法。
7.一种高速非通信列车追踪系统，其特征在于，包括根据权利要求6所述的区域控制器和联锁，所述联锁用于根据所述非通信列车的计轴占用情况生成区段占用信息并发送至所述区域控制器。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～5中任一项所述的方法。
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