CN110936987B - 一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法，包括以下步骤：步骤1)触发出站进路到折返区域；步骤2)列车开车门并清客；步骤3)车载ATC设备激活车头端；步骤4)轨旁ATC设备将计算的运行授权终点发送给车载ATC设备；步骤5)发车到折返区域；步骤6)ATS发送折返折出运行命令给车载ATC设备；步骤7)ATS给CI发送折出进路办理，车载ATC设备根据ATS发送的计划运行信息激活折返车头端；步骤8)CI将轨旁设备状态发送轨旁区域控制器，轨旁区域控制器将计算的运行授权终点发送给车载ATC设备；步骤9)列车满足启动条件，发车到站台区域。与现有技术相比，本发明具有可高效完成自动折返，减少了车头端人工切换时间等优点。

Description

一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法

技术领域

本发明涉及一种城市轨道交通列车控制方法，尤其是涉及一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法。

背景技术

随着中国城市化进程发展，城市人口越来越多，道路交通也越来越拥堵，很多大城市交通堵塞严重影响市民出行，解决城市交通问题根本在于优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统，城市轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源等特点；在城市轨道交通多数线路设计中，列车到达终端后，需要进行在线路终端折返后才能继续运行运营，折返效率将影响线路运营间隔，影响乘客等待列车时间和满意度。

列车到达终端折返站后，一般需要通过司机关闭本端司机室，到列车另一端激活司机室，然后继续运营；换端关闭本端司机室，司机从一端到另一端，激活另一端司机室，加上折进进路和折出进路道岔动作，需要花费不少时间，将影响折返效率。

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城市轨道交通列车全自动折返控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法，包括以下步骤：

步骤1)，列车到达终端站台停稳，触发出站进路到折返区域；

步骤2)，列车开车门并清客；

步骤3)，自动列车监控系统ATS给自动列车控制系统ATC车载设备发送计划信息，车载ATC设备激活车头端；

步骤4)，计算机联锁系统CI将轨旁状态发送给轨旁ATC设备，轨旁ATC设备将计算的运行授权终点发送给车载ATC设备；

步骤5)，列车满足启动条件后，发车到折返区域，同时车载ATC设备主控端不切换；

步骤6)，列车折返区域停稳，且ATS收到车载ATC设备的列车信息后，ATS发送折返折出运行命令给车载ATC设备；

步骤7)，ATS给CI发送折出进路办理，车载ATC设备根据ATS发送的计划运行信息激活折返车头端；

步骤8)，CI将轨旁设备状态发送轨旁区域控制器，轨旁区域控制器将计算的运行授权终点发送给车载ATC设备；

步骤9)，列车满足启动条件，发车到站台区域。

优选地，所述的列车的车头车尾两端各设一套车载ATC设备，每套车载ATC设备分别与对应端的速度传感器和查询应答器处理模块连接，且每套车载ATC设备包含自动列车驾驶系统ATO和自动列车防护系统ATP，且两端ATP通过网络相连接，两端ATO通过网络相连接，ATO根据两端信息健康度比较，选择一端为主控端，主控端不随列车折返换端进行切换。

优选地，所述的轨旁ATS根据计划信息及列车实际位置自动触发出站进路到折返区域，进路办理好后，信号机允许开放。

优选地，所述的列车开车门并清客具体为：根据驾驶模式和车门控制模式，进行自动或司机人工开车门，车载乘客向导系统和广播通知乘客下车，进行清客。

优选地，车载ATP和ATO根据运行授权终点，结合电子地图、车辆及信号设备参数计算ATP速度触发曲线、ATP速度曲线和ATO速度曲线，其中ATO速度曲线在ATP速度触发曲线之下，ATP速度触发曲线在ATP速度曲线之下，列车速度如到达ATP速度触发曲线，信号将输出紧急制动信息给列车。

优选地，所述的列车满足启动条件后，发车到折返区域具体为：

车载ATC设备判断列车已具备自动折返条件后，将点亮ATO自动驾驶按钮，并在具备自动折返发车条件后，针对有人驾驶线路有两种方式可启动列车自动折返，一种实现方式是司机下车按压轨旁自动折返按钮，另一种实现方式是司机在车上按压ATO启动按钮；针对无人驾驶线路，根据ATS发车时间点及清客完成信息即可自动启动。

优选地，所述的ATS收到车载ATC设备的列车信息后，ATS发送折返折出运行命令给车载ATC设备具体为：

ATS接收到车载ATC设备报告的列车位置及状态信息，并结合计划时刻表，更换折返车次号，并将新车次号下发给车载ATC设备，同时ATS根据运行折返后新车次号进行自动触发折出进路。

优选地，所述的车载ATC设备根据ATS发送的计划运行信息激活折返车头端具体为：

车载ATC设备根据新列车运行命令，结合电子地图，激活列车运行方向司机室，由于是折返换端，激活的是列车折出方向司机室。

优选地，所述的CI将轨旁设备状态发送轨旁区域控制器，轨旁区域控制器将计算的运行授权终点发送给车载ATC设备具体为：

轨旁区域控制器根据CI传递的轨旁信息，计算列车运行授权终点并发送给车载ATC设备，车载ATC设备进行计算ATO速度曲线、ATP速度触发曲线和ATP速度曲线。

优选地，所述的列车满足启动条件，发车到站台区域具体为：

车载ATC设备结合ATS发送列车运行信息和激活端，判断列车具备发车条件后进行启动发车，列车启动后通过折出进路运行至上下客站台完成自动折返。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明列车在折返区域换端时，主控端不需切换，避免切换延时及切换故障；

2、本发明列车到达折返区域，可立即切换车头激活端，无需司机从一端到另一端采用钥匙激活，缩短了折返间隔，提高了折返效率；

3、在满足列车自动折返条件满足后，本发明可通过轨旁按钮启动自动折返，也可通过司机驾驶室ATO发车按钮启动自动折返，对列车有司机折返、无司机折返均适用。

4、本发明适用无人驾驶线路；采用本方法的自动折返方法，应用在北京、上海城市轨道交通有人和无人驾驶线路信号系统中；通过本方法可大大减少人工折返运营时间。

附图说明

图1为典型上下客终端折返站型图；

图2为信号系统内部子系统部分消息流示意图；

图3为本发明的折返作业流程图。

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。

本发明一种城市轨道交通信号系统列车自动折返方法，该方法包括以下步骤：

1)列车车头车尾两端各一套车载ATC设备，每套车载ATC设备与对应端速度传感器和查询应答器处理模块相连，每套车载ATC包含自动列车驾驶ATO和自动列车防护ATP模块，其中两端ATP通过网络相连接，两端ATO通过网络相连接，ATO根据两端信息健康度比较，选择一端为主用(俗称主控端)，主控端不随列车折返换端切换，其中ATO负责列车自动驾驶，精确停车等，ATP负责行车安全，超速防护等；与车辆接口通过硬线和网络相连，安全输入输出均通过硬线实现，与轨旁区域控制器及计算机联锁系统CI均通过无线传输实现信息交互。

2)列车到达线路终端上下客站台，列车停稳在站台；列车在进站前，轨旁ATS根据计划目的地(折返轨区停车点)，及列车实际占用位置，在进站前触发出站进路到折返区域，出站进路办理好后，信号机允许开放；

3)开车门(根据驾驶模式和车门控制模式，进行自动或司机人工开车门)、开司机室门，车载乘客向导系统和广播通知乘客下车，进行清客；

4)对有司机驾驶列车，司机通过拔出司控器钥匙关闭激活端，按压自动折返按钮，启动自动折返模式(人工驾驶时，通过司机插入司控器钥匙判断列车激活端)；针对无人驾驶列车，无需操作司控器钥匙；

5)车载ATC设备传输列车相关信息给轨旁ATS等，ATS根据车载ATC设备传输的列车相关信息，给车载ATC设备下发计划行车命令；

6)车载ATC设备根据接收轨旁ATS计划行车命令，结合列车实际位置、存储的电子地图判断列车运行车头端并激活；

7)CI将轨旁信息通过无线网络传递给轨旁区域控制区；

8)轨旁区域控制器根据从CI获取到的轨旁状态，结合车载ATC设备通过车地无线通讯传输的位置报告，进行计算列车运行授权终点，并传递给车载ATC设备；

9)车载ATP和ATO模块根据运行授权终点，结合电子地图、车辆及信号等设备参数计算ATP速度触发曲线、ATP速度曲线和ATO速度曲线，其中ATO速度曲线在ATP速度触发曲线之下，ATP速度触发曲线在ATP速度曲线之下，列车速度如到达ATP速度触发曲线，信号将输出紧急制动信息给车辆；

10)车载ATC设备判断列车已具备自动折返条件(包含但不限已选择自动折返模式，列车激活端，行车方向)后，将点亮ATO自动驾驶按钮，具备自动折返发车条件后，针对有人驾驶线路有两种方式可以启动列车自动折返，一种实现方式是司机下车按压轨旁自动折返按钮，另一种实现方式是司机在车上按压ATO启动按钮；针对无人驾驶线路，根据ATS发车时间点及清客完成信息即可自动启动；

11)列车启动后，自动运行到折返轨区域，并停稳在折返区域；

12)ATS接收到车载ATC设备报告的列车位置及状态信息，并结合计划时刻表，更换折返车次号，并将新车次号下发给车载ATC设备，同时ATS根据运行折返后新车次号进行自动触发折出进路；

13)车载ATC设备根据新列车运行命令，结合电子地图，激活列车运行方向司机室，由于是折返换端，激活的是列车折出方向司机室；

14)列车在折返区域停车后，轨旁区域控制器根据CI传递的轨旁信息，计算列车运行授权终点并发送给车载ATC设备，车载ATC设备进行计算ATO速度曲线,ATP速度触发曲线和ATP速度曲线；

15)车载ATC设备结合ATS发送列车运行信息和激活端，判断列车具备发车条件后进行启动发车。

16)列车启动后通过折出进路运行至上下客站台完成自动折返。

具体实施例

如图1为典型上下客终端折返站型图，图2为信号系统内部子系统部分消息流，图3为折返作业主要步骤，具体如下：

1、列车A车头车尾分别为车端1、车端2，列车A包含2套车载ATC冗余设备，一套安装在车端1，一套安装在车端2，其中主控端为车端1；

2、列车A到达终端站A下行站台区域G11,并停稳；

3、列车A在进站前或进站时，轨旁ATS根据计划信息及列车实际位置自动触发出站进路到折返区域，进路办理好后，信号允许开放。

4、进行自动或人工开车门、及司机室门，车载乘客向导系统和广播通知所有乘客下车，进行清客；

5、对于有司机驾驶列车，司机通过拔出司控器钥匙关闭激活端，按压自动折返按钮，启动自动折返模式(人工驾驶时，通过司机插入司控器钥匙判断列车激活端)；针对无人驾驶列车，无需操作司控器钥匙；

6、车载ATC设备传输列车相关信息给轨旁ATS，ATS根据车载ATC设备传输的列车信息，结合计划时刻表，给车载ATC设备下发计划行车命令，计划行车命令为到达站台G14折返区；

7、车载ATC设备根据接收轨旁ATS的计划信息，结合列车实际位置G11、及存储的电子地图判断列车运行车端1为车头端并激活；

8、CI将轨旁信息通过无线网络传递给轨旁区域控制器；

9、轨旁区域控制器根据从CI获取到轨旁状态，并结合车载ATC设备通过车地无线通讯传输的位置报告，进行计算列车运行授权终点，并传递给车载ATC设备；

10、车载ATP和ATO模块根据运行授权终点，结合电子地图、车辆及信号等设备参数计算ATP速度触发曲线、ATP速度曲线和ATO速度曲线；

11、车载ATC设备判断列车已具备自动折返条件后，将点亮ATO自动驾驶按钮，具备自动折返发车条件后，针对有人驾驶线路有两种方式可以启动列车自动折返，一种实现方式是司机下车按压轨旁自动折返按钮，另一种实现方式是司机在车上按压ATO启动按钮；针对无人驾驶线路，根据ATS发车时间点及清客完成信息即可自动启动；

12、列车启动后，自动运行到折返轨区域，停稳在折返区域G14；

13、ATS接收到车载ATC设备发送的列车信息，并结合计划时刻表，更换折返车次号，并将新车次号等计划信息发送给车载ATC设备，同时ATS根据折返后新车次号进行触发折出进路；

14、车载ATC设备根据新列车运行命令，结合电子地图，激活列车运行方向司机室，由于是折返换端，车载ATC设备激活的是列车端2为车头，主控端仍然在车端1不切换；

15、轨旁区域控制器根据CI传递的轨旁信息计算列车运行授权终点并发送给车载ATC设备，车载ATC设备计算ATO速度曲线,ATP速度触发曲线和ATP速度曲线；

16、车载ATC设备结合ATS发送列车运行命令和激活端，判断列车具备发车条件进行启动发车。

17、列车启动后通过折出进路运行至上下客站台G12完成自动折返。

通过本方法可高效完成自动折返，减少了车头端人工切换时间，也避免了主控端切换引起的延时，提高了运营效率和系统可用性；本发明已经被广泛应用在北京、上海城市轨道交通有人和无人驾驶线路信号系统中。

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)

1.一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)，列车到达终端站台停稳，触发出站进路到折返区域；

步骤2)，列车开车门并清客；

步骤3)，自动列车监控系统ATS给自动列车控制系统ATC车载设备发送计划信息，车载ATC设备激活车头端；

步骤4)，计算机联锁系统CI将轨旁状态发送给轨旁ATC设备，轨旁ATC设备将计算的运行授权终点发送给车载ATC设备；

步骤5)，列车满足启动条件后，发车到折返区域，同时车载ATC设备主控端不切换；

步骤6)，列车折返区域停稳，且ATS收到车载ATC设备的列车信息后，ATS发送折返折出运行命令给车载ATC设备；

步骤7)，ATS给CI发送折出进路办理，车载ATC设备根据ATS发送的计划运行信息激活折返车头端；

步骤8)，CI将轨旁设备状态发送轨旁区域控制器，轨旁区域控制器将计算的运行授权终点发送给车载ATC设备；

步骤9)，列车满足启动条件，发车到站台区域；

所述的列车的车头车尾两端各设一套车载ATC设备，每套车载ATC设备分别与对应端的速度传感器和查询应答器处理模块连接，且每套车载ATC设备包含自动列车驾驶系统ATO和自动列车防护系统ATP，且两端ATP通过网络相连接，两端ATO通过网络相连接，ATO根据两端信息健康度比较，选择一端为主控端，主控端不随列车折返换端进行切换；列车在折返区域换端时，主控端不需切换，避免切换延时及切换故障。

2.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法，其特征在于，轨旁ATS根据计划信息及列车实际位置自动触发出站进路到折返区域，进路办理好后，信号机允许开放。

3.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法，其特征在于，所述的列车开车门并清客具体为：根据驾驶模式和车门控制模式，进行自动或司机人工开车门，车载乘客向导系统和广播通知乘客下车，进行清客。

4.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法，其特征在于，车载ATP和ATO根据运行授权终点，结合电子地图、车辆及信号设备参数计算ATP速度触发曲线、ATP速度曲线和ATO速度曲线，其中ATO速度曲线在ATP速度触发曲线之下，ATP速度触发曲线在ATP速度曲线之下，列车速度如到达ATP速度触发曲线，信号将输出紧急制动信息给列车。

5.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法，其特征在于，所述的列车满足启动条件后，发车到折返区域具体为：

车载ATC设备判断列车已具备自动折返条件后，将点亮ATO自动驾驶按钮，并在具备自动折返发车条件后，针对有人驾驶线路有两种方式可启动列车自动折返，一种实现方式是司机下车按压轨旁自动折返按钮，另一种实现方式是司机在车上按压ATO启动按钮；针对无人驾驶线路，根据ATS发车时间点及清客完成信息即可自动启动。

6.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法，其特征在于，所述的ATS收到车载ATC设备的列车信息后，ATS发送折返折出运行命令给车载ATC设备具体为：

ATS接收到车载ATC设备报告的列车位置及状态信息，并结合计划时刻表，更换折返车次号，并将新车次号下发给车载ATC设备，同时ATS根据运行折返后新车次号进行自动触发折出进路。

7.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法，其特征在于，所述的车载ATC设备根据ATS发送的计划运行信息激活折返车头端具体为：

车载ATC设备根据新列车运行命令，结合电子地图，激活列车运行方向司机室，由于是折返换端，激活的是列车折出方向司机室。

8.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法，其特征在于，所述的CI将轨旁设备状态发送轨旁区域控制器，轨旁区域控制器将计算的运行授权终点发送给车载ATC设备具体为：

轨旁区域控制器根据CI传递的轨旁信息，计算列车运行授权终点并发送给车载ATC设备，车载ATC设备进行计算ATO速度曲线、ATP速度触发曲线和ATP速度曲线。

9.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通列车全自动折返控制方法，其特征在于，所述的列车满足启动条件，发车到站台区域具体为：

车载ATC设备结合ATS发送列车运行信息和激活端，判断列车具备发车条件后进行启动发车，列车启动后通过折出进路运行至上下客站台完成自动折返。

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