CN111516730A - 一种列车运行防护方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种列车运行防护方法及装置，可以先获取列车自动防护系统的状态反馈信号，并根据所述列车自动防护系统的状态反馈信号判断列车自动防护系统是否处于失效状态。当列车自动防护系统处于失效状态时，生成并显示失效提示信号；获取列车当前运行速度，并比较列车当前运行速度与最高限制速度的大小；当列车当前运行速度大于最高限制速度时，向牵引变流器发送切除牵引指令，从而控制所述牵引变流器停止牵引。如此，可以通过状态反馈信号及时发现列车自动防护系统的故障，并在列车自动防护系统故障时对列车的运行速度进行监控，当发现列车超速运行时及时停止牵引，切断列车的动力来源，从而降低列车的运行速度，保证列车的安全运行。

Description

一种列车运行防护方法及装置

技术领域

本申请涉及列车安全技术领域，尤其涉及一种列车运行防护方法及装置。

背景技术

随着铁路技术的发展，列车的运行速度也越来越快。目前，高速铁路的运行速度可以达到300km/h。虽然列车的速度已经大大提高，但是出于安全方面的考虑，仍然需要对列车进行限速，防止因列车超速运行导致事故发生或列车损坏。

为了实现对列车的速度进行限制，目前列车大多安装有列车自动保护系统(Automatic Train Protection，ATP)用于确保列车的运行速度不超过预定的最高限制速度。列车自动保护系统可以通过地面设备或其他方式对列车的运行速度进行监控。当检测到列车超速运行时，列车自动保护系统可以自动切断牵引变流器的电源并向制动系统输出制动指令，从而切断列车的动力来源并进行制动，将列车的运行速度降到允许的安全范围以内。

但是，一旦列车自动保护系统失效，列车无法自动调整运行速度，只能由驾驶员手动控制列车的运行速度防止超速。由于列车驾驶者可能存在超速发现不及时、操作滞后等问题，列车仍然存在超速运行的风险。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种列车运行防护方法及装置，旨在当列车自动防护系统失效时，为列车提供安全防护，防止列车超速运行。

一种列车运行防护方法，所述方法包括：

获取列车自动防护系统的状态反馈信号，所述列车自动防护系统的状态反馈信号表示所述列车自动防护系统是否正常工作；

根据所述列车自动防护系统的状态反馈信号，判断所述列车自动防护系统是否处于失效状态；

当所述列车自动防护系统处于失效状态时，生成并发出失效提示信号，以便提示列车驾驶者所述列车自动防护系统处于失效状态；

获取列车当前运行速度，并比较所述列车当前运行速度与最高限制速度的大小；

当所述列车当前运行速度大于所述最高限制速度时，向牵引变流器发送切除牵引指令，以便所述牵引变流器停止牵引。

可选地，所述列车自动防护系统的状态反馈信号包括所述列车自动防护系统的隔离开关的无源触点的状态反馈信号，所述隔离开关用于开始或停止使用所述列车自动防护系统。

可选地，当所述列车自动防护系统处于失效状态时，所述方法还包括：

向牵引变流器发送包括所述最高限制速度的限速信息，以便所述牵引变流器获取列车当前运行速度，比较所述列车当前运行速度和所述最高限制速度的大小，并在列车当前运行速度大于所述最高限制速度时停止牵引。

可选地，当所述列车自动防护系统处于失效状态且所述列车当前运行速度大于所述最高限制速度时，所述方法还包括：

向列车制动系统输出制动指令，以便所述列车制动系统根据所述制动指令进行制动。

可选地，所述向列车制动系统输出制动指令包括：

向列车制动系统输出常用制动指令，以便所述列车制动系统根据所述常用制动指令进行常用制动；

接收制动力检测回路发送的常用制动检测信号，所述常用制动检测信号表示常用制动产生的制动力是否足够进行制动；

当所述常用制动产生的制动力不足时，向列车制动系统输出紧急制动指令，以便所述列车制动系统根据所述紧急制动指令进行紧急制动。

可选地，当所述列车自动防护系统处于失效状态时，所述方法还包括：

向网络中心发送所述失效提示信号，以便通知所述列车调度中心所述列车自动防护系统处于失效状态。

一种列车运行防护装置，所述装置包括：

状态获取模块，用于获取列车自动防护系统的状态反馈信号，所述列车自动防护系统的状态反馈信号表示所述列车自动防护系统是否正常工作；

失效判断模块，用于根据所述列车自动防护系统的状态反馈信号，判断所述列车自动防护系统是否处于失效状态；

失效提示模块，用于当所述列车自动防护系统处于失效状态时，生成并显示失效提示信号，以便提示列车驾驶者所述列车自动防护系统处于失效状态；

速度比较模块，用于获取列车当前运行速度，并比较所述列车当前运行速度与最高限制速度的大小；

牵引切除模块，用于当所述列车当前运行速度大于所述最高限制速度时，向牵引变流器发送切除牵引指令，以便所述牵引变流器停止牵引。

可选地，所述装置还包括：

牵引限速模块，用于向牵引变流器发送包括所述最高限制速度的限速信息，以便所述牵引变流器获取列车当前运行速度，比较所述列车当前运行速度和所述最高限制速度的大小，并在列车当前运行速度大于所述最高限制速度时停止牵引。

可选地，所述装置还包括：

制动模块，用于向列车制动系统输出制动指令，以便所述列车制动系统根据所述制动指令进行制动。

可选地，所述制动模块包括：

常用制动模块，用于向列车制动系统输出常用制动指令，以便所述列车制动系统根据所述常用制动指令进行常用制动；

制动检测模块，用于接收制动力检测回路发送的常用制动检测信号，所述常用制动检测信号表示常用制动产生的制动力是否足够进行制动；

紧急制动模块，用于当所述常用制动产生的制动力不足时，向列车制动系统输出紧急制动指令，以便所述列车制动系统根据所述紧急制动指令进行紧急制动。

本申请实施例提供了一种列车运行防护方法及装置，可以先获取列车自动防护系统的状态反馈信号，并根据所述列车自动防护系统的状态反馈信号判断所述列车自动防护系统是否处于失效状态。当所述列车自动防护系统处于失效状态时，生成并显示用于提示列车驾驶者所述列车自动防护系统失效的失效提示信号；获取列车当前运行速度，并比较所述列车当前运行速度与最高限制速度的大小；当所述列车当前运行速度大于所述最高限制速度时，向牵引变流器发送切除牵引指令，从而控制所述牵引变流器停止牵引。如此，可以通过状态反馈信号及时发现列车自动防护系统的故障，并在列车自动防护系统故障时对列车的运行速度进行监控，当发现列车超速运行时及时停止牵引，切断列车的动力来源，从而降低列车的运行速度，保证列车的安全运行。

附图说明

为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的列车运行防护方法的方法流程图；

图2为本申请实施例提供的列车运行防护装置的一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的列车运行防护装置的一种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的列车运行防护装置的一种结构示意图；

图5为本申请实施例提供的列车运行防护装置的一种结构示意图。

具体实施方式

随着技术的发展，列车运行速度的理论极限也不断地被打破。但是为了保证列车的运行安全，仍然需要为列车的运行速度进行限制。例如对于一些较为繁忙的铁路线路，为了防止列车相撞往往需要线路上同时运行的多个列车保持相近的速度。对于一些环境复杂的线路，为了防止列车脱轨也需要限制列车的最高运行速度。

目前，列车上大多具有列车自动防护系统对列车的运行速度进行限制。列车自动防护系统可以通过传感器测量得到列车的实际运行速度，通过网络获取当前线路段的限速信息，比较列车的实际运行速度是否超过限速，并在列车超速运行时控制列车减速，从而实现对列车的速度进行监控，防止列车超速产生事故。

但是，对于这种情况，一旦列车自动保护系统失效，列车的控制系统就无法自动调整列车的运行速度，只能由列车的驾驶员手动调整列车的动力输入或启动制动系统，依靠驾驶员人工对列车的速度进行控制。由于人工操控可能存在操作滞后、控制精度较低等问题，当列车自动保护系统失效时，列车仍然可能超速运行，存在安全隐患。

为了给出在不影响现有的列车自动保护系统的前提下，可以在列车自动保护系统失效时防止列车超速运行的技术方案，本申请提供了一种列车运行防护方法，以下将从列车网络系统的角度对本申请优选实施例进行说明。需要特别说明的是，本申请实施例提供的列车运行防护方法可以运行于列车网络系统，也可以运行于列车自动控制系统(Automatic Train Control，ATC)或其他系统，本申请对此不作限定。

参见图1，图1为本申请实施例提供的列车运行防护方法的方法流程图，包括：

S101：获取列车自动防护系统的状态反馈信号。

S102：根据所述列车自动防护系统的状态反馈信号，判断所述列车自动防护系统是否处于失效状态。

为了不影响已有的列车自动防护系统的正常工作，列车网络系统可以获取列车自动防护系统的状态反馈信号，从而对列车自动防护系统的工作状态进行检测，判断列车自动防护系统是否处于失效状态。在列车自动防护系统的状态反馈信号表示列车自动防护系统处于正常的工作状态时，列车网络系统可以不对列车的运行速度进行监控，仅由列车自动防护系统监控列车的运行速度，防止列车超速。当列车自动防护系统的状态反馈信号表示列车自动防护系统处于异常的工作状态，说明列车自动防护系统可能出现了故障，无法及时准确地对列车的运行速度进行控制。此时列车网络系统可以执行步骤S103-步骤S105，从而调整列车的运行速度。

列车自动防护系统往往就具有隔离开关用于开始或停止使用列车自动防护系统。例如，当列车自动防护系统出现故障时，可以由列车驾驶员或控制器将隔离开关切换至闭合状态，从而控制列车自动防护系统停止工作或切断列车自动防护系统和其他系统之间的信号传输。正因如此，在一些可能的实现方式中，可以使用列车自动防护系统的隔离开关的无源触点的工作状态表示列车自动防护系统的工作状态。例如，可以利用传感电路对列车自动防护系统的隔离开关的无源触点的工作状态进行监控，并生成对应的状态反馈信号并发送至列车网络系统。列车网络系统可以根据接收到的状态反馈信号判断列车自动防护系统是否失效。

S103：当所述列车自动防护系统处于失效状态时，生成并显示失效提示信号。

当列车网络系统确定列车自动防护系统处于失效状态时，列车网络系统可以生成失效提示信号并发送。例如列车网络系统可以控制驾驶室内的指示灯亮起或发出语音信号以通知驾驶者列车自动防护系统出现了故障。进一步地，考虑到铁路系统的复杂性，列车网络系统还可以向网络中心发送失效提示信号，以便通知网络中心该列车的列车自动防护系统出现了故障，从而对该列车沿线的其他列车发出预警并对该列车的列车自动防护系统及时的修理，进一步确保列车运行的安全性。

S104：获取列车当前运行速度，并比较所述列车当前运行速度与最高限制速度的大小。

S105：当所述列车当前运行速度大于所述最高限制速度时，向牵引变流器发送切除牵引指令。

为了防止列车超速运行，列车网络系统在确定列车自动防护系统失效后，可以获取列车当前运行速度，比较列车当前运行速度是否大于最高限制速度。当列车当前运行速度超过了最高限制速度，则说明列车处于超速运行状态，列车网络系统可以向牵引变流器发送切除牵引指令，控制牵引变流器停止牵引，从而切断列车的动力来源，降低列车的运行速度。

进一步地，考虑到不同线路段的运行环境可能不同，而且当沿途有临时停车的其他列车时，列车可能也需要临时停车，列车的最高限制速度可能是随时变化的。因此，列车网络系统可以通过网络实时获取列车的最高速度限制，从而及时对列车的运行速度进行调整，进一步提升列车运行的安全性。

在一些可能的实现方式中，为了进一步确保的列车的运行安全，也可以由牵引变流器和列车网络系统同时执行比较列车当前运行速度和最高限制速度的大小的步骤。例如，列车网络系统可以在检测到列车自动防护系统处于失效状态时，直接向牵引变流器发送包括最高限制速度的限速信息。牵引变流器在接收到限速信息后，主动判断当前列车是否高于最高限制速度的速度运行，并在列车当前运行速度大于最高限制速度时停止牵引，切断列车的动力来源。这样一来，列车网络系统和牵引变流器均可对列车的运行速度进行监控。即使二者之中的任意一个设备出现了故障，另一个设备仍然可以对列车的运行速度进行监控，防止列车超速运行。

本实施例提供了一种列车运行防护方法，可以先获取列车自动防护系统的状态反馈信号，并根据所述列车自动防护系统的状态反馈信号判断所述列车自动防护系统是否处于失效状态。当所述列车自动防护系统处于失效状态时，生成并显示用于提示列车驾驶者所述列车自动防护系统失效的失效提示信号；获取列车当前运行速度，并比较所述列车当前运行速度与最高限制速度的大小；当所述列车当前运行速度大于所述最高限制速度时，向牵引变流器发送切除牵引指令，从而控制所述牵引变流器停止牵引。如此，可以通过状态反馈信号及时发现列车自动防护系统的故障，并在列车自动防护系统故障时对列车的运行速度进行监控，当发现列车超速运行时及时停止牵引，切断列车的动力来源，从而降低列车的运行速度，保证列车的安全运行。

进一步地，考虑到列车实际运行环境可能较为复杂，仅仅切断动力来源并不能及时降低列车的运行速度，列车网络系统还可以控制制动系统进行制动，提高列车减速的效率。例如，在一些可能的实现方式中，在检测到列车自动防护系统失效后，列车网络系统可以向列车制动系统输出制动指令，从而控制列车制动系统进行制动。这样一来，在失去了牵引力的同时，列车还受到了与前进方向相反的制动力，从而可以更快地将速度降低至最高限制速度以下。

另外，高铁列车等速度较快的列车往往具有动力制动、空气制动和盘式制动等多种制动方式。为了节省能源并延长车辆的工作寿命，大多使用动力制动和空气制动等制动方式作为常用制动，只有在紧急制动或需要停车等需要较大制动力的情况下才使用盘式制动等制动方式进行制动。因此，考虑到高铁列车的复合制动模式，本申请实施例提供的列车运行防护方法在应用于高铁列车时同样可以综合使用常用制动和紧急制动力两种制动模式进行制动。

具体地，列车网络系统在确定列车自动防护系统失效且需要进行制动时，可以先向列车制动系统输出常用制动指令。列车制动系统在接收到常用制动指令后可以采用动力制动、空气制动等制动方式进行制动。同时，列车网络系统还可以通过接收制动力检测回路发送的常用制动检测信号判断常用制动产生的制动力是否足够进行制动，当所述常用制动产生的制动力不足时，列车网络系统可以向列车制动系统输出紧急制动指令，从而控制列车制动系统采用盘式制动等紧急制动方式进行紧急制动。这样一来，对于大多数情况，列车采用常用制动即可将运行速度降低到最高限制速度以下，而对于需要列车紧急停车或快速减速的特殊情况，采用紧急制动可以保证列车的运行速度快速降低至最高限制速度以下。由于常用制动方式可以减少列车的能量损耗，而紧急制动可以提供更大的制动力，综合使用常用制动和紧急制动进行制动可以在保证列车安全运行的前提下，进一步提升列车的制动效率。

以上为本申请实施例提供列车运行防护方法的一些具体实现方式，基于此，本申请还提供了对应的装置。下面将从功能模块化的角度对本申请实施例提供的上述装置进行介绍。

参见图2所示的列车运行防护装置的结构示意图，该装置200包括：

状态获取模块210，用于获取列车自动防护系统的状态反馈信号，所述列车自动防护系统的状态反馈信号表示所述列车自动防护系统是否正常工作。

失效判断模块220，用于根据所述列车自动防护系统的状态反馈信号，判断所述列车自动防护系统是否处于失效状态。

失效提示模块230，用于当所述列车自动防护系统处于失效状态时，生成并显示失效提示信号，以便提示列车驾驶者所述列车自动防护系统处于失效状态。

速度比较模块240，用于获取列车当前运行速度，并比较所述列车当前运行速度与最高限制速度的大小。

牵引切除模块250，用于当所述列车当前运行速度大于所述最高限制速度时，向牵引变流器发送切除牵引指令，以便所述牵引变流器停止牵引。

本实施例提供了一种列车运行防护装置，可以先获取列车自动防护系统的状态反馈信号，并根据所述列车自动防护系统的状态反馈信号判断所述列车自动防护系统是否处于失效状态。当所述列车自动防护系统处于失效状态时，生成并显示用于提示列车驾驶者所述列车自动防护系统失效的失效提示信号；获取列车当前运行速度，并比较所述列车当前运行速度与最高限制速度的大小；当所述列车当前运行速度大于所述最高限制速度时，向牵引变流器发送切除牵引指令，从而控制所述牵引变流器停止牵引。如此，可以通过状态反馈信号及时发现列车自动防护系统的故障，并在列车自动防护系统故障时对列车的运行速度进行监控，当发现列车超速运行时及时停止牵引，切断列车的动力来源，从而降低列车的运行速度，保证列车的安全运行。

可选地，参见图3，在图2所示装置的基础上，所述装置200还包括：

牵引限速模块260，用于向牵引变流器发送包括所述最高限制速度的限速信息，以便所述牵引变流器获取列车当前运行速度，比较所述列车当前运行速度和所述最高限制速度的大小，并在列车当前运行速度大于所述最高限制速度时停止牵引。

这样一来，列车网络系统和牵引变流器均可对列车的运行速度进行监控。即使二者之中的任意一个设备出现了故障，另一个设备仍然可以对列车的运行速度进行监控，防止列车超速运行。

可选地，参见图4，在图3所示装置的基础上，所述装置200还包括：

制动模块270，用于向列车制动系统输出制动指令，以便所述列车制动系统根据所述制动指令进行制动。

这样一来，在失去了牵引力的同时，列车还受到了与前进方向相反的制动力，从而可以更快地将速度降低至最高限制速度以下。

可选地，参见图5，在图4所示装置的基础上，所述制动模块270包括：

常用制动模块271，用于向列车制动系统输出常用制动指令，以便所述列车制动系统根据所述常用制动指令进行常用制动。

制动检测模块272，用于接收制动力检测回路发送的常用制动检测信号，所述常用制动检测信号表示常用制动产生的制动力是否足够进行制动。

紧急制动模块273，用于当所述常用制动产生的制动力不足时，向列车制动系统输出紧急制动指令，以便所述列车制动系统根据所述紧急制动指令进行紧急制动。

这样一来，对于大多数情况，列车采用常用制动即可将运行速度降低到最高限制速度以下，而对于需要列车紧急停车或快速减速的特殊情况，采用紧急制动可以保证列车的运行速度快速降低至最高限制速度以下。由于常用制动方式可以减少列车的能量损耗，而紧急制动可以提供更大的制动力，综合使用常用制动和紧急制动进行制动可以在保证列车安全运行的前提下，进一步提升列车的制动效率。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(英文：read-only memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如路由器等网络通信设备)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请示例性的实施方式，并非用于限定本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种列车运行防护方法，其特征在于，所述方法包括：

获取列车自动防护系统的状态反馈信号，所述列车自动防护系统的状态反馈信号表示所述列车自动防护系统是否正常工作；

根据所述列车自动防护系统的状态反馈信号，判断所述列车自动防护系统是否处于失效状态；

当所述列车自动防护系统处于失效状态时，生成并发出失效提示信号，以便提示列车驾驶者所述列车自动防护系统处于失效状态；

获取列车当前运行速度，并比较所述列车当前运行速度与最高限制速度的大小；

当所述列车当前运行速度大于所述最高限制速度时，向牵引变流器发送切除牵引指令，以便所述牵引变流器停止牵引。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述列车自动防护系统的状态反馈信号包括所述列车自动防护系统的隔离开关的无源触点的状态反馈信号，所述隔离开关用于开始或停止使用所述列车自动防护系统。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述列车自动防护系统处于失效状态时，所述方法还包括：

向牵引变流器发送包括所述最高限制速度的限速信息，以便所述牵引变流器获取列车当前运行速度，比较所述列车当前运行速度和所述最高限制速度的大小，并在列车当前运行速度大于所述最高限制速度时停止牵引。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述列车自动防护系统处于失效状态且所述列车当前运行速度大于所述最高限制速度时，所述方法还包括：

向列车制动系统输出制动指令，以便所述列车制动系统根据所述制动指令进行制动。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向列车制动系统输出制动指令包括：

向列车制动系统输出常用制动指令，以便所述列车制动系统根据所述常用制动指令进行常用制动；

接收制动力检测回路发送的常用制动检测信号，所述常用制动检测信号表示常用制动产生的制动力是否足够进行制动；

当所述常用制动产生的制动力不足时，向列车制动系统输出紧急制动指令，以便所述列车制动系统根据所述紧急制动指令进行紧急制动。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述列车自动防护系统处于失效状态时，所述方法还包括：

向网络中心发送所述失效提示信号，以便通知所述列车调度中心所述列车自动防护系统处于失效状态。

7.一种列车运行防护装置，其特征在于，所述装置包括：

状态获取模块，用于获取列车自动防护系统的状态反馈信号，所述列车自动防护系统的状态反馈信号表示所述列车自动防护系统是否正常工作；

失效判断模块，用于根据所述列车自动防护系统的状态反馈信号，判断所述列车自动防护系统是否处于失效状态；

失效提示模块，用于当所述列车自动防护系统处于失效状态时，生成并显示失效提示信号，以便提示列车驾驶者所述列车自动防护系统处于失效状态；

速度比较模块，用于获取列车当前运行速度，并比较所述列车当前运行速度与最高限制速度的大小；

牵引切除模块，用于当所述列车当前运行速度大于所述最高限制速度时，向牵引变流器发送切除牵引指令，以便所述牵引变流器停止牵引。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

牵引限速模块，用于向牵引变流器发送包括所述最高限制速度的限速信息，以便所述牵引变流器获取列车当前运行速度，比较所述列车当前运行速度和所述最高限制速度的大小，并在列车当前运行速度大于所述最高限制速度时停止牵引。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

制动模块，用于向列车制动系统输出制动指令，以便所述列车制动系统根据所述制动指令进行制动。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述制动模块包括：

常用制动模块，用于向列车制动系统输出常用制动指令，以便所述列车制动系统根据所述常用制动指令进行常用制动；

制动检测模块，用于接收制动力检测回路发送的常用制动检测信号，所述常用制动检测信号表示常用制动产生的制动力是否足够进行制动；

紧急制动模块，用于当所述常用制动产生的制动力不足时，向列车制动系统输出紧急制动指令，以便所述列车制动系统根据所述紧急制动指令进行紧急制动。

Images