CN111923964A - 一种基于地铁故障及应急条件的扣车方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于地铁故障及应急条件的扣车方法及系统，涉及列车运行控制技术领域。该方法包括：根据车站至故障点的车站距离对车站进行排序；根据运行列车至故障点的列车距离对运行列车进行排序；更新实时列车位置并获取列车运行状态；根据列车运行状态和车站序列判断距离运行列车最近的车站是否为空闲状态，若是则发送扣停在距离前一辆运行列车最近的车站的扣车指令；若否则发送扣停在当前位置的扣车指令。本发明利用CTCS通过故障点、车站位置、实时列车位置和运行列车的运行状态，判断是将运行列车扣停在空闲状态的车站，还是扣停在当前位置，减少行车调度指挥过程中调度人员对列车的复杂、频繁操作，提高工作效率。

Description

一种基于地铁故障及应急条件的扣车方法及系统

技术领域

本发明涉及列车运行控制技术领域，特别是涉及一种基于地铁故障及应急条件的扣车方法及系统。

背景技术

地铁正处于快速发展的阶段，部分城市已基本形成了发达的地铁网络。地铁是改善城市交通运输能力，缓解交通压力的重要方式，然而在运营的过程中，一旦发生故障和/或应急情况，列车将无法按照计划正常运行，导致线路的通过能力大幅度下降，严重时会导致部分区段阻塞，影响正常运营秩序和服务质量。

地铁调度人员是地铁行车组织的核心。如果在运营过程中发生故障或应急情况，调度人员需要迅速做出反应，利用列车运行状态、车站站型和现有车辆资源等信息，对运行图进行合理调整，以减小故障造成的影响，并保证故障恢复后各列车能够快速有序地恢复正常运行。随着地铁的飞速发展，需要减小故障和/或应急条件对列车运行的影响，提高地铁运营服务质量和乘客乘车的舒适度，降低调度人员的工作压力。因此，故障和/或应急条件下的自动行车指挥成为目前地铁系统的重点研究方向之一。

在故障和/或应急条件下，行车调度员为了防止故障影响进一步传播，第一步要做的就是扣车，即通过下达调度指令，依次对故障点后续列车进行扣车操作，使得各列车在区间或车站临时扣停。目前的扣车操作仍停留在调度人员通过调度电话对每列列车依次下达扣车指令的方式，随着乘客出行需求的增大，地铁系统行车密度提升，在高峰时段，故障和/或应急条件影响很多列列车时，调度人员需要对列车进行复杂的操作，频繁地下达调度指令，导致工作效率低。因此，现有的扣车方式存在工作效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于地铁故障及应急条件的扣车方法及系统，以解决现有扣车方式工作效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于地铁故障及应急条件的扣车方法，应用于一种列车运行控制系统，所述列车运行控制系统包括：地面子系统和车载子系统；

所述地面子系统与所述车载子系统无线连接；所述地面子系统用于根据故障和/或应急条件信息、车站信息和运行列车信息判断是否扣车，并将扣车指令发送至所述车载子系统；

所述车载子系统设置于运行列车上，所述车载子系统用于接收所述扣车指令后，使所述运行列车停车；

所述扣车方法包括：

获取发生故障和/或应急条件的故障点，以及沿列车运行方向所述故障点之前的每个车站的车站位置和每辆运行列车的实时列车位置；

根据所述车站位置计算每个所述车站至所述故障点的车站距离，并根据所述车站距离对所述车站进行排序，得到车站序列；

根据所述实时列车位置计算每辆所述运行列车至所述故障点的列车距离，并根据所述列车距离对所述运行列车进行排序，得到列车序列；

更新所述列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取所述列车序列中每辆运行列车的运行状态；

根据所述列车序列中第k辆运行列车的运行状态和所述车站序列判断所述第k辆运行列车与所述故障点之间距离所述第k辆运行列车最近的车站是否为空闲状态，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果为是，则向所述第k辆运行列车的车载子系统发送将所述第k辆运行列车扣停在所述第k辆运行列车与所述列车序列中第k-1辆运行列车之间距离所述第k-1辆运行列车最近的车站的扣车指令；

若所述第一判断结果为否，则向所述第k辆运行列车的车载子系统发送将所述第k辆运行列车扣停在当前位置的扣车指令；

令k+1，返回“更新所述列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取所述列车序列中每辆运行列车的运行状态”。

可选的，所述根据所述车站位置计算每个所述车站至所述故障点的车站距离，并根据所述车站距离对所述车站进行排序，得到车站序列，具体包括：

根据所述车站位置和公式D^sta＝S^sta-X计算每个所述车站至所述故障点的车站距离；式中，D^sta表示车站距离，S^sta表示车站位置，X表示所述故障点的位置；

根据所有所述车站距离从小至大的顺序对所有所述车站进行排序，得到车站序列。

可选的，所述根据所述实时列车位置计算每辆所述运行列车至所述故障点的列车距离，并根据所述列车距离对所述运行列车进行排序，得到列车序列，具体包括：

根据所述实时列车位置和公式D^tra＝S^tra-X计算每辆所述运行列车至所述故障点的列车距离；式中，D^tra表示列车距离，S^tra表示实时列车位置，X表示所述故障点的位置；

根据所有所述列车距离从小至大的顺序对所有所述运行列车进行排序，得到列车序列。

可选的，所述根据所述列车序列中第k辆运行列车的运行状态和所述车站序列判断所述第k辆运行列车与所述故障点之间距离所述第k辆运行列车最近的车站是否为空闲状态，具体包括：

比较所述第k辆运行列车的实时列车位置和所述车站序列中车站的车站位置，得到所述第k辆运行列车至所述故障点之间距离所述第k辆运行列车最近的车站；

根据所述列车序列中运行列车的实时列车位置和所述运行状态，判断所述距离所述第k辆运行列车最近的车站是否有正在停站且为扣车的运行列车，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果为是，则所述距离所述第k辆运行列车最近的车站为非空闲状态；

若所述第二判断结果为否，则所述距离所述第k辆运行列车最近的车站为空闲状态。

可选的，在所述向所述第k辆运行列车的车载子系统发送将所述第k辆运行列车扣停在当前位置的扣车指令之后，还包括：

获取处置所述故障和/或应急条件的处置时间；

若所述处置时间大于预设扣车时间，则向扣停在车站的所述运行列车的车载子系统发送清客移车指令；所述清客移车指令为所述运行列车清客后驶入并扣停在地铁的运行区间。

一种基于地铁故障及应急条件的扣车系统，包括：

获取模块，用于获取发生故障和/或应急条件的故障点，以及沿列车运行方向所述故障点之前的每个车站的车站位置和每辆运行列车的实时列车位置；

车站排序模块，用于根据所述车站位置计算每个所述车站至所述故障点的车站距离，并根据所述车站距离对所述车站进行排序，得到车站序列；

运行列车排序模块，用于根据所述实时列车位置计算每辆所述运行列车至所述故障点的列车距离，并根据所述列车距离对所述运行列车进行排序，得到列车序列；

运行状态获取模块，用于更新所述列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取所述列车序列中每辆运行列车的运行状态；

第一判断模块，用于根据所述列车序列中第k辆运行列车的运行状态和所述车站序列判断所述第k辆运行列车与所述故障点之间距离所述第k辆运行列车最近的车站是否为空闲状态，得到第一判断结果；

车站扣车模块，用于当所述第一判断结果为是时，向所述第k辆运行列车的车载子系统发送将所述第k辆运行列车扣停在所述第k辆运行列车与所述列车序列中第k-1辆运行列车之间距离所述第k-1辆运行列车最近的车站的扣车指令；

当前位置扣车模块，用于当所述第一判断结果为否时，向所述第k辆运行列车的车载子系统发送将所述第k辆运行列车扣停在当前位置的扣车指令；

返回模块，用于令k+1，返回“更新所述列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取所述列车序列中每辆运行列车的运行状态”。

可选的，所述车站排序模块，具体包括：

车站距离计算单元，用于根据所述车站位置和公式D^sta＝S^sta-X计算每个所述车站至所述故障点的车站距离；式中，D^sta表示车站距离，S^sta表示车站位置，X表示所述故障点的位置；

车站排序单元，用于根据所有所述车站距离从小至大的顺序对所有所述车站进行排序，得到车站序列。

可选的，所述运行列车排序模块，具体包括：

列车距离计算单元，用于根据所述实时列车位置和公式D^tra＝S^tra-X计算每辆所述运行列车至所述故障点的列车距离；式中，D^tra表示列车距离，S^tra表示实时列车位置，X表示所述故障点的位置；

运行列车排序单元，用于根据所有所述列车距离从小至大的顺序对所有所述运行列车进行排序，得到列车序列。

可选的，所述第一判断模块，具体包括：

最近车站获取单元，用于比较所述第k辆运行列车的实时列车位置和所述车站序列中车站的车站位置，得到所述第k辆运行列车至所述故障点之间距离所述第k辆运行列车最近的车站；

第二判断单元，用于根据所述列车序列中运行列车的实时列车位置和所述运行状态，判断所述距离所述第k辆运行列车最近的车站是否有正在停站且为扣车的运行列车，得到第二判断结果；

是单元，用于当所述第二判断结果为是时，所述距离所述第k辆运行列车最近的车站为非空闲状态；

否单元，用于当所述第二判断结果为否时，所述距离所述第k辆运行列车最近的车站为空闲状态。

可选的，所述基于地铁故障及应急条件的扣车系统还包括：

处置时间获取模块，用于获取处置所述故障和/或应急条件的处置时间；

移车模块，用于当所述处置时间大于预设扣车时间时，向扣停在车站的所述运行列车的车载子系统发送清客移车指令；所述清客移车指令为所述运行列车清客后驶入并扣停在地铁的运行区间。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种基于地铁故障及应急条件的扣车方法及系统。该方法包括：获取发生故障和/或应急条件的故障点，以及沿列车运行方向故障点之前的每个车站的车站位置和每辆运行列车的实时列车位置；根据车站位置计算每个车站至故障点的车站距离，并根据车站距离对车站进行排序，得到车站序列；根据实时列车位置计算每辆运行列车至故障点的列车距离，并根据列车距离对运行列车进行排序，得到列车序列；更新列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取列车序列中每辆运行列车的运行状态；根据列车序列中第k辆运行列车的运行状态和车站序列判断第k辆运行列车与故障点之间距离第k辆运行列车最近的车站是否为空闲状态，得到第一判断结果；若第一判断结果为是，则向第k辆运行列车的车载子系统发送将第k辆运行列车扣停在第k辆运行列车与列车序列中第k-1辆运行列车之间距离第k-1辆运行列车最近的车站的扣车指令；若第一判断结果为否，则向第k辆运行列车的车载子系统发送将第k辆运行列车扣停在当前位置的扣车指令；令k+1，返回“更新列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取列车序列中每辆运行列车的运行状态”。本发明利用列车运行控制系统，通过故障点、车站位置、实时列车位置和运行列车的运行状态，判断是将运行列车扣停在空闲状态的车站，还是扣停在当前位置，并将相应的扣车指令发送至运行列车的车载子系统，替代故障和/或应急条件下调度人员人工通过电话对各车次逐一扣车的方式，大幅减少行车调度指挥过程中对列车的复杂、频繁操作，实现自动智能扣车，提高了工作效率和发生突发事件时列车运行的处置效率，减轻调度人员的工作压力。

保障面向故障和/或应急条件下的服务水平，在高密度行车条件下，故障发生后，根据故障和/或应急条件的发生时间，充分利用车站停车资源，自动合理调整列车扣停位置，使列车尽可能扣停在车站，尽量避免列车在区间停车，并且在故障修复时间较长的情况下，使扣停在运行区间的载客列车进入车站，降低区间扣车对乘客造成的负面影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的基于地铁故障及应急条件的扣车方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的扣车与抬车方法确定扣停地点的流程图；

图3为本发明实施例所提供的扣停列车驶入对向站台的示意图；

图4为本发明实施例所提供的扣停列车退行至后方车站示意图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于地铁故障及应急条件的扣车方法及系统，以解决现有扣车方式工作效率低的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例提供一种基于地铁故障及应急条件的扣车方法，应用于一种列车运行控制系统，列车运行控制系统(Chinese Train Control System，CTCS)包括：地面子系统和车载子系统。

地面子系统与车载子系统无线连接；地面子系统通过应答器与车载子系统的报文通信确定列车的位置以及运行状态。列车的运行状态主要包括：列车在车站停靠、正在出站以及在运行区间运行三类。

地面子系统用于根据故障和/或应急条件信息、车站信息和运行列车信息判断是否扣车，并将扣车指令发送至车载子系统。故障和/或应急条件信息包括发生故障和/或应急条件的故障点的位置，车站信息包括每个车站(站台)的车站位置，运行列车信息包括每辆运行列车的实时列车位置和运行状态。地面子系统还用于储存地铁线路拓扑结构等信息，并在发生故障和/或处于应急条件下时，及时获取各列车的实时位置及运行状态。地铁线路拓扑结构信息包括各车站位置及车站的配线线型；车站的配线线型主要是指折返线的有无以及库线的数量，例如站前单折返线、站前双折返线、站后单折返线和站后双折返线等。

车载子系统设置于运行列车上，车载子系统用于接收扣车指令后，使运行列车停车；还用于储存线路数据库。线路数据库用于储存停车点、轨道分区和道岔等数据，停车点为扣停列车的地方。

图1为本发明实施例所提供的基于地铁故障及应急条件的扣车方法的流程图，参见图1，基于地铁故障及应急条件的扣车方法包括：

步骤101，获取发生故障和/或应急条件的故障点，以及沿列车运行方向故障点之前的每个车站的车站位置和每辆运行列车的实时列车位置。故障点之前的路段为始发站至故障点之间的列车运行路段。

步骤102，根据车站位置计算每个车站至故障点的车站距离，并根据车站距离对车站进行排序，得到车站序列。

步骤102具体包括：

根据车站位置和公式(1)分别计算每个车站至故障点的车站距离。

D^sta＝S^sta-X (1)

式中，D^sta表示车站距离，S^sta表示车站位置，X表示故障点的位置。车站距离为沿列车运行轨迹车站至故障点的距离。

根据所有车站距离从小至大的顺序对所有车站进行排序，得到车站序列。并对车站序列中的车站按车站距离从小至大的顺序编号。

步骤103，根据实时列车位置计算每辆运行列车至故障点的列车距离，并根据列车距离对运行列车进行排序，得到列车序列。

步骤103具体包括：

根据实时列车位置和公式(2)分别计算每辆运行列车至故障点的列车距离。

D^tra＝S^tra-X (2)

式中，D^tra表示列车距离，S^tra表示实时列车位置，X表示故障点的位置。列车距离为沿列车运行轨迹运行列车至故障点的距离。

根据所有列车距离从小至大的顺序对所有运行列车进行排序，得到列车序列。并对列车序列中的运行列车按列车距离从小至大的顺序编号。

步骤104，更新列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取列车序列中每辆运行列车的运行状态。

步骤105，根据列车序列中第k辆运行列车的运行状态和车站序列判断第k辆运行列车与故障点之间距离第k辆运行列车最近的车站是否为空闲状态，得到第一判断结果。列车序列中共有K辆运行列车，k表示列车序号。

步骤105具体包括：

比较第k辆运行列车的实时列车位置和车站序列中车站的车站位置，得到第k辆运行列车至故障点之间距离第k辆运行列车最近的车站。

根据列车序列中运行列车的实时列车位置和运行状态，判断距离第k辆运行列车最近的车站是否有正在停站且为扣车的运行列车，得到第二判断结果。

若第二判断结果为是，则距离第k辆运行列车最近的车站为非空闲状态。

若第二判断结果为否，则距离第k辆运行列车最近的车站为空闲状态。

步骤106，若第一判断结果为是，则向第k辆运行列车的车载子系统发送将第k辆运行列车扣停在第k辆运行列车与列车序列中第k-1辆运行列车之间距离第k-1辆运行列车最近的车站的扣车指令。

步骤107，若第一判断结果为否，则向第k辆运行列车的车载子系统发送将第k辆运行列车扣停在当前位置的扣车指令。对于正在出站的运行列车，为防止紧急制动，正在出站的运行列车的扣停位置为当前位置加预设停车阈值。

步骤107具体包括：

判断第k辆运行列车的运行状态是否为正在出站。

若第k辆运行列车的运行状态为正在出站，则第k辆运行列车的扣停位置为第k辆运行列车运行的当前位置加上预设停车阈值。

若第k辆运行列车的运行状态不是正在出站，则第k辆运行列车的扣停位置为第k辆运行列车运行的当前位置。

步骤108之前还包括：判断第k辆运行列车是否为列车序列中的最后一辆运行列车，得到第三判断结果。

若第三判断结果为是，则输出列车序列中所有运行列车的运行状态和扣车位置。第三判断结果为是即第k辆运行列车是列车序列中的最后一辆运行列车。本实施例按照列车序列中的列车顺序判断运行列车的扣停位置，即从未经过故障点且距离故障点最近的第一辆运行列车开始判断，当对第k辆运行列车发送扣车指令后且第k辆运行列车为列车序列中的最后一辆运行列车时，表明列车序列中所有运行列车的扣停位置均已确定。输出运行列车的运行状态和扣车位置后，可以返回步骤101“获取发生故障和/或应急条件的故障点，以及沿列车运行方向故障点之前的每个车站的车站位置和每辆运行列车的实时列车位置”，重新确定故障点。

若第三判断结果为否，则执行步骤108。

步骤108，令k+1，返回步骤104“更新列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取列车序列中每辆运行列车的运行状态”。

基于地铁故障及应急条件的扣车方法，在向第k辆运行列车的车载子系统发送将第k辆运行列车扣停在当前位置的扣车指令之后，还包括：

获取处置故障和/或应急条件的处置时间。

若处置时间大于预设扣车时间，则向扣停在车站的运行列车的车载子系统发送清客移车指令；清客移车指令为载客的运行列车清客后驶入并扣停在地铁的运行区间。具体包括：根据所有运行列车的扣停位置和车站位置，判断扣停在运行区间的运行列车的前方车站中是否有扣停的运行列车，得到第四判断结果。前方车站为扣停在运行区间的运行列车与故障点之间距离扣停在运行区间的运行列车最近的车站。

若第四判断结果为是，则向扣停在车站的运行列车的车载子系统发送清客移车指令。

若第四判断结果为否，则向扣停在运行区间的运行列车的车载子系统发送移车指令；移车指令为运行列车驶入车站。

本实施例还提供一种基于地铁故障及应急条件的扣车系统，包括：

获取模块，用于获取发生故障和/或应急条件的故障点，以及沿列车运行方向故障点之前的每个车站的车站位置和每辆运行列车的实时列车位置。故障点之前的路段为始发站至故障点之间的列车运行路段。

车站排序模块，用于根据车站位置计算每个车站至故障点的车站距离，并根据车站距离对车站进行排序，得到车站序列。

车站排序模块具体包括：

车站距离计算单元，用于根据车站位置和公式(1)分别计算每个车站至故障点的车站距离。

D^sta＝S^sta-X (1)

式中，D^sta表示车站距离，S^sta表示车站位置，X表示故障点的位置。车站距离为沿列车运行轨迹车站至故障点的距离。

车站排序单元，用于根据所有车站距离从小至大的顺序对所有车站进行排序，得到车站序列。并对车站序列中的车站按车站距离从小至大的顺序编号。

运行列车排序模块，用于根据实时列车位置计算每辆运行列车至故障点的列车距离，并根据列车距离对运行列车进行排序，得到列车序列。

运行列车排序模块具体包括：

列车距离计算单元，用于根据实时列车位置和公式(2)分别计算每辆运行列车至故障点的列车距离。

D^tra＝S^tra-X (2)

式中，D^tra表示列车距离，S^tra表示实时列车位置，X表示故障点的位置。列车距离为沿列车运行轨迹运行列车至故障点的距离。

运行列车排序单元，用于根据所有列车距离从小至大的顺序对所有运行列车进行排序，得到列车序列。并对列车序列中的运行列车按列车距离从小至大的顺序编号。

运行状态获取模块，用于更新列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取列车序列中每辆运行列车的运行状态。

第一判断模块，用于根据列车序列中第k辆运行列车的运行状态和车站序列判断第k辆运行列车与故障点之间距离第k辆运行列车最近的车站是否为空闲状态，得到第一判断结果。列车序列中共有K辆运行列车，k表示列车序号。

第一判断模块具体包括：

最近车站获取单元，用于比较第k辆运行列车的实时列车位置和车站序列中车站的车站位置，得到第k辆运行列车至故障点之间距离第k辆运行列车最近的车站。

第二判断单元，用于根据列车序列中运行列车的实时列车位置和运行状态，判断距离第k辆运行列车最近的车站是否有正在停站且为扣车的运行列车，得到第二判断结果。

是单元，用于当第二判断结果为是时，距离第k辆运行列车最近的车站为非空闲状态。

否单元，用于当第二判断结果为否时，距离第k辆运行列车最近的车站为空闲状态。

车站扣车模块，用于当第一判断结果为是时，向第k辆运行列车的车载子系统发送将第k辆运行列车扣停在第k辆运行列车与列车序列中第k-1辆运行列车之间距离第k-1辆运行列车最近的车站的扣车指令。

当前位置扣车模块，用于当第一判断结果为否时，向第k辆运行列车的车载子系统发送将第k辆运行列车扣停在当前位置的扣车指令。对于正在出站的运行列车，为防止紧急制动，正在出站的运行列车的扣停位置为当前位置加预设停车阈值。

当前位置扣车模块具体包括：

正在出站判断单元，用于判断第k辆运行列车的运行状态是否为正在出站。

正在出站状态单元，用于若第k辆运行列车的运行状态为正在出站，则第k辆运行列车的扣停位置为第k辆运行列车运行的当前位置加上预设停车阈值。

当前位置扣车单元，用于若第k辆运行列车的运行状态不是正在出站，则第k辆运行列车的扣停位置为第k辆运行列车运行的当前位置。

第三判断模块，用于判断第k辆运行列车是否为列车序列中的最后一辆运行列车，得到第三判断结果。

列车位置输出单元，用于若第三判断结果为是，则输出列车序列中所有运行列车的运行状态和扣车位置。第三判断结果为是即第k辆运行列车是列车序列中的最后一辆运行列车。本实施例按照列车序列中的列车顺序判断运行列车的扣停位置，即从未经过故障点且距离故障点最近的第一辆运行列车开始判断，当对第k辆运行列车发送扣车指令后且第k辆运行列车为列车序列中的最后一辆运行列车时，表明列车序列中所有运行列车的扣停位置均已确定。输出运行列车的运行状态和扣车位置后，可以执行获取模块，重新确定故障点。

执行返回单元，用于若第三判断结果为否，则执行返回模块。

返回模块，用于令k+1，执行运行状态获取模块。

处置时间获取模块，用于获取处置故障和/或应急条件的处置时间。

移车模块，用于当处置时间大于预设扣车时间时，向扣停在车站的运行列车的车载子系统发送清客移车指令；清客移车指令为载客的运行列车清客后驶入并扣停在地铁的运行区间。

移车模块具体包括：

第四判断单元，用于根据所有运行列车的扣停位置和车站位置，判断扣停在运行区间的运行列车的前方车站中是否有扣停的运行列车，得到第四判断结果。前方车站为扣停在运行区间的运行列车与故障点之间距离扣停在运行区间的运行列车最近的车站。

清客移车指令发送单元，用于当第四判断结果为是时，向扣停在车站的运行列车的车载子系统发送清客移车指令。

移车指令发送单元，用于当第四判断结果为否时，向扣停在运行区间的运行列车的车载子系统发送移车指令；移车指令为运行列车驶入车站。

由于传统的扣车方式需要调度人员在故障及应急情况发生后迅速做出反应，因此，扣车的位置和时机往往是根据调度人员对故障和/或应急条件下各种资源的宏观把握和工作经验临时决定的，并不能保证所有列车都在合理的位置扣停。

此外，在高密度行车的情况下，往往会发生列车数量大于车站数量的情况，换句话说，车站停车资源完全利用后，必然有一部分列车需要在区间扣停。一旦故障修复时间过长，就会给乘客造成严重的负面影响，大大降低运营服务质量。目前调整扣车位置的操作也是由调度人员人工完成的，在出现故障和/或应急条件的复杂场景下，很容易导致这种操作的不及时。

最后，当前的地铁系统设定：正在出站的列车接收到扣车指令会触发列车的紧急制动。当紧急制动缓解且调度员下达抬车指令后，列车只能降级运行，增加区间运行时间，影响行车效率。

综上，现有的扣车方式存在如下缺陷：

1、调度人员需要通过调度电话人工下达调度指令，依次对故障点后续列车进行扣车操作，工作效率低，并且人工处理往往只能根据经验确定扣车数量、扣车地点以及列车的扣停时间等，无法保证处置结果的最优性。另外在高峰时段，当故障和/或应急条件影响很多列列车时，调度人员需要对列车进行复杂的操作，频繁地下达调度指令，大大增加了调度人员的劳动强度。

2、高密度行车条件下，无法智能调整扣车地点，造成载客列车长时间在区间滞留，给乘客带来负面影响。

3、正在出站的列车接收扣车指令后会触发紧急制动，恢复运营时只能降级运行，影响行车效率。

因此，为解决上述缺陷，本实施例还提供一种故障及应急条件下地铁系统智能扣车与抬车方法，应用于列车运行控制系统，列车运行控制系统(Chinese Train ControlSystem，CTCS)包括：地面子系统和车载子系统。地面子系统用于储存地铁线路拓扑结构等信息，并在发生故障和/或处于应急条件下时，及时获取各列车的实时位置及运行状态。地铁线路拓扑结构信息包括各车站位置及车站的配线线型；车站的配线线型主要是指折返线的有无以及库线的数量，例如站前单折返线、站前双折返线、站后单折返线和站后双折返线等。列车的运行状态主要包括：列车在车站停靠、正在出站以及在运行区间运行三类。

车载子系统用于储存用于描述扣停列车的地方、轨道分区和道岔等数据的线路数据库。

地面子系统通过应答器与车载子系统的报文通信确定列车的位置以及运行状态。

扣车与抬车方法包括：

A、故障或应急条件发生后，地面子系统获取故障和/或应急条件发生地点(故障点)，根据故障和/或应急条件发生地点和各列车的实时位置对所有列车的扣停地点进行分配，及时进行扣车操作，防止故障的影响进一步传播。列车的扣停地点为车站和运行区间两种。

图2为本发明实施例所提供的扣车与抬车方法确定扣停地点的流程图。参见图2，步骤A具体包括：

获取故障点X、故障点之前各车站位置

所有运行列车位置

车站占用状态α^sta以及运行状态β^tra。n’表示故障点所在的列车运行轨迹中始发站至故障点之间的车站序号，N表示故障点所在的列车运行轨迹中始发站至故障点之间所有车站的数量，k’表示故障点所在的列车运行轨迹中沿列车运行方向未经过故障点的运行列车序号，K表示故障点所在的列车运行轨迹中沿列车运行方向所有未经过故障点的运行列车的数量。故障点之前即未到达故障点。

计算车站、运行列车位置和故障点之间的距离：

式中，

表示第n’个车站至故障点的车站距离，

表示第n’个车站的车站位置，X表示故障点的位置，

表示第k’辆运行列车至故障点的列车距离，

表示第k’辆运行列车的实时列车位置。

使用排序算法，根据距离

和

按照距离故障点由近及远对所有车站和运行列车进行排序，得到车站序列和列车序列，重新确定故障点之前的车站和运行列车的编号。

判断列车编号是否等于1。

对于列车编号为1，即最接近故障点的运行列车，判断发生故障时该运行列车与故障点之间是否有空闲车站，若有空闲车站，则将该运行列车扣停在故障点之前的第一个车站，否则，令该运行列车在当前位置直接扣车，表示为：

其中，

表示列车序列中第k辆运行列车的扣停位置，

表示第k辆运行列车的实时列车位置，

表示车站序列中第n个车站至故障点的距离，

表示第1辆运行列车至故障点的距离，

表示第1个车站的车站位置，n表示车站序列中车站的编号，k表示列车序列中运行列车的编号。

对于列车编号不为1的运行列车，即k≠1时判断第k辆运行列车的前方区间或车站是否有扣停列车。对于列车编号不为1的运行列车，依次分配后续运行列车的扣车地点，首先计算前方车站编号，然后依次判断后续运行列车的扣车位置。前方区间或车站即第k辆运行列车与故障点之间距离第k辆运行列车最近的区间或车站，前方车站编号：

其中，

表示运行列车k前方的车站，即第k辆运行列车与故障点之间距离第k辆运行列车最近车站；

表示运行列车k至故障点的列车距离，

表示车站n至故障点的车站距离。

若前方区间或车站没有扣停列车，对于正在运行的列车，确定该列车的扣停位置为与该列车距离最近的扣停列车之后的第一个车站扣车。

若该运行列车的前方区间或车站有列车停站且为扣停列车，则判断该运行列车是否正在出站，若否，即该运行列车为正在停站或正在区间运行的列车，则将其扣停在当前位置；对于正在出站的列车，即该运行列车为正在出站的列车，为防止紧急制动，将其扣停在当前位置加上一个余量c(预设停车阈值)的位置上，表示为：

式中，

表示列车序列中第k₁辆运行列车的扣停位置，k₁表示运行列车k的前方区间或车站有停站的列车且为扣停列车的列车编号，

表示运行列车k前方车站的车站位置，

表示运行列车k的运行状态。

判断是否满足终止条件，若是，则输出所有列车的状态或扣车位置；否则，返回“判断列车编号是否等于1”。终止条件为所有列车都确定了扣车位置。

B、获取故障的处置时间，根据处置时间判断是否调整扣车位置。若故障需要长时间修复，从乘客的角度考虑，对扣车位置自动调整，尽量减少故障对于乘客的负面影响。扣车位置调整是在高密度行车且故障需要长时间修复的情况下，列车数量大于车站数量，不能使所有列车扣停在车站，即会有部分列车扣停在区间，此时需将部分扣停在车站的列车进行清客并使其驶入区间，使后续扣停在区间的载客列车能够进入车站，避免载客列车在区间长时间停留。如果前方车站有列车，不能向前行驶，且后续列车已经从车站发出，此时，这列后续列车只能停在区间，无特殊情况不能退行至上一出发车站。

步骤B具体包括：B1、判断处置时间是否大于预设扣车时间，若处置时间大于预设扣车时间，即当故障处置时间较长时，对于区间存在载客扣车的情况，则将载客扣车的列车的前方车站扣停的列车清客并使清客后的列车缓慢驶入清客后的列车的前方区间，使在清客后的列车的后方区间扣停的载客列车能够进入载客扣车的列车的前方车站扣停。本实施例中预设扣车时间为5分钟。

B2、对于第一辆受影响的列车扣停在区间的情况，若在故障和/或应急条件下，该列车的前方或后方车站有可供列车驶向对向站台的折返线时，如图3所示，则向该列车的车载子系统发送对向清客指令，车载子系统接收对向清客指令后，车载子系统安装的自动驾驶控制系统控车，使第一辆扣停列车驶入前方或后方车站的对向站台进行清客；否则向该列车后方车站的扣停列车发送清客退行指令，如图4所示，后方车站的扣停列车接收清客退行指令后清客后退行至区间，地面子系统判断后方车站的扣停列车退行至区间后向第一辆扣停列车发送后退清客指令，第一辆扣停列车接收后退清客指令后驶入后方车站清客。

C、故障修复过程中，根据车站位置和列车扣停位置判断是否对扣停列车下达抬车指令。接收抬车指令的扣停列车按照站间闭塞的制式中途折返后正常运行。

步骤C具体包括：C1、在故障修复过程中若造成线路阻塞，为降低故障对运营产生的影响，采用大小交路运行或使扣停列车中途折返，可以对满足抬车条件的列车下达抬车指令，使接收到抬车指令的列车按照站间闭塞的方式运行到具有折返条件的中间站进行折返后正常运行。抬车条件为前方车站不是本列车的停车点，或者前方车站已经无车，本列车可以运行至前方车站。

D、获取故障修复状态，若故障修复状态表示故障修复，则对所有扣停列车发送抬车指令，使各列车按照移动闭塞制式运行，恢复正常运营状态。

步骤D具体包括：地面子系统判断故障完全修复后，取消所有扣停列车的扣车指令，并向所有扣停列车的车载子系统发送抬车指令，车载子系统自动对扣停列车进行抬车操作，使列车按照移动闭塞制式恢复正常运行。

本实施例的故障及应急条件下地铁系统智能扣车与抬车方法，在当前扣车方法的基础上，实现自动智能扣车，提高工作效率和发生突发事件时列车运行的处置效率，减轻调度人员的工作压力。此外，在高密度行车条件下，故障发生后，根据故障发生时间，自动合理调整列车扣停位置，减小因区间长时间停车对乘客造成的负面影响。最后，对于正在出站的列车接收扣车指令后，防止其触发紧急制动后降级运行。

本发明的优点：(1)使用智能控制的方法替代了故障和/或应急条件下调度人员通过电话，人工对各车次逐一扣车的方式，大幅减少行车调度指挥过程中对列车的复杂、频繁操作，实现自动智能扣车，提高工作效率和发生突发事件时列车运行的处置效率，减轻调度人员的工作压力；(2)保障面向故障和/或应急条件下的服务水平，在高密度行车条件下，故障发生后，根据故障发生时间，充分利用车站停车资源，自动合理调整列车扣停位置，使列车尽可能扣停在车站，尽量避免列车在区间停车；并且在故障修复时间较长的情况下，使部分扣停在区间的列车进入车站，降低区间扣车对乘客造成的负面影响，减小因区间长时间停车对乘客造成的负面影响；(3)对于正在出站的列车接收扣车指令后，防止其触发紧急制动后降级运行，避免了现有扣车方式下正在出站的列车接收扣车指令后触发紧急制动的情况，以及列车紧急制动后降级运行对运营产生的影响。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于地铁故障及应急条件的扣车方法，其特征在于，应用于一种列车运行控制系统，所述列车运行控制系统包括：地面子系统和车载子系统；

所述地面子系统与所述车载子系统无线连接；所述地面子系统用于根据故障和/或应急条件信息、车站信息和运行列车信息判断是否扣车，并将扣车指令发送至所述车载子系统；

所述车载子系统设置于运行列车上，所述车载子系统用于接收所述扣车指令后，使所述运行列车停车；

所述扣车方法包括：

获取发生故障和/或应急条件的故障点，以及沿列车运行方向所述故障点之前的每个车站的车站位置和每辆运行列车的实时列车位置；

根据所述车站位置计算每个所述车站至所述故障点的车站距离，并根据所述车站距离对所述车站进行排序，得到车站序列；

根据所述实时列车位置计算每辆所述运行列车至所述故障点的列车距离，并根据所述列车距离对所述运行列车进行排序，得到列车序列；

更新所述列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取所述列车序列中每辆运行列车的运行状态；

根据所述列车序列中第k辆运行列车的运行状态和所述车站序列判断所述第k辆运行列车与所述故障点之间距离所述第k辆运行列车最近的车站是否为空闲状态，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果为是，则向所述第k辆运行列车的车载子系统发送将所述第k辆运行列车扣停在所述第k辆运行列车与所述列车序列中第k-1辆运行列车之间距离所述第k-1辆运行列车最近的车站的扣车指令；

若所述第一判断结果为否，则向所述第k辆运行列车的车载子系统发送将所述第k辆运行列车扣停在当前位置的扣车指令；

令k+1，返回“更新所述列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取所述列车序列中每辆运行列车的运行状态”。

2.根据权利要求1所述的基于地铁故障及应急条件的扣车方法，其特征在于，所述根据所述车站位置计算每个所述车站至所述故障点的车站距离，并根据所述车站距离对所述车站进行排序，得到车站序列，具体包括：

根据所述车站位置和公式D^sta＝S^sta-X计算每个所述车站至所述故障点的车站距离；式中，D^sta表示车站距离，S^sta表示车站位置，X表示所述故障点的位置；

根据所有所述车站距离从小至大的顺序对所有所述车站进行排序，得到车站序列。

3.根据权利要求1所述的基于地铁故障及应急条件的扣车方法，其特征在于，所述根据所述实时列车位置计算每辆所述运行列车至所述故障点的列车距离，并根据所述列车距离对所述运行列车进行排序，得到列车序列，具体包括：

根据所述实时列车位置和公式D^tra＝S^tra-X计算每辆所述运行列车至所述故障点的列车距离；式中，D^tra表示列车距离，S^tra表示实时列车位置，X表示所述故障点的位置；

根据所有所述列车距离从小至大的顺序对所有所述运行列车进行排序，得到列车序列。

4.根据权利要求1所述的基于地铁故障及应急条件的扣车方法，其特征在于，所述根据所述列车序列中第k辆运行列车的运行状态和所述车站序列判断所述第k辆运行列车与所述故障点之间距离所述第k辆运行列车最近的车站是否为空闲状态，具体包括：

比较所述第k辆运行列车的实时列车位置和所述车站序列中车站的车站位置，得到所述第k辆运行列车至所述故障点之间距离所述第k辆运行列车最近的车站；

根据所述列车序列中运行列车的实时列车位置和所述运行状态，判断所述距离所述第k辆运行列车最近的车站是否有正在停站且为扣车的运行列车，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果为是，则所述距离所述第k辆运行列车最近的车站为非空闲状态；

若所述第二判断结果为否，则所述距离所述第k辆运行列车最近的车站为空闲状态。

5.根据权利要求1所述的基于地铁故障及应急条件的扣车方法，其特征在于，在所述向所述第k辆运行列车的车载子系统发送将所述第k辆运行列车扣停在当前位置的扣车指令之后，还包括：

获取处置所述故障和/或应急条件的处置时间；

若所述处置时间大于预设扣车时间，则向扣停在车站的所述运行列车的车载子系统发送清客移车指令；所述清客移车指令为所述运行列车清客后驶入并扣停在地铁的运行区间。

6.一种基于地铁故障及应急条件的扣车系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取发生故障和/或应急条件的故障点，以及沿列车运行方向所述故障点之前的每个车站的车站位置和每辆运行列车的实时列车位置；

车站排序模块，用于根据所述车站位置计算每个所述车站至所述故障点的车站距离，并根据所述车站距离对所述车站进行排序，得到车站序列；

运行列车排序模块，用于根据所述实时列车位置计算每辆所述运行列车至所述故障点的列车距离，并根据所述列车距离对所述运行列车进行排序，得到列车序列；

运行状态获取模块，用于更新所述列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取所述列车序列中每辆运行列车的运行状态；

第一判断模块，用于根据所述列车序列中第k辆运行列车的运行状态和所述车站序列判断所述第k辆运行列车与所述故障点之间距离所述第k辆运行列车最近的车站是否为空闲状态，得到第一判断结果；

车站扣车模块，用于当所述第一判断结果为是时，向所述第k辆运行列车的车载子系统发送将所述第k辆运行列车扣停在所述第k辆运行列车与所述列车序列中第k-1辆运行列车之间距离所述第k-1辆运行列车最近的车站的扣车指令；

当前位置扣车模块，用于当所述第一判断结果为否时，向所述第k辆运行列车的车载子系统发送将所述第k辆运行列车扣停在当前位置的扣车指令；

返回模块，用于令k+1，返回“更新所述列车序列中每辆运行列车的实时列车位置，并获取所述列车序列中每辆运行列车的运行状态”。

7.根据权利要求6所述的基于地铁故障及应急条件的扣车系统，其特征在于，所述车站排序模块，具体包括：

车站距离计算单元，用于根据所述车站位置和公式D^sta＝S^sta-X计算每个所述车站至所述故障点的车站距离；式中，D^sta表示车站距离，S^sta表示车站位置，X表示所述故障点的位置；

车站排序单元，用于根据所有所述车站距离从小至大的顺序对所有所述车站进行排序，得到车站序列。

8.根据权利要求6所述的基于地铁故障及应急条件的扣车系统，其特征在于，所述运行列车排序模块，具体包括：

列车距离计算单元，用于根据所述实时列车位置和公式D^tra＝S^tra-X计算每辆所述运行列车至所述故障点的列车距离；式中，D^tra表示列车距离，S^tra表示实时列车位置，X表示所述故障点的位置；

运行列车排序单元，用于根据所有所述列车距离从小至大的顺序对所有所述运行列车进行排序，得到列车序列。

9.根据权利要求6所述的基于地铁故障及应急条件的扣车系统，其特征在于，所述第一判断模块，具体包括：

最近车站获取单元，用于比较所述第k辆运行列车的实时列车位置和所述车站序列中车站的车站位置，得到所述第k辆运行列车至所述故障点之间距离所述第k辆运行列车最近的车站；

第二判断单元，用于根据所述列车序列中运行列车的实时列车位置和所述运行状态，判断所述距离所述第k辆运行列车最近的车站是否有正在停站且为扣车的运行列车，得到第二判断结果；

是单元，用于当所述第二判断结果为是时，所述距离所述第k辆运行列车最近的车站为非空闲状态；

否单元，用于当所述第二判断结果为否时，所述距离所述第k辆运行列车最近的车站为空闲状态。

10.根据权利要求6所述的基于地铁故障及应急条件的扣车系统，其特征在于，所述基于地铁故障及应急条件的扣车系统还包括：

处置时间获取模块，用于获取处置所述故障和/或应急条件的处置时间；

移车模块，用于当所述处置时间大于预设扣车时间时，向扣停在车站的所述运行列车的车载子系统发送清客移车指令；所述清客移车指令为所述运行列车清客后驶入并扣停在地铁的运行区间。

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