CN112298279A - 一种轨道交通全自动运行蠕动模式的分级控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轨道交通全自动运行蠕动模式的分级控制方法及装置，该装置包括车载控制器CC，为信号系统控制列车行驶的核心控制器，在信号系统控制模式下，用于发出牵引和制动指令；列车控制单元VCU，为列车在正常控制模式下的控制管理单元，在列车TCMS网络故障可识别故障并通知车载控制器CC；牵引控制单元TCU，为列车用于控制牵引指令的控制单元，其根据牵引指令及级位，控制牵引系统的执行机构对列车实施牵引；制动控制单元BCU，为列车用于控制制动指令的控制单元，其根据牵引指令及级位，控制制动系统的执行机构对列车实施牵引。与现有技术相比，本发明具有控制精度高、通用性强、实施成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通信号控制系统，尤其是涉及一种轨道交通全自动运行蠕动模式的分级控制方法及装置。
背景技术
近年来，全自动运行系统已经成为轨道交通智能化、自动化发展的趋势和方向。轨道交通全自动运行列车的蠕动驾驶模式(CAM)作为全自动运行系统中涉及乘客和列车安全的备用功能，可在列车主要控制通信通道中断的情况下确保列车仍有安全运行的保障，是一种降级的全自动运行模式。
蠕动驾驶模式为车辆网络出现故障，或车辆与信号车载设备通信故障时的应急模式。需由中心人工确认后，信号系统启动蠕动模式。列车以蠕动模式运行时，ATP监控列车以不超过25km/h的速度全自动运行当列车以蠕动模式进站并精确停车后，应施加紧急制动以防止列车移动，等待人工处理。
在蠕动模式下，虽然车辆出现了故障，但信号系统车载设备仍需要通过某种方式对车辆的牵引和制动系统进行控制，以实现列车在车站的精确停车。现有的蠕动模式控制方法通常有以下几种：
1、通过TCMS网络实现牵引/制动控制；
2、通过单一的硬线码位实现牵引/制动控制；
3、通过电流环实现牵引/制动控制；
4、通过PWM信号实现牵引/制动控制；
然而，以上几种现有的控制方法均存在着一定的缺点：
1、在列车正常进行全自动运行时，牵引/制动的控制命令一般都由信号系统通过TCMS网络接口将精确的牵引、制动指令发送至列车的执行单元。但在TCMS网络接口通常已出现一定程度的故障，列车需要进入蠕动模式运行时，TCMS网络接口往往已无法安全、可靠地完成牵引/制动的控制命令的传送。
2、由于在蠕动模式下，为了保证列车上的乘客能够安全地在下一个车站站台下车清客，列车依然需要实现车门与屏蔽门的对位，这使得列车仍然需要通过控制实现精确的停车。但仅利用单一的硬线码位(牵引/制动)无法实现列车在站台的精准对位，往往会导致清客时乘客的安全性及清客的效率受到影响。
3、在轨道交通列车车载设备中，车载信号系统与车辆控制单元对于模拟量信号(电流或电压)的输出和采集无法直接到达执行器，往往需要借助额外的信号适配模块，用以满足不同信号标准之间的转换，大大增加了接口实现的成本。
4、PWM脉宽调制信号并不是一种标准的信号与车辆接口方式，使用这种接口方式时对于输入源的需求差异较大，信号系统车载设备与车辆控制设备往往都需要额外增加PWM编码器和解码器，其接口成本将大幅增加。
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轨道交通全自动运行蠕动模式的分级控制方法及装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的一个方面，提供了一种轨道交通全自动运行蠕动模式的分级控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤1)列车控制单元VCU检测到TCMS网络故障并通过车载控制器CC向调度中心发送告警信息，通知调度终端；
步骤2)调度终端授权车载控制器CC进入蠕动模式；
步骤3)车载控制器CC输出蠕动模式信号，并通知牵引控制单元TCU、制动控制单元BCU当前已进入蠕动控制模式；
步骤4)车载控制器CC以蠕动模式控制列车以不超过设定车速行驶；
步骤5)车载控制器CC根据当前列车速度计算应施加牵引或制动，若当前应施加牵引，则执行步骤6)，若当前应施加制动，则执行步骤8)；
步骤6)计算当前牵引力对应牵引级位1至级位8所在的区间范围；
步骤7)根据牵引力所在的区间范围，通过牵引指令信号接口、控制级位1信号接口、控制级位2信号接口、控制级位3信号接口输出相应的控制指令，并返回步骤5)；
步骤8)计算当前制动力对应制动级位1～级位8所在的区间范围；
步骤9)根据制动力所在的区间范围，通过制动指令信号接口、控制级位1信号接口、控制级位2信号接口、控制级位3信号接口输出相应的控制指令，并返回步骤5)。
作为优选的技术方案，所述的步骤4)中的设定车速为25km/h。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于所述的轨道交通全自动运行蠕动模式的分级控制方法的装置，包括：
车载控制器CC，为信号系统控制列车行驶的核心控制器，在信号系统控制模式下，用于发出牵引和制动指令；
列车控制单元VCU，为列车在正常控制模式下的控制管理单元，在列车TCMS网络故障可识别故障并通知车载控制器CC；
牵引控制单元TCU，为列车用于控制牵引指令的控制单元，其根据牵引指令及级位，控制牵引系统的执行机构对列车实施牵引；
制动控制单元BCU，为列车用于控制制动指令的控制单元，其根据牵引指令及级位，控制制动系统的执行机构对列车实施牵引。
作为优选的技术方案，所述的装置还包括：
蠕动模式信号接口：用于控制当前是否处于蠕动模式的信号接口，利用高/低电平区分不同的状态。
作为优选的技术方案，所述的装置还包括：
牵引指令信号接口：用于控制当前是否输出牵引指令的信号接口，利用高/低电平区分不同的状态。
作为优选的技术方案，所述的装置还包括：
制动指令信号接口：用于控制当前是否输出制动指令的信号接口，利用高/低电平区分不同的状态。
作为优选的技术方案，所述的装置还包括：
控制级位1信号接口、控制级位2信号接口、控制级位3信号接口：用于控制当前输出牵引或制动指令级位的信号接口，利用高电平或低电平及不同的真值组合区分级位区间。
作为优选的技术方案，所述的车载控制器CC通过蠕动模式信号接口、牵引指令信号接口、制动指令信号接口、控制级位1信号接口、控制级位2信号接口、控制级位3信号接口与牵引控制单元TCU连接。
作为优选的技术方案，所述的车载控制器CC通过蠕动模式信号接口、牵引指令信号接口、制动指令信号接口、控制级位1信号接口、控制级位2信号接口、控制级位3信号接口与制动控制单元BCU连接。
作为优选的技术方案，所述的车载控制器CC、列车控制单元VCU、牵引控制单元TCU和制动控制单元BCU两两之间通过TCMS网络连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、控制精度高：列车在蠕动模式下，其TCMS网络往往处于故障状态，主用的精度较高的控制接口处于不可用状态，相比现有的单一信号控制的方式，本发明所采用的编码控制方式可很好解决控制精度问题，达到精准停站的目标。
2、通用性强：现有的蠕动模式实现所采用接口控制方式，对于不同的信号系统、车辆控制系统厂商均没有标准接口，往往需要通过额外增加不同型号的信号转换设备或不同设计的转换电路解决信号接口的适配问题，本发明的接口方式可解决接口通用性的难题。
3、实施成本低：相比现有的控制方式，本发明所采用的接口形式、控制方式无需额外增加任何接口转换设备或电路，大大降低了实施成本。
附图说明
图1为本发明的工作流程图；
图2为本发明的硬件结构示意图；
图3为本发明的硬件模块接口示意图。
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1所示，一种轨道交通全自动运行蠕动模式的分级控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，列车控制单元VCU检测到TCMS网络故障并通过车载控制器CC向中心发送告警信息，通知调度终端。
步骤2，调度终端授权车载控制器CC进入蠕动模式；
步骤3，车载控制器CC输出蠕动模式信号，通知牵引控制单元TCU、制动控制单元BCU当前已进入蠕动控制模式。
步骤4，车载控制器CC以蠕动模式控制列车以不超过25km/h的车速行驶。
步骤5，车载控制器CC根据当前列车速度计算应施加牵引或制动。若当前应施加牵引，则执行步骤6)，若当前应施加制动则执行步骤8)。
步骤6，计算当前牵引力对应牵引级位1～级位8所在的区间范围。区间范围分布如表1所示。
步骤7，根据牵引力所在的区间范围，通过牵引指令信号接口、控制级位1信号接口、控制级位2信号接口、控制级位3信号接口输出相应的控制指令，控制指令的组合如表1所示，并返回步骤5)。
步骤8，计算当前制动力对应制动级位1～级位8所在的区间范围。区间范围分布如表1所示。
9)根据制动力所在的区间范围，通过制动指令信号接口、控制级位1信号接口、控制级位2信号接口、控制级位3信号接口输出相应的控制指令，控制指令的组合如表1所示，并返回步骤5)。
表1
如图3所示，一种轨道交通全自动运行蠕动模式的分级控制装置，该装置包括设备模块a车载控制器CC、模块b列车控制单元VCU、模块c牵引控制单元TCU、模块d制动控制单元BCU、接口e蠕动模式信号接口、接口f牵引指令信号接口、接口g制动指令信号接口、接口h控制级位1信号接口、接口i控制级位2信号接口、接口j控制级位3信号接口。
对各模块进行阐述：
1、模块a车载控制器CC：该控制器是信号系统控制列车行驶的核心控制器，在信号系统控制模式下，牵引/制动指令由其发出。
2、模块b列车控制单元VCU：该控制单元是列车在正常控制模式下的控制管理单元，在列车TCMS网络故障可识别故障并通知车载控制器CC。
3、模块c牵引控制单元TCU：该控制单元是列车用于控制牵引指令的控制单元，其根据牵引指令及级位，控制牵引系统的执行机构对列车实施牵引。
4、模块d制动控制单元BCU：该控制单元是列车用于控制制动指令的控制单元，其根据牵引指令及级位，控制制动系统的执行机构对列车实施牵引。
5、接口e蠕动模式信号接口：用于控制当前是否处于蠕动模式的信号接口，利用高/低电平区分不同的状态；
6、接口f牵引指令信号接口：用于控制当前是否输出牵引指令的信号接口，利用高/低电平区分不同的状态。高电平为实施牵引，低电平为不实施牵引。
7、接口g制动指令信号接口：用于控制当前是否输出制动指令的信号接口，利用高/低电平区分不同的状态。高电平为实施制动，低电平为不实施制动。
8、接口h控制级位1信号接口、接口i控制级位2信号接口、接口j控制级位3信号接口：用于控制当前输出牵引/制动指令级位的信号接口，利用高/低电平及不同的真值组合区分级位区间，如图3所示。
模块a车载控制器CC通过接口e蠕动模式信号接口、接口f牵引指令信号接口、接口g制动指令信号接口、接口h控制级位1信号接口、接口i控制级位2信号接口、接口j控制级位3信号接口与牵引控制单元TCU、制动控制单元BCU连接。
本发明已经被应用于轨道交通全自动运行系统中，其可在列车TCMS网络故障的情况下，在中心调度授权后，自主帮助列车在无司机干预的条件下，以低速行驶到下一个车站实现列车的精准停站和清客。该系统用于上海轨道交通18号线、成都轨道交通9号线等信号项目中，经动车测试，证明完全能满足现场需求。
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)
1.一种轨道交通全自动运行蠕动模式的分级控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1)列车控制单元VCU检测到TCMS网络故障并通过车载控制器CC向调度中心发送告警信息，通知调度终端；
步骤2)调度终端授权车载控制器CC进入蠕动模式；
步骤3)车载控制器CC输出蠕动模式信号，并通知牵引控制单元TCU、制动控制单元BCU当前已进入蠕动控制模式；
步骤4)车载控制器CC以蠕动模式控制列车以不超过设定车速行驶；
步骤5)车载控制器CC根据当前列车速度计算应施加牵引或制动，若当前应施加牵引，则执行步骤6)，若当前应施加制动，则执行步骤8)；
步骤6)计算当前牵引力对应牵引级位1至级位8所在的区间范围；
步骤7)根据牵引力所在的区间范围，通过牵引指令信号接口、控制级位1信号接口、控制级位2信号接口、控制级位3信号接口输出相应的控制指令，并返回步骤5)；
步骤8)计算当前制动力对应制动级位1～级位8所在的区间范围；
步骤9)根据制动力所在的区间范围，通过制动指令信号接口、控制级位1信号接口、控制级位2信号接口、控制级位3信号接口输出相应的控制指令，并返回步骤5)。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通全自动运行蠕动模式的分级控制方法，其特征在于，所述的步骤4)中的设定车速为25km/h。
3.一种用于权利要求1所述的轨道交通全自动运行蠕动模式的分级控制方法的装置，其特征在于，包括：
车载控制器CC，为信号系统控制列车行驶的核心控制器，在信号系统控制模式下，用于发出牵引和制动指令；
列车控制单元VCU，为列车在正常控制模式下的控制管理单元，在列车TCMS网络故障可识别故障并通知车载控制器CC；
牵引控制单元TCU，为列车用于控制牵引指令的控制单元，其根据牵引指令及级位，控制牵引系统的执行机构对列车实施牵引；
制动控制单元BCU，为列车用于控制制动指令的控制单元，其根据牵引指令及级位，控制制动系统的执行机构对列车实施牵引。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括：
蠕动模式信号接口：用于控制当前是否处于蠕动模式的信号接口，利用高/低电平区分不同的状态。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括：
牵引指令信号接口：用于控制当前是否输出牵引指令的信号接口，利用高/低电平区分不同的状态。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括：
制动指令信号接口：用于控制当前是否输出制动指令的信号接口，利用高/低电平区分不同的状态。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括：
控制级位1信号接口、控制级位2信号接口、控制级位3信号接口：用于控制当前输出牵引或制动指令级位的信号接口，利用高电平或低电平及不同的真值组合区分级位区间。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的车载控制器CC通过蠕动模式信号接口、牵引指令信号接口、制动指令信号接口、控制级位1信号接口、控制级位2信号接口、控制级位3信号接口与牵引控制单元TCU连接。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的车载控制器CC通过蠕动模式信号接口、牵引指令信号接口、制动指令信号接口、控制级位1信号接口、控制级位2信号接口、控制级位3信号接口与制动控制单元BCU连接。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的车载控制器CC、列车控制单元VCU、牵引控制单元TCU和制动控制单元BCU两两之间通过TCMS网络连接。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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