CN112429047B - 一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法，该方法通过将列车时延防护与最小完整列车对应，在联挂作业时独立维护每个最小完整列车对应的列车时延防护；并在轨旁ATP内部采用多列车时延防护模型描述联挂列车，无论列车是否联挂，均按照最小列车编组计算列车时延防护，实现列车在任意地点联挂和解编。与现有技术相比，本发明具有自动向下兼容既有轨旁ATP架构、灵活性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通信号安全控制技术领域，尤其是涉及一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法。
背景技术
基于通信的自动列车控制系统(Communication Based Train Control,CBTC)的核心“自动列车保护系统”(ATP)由轨旁和车载两部分组成，其中轨旁部分主要负责采集轨旁设备和列车信息，为线路上所有列车计算移动授权并发送至车载ATP。轨道上的列车序列是轨旁ATP计算移动授权的重要依据。为了解决列车靠近时，由于报文异步、定位误差问题而造成的车载ATP报告给轨旁ATP的安全定位重叠、导致轨旁ATP无法直接根据列车位置坐标计算列车序列问题，以及通信列车和非通信列车的统一描述问题，列车时延防护被引入到轨旁ATP的建模中，例如中国专利公开号CN108569313A公开的一种基于时延防护的列车管理方法。
在信号系统需要实现联挂功能时，轨旁ATP需要解决列车执行联挂作业时的列车合并问题；在执行解编作业时，需要解决列车拆分问题。这要求轨旁ATP管理联挂解编作业过程中列车完整性动态管理的问题，极大加深了列车序列管理的难度。
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自动向下兼容既有轨旁ATP架构、灵活性高的基于多列车时延防护的联挂列车控制方法，解决了联挂解编作业中列车合并、拆分问题的管理难点，也使得联挂、解编操作可以在线进行，且不受联挂区域限制。
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，提供了一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法，该方法通过将列车时延防护与最小完整列车对应，在联挂作业时独立维护每个最小完整列车对应的列车时延防护；并在轨旁ATP内部采用多列车时延防护模型描述联挂列车，无论列车是否联挂，均按照最小列车编组计算列车时延防护，实现列车在任意地点联挂和解编。
作为优选的技术方案，该方法具体包括以下步骤：
步骤A：轨旁ATP持续从执行联挂作业的列车处获取位置报告和联挂状态信息，并为所有参与联挂的列车时延防护独立计算移动授权，该移动授权位置由联挂状态和列车位置共同决定；
步骤B：轨旁ATP根据列车位置报告和当前联挂状态，在通过列车时延防护保证列车序列不错位的前提下为每列参与联挂列车独立计算时延防护；
步骤C：轨旁ATP在所有参与联挂列车发送信息一致后，确认列车联挂完成，并根据执行联挂作业列车独立汇报的联挂状态和位置信息选取当前主控列车；
步骤D：轨旁ATP选取主控列车后，根据主控列车发送信息更新联挂后列车状态并计算移动授权，同时保持与受控列车的通信状态；
步骤E：在联挂状态下，受控列车仍执行测速定位功能，但不再使用移动授权控制列车，所有参与联挂的列车仍独立向轨旁ATP汇报位置和联挂状态信息，；
步骤F：轨旁ATP按固定周期更新所有列车时延防护的联挂状态；
步骤G：联挂状态的主控列车和受控列车在联挂状态或解编过程中同时失去定位或失去通信，轨旁ATP将当前联挂的所有列车时延防护合并为一个默认列车时延防护，并根据列车后续位置报告重新执行列车时延防护重建和筛选流程；
步骤H：轨旁ATP在收到列车发送的联挂状态解除信息后，可直接解除当前联挂的多列车对应时延防护的关联关系，每列参与联挂的列车直接恢复各自独立的时延防护，无需重新筛选。
作为优选的技术方案，所述的步骤A中轨旁ATP计算的移动授权综合考虑了联挂状态和列车位置，所计算的移动授权根据动态规划的轨道状态得出深入被联挂列车内部的距离，可在线路任意轨道位置完成。
作为优选的技术方案，所述的步骤B中轨旁ATP通过列车时延防护的计算和维护自动保证了参与联挂列车的序列关系不会因列车接近、报文异步导致列车位置重叠和错位。
作为优选的技术方案，所述的步骤C中轨旁ATP在确认联挂信息后仍独立维护所有参与联挂列车的时延防护，并根据联挂状态信息选取主控列车。
作为优选的技术方案，所述的步骤D中轨旁ATP在步骤C选取主控列车成功后，将根据主控列车发送的位置报告维护的联挂列车时延防护计算移动授权，对受控列车只维护其时延防护和计算移动授权，是否向受控列车发送移动授权由配置决定。
作为优选的技术方案，所述的步骤E中受控列车在确认自身被联挂状态后，其车载ATP仍需执行与未联挂时相同的安全测速定位功能，并向轨旁ATP汇报，受控列车失去定位或通信中断不影响当前列车运营，只影响后车追踪间隔。
作为优选的技术方案，所述的步骤F中，若轨旁ATP接收的主控列车联挂信息丢失或与受控列车联挂状态冲突，轨旁ATP向所有所述状态异常联挂列车发送无效移动授权。
作为优选的技术方案，所述的步骤H中在车载ATP无故障发生的情况下，轨旁ATP始终为所有参与联挂列车维护独立的列车时延防护，列车可在任意地点解编。
作为优选的技术方案，所述的轨旁ATP自动根据当前的线路状态为解编后的列车时延防护计算独立的移动授权，列车联挂状态仅决定轨旁ATP是否向所述列车发送所计算的移动授权。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明通过将列车时延防护与最小完整列车对应，在联挂作业时独立维护每个最小完整列车对应的列车时延防护，解决了联挂解编作业中列车合并、拆分问题的管理难点，也使得联挂、解编操作可以在线进行，且不受联挂区域限制。
2)本发明利用列车时延防护对列车的位置信息、序列信息、报文传输延时信息、报文异步信息、列车状态变化信息进行了抽象，解决了列车定位重叠、错位问题；列车联挂后，受控列车仍然执行测速定位功能，并按照联挂前模式向轨旁ATP发送位置报告，使得轨旁ATP不需要为联挂列车单独计算列车时延防护；最小编组列车可自由联挂，联挂后不需要分配新的列车身份信息。
3)采用本发明，列车联挂时，轨旁ATP根据列车执行联挂作业的地点，动态规划列车的移动授权，对联挂地点无特殊要求。列车解编时，因主控列车和受控列车在联挂状态下持续发送位置报告，轨旁ATP只需更新主控列车和受控列车的联挂状态，对列车时延防护不需要特殊处理。所以，轨旁ATP对解编区域无特殊要求。
附图说明
图1为轨旁ATP为未执行联挂列车计算移动授权示意图；
图2为轨旁ATP列车为正在执行联挂的列车计算移动授权示意图；
图3为轨旁ATP列车为已完成联挂但联挂信息尚未在轨旁ATP同步的列车计算移动授权和列车时延防护示意图；
图4为轨旁ATP为成功联挂列车计算移动授权和列车时延防护示意图；
图5为轨旁ATP在列车已解编但列车信息尚未同步时移动授权和列车时延防护计算的示意图；
图6为轨旁ATP在列车已解编且列车信息已在轨旁ATP同步时移动授权和列车时延防护计算的示意图；
图7为轨旁ATP在后方列车丢失定位时列车时延防护计算示意图；
图8为轨旁ATP在主控、受控联挂列车均丢失定位时列车时延防护计算示意图；
图9为本发明的工作流程图。
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。
本发明所要解决的技术问题，是通过多列车时延防护对联挂列车的位置信息、序列信息(在线路上的先后关系)进行描述，使轨旁ATP在维护联挂列车时可以采用和非联挂列车相同的方法，保证联挂和解编时均不会有新的列车产生，也不会有列车被移除。
如图9所示流程，步骤A和步骤B是轨旁ATP在列车未成功联挂时，均独立维护所有列车的时延防护，并单独为每列列车计算移动授权。
步骤C和步骤D中，轨旁ATP在列车成功联挂并且计算出主控列车，选取主控列车后，根据主控列车发送信息更新联挂后列车状态并计算移动授权，同时保持与受控列车的通信状态。
步骤E中，列车在联挂状态下，主控和受控列车均保持与轨旁ATP的通信，轨旁ATP为所有主控和受控列车计算列车时延防护。
步骤F和步骤G中，当列车在联挂状态下发生定位丢失和联挂状态丢失时，只要主控列车状态正常，则不影响本列车运营。主控列车和受控列车同时失位会导致列车时延防护降级并合并为一个默认时延防护.
步骤H中，列车成功解编后，轨旁ATP为主控和受控列车维护的列车时延防护自动恢复为独立状态，无需特殊处理。
图2展示了在联挂流程启动后轨旁ATP为后车计算移动授权的原则。为保证联挂列车可以碰撞被联挂列车，同时保证安全，轨旁ATP为联挂列车计算的移动授权应深入被联挂列车一个经过动态计算的距离，该距离应考虑被联挂列车的当前定位误差，以及保证被联挂列车前方的安全距离大于该定位误差。
图3是联挂完成后，轨旁ATP尚未同步联挂列车信息时，图中所示状态为联挂列车(受控列车)发送的联挂状态已到达轨旁ATP，轨旁ATP会为所有参与联挂作业列车发送无效移动授权，以保证列车静止。
图4是轨旁ATP同步所有联挂列车的信息后会进行主控列车筛选，即根据所有参与联挂作业的列车发送的联挂信息动态选取当前主控列车，如选取主控列车成功，轨旁ATP根据主控列车发送的信息计算移动授权。
图5展示了在已联挂状态下，受控列车的联挂状态丢失，此时轨旁ATP会为该组联挂列车均计算无效移动授权；联挂状态丢失的列车此时应采信轨旁ATP计算的移动授权。由于在联挂状态正常时，轨旁ATP同样会为所有参与联挂列车计算移动授权，此时车载ATP采信轨旁ATP的移动授权后，其行为与普通未联挂列车一致
图6展示了联挂列车的正常解编状态，轨旁ATP同步所有列车解编状态后，可正常未所有列车计算移动授权，此时计算的移动授权和普通未联挂列车没有差别。在正常解编过程中，由于报文异步，通常会经历图5和图6的过程，即轨旁ATP会先收到部分列车的解编信息，导致无效移动授权的产生，所以虽然从安全角度不需要列车静止后解编，但从降低列车EB概率，提高可用性角度，要求联挂后的主控列车在确保自身静止后再发出解编指令。
图7展示了在联挂运行过程中受控列车失去定位的场景，此时，受控列车的列车时延防护会被轨旁ATP转变为默认时延防护，由于主控列车的状态正常，所以轨旁ATP为当前列车计算的移动授权正常，不会影响当前联挂列车运行。但由于联挂的受控列车时延防护变为默认列车时延防护，会影响后车的追踪间隔。
图8展示了在联挂运行过程中主控列车和受控列车同时失去定位，此时，主控列车和受控列车的通信列车时延防护会合并为一个默认列车时延防护。此时轨旁ATP会按照非通信列车对原联挂列车进行管理。
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)
1.一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法，其特征在于，该方法通过将列车时延防护与最小完整列车对应，在联挂作业时独立维护每个最小完整列车对应的列车时延防护；并在轨旁ATP内部采用多列车时延防护模型描述联挂列车，无论列车是否联挂，均按照最小列车编组计算列车时延防护，实现列车在任意地点联挂和解编；
该方法具体包括以下步骤：
步骤A：轨旁ATP持续从执行联挂作业的列车处获取位置报告和联挂状态信息，并为所有参与联挂的列车时延防护独立计算移动授权，该移动授权位置由联挂状态和列车位置共同决定；
步骤B：轨旁ATP根据列车位置报告和当前联挂状态，在通过列车时延防护保证列车序列不错位的前提下为每列参与联挂列车独立计算时延防护；
步骤C：轨旁ATP在所有参与联挂列车发送信息一致后，确认列车联挂完成，并根据执行联挂作业列车独立汇报的联挂状态和位置信息选取当前主控列车；
步骤D：轨旁ATP选取主控列车后，根据主控列车发送信息更新联挂后列车状态并计算移动授权，同时保持与受控列车的通信状态；
步骤E：在联挂状态下，受控列车仍执行测速定位功能，但不再使用移动授权控制列车，所有参与联挂的列车仍独立向轨旁ATP汇报位置和联挂状态信息；
步骤F：轨旁ATP按固定周期更新所有列车时延防护的联挂状态；
步骤G：联挂状态的主控列车和受控列车在联挂状态或解编过程中同时失去定位或失去通信，轨旁ATP将当前联挂的所有列车时延防护合并为一个默认列车时延防护，并根据列车后续位置报告重新执行列车时延防护重建和筛选流程；
步骤H：轨旁ATP在收到列车发送的联挂状态解除信息后，可直接解除当前联挂的多列车对应时延防护的关联关系，每列参与联挂的列车直接恢复各自独立的时延防护，无需重新筛选。
2.根据权利要求1所述的一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法，其特征在于，所述的步骤A中轨旁ATP计算的移动授权综合考虑了联挂状态和列车位置，所计算的移动授权根据动态规划的轨道状态得出深入被联挂列车内部的距离，可在线路任意轨道位置完成。
3.根据权利要求1所述的一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法，其特征在于，所述的步骤B中轨旁ATP通过列车时延防护的计算和维护自动保证了参与联挂列车的序列关系不会因列车接近、报文异步导致列车位置重叠和错位。
4.根据权利要求1所述的一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法，其特征在于，所述的步骤C中轨旁ATP在确认联挂信息后仍独立维护所有参与联挂列车的时延防护，并根据联挂状态信息选取主控列车。
5.根据权利要求1所述的一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法，其特征在于，所述的步骤D中轨旁ATP在步骤C选取主控列车成功后，将根据主控列车发送的位置报告维护的联挂列车时延防护计算移动授权，对受控列车只维护其时延防护和计算移动授权，是否向受控列车发送移动授权由配置决定。
6.根据权利要求1所述的一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法，其特征在于，所述的步骤E中受控列车在确认自身被联挂状态后，其车载ATP仍需执行与未联挂时相同的安全测速定位功能，并向轨旁ATP汇报，受控列车失去定位或通信中断不影响当前列车运营，只影响后车追踪间隔。
7.根据权利要求1所述的一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法，其特征在于，所述的步骤F中，若轨旁ATP接收的主控列车联挂信息丢失或与受控列车联挂状态冲突，轨旁ATP向所有所述状态异常联挂列车发送无效移动授权。
8.根据权利要求1所述的一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法，其特征在于，所述的步骤H中在车载ATP无故障发生的情况下，轨旁ATP始终为所有参与联挂列车维护独立的列车时延防护，列车可在任意地点解编。
9.根据权利要求8所述的一种基于多列车时延防护的联挂列车控制方法，其特征在于，所述的轨旁ATP自动根据当前的线路状态为解编后的列车时延防护计算独立的移动授权，列车联挂状态仅决定轨旁ATP是否向所述列车发送所计算的移动授权。
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Legal Events
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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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