CN112550360B - 一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法 - Google Patents

一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法，所述的兼容性车载系统为兼容基于轨道电路和基于连续通信两种制式的车载系统，包括主控单元CC和辅助单元DTG，其中TBTC下ATP/ATO功能的超速防护由DTG负责，其他安全防护功能由CC负责，所述的防护权移交方法包括：移交情形1：TBTC下RM升级到ATP的防护权移交；移交情形2：TBTC下ATP降级到RM的防护权移交；移交情形3：TBTC升级到CBTC的防护权移交；移交情形4：CBTC降级到TBTC的防护权移交。与现有技术相比，本发明具有能够消除防护权移交过程中的安全风险，确保列车始终处于兼容性车载系统的安全防护之中，保证了行车安全，兼容信号与车辆通用接口等优点。

Description

一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法
技术领域
本发明涉及兼容性车载系统，尤其是涉及一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法。
背景技术
目前城市轨道交通运营线路越来越多，有的老线路面临着信号设备运行寿命到期，需要升级改造的任务。一般通过倒接设备，一次性进行新老信号系统切换的方式升级信号系统。但对于有的老线路是分段开通，跨度在5到10年不等，从而设备大修期限的时机也不同，因此为了达到物尽其用的原则，需采取分段升级信号系统。那么上述改造升级方式则不适用。
比如基于轨道电路的准移动闭塞系统(简称TBTC系统)的线路需要分段升级到基于连续通信的移动闭塞系统(简称CBTC系统)，对于车载系统改造来说，一般采用在既有TBTC车载系统的基础上再增加一套CBTC车载系统，两套系统独立运行，均与车辆有接口，通过切换单元决定哪个系统起作用。这对于车辆改造的难度较大，且两套独立系统配合也存在技术难点，特别是防护权控制方面会很复杂，如果采取两套系统的EB接口通过并联方式接入到车辆EB回路中，既两套系统均EB时才EB的话，两套系统控车的耦合度较高，不利于不同制式下的控车稳定性和舒适性。
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用于兼容性车载系统的防护权移交方法，该方法能够消除防护权移交过程中的安全风险，确保列车始终处于兼容性车载系统的安全防护之中，保证了行车安全。
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，提供了一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法，所述的兼容性车载系统为兼容基于轨道电路和基于连续通信两种制式的车载系统，包括主控单元CC和辅助单元DTG，其中TBTC下ATP/ATO功能的超速防护由DTG负责，其他安全防护功能由CC负责，所述的防护权移交方法包括：
移交情形1：TBTC下RM升级到ATP的防护权移交；
移交情形2：TBTC下ATP降级到RM的防护权移交；
移交情形3：TBTC升级到CBTC的防护权移交；
移交情形4：CBTC降级到TBTC的防护权移交。
作为优选的技术方案，所述的主控单元CC与辅助单元DTG通过多种物理接口实现信息的双向传输。
作为优选的技术方案，仅所述的主控单元CC与车辆设有信号接口，用于实现对车辆的安全防护和自动控制，同时实现与通用车辆信号接口的兼容。
作为优选的技术方案，所述的主控单元CC和辅助单元DTG的网络接口，实现防护权自动安全移交。
作为优选的技术方案，所述的主控单元CC和辅助单元DTG的硬线接口，实现DTG的超速防护功能通过主控单元CC直接输出超速EB.
作为优选的技术方案，所述的移交情形1的前置状态：当前为TBTC模式下RM模式，DTG的“DTG_Not_EB”继电器为吸起状态，即DTG不监控RM下的超速防护功能；
所述的TBTC下RM升级到ATP的防护权移交具体包括以下步骤：
步骤S11，DTG从轨道电路收到有效的机车信号，计算目标点信息和防护曲线信息，并将相关信息发送给CC；
步骤S12，CC收到DTG有效的机车信号信息后，给DTG发送“驾驶模式升级请求”信息；
步骤S13，DTG收到该请求信息后，根据超速防护信息控制“DTG_Not_EB”继电器状态；
步骤S14，DTG向CC发送“驾驶模式升级确认”信息；
步骤S15，CC收到步骤S11信息之后，旁路CC超速防护功能，并升级至ATP模式；
其中所述的步骤S13到所述的步骤S15为主控单元CC和辅助单元DTG共同监控超速防护功能。
作为优选的技术方案，所述的移交情形2的前置状态：当前为TBTC下的ATP模式，安全防护权由DTG负责；
所述的TBTC下ATP降级到RM的防护权移交具体过程如下：
步骤S21，DTG接收从轨道电路接收到无效的机车信号信息，并将该信息发送给CC；
步骤S22，CC收到无效的机车信号后，采集到RM码位；
步骤S23，CC使能CC_NOT_EB，并且进入RM模式，其中“CC_Not_EB”用于实现CBTC下安全防护和RM模式下的安全防护功能；
步骤S24，CC通知DTG进入RM模式；
步骤S25，DTG收到CC的RM模式通知后，将“DTG_Not_EB”继电器保持为吸起状态。
作为优选的技术方案，所述步骤S22，信号与司机的操作交互过程为：当收到无效的机车信号后，通过灯位和DMI提示司机进入RM模式；司机按压RM模式按钮，信号采集到RM码位；
所述的步骤S23，CC使能CC_NOT_EB，即CC开始接管超速防护功能；
所述的步骤S25，将继电器保持为吸起状态，即旁路DTG的EB功能；
所述的步骤S23到所述的步骤S25为主控单元CC和辅助单元DTG共同监控超速防护功能。
作为优选的技术方案，所述的移交情形3的前置状态：当前为ATP-TBTC模式，安全防护权由DTG负责；
TBTC升级到CBTC的防护权移交具体过程如下：
步骤S31，CC从轨旁收到ZC有效的移动授权报文，升级到CBTC模式；
步骤S32，使能CC_Not_EB功能，即CC开始接管超速防护功能；
步骤S33，延时CC反应时间后，旁路DTG的EB功能；
所述的步骤S32到所述的步骤S33为主控单元CC和辅助单元DTG共同监控超速防护功能。
作为优选的技术方案，所述的移交情形4的前置状态：当前为ATP-CBTC模式，安全防护权由CC负责；
所述的CBTC降级到TBTC的防护权移交具体过程如下：
步骤S41，CBTC的MA无效，CC采集到TBTC码位；
步骤S42，使能DTG的EB功能，并且当前系统进入TBTC模式；
步骤S43，延时CC反应时间后，旁路CC的EB功能；
所述的步骤S42到所述的步骤S43为主控单元CC和辅助单元DTG共同监控超速防护功能。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明兼容性车载系统防护权的移交方法，为既有线路提供了多样化的升级改造方式，比如先行升级列车的车载系统，与老车混跑在既有线路；线路分段升级CBTC系统，搭载兼容性系统的列车可以根据轨旁条件自动切换等；
2)本发明兼容性车载系统防护权的移交通过软件逻辑实现，无物理的移交和切换单元，简化了硬件设计；
3)本发明防护权移交过程中主控单元CC和辅助单元确保有重叠的的监控时段，确保了安全性；
4)本发明防护权移交随着模式的切换自动完成，无需人工介入；
5)本发明兼容性车载系统仅主控单元CC与车辆有信号接口，兼容通用的车辆信号接口，降低了车辆与信号接口的设计难度。
附图说明
图1为兼容性车载架构示意图；
图2为兼容性车载安全防护权移交情形图；
图3为兼容性车载安全防护EB连接示意图；
图4为TBTC下RM模式升级到ATP模式的安全防护权安全移交示意图；
图5为TBTC下ATP模式降级到RM模式的安全防护权安全移交示意图；
图6为TBTC升级到CBTC时安全防护权的安全移交示意图；
图7为CBTC降级到TBTC时安全防护权安全移交示意图。
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。
本发明适用的兼容性车载系统，包括主控单元CC和辅助单元DTG；主控单元CC负责CBTC/TBTC下的ATP/ATO功能；辅助单元DTG负责TBTC的超速防护功能；CC和DTG通过多种物理接口实现信息的双向传输；仅主控单元与车辆接口，实现对车辆的安全防护和自动控制，；所述的CC和DTG的网络接口，实现防护权自动安全移交；所述的CC和DTG的硬线接口，实现DTG的超速防护功能通过主控单元CC直接输出超速EB。
所述的兼容性车载系统的安全防护功能分配如下：
TBTC下ATP/ATO功能(由于ATP和ATO两种驾驶模式的安全防护功能相同，下文仅用ATP描述)的超速防护由DTG负责；其他安全防护功能由CC负责。因此所述的一种兼容性车载系统防护权的移交方法，所述的防护权移交，具体包括，
移交情形1：TBTC下RM升级到ATP的防护权移交；
移交情形2：TBTC下ATP降级到RM的防护权移交；
移交情形3：TBTC升级到CBTC的防护权移交；
移交情形4：CBTC降级到TBTC的防护权移交。
如图1所示，介绍本发明的兼容性车载系统架构，列车两头各配置一套兼容性车载系统(简称COS，下同)，每套系统包括主控单元(CC)和辅助单元(DTG)，其中主控单元CC执行CBTC/TBTC的ATP/ATO功能；辅助单元DTG计算TBTC下的目标点信息和ATP/ATO下超速EB信息供主控单元CC使用。
所述的I1接口用于列车两头COS系统双向实时通信，实现热备冗余功能；
所述的I2接口为CC与DTG的内部通信接口，所述的网络接口，实现防护权自动安全移交；所述硬线接口，实现DTG的超速防护功能通过主控单元CC直接输出超速EB。
所述的I3接口为COS与车辆接口，实现安全防护和自动驾驶功能，其中该接口只有主控单元CC与车辆接口，从而实现了与通用CBTC车载系统在车辆接口方面保持了一致。
参考图2，所述的兼容性车载安全防护功能包括各种模式下的超速防护功能，以及其他安全防护功能，比如门监控等。所述的超速防护功能分配为TBTC下ATP/ATO的超速防护功能由DTG负责；其他安全防护功能由CC负责。
所述的防护权安全移交，具体包括，移交情形1：TBTC下RM升级到ATP的防护权安全移交；移交情形2：TBTC下ATP降级到RM的防护权安全移交；移交情形3：TBTC升级到CBTC的防护权安全移交；移交情形4：CBTC降级到TBTC的防护权安全移交。
参考图3，兼容性车载安全防护EB架构示意图。所述的DTG内部为常开继电器控制“DTG_Not_EB”硬线，由CC采集；所述的功能有两点，其一，当需要DTG的安全防护功能时，DTG根据计算的超能防护指令控制该继电器动作，当判断超速时，断开继电器；当判断不超速时，吸起继电器；其二，不需要DTG的安全防护功能时，DTG吸起该继电器；所述的CC内部控制两个逻辑码位和一个输出信号，所述的逻辑码位分别为“ByPass_DTG_EB”和“CC_Not_EB”；所述的输出信号接入到车辆EB线路中，实现对列车的安全防护；CC通过采集“DTG_Not_EB”信息和内部运算的“ByPass_DTG_EB”信息进行或逻辑运算，用于实现使能或者旁路DTG的EB功能；所述的“CC_Not_EB”用于实现CBTC下安全防护和RM模式下的安全防护功能，通过与前述的或运算结果进行与运算，从而实现列车的防护权的移交。下文结合移交示意图，介绍移交过程中的安全防护过程，确保列车时刻处在兼容性车载的安全防护之中。
参考图4，移交情形1：TBTC下RM升级到ATP的防护权移交，所述的步骤如下：
前置状态：当前为TBTC模式下RM模式，DTG的“DTG_Not_EB”继电器为吸起状态，即DTG不监控RM下的超速防护功能。
步骤S11，DTG从轨道电路收到有效的机车信号，计算目标点信息和防护曲线；将相关信息发送给CC；
步骤S12，CC收到DTG有效的机车信号信息后，给DTG发送“驾驶模式升级请求”信息；
步骤S13，DTG收到该请求信息后，使能DTG EB，即根据超速防护信息控制“DTG_Not_EB”继电器状态；
步骤S14，DTG向CC发送“驾驶模式升级确认”信息；
步骤S15，CC收到步骤S11信息之后，旁路CC超速防护功能，并升级至ATP模式
所述的步骤S13到所述的步骤S15为主控单元CC和辅助单元DTG共同监控超速防护功能。
参考图5，移交情形2：TBTC下ATP降级到RM的防护权移交，所述的步骤如下：
前置状态：当前为TBTC下的ATP模式，安全防护权由DTG负责。
步骤S21，DTG接收的轨道电路机车信号无效，无有效的移动授权，将该信息发送给CC；
步骤S22，CC收到无效的机车信号后，采集到RM码位；
步骤S23，CC使能CC_NOT_EB，并且进入RM模式；
步骤S24，CC通知DTG进入RM模式；
步骤S25，DTG收到CC的RM模式通知后，将“DTG_Not_EB”继电器保持为吸起状态；
所述步骤S22，信号与司机的操作交互为，当收到无效的机车信号后，通过灯位和DMI提示司机进入RM模式；司机按压RM模式按钮，信号采集到RM码位；所述的步骤S23，CC使能CC_NOT_EB，意味着CC开始接管超速防护功能；所述的步骤S25，将继电器保持为吸起状态，即旁路了DTG的EB功能；所述的步骤S23到所述的步骤S25为主控单元CC和辅助单元DTG共同监控超速防护功能。
参考图6，移交情形3：TBTC升级到CBTC的防护权移交，所述的步骤如下：
根据安全防护功能分配，仅在ATP模式下升级，才会涉及到安全防护权的移交，因此前置状态：当前为ATP-TBTC模式，安全防护权由DTG负责。
步骤S31，CC从轨旁收到ZC有效的移动授权报文，升级到CBTC模式；
步骤S32，使能CC_Not_EB功能；
步骤S33，延时CC反应时间后，旁路DTG EB功能；
所述的步骤S32到所述的步骤S33为主控单元CC和辅助单元DTG共同监控超速防护功能。
参考图7，移交情形4，CBTC降级到TBTC时防护权的自动移交，所述的步骤如下：
根据安全防护功能分配，仅在ATP模式下升级，才会涉及到安全防护权的移交，因此前置状态：当前为ATP-CBTC模式，安全防护权由CC负责。
步骤S41，CBTC MA无效，CC采集到TBTC码位；
步骤S42，使能DTG EB，并且当前系统进入TBTC模式；
步骤S43，延时CC反应时间后，旁路CC EB功能；
所述的步骤S42到所述的步骤S43为主控单元CC和辅助单元DTG共同监控超速防护功能。
本发明实施例能够消除防护权移交过程中的安全风险，确保列车始终处于兼容性车载系统的安全防护之中，保证了行车安全。
本发明针对应用了TBTC系统和CBTC系统的兼容性车载系统，也可用于CTCS系统、ETCS系统、PTC系统、ITCS系统和TACS等其他模式的信号系统组成的兼容性系统之间，以及兼容性系统，因此本发明同样适用于这些系统及与其类似的系统。
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)

1.一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法，所述的兼容性车载系统为兼容基于轨道电路和基于连续通信两种制式的车载系统，包括主控单元CC和辅助单元DTG，其中TBTC下ATP/ATO功能的超速防护由DTG负责，其他安全防护功能由CC负责，其特征在于，所述的防护权移交方法包括：
移交情形1：TBTC下RM升级到ATP的防护权移交；
移交情形2：TBTC下ATP降级到RM的防护权移交；
移交情形3：TBTC升级到CBTC的防护权移交；
移交情形4：CBTC降级到TBTC的防护权移交；
所述的移交情形1的前置状态：当前为TBTC模式下RM模式，DTG的“DTG_Not_EB”继电器为吸起状态，即DTG不监控RM下的超速防护功能；
所述的TBTC下RM升级到ATP的防护权移交具体包括以下步骤：
步骤S11，DTG从轨道电路收到有效的机车信号，计算目标点信息和防护曲线信息，并将相关信息发送给CC；
步骤S12，CC收到DTG有效的机车信号信息后，给DTG发送“驾驶模式升级请求”信息；
步骤S13，DTG收到该请求信息后，根据超速防护信息控制“DTG_Not_EB”继电器状态；
步骤S14，DTG向CC发送“驾驶模式升级确认”信息；
步骤S15，CC收到步骤S11信息之后，旁路CC超速防护功能，并升级至ATP模式；
其中所述的步骤S13到所述的步骤S15为主控单元CC和辅助单元DTG共同监控超速防护功能。
2.根据权利要求1所述的一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法，其特征在于，所述的主控单元CC与辅助单元DTG通过多种物理接口实现信息的双向传输。
3.根据权利要求1所述的一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法，其特征在于，仅所述的主控单元CC与车辆设有信号接口，用于实现对车辆的安全防护和自动控制，同时实现与通用车辆信号接口的兼容。
4.根据权利要求2所述的一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法，其特征在于，所述的主控单元CC和辅助单元DTG的网络接口，实现防护权自动安全移交。
5.根据权利要求2所述的一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法，其特征在于，所述的主控单元CC和辅助单元DTG的硬线接口，实现DTG的超速防护功能通过主控单元CC直接输出超速EB。
6.根据权利要求1所述的一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法，其特征在于，所述的移交情形2的前置状态：当前为TBTC下的ATP模式，安全防护权由DTG负责；
所述的TBTC下ATP降级到RM的防护权移交具体过程如下：
步骤S21，DTG接收从轨道电路接收到无效的机车信号信息，并将该信息发送给CC；
步骤S22，CC收到无效的机车信号后，采集到RM码位；
步骤S23，CC使能CC_NOT_EB，并且进入RM模式，其中“CC_Not_EB”用于实现CBTC下安全防护和RM模式下的安全防护功能；
步骤S24，CC通知DTG进入RM模式；
步骤S25，DTG收到CC的RM模式通知后，将“DTG_Not_EB”继电器保持为吸起状态。
7.根据权利要求6所述的一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法，其特征在于，所述步骤S22，信号与司机的操作交互过程为：当收到无效的机车信号后，通过灯位和DMI提示司机进入RM模式；司机按压RM模式按钮，信号采集到RM码位；
所述的步骤S23，CC使能CC_NOT_EB，即CC开始接管超速防护功能；
所述的步骤S25，将继电器保持为吸起状态，即旁路DTG的EB功能；
所述的步骤S23到所述的步骤S25为主控单元CC和辅助单元DTG共同监控超速防护功能。
8.根据权利要求1所述的一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法，其特征在于，所述的移交情形3的前置状态：当前为ATP-TBTC模式，安全防护权由DTG负责；
TBTC升级到CBTC的防护权移交具体过程如下：
步骤S31，CC从轨旁收到ZC有效的移动授权报文，升级到CBTC模式；
步骤S32，使能CC_Not_EB功能，即CC开始接管超速防护功能；
步骤S33，延时CC反应时间后，旁路DTG的EB功能；
所述的步骤S32到所述的步骤S33为主控单元CC和辅助单元DTG共同监控超速防护功能。
9.根据权利要求1所述的一种用于兼容性车载系统的防护权移交方法，其特征在于，所述的移交情形4的前置状态：当前为ATP-CBTC模式，安全防护权由CC负责；
所述的CBTC降级到TBTC的防护权移交具体过程如下：
步骤S41，CBTC的MA无效，CC采集到TBTC码位；
步骤S42，使能DTG的EB功能，并且当前系统进入TBTC模式；
步骤S43，延时CC反应时间后，旁路CC的EB功能；
所述的步骤S42到所述的步骤S43为主控单元CC和辅助单元DTG共同监控超速防护功能。
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