CN112550363B - 一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统及方法，该系统与车辆侧继电器连接，该系统包括车载控制器1和车载控制器2，所述的车载控制器1包括安全输出1和安全输入1，所述的车载控制器2包括安全输出2，所述的安全输出2的输出接点连接安全输入1，所述的安全输出1的输出接点连接车辆侧继电器；所述的车载控制器1和车载控制器2为两套车载系统，且分别工作在不同的系统制式。与现有技术相比，本发明具有以下优点：确保控制命令的唯一性，简化信号‑车辆接口设计等。

Description

一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统及方法
技术领域
本发明涉及轨道交通信号系统升级改造领域，尤其是涉及一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统及方法。
背景技术
目前国内城市轨道交通信号系统升级改造，普遍采用CBTC信号系统替换既有系统。在升级改造时，列车上需在保留既有车载系统设备的基础上，新增一套车载信号系统，两套同时与车辆接口，并通过切换开关进行控制，白天运营时切换到既有车载信号系统，夜间调试时切换到新增车载信号系统，配合轨旁系统的切换一起投入使用。
兼容性信号系统，采用两种不同制式的信号系统，功能架构上相互独立，不相互依赖，比如基于轨道电路的信号系统制式(简称TBTC)，通过轨道电路实现列车定位，发送机车信号和目标距离；基于通信的信号系统制式(简称CBTC)，通过应答器实现列车定位，通过无线通信(Wifi，LTE等)发送列车位置报告及移动授权。这两种制式采用独立的设备硬件和软件，故障时互不影响。如在升级改造时，选择既有信号系统制式上新增一套信号系统，形式兼容性信号系统，可以保留既有制式设备，根据线路分段建设的不等生命周期进行升级改造，先升级改造已到大修年限的区段，升级改造更灵活，也避免了一次性升级改造而浪费了未到大修年限区段的既有投资；对于车载信号设备的升级改造，可以采用退一列车，改一列车，改完立即重新上线运营的方式进行列车改造。改造完的列车具备在CBTC和TBTC两种制式下运营的能力，列车的改造可以根据列车服务和退车情况进行规划，逐步改造和投用，无需受到轨旁改造的制约。
当每套车载系统独立存在时，其与车辆的典型接口控制电路如图1所示，当车载控制器发出禁止命令时，安全输出接点断开，车辆侧继电器失电，禁止相关控制命令；当车载控制器发出允许命令时，安全输出接点闭合，车辆侧继电器得电，允许相关控制命令。
如何来避免兼容性车载系统同时与车辆接口连接，从而防止兼容性车载系统在不同制式之间切换时发出不同的车辆控制命令，成为当下需要解决的技术问题。
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兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统及方法。
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，提供了一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统，该系统与车辆侧继电器连接，该系统包括车载控制器1和车载控制器2，所述的车载控制器1包括安全输出1和安全输入1，所述的车载控制器2包括安全输出2，所述的安全输出2的输出接点连接安全输入1，所述的安全输出1的输出接点连接车辆侧继电器；
所述的车载控制器1和车载控制器2为两套车载系统，且分别工作在不同的系统制式。
作为优选的技术方案，所述的车载控制器1作为主用系统制式与车辆接口。
作为优选的技术方案，所述的车载系统包括TBTC系统、CBTC系统、CTCS系统、ETCS系统、PTC系统、ITCS系统和TACS系统
作为优选的技术方案，所述的车辆接口控制系统包括系统制式1和系统制式2。
作为优选的技术方案，所述的系统运行在系统制式1时，所述的车载控制器1的安全输出1直接通过输出接点的断开和闭合，控制车辆侧继电器。
作为优选的技术方案，所述的系统运行在系统制式1时，若此时车载控制器2的安全输出接点断开，所述的车载控制器1的安全输入1将不会响应此状态。
作为优选的技术方案，所述的系统运行在系统制式2时，所述的车载控制器2的安全输出2的输出接点连接到车载控制器1的安全输入。
作为优选的技术方案，当车载控制器1的安全输入1检测到安全输出2的输出接点状态变化时，同步控制安全输出1，控制车辆侧继电器。
作为优选的技术方案，所述的系统始终在两种制式下独立计算安全输出。
根据本发明的另一个方面，提供了一种采用所述的兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、车载控制器上电初始化；
步骤2、默认系统运行在系统制式1下；
步骤3、判断当前系统是否运行在系统制式2下，是，转步骤4；否，转步骤5；
步骤4当车载控制器1的安全输入1检测到安全输出2的输出接点状态变化时，同步控制安全输出1，控制车辆侧继电器；
步骤5、车载控制器1的安全输出1直接通过输出接点的断开和闭合，控制车辆侧继电器；此时，由于系统运行在系统制式1，车载控制器1不响应安全输出2的接点状态变化，不改变安全输出1的状态。
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对车辆的接口只由其中的一套实现，简化了接口设计，车辆接口电路与单套车载系统项目保持一致，有利于在改造项目中对既有列车的改造，为既有制式线路升级改造为新制式系统提供给了新的改造模式。
2、本发明兼容性车载系统始终在两种制式下独立计算安全输出，不受另一个制式的影响，控制命令是否最终输出到车辆，由系统当前所在的制式决定，即确保了安全独立性，又确保了安全完整性。
3、本发明安全输出随着系统制式的切换自动完成，不需要人工介入；
附图说明
图1为单套车载系统与车辆接口控制电路图；
图2为本发明的兼容性车载系统与车辆接口控制电路图；
图3为本发明的兼容性车载系统与车辆的紧急制动接口控制电路图；
图4为本发明的兼容性车载系统与车辆的紧急制动接口控制时序图。
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2所示，一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统，该系统包括系统制式1和系统制式2，所述的系统制式1和系统制式2分别包括车载控制器1和车载控制器2，所述的车载控制器1包括安全输出1和安全输入1，所述的车载控制器2包括安全输出2，所述的安全输出2的输出接点连接安全输入1，所述的安全输出1的输出接点连接车辆侧继电器。
所述的系统制式1作为主用系统制式与车辆接口。
所述的系统制式1和系统制式2包括TBTC系统、CBTC系统、CTCS系统、ETCS系统、PTC系统、ITCS系统和TACS系统。
本发明采用所述的兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、车载控制器上电初始化；
步骤2、默认系统运行在系统制式1下；
步骤3、判断当前系统是否运行在系统制式2下，是，转步骤4；否，转步骤5；
步骤4当车载控制器1的安全输入1检测到安全输出2的输出接点状态变化时，同步控制安全输出1，控制车辆侧继电器；
步骤5、车载控制器1的安全输出1直接通过输出接点的断开和闭合，控制车辆侧继电器；此时，由于系统运行在系统制式1，车载控制器1不响应安全输出2的接点状态变化，不改变安全输出1的状态。
如图3和图4所示，以信号-车辆的紧急制动命令接口作为实施例进行说明：
当系统运行在制式1时，车载控制器1检测到列车超速需输出紧急制动命令时，控制其安全输出1的紧急制动输出接点断开，车辆紧急制动控制器失电，列车施加紧急制动停车。当车载控制器1未输出紧急制动命令时，如车载控制器2输出紧急制动命令，此时即使车载控制器1的安全输入1采集到车载控制器2的输出命令，由于系统运行在制式1，车载控制器1将不会响应此信息，不会因此改变紧急制动安全输出的状态。
当系统运行在制式2时，车载控制器2检测到列车超速需输出紧急制动命令时，控制其安全输出2的紧急制动输出接点断开，车载控制器1的安全输入1检测到车载控制器2的紧急制动输入失电，同步控制起安全输出1的紧急制动输出接点断开，车辆紧急制动控制器失电，列车施加紧急制动停车。
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)

1.一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统，该系统与车辆侧继电器连接，其特征在于，该系统包括车载控制器1和车载控制器2，所述的车载控制器1包括安全输出1和安全输入1，所述的车载控制器2包括安全输出2，所述的安全输出2的输出接点连接安全输入1，所述的安全输出1的输出接点连接车辆侧继电器；
所述的车载控制器1和车载控制器2为两套车载系统，且分别工作在不同的系统制式；
当系统运行在制式1时，车载控制器1检测到列车超速需输出紧急制动命令时，控制其安全输出1的紧急制动输出接点断开，车辆紧急制动控制器失电，列车施加紧急制动停车；当车载控制器1未输出紧急制动命令时，若车载控制器2输出紧急制动命令，此时即使车载控制器1的安全输入1采集到车载控制器2的输出命令，由于系统运行在制式1，车载控制器1将不会响应此信息，不会因此改变紧急制动安全输出的状态。
2.根据权利要求1所述的一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统，其特征在于，所述的车载控制器1作为主用系统制式与车辆接口。
3.根据权利要求1所述的一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统，其特征在于，所述的车载系统包括TBTC系统、CBTC系统、CTCS系统、ETCS系统、PTC系统、ITCS系统和TACS系统
4.根据权利要求1所述的一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统，其特征在于，所述的车辆接口控制系统包括系统制式1和系统制式2。
5.根据权利要求4所述的一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统，其特征在于，所述的系统运行在系统制式1时，所述的车载控制器1的安全输出1直接通过输出接点的断开和闭合，控制车辆侧继电器。
6.根据权利要求5所述的一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统，其特征在于，所述的系统运行在系统制式1时，若此时车载控制器2的安全输出接点断开，所述的车载控制器1的安全输入1将不会响应此状态。
7.根据权利要求4所述的一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统，其特征在于，所述的系统运行在系统制式2时，所述的车载控制器2的安全输出2的输出接点连接到车载控制器1的安全输入。
8.根据权利要求7所述的一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统，其特征在于，当车载控制器1的安全输入1检测到安全输出2的输出接点状态变化时，同步控制安全输出1，控制车辆侧继电器。
9.根据权利要求1所述的一种兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统，其特征在于，所述的系统始终在两种制式下独立计算安全输出。
10.一种采用权利要求4所述的兼容性车载信号系统的车辆接口控制系统的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、车载控制器上电初始化；
步骤2、默认系统运行在系统制式1下；
步骤3、判断当前系统是否运行在系统制式2下，是，转步骤4；否，转步骤5；
步骤4当车载控制器1的安全输入1检测到安全输出2的输出接点状态变化时，同步控制安全输出1，控制车辆侧继电器；
步骤5、车载控制器1的安全输出1直接通过输出接点的断开和闭合，控制车辆侧继电器；此时，由于系统运行在系统制式1，车载控制器1不响应安全输出2的接点状态变化，不改变安全输出1的状态。
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