CN112572542B - 列车自动保护系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了列车自动保护系统和方法，该列车自动保护系统包括：分配单元，连接到运行列车和区域控制器计算节点，配置成接收运行列车发送的移动授权请求，移动授权请求包括运行列车的位置信息、运行列车的运行信息以及运行列车的特征标识，为移动授权请求选定区域控制器计算节点，并将移动授权请求发送给被选定的区域控制器计算节点；区域控制器计算节点配置成在被选定后，根据位置信息和特征标识，获取列车排序地图信息、其它列车的移动授权信息以及联锁信息，根据列车排序地图信息、运行信息、其它列车的移动授权信息以及联锁信息，生成目标移动授权；分配单元进一步配置成将目标移动授权发送给运行列车。本方案实现了对运行列车统一管理。

Description

列车自动保护系统以及方法

技术领域

本发明涉及轨道交通控制领域，尤其涉及列车自动保护系统以及方法。

背景技术

城市轨道交通作为城市发展不可缺少的公共交通方式之一，其可从根本上改善城市交通状况。随着轨道线路以及列车运行数量的增加，对列车控制系统中的地面设备的承载能力以及运行稳定性不断提出挑战。现有的地面设备主要由列车自动监控系统(Automatic Train Supervision，ATS)、列车自动保护系统(Automatic TrainProtection，ATP)、列车自动驾驶系统(Automatic Train Operation，ATO)、计算机联锁系统(Computer Interlocking，CI)以及数据通信系统(Data Communication System，DCS)等组成；其中，ATP包括：区域控制器(Zone Controller，ZC)和车载ATP(On-board AutomaticTrain Protection，On-board ATP)；CI对地面办理进路，保证进路、道岔与信号机之间联锁关系正确，保证列车运行安全。

目前，在区域控制器本身处理能力限制的前提下，为了解决运力以及轨道线路较长的问题，主要通过将轨道线路划分成多段，为每一段指定对应的区域控制器。对于这种按照路段分配区域控制器的方式而言，相邻两段轨道路段所对应的区域控制器之间不可避免地存在控制边界，一般在列车车头运行至控制边界或者运行至一个区域范围时，边界两侧的相邻两段轨道路段所对应的区域控制器需要进行通信，以完成对列车的交接。但是，一旦相邻两段轨道路段所对应的区域控制器之间通信延迟或者中断，则造成列车实际运行情况与区域控制器获取到的信息不一致，因而影响列车运行的平滑性与舒适性，甚至安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种列车自动保护系统以及方法，实现了对运行列车统一管理，消除了区域控制器之间的移交程序，从而消除了控制边界，能够有效地降低列车实际运行情况与区域控制器获取到的信息不一致的风险。

第一方面，本发明实施例提供了一种列车自动保护系统，包括：

至少两个区域控制器计算节点；

分配单元，连接到至少一列运行列车和至少两个区域控制器计算节点，配置成接收目标运行列车发送的移动授权请求，其中移动授权请求包括目标运行列车的位置信息、目标运行列车的运行信息以及目标运行列车的特征标识，而且从至少两个区域控制器计算节点中，为移动授权请求选定一个区域控制器计算节点，并将移动授权请求发送给被选定的区域控制器计算节点；

其中，每一个区域控制器计算节点配置成在被选定后，根据目标运行列车的位置信息和目标运行列车的特征标识，获取列车排序地图信息、其它列车的移动授权信息以及联锁信息，根据列车排序地图信息、其它列车的移动授权信息、联锁信息以及目标运行列车的运行信息，生成目标移动授权，并将目标移动授权发送给分配单元；

分配单元进一步配置成将目标移动授权发送给目标运行列车。

在第一种可能的实现方式中，根据第一方面，列车自动保护系统进一步包括：

至少一个第一注册节点，连接到至少一列运行列车和至少两个区域控制器计算节点，配置成响应于从每一列运行列车接收到的注册请求，为运行列车生成并存储对应的列车注册列表，其中，注册请求包括运行列车的特征标识和运行信息，列车注册列表包括与运行列车对应的特征标识和运行信息；

其中，每一个区域控制器计算节点配置成在接收到所述移动授权请求后，从列车注册列表中匹配目标运行列车的特征标识，若匹配成功，则根据目标运行列车的特征标识，更新注册列表中目标运行列车的运行信息，并获取与目标运行列车相关的列车排序地图信息、其它列车的移动授权信息以及联锁信息；若匹配失败，则将目标运行列车移交给至少一个第一注册节点，以使目标运行列车进入注册流程。

在第二种可能的实现方式中，根据第一种可能的实现方式，列车自动保护系统进一步包括：

至少一个第二注册节点配置成对每一个区域控制器计算节点进行注册；

分配单元，连接到至少一个第二注册节点，配置成从至少一个第二注册节点中查找至少一个已注册的区域控制器计算节点，从至少一个已注册的区域控制器计算节点中，为目标运行列车选定一个区域控制器计算节点。

在第三种可能的实现方式中，根据第二种可能的实现方式，

至少一个第二注册节点配置成存储每一个已注册的区域控制器计算节点的运行状态；

分配单元，配置成根据每一个已注册的区域控制器计算节点的运行状态，为目标运行列车选定一个区域控制器计算节点，以使各个已注册的区域控制器计算节点实现负载均衡。

在第四种可能的实现方式中，结合第一方面、第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式以及第三种可能的实现方式中的任意一个，列车自动保护系统进一步包括：

运行数据管理子系统，连接到至少两个区域控制器计算节点，配置成存储列车排序地图信息与所有列车移动授权信息，列车排序地图信息包括每一个运行列车所对应的实时位置，所有列车移动授权信息包括每一个运行列车所对应的实时与历史移动授权，列车排序地图信息指示所有运行线路中运行列车的位置排序；

每一个区域控制器计算节点配置成在被选定后，发送目标运行列车的位置信息和目标运行列车的特征标识给运行数据管理子系统；

运行数据管理子系统进一步配置成根据目标运行列车的位置信息和目标运行列车的特征标识，向区域控制器计算节点提供与目标运行列车相关的列车排序地图和实时与历史移动授权；并根据目标运行列车的位置信息和目标运行列车的特征标识，更新与目标运行列车相关的列车排序地图信息；

运行数据管理子系统进一步配置成根据区域控制器计算节点计算出的目标运行列车的最新的移动授权信息，更新目标运行列车所对应的移动授权信息。

在第五种可能的实现方式中，根据第四种可能的实现方式，运行数据管理子系统，包括：第一筛分服务器、第二筛分服务器、至少两个第一数据库和至少两个第二数据库，其中，

每一个第一数据库，连接到第一筛分服务器，配置成存储并更新部分列车排序地图；

第一筛分服务器，连接到每一个区域控制器计算节点，配置成根据目标运行列车的位置信息和目标运行列车的特征标识，从至少一个第一数据库中，查找出与目标运行列车相关的列车排序地图，并将目标运行列车相关的列车排序地图提供给区域控制器计算节点；

第一筛分服务器，连接到每一个区域控制器计算节点，配置成根据目标运行列车的位置信息和目标运行列车的特征标识，更新至少一个第一数据库中与目标运行列车相关的列车排序信息；

每一个第二数据库，连接到第二筛分服务器，配置成存储并更新部分运行列车所对应的实时与历史移动授权；

第二筛分服务器，连接到每一个区域控制器计算节点，配置成根据目标运行列车的位置信息和目标运行列车的特征标识，从至少一个第二数据库中，查找出与目标运行列车的相关历史与实时移动授权将与目标运行列车的相关历史与实时移动授权提供给区域控制器计算节点；并根据目标运行列车的特征标识与目标运行列车的最新移动授权，更新所述至少一个第二数据库中与目标运行列车相关的实时与历史移动授权信息。

在第六种可能的实现方式中，结合第一方面、第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式以及第三种可能的实现方式中的任意一个，列车自动保护系统进一步包括：

联锁信息处理子系统，连接到至少两个区域控制器计算节点以及联锁系统，配置成存储联锁信息，其中，联锁信息包括连接的所有联锁系统的所有联锁元件的状态信息；

每一个区域控制器计算节点配置成在被选定后，发送联锁信息获取请求给联锁信息处理子系统，联锁信息获取请求包括有联锁元件的标识；

联锁信息处理子系统进一步配置成查询联锁系统中的所有联锁元件的状态信息以及控制部分联锁元件状态，并将查询到的相关的联锁信息发送给被选定的区域控制器计算节点。

在第七种可能的实现方式中，根据第六种可能的实现方式，联锁信息处理子系统包括：至少两个联锁信息缓存数据库和联锁信息筛分服务器，其中，

每一个联锁信息缓存数据库，连接到至少一个联锁系统和联锁信息筛分服务器，配置成缓存所连接的至少一个联锁系统中的联锁元件的状态信息；

联锁信息筛分服务器，连接到至少两个区域控制器计算节点，配置成接收联锁信息获取请求，在至少两个联锁信息缓存数据库中，查找联锁元件的状态信息，并将联锁元件的状态信息发送给被选定的区域控制器计算节点。

在第八种可能的实现方式中，根据第七种可能的实现方式，联锁信息处理子系统进一步包括：

至少两个联锁信息缓存备份数据库，与至少两个联锁信息数据库一一对应，连接到联锁信息筛分服务器，配置成备份所对应的联锁信息缓存数据库中缓存的联锁元件状态信息；

联锁信息筛分服务器配置成在与任一联锁信息缓存数据库通信失败后，从通信失败的联锁信息缓存数据库所对应的联锁信息缓存备份数据库中，查找相关的联锁元件状态信息。

在第九种可能的实现方式中，根据第六种可能的实现方式，列车自动保护系统，进一步包括：

联锁处理备用子系统，连接到至少两个区域控制器计算节点以及轨道的所有联锁系统，配置成备份联锁信息；

每一个区域控制器计算节点配置成在被选定后，在与联锁信息处理子系统通信失败后，发送联锁信息获取请求给联锁处理备用子系统；

联锁处理备用子系统进一步配置成查找相关联锁元件信息，并将相关的联锁元件信息发送给被选定的区域控制器计算节点。

第二方面，本发明实施例还提供了一种列车自动保护方法，包括：

通过分配单元接收目标运行列车发送的移动授权请求，其中移动授权请求包括目标运行列车的位置信息、目标运行列车的运行信息以及目标运行列车的特征标识；

通过分配单元为移动授权请求选定一个区域控制器计算节点，并将移动授权请求发送给被选定的区域控制器计算节点；

被选定的区域控制器计算节点根据目标运行列车的位置信息和目标运行列车的特征标识，获取列车排序地图信息、其它列车的实时移动授权信息以及联锁信息，根据列车排序地图信息、其它列车的移动授权信息、目标运行列车的运行信息以及联锁信息，生成目标移动授权，并将目标移动授权发送给分配单元；

通过分配单元将目标移动授权发送给目标运行列车。

在第一种可能的实现方式中，根据第二方面所提供的列车自动保护方法，该列车自动保护方法进一步包括：通过至少一个第一注册节点响应于从每一列运行列车接收的注册请求，为运行列车生成并存储对应的列车注册列表，其中，注册请求包括运行列车的特征标识和列车运行信息，列车注册列表包括与运行列车对应的特征标识和列车运行信息；

在移动授权请求发送给被选定的区域控制器计算节点步骤之后，进一步包括：

被选定的区域控制器计算节点从列车注册列表中匹配目标运行列车的特征标识，若匹配成功，则根据目标运行列车的特征标识，获取与目标运行列车相关的列车排序地图信息、其它列车的移动授权信息以及联锁信息；若匹配失败，则将目标运行列车移交给至少一个第一注册节点，以使目标运行列车进入注册流程。

在第二种可能的实现方式中，结合第一种可能的实现方式，列车自动保护方法进一步包括：通过至少一个第二注册节点对每一个区域控制器计算节点进行注册；

为目标运行列车选定一个区域控制器计算节点步骤包括：从至少一个第二注册节点中查找至少一个已注册的区域控制器计算节点，从至少一个已注册的区域控制器计算节点中，为目标运行列车选定一个区域控制器计算节点。

在第三种可能的实现方式中，结合第一种可能的实现方式，列车自动保护方法进一步包括：

通过至少一个第二注册节点存储每一个已注册的区域控制器计算节点的运行状态；

从至少一个已注册的区域控制器计算节点中，为目标运行列车选定一个区域控制器计算节点的步骤包括：

根据存储的每一个已注册的区域控制器计算节点的运行状态，为目标运行列车选定一个区域控制器计算节点，以使各个已注册的区域控制器计算节点实现负载均衡。

在第四种可能的实现方式中，结合第二方面、第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式以及第三种可能的实现方式，列车自动保护方法进一步包括：

通过运行数据管理子系统存储列车排序地图信息，每一个运行列车所对应的实时位置，所有列车移动授权信息包括每一个运行列车所对应的实时与历史移动授权，列车排序地图信息指示所有运行线路中运行列车的位置排序；

在移动授权请求发送给被选定的区域控制器计算节点之后，进一步包括：

通过被选定的区域控制器计算节点发送目标运行列车的位置信息和目标运行列车的特征标识给运行数据管理子系统；

运行数据管理子系统根据目标运行列车的位置信息和目标运行列车的特征标识，向区域控制器计算节点提供与目标运行列车相关的列车排序地图和实时与历史移动授权，根据目标运行列车的位置信息和目标运行列车的特征标识，更新与目标运行列车相关的列车排序地图信息；并根据区域控制器计算节点计算出的目标运行列车的最新的移动授权信息，更新目标运行列车所对应的移动授权信息。

在第五种可能的实现方式中，根据第四种可能的实现方式，通过运行数据管理子系统存储列车排序地图信息步骤包括：通过至少两个第一数据库存储列车排序地图，通过至少两个第二数据库存储运行列车所对应的实时与历史移动授权。

在第六种可能的实现方式中，结合第二方面、第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式以及第三种可能的实现方式，列车自动保护方法进一步包括：通过联锁信息处理子系统存储联锁信息，联锁信息包括连接的所有联锁系统的所有联锁元件的状态信息；

获取联锁信息步骤包括：

通过被选定的区域控制器计算节点发送联锁信息获取请求给联锁信息处理子系统，联锁信息获取请求包括联锁元件的标识；

通过联锁信息处理子系统查找相关的联锁元件信息，并发送给被选定的区域控制器计算节点。

在第七种可能的实现方式中，根据第六种可能的实现方式，通过联锁信息处理子系统存储联锁信息步骤包括：通过至少两个联锁信息缓存数据库缓存所连接的至少一个联锁系统的所有联锁元件的状态信息；

通过联锁信息处理子系统查找与目标运行列车的位置信息相关的联锁信息，并将与目标运行列车的位置信息相关的联锁信息发送给被选定的区域控制器计算节点步骤包括：通过联锁信息筛分服务器接收联锁信息获取请求；在至少两个联锁信息缓存数据库中，查找联锁元件的状态信息，并将联锁元件的状态信息发送给被选定的区域控制器计算节点。

在第八种可能的实现方式中，根据第七种可能的实现方式，列车自动保护方法进一步包括：通过至少两个联锁信息缓存备份数据库备份所对应的联锁信息缓存数据库中缓存的联锁元件的状态信息；

在联锁信息筛分服务器与任一联锁信息缓存数据库通信失败后，从通信失败的联锁信息缓存数据库所对应的联锁信息缓存备份数据库中，查找相关的联锁元件状态信息。

在第九种可能的实现方式中，根据第六种可能的实现方式，列车自动保护方法进一步包括：

通过联锁处理备用子系统备份所述联锁信息；

在被选定的区域控制器计算节点与联锁信息处理子系统通信失败后，发送联锁信息获取请求给联锁处理备用子系统；

通过联锁处理备用子系统查找相关的联锁信息，并将相关的联锁信息发送给被选定的区域控制器计算节点。

由上述技术方案可知，分配单元作为运行列车与至少两个区域控制器计算节点的通信枢纽，其在接收到目标运行列车发送的移动授权请求后，为目标运行列车选定一个区域控制器计算节点，即该区域控制器计算节点是由分配单元选定的，被选定的区域控制器计算节点根据目标运行列车的位置信息和目标运行列车的特征标识，获取列车排序地图信息、其它列车移动授权信息以及联锁信息，根据列车排序地图信息、目标运行列车的运行信息、其它列车移动授权信息以及联锁信息，生成目标移动授权，并将目标移动授权发送给分配单元，消除了区域控制器计算节点按照区域控制运行列车，同时消除了区域控制器计算节点间的信息交互过程，从而实现了对运行列车统一管理，消除了区域控制器之间的移交程序，以消除控制边界，避免了由于控制边界造成的列车实际运行情况与区域控制器获取到的信息不一致的问题。

附图说明

图1是现有的技术中区域控制器管理运行列车的示意图；

图2是本发明一个实施例提供的一种列车自动保护系统的结构示意图；

图3是本发明一个实施例提供的另一种列车自动保护系统的结构示意图；

图4是本发明一个实施例提供的一种运行数据管理子系统的结构示意图；

图5是本发明一个实施例提供的一种运行数据管理子系统数据存储的结构示意图；

图6是本发明一个实施例提供的一种联锁信息处理子系统的结构示意图；

图7是本发明一个实施例提供的一种多列运行列车运行线路情况示意图；

图8是本发明一个实施例提供的一种多列运行列车的移动授权相关示意图；

图9是本发明一个实施例提供的联锁元件、联锁信息处理子系统以及区域控制器计算节点间互动实现的部分列车自动保护流程图；

图10是本发明一个实施例提供的一种运行列车的管理方法流程图；

图11是本发明一个实施例提供的集群中的管理节点、负载均衡服务器以及区域控制器计算节点间互动实现的部分列车自动保护流程图。

附图标记列表：

101：区域控制器计算节点 102：分配单元 103：第一注册节点

104：运行数据管理子系统 1041：第一筛分服务器 1042：第二筛分服务器

1043：第一数据库 1044：第二数据库 105：联锁信息处理子系统

1051：联锁信息缓存数据库 1053：联锁信息缓存备份数据库

1052：联锁信息筛分服务器 106：联锁处理备用子系统 107：第二注册节点

108：集群 109：管理节点 110：负载均衡服务器

20：运行列车 30：联锁系统

601：区域控制器计算节点发送联锁元件控制相关指令给联锁信息处理子系统

602：联锁信息处理子系统存储联锁元件控制相关指令至缓存数据块中

603：联锁系统触发联锁信息处理子系统，并接收联锁信息处理子系统发送的元件控制指令

604：联锁系统执行接收到的元件控制指令

605：联锁系统将元件控制指令的执行结果发送给联锁信息处理子系统

606：联锁信息处理子系统更新元件控制指令的执行状态

607：区域控制器计算节点定时向联锁信息处理子系统发送获取元件控制指令执行状态的指令

608：区域控制器计算节点接收控制指令执行的状态

609：联锁系统定时将元件状态写入到联锁信息处理子系统

610：联锁信息处理子系统更新存储的元件状态

611：区域控制器计算节点发送从联锁信息处理子系统获取联锁元件状态

612：区域控制器计算节点重写特定的联锁元件状态

613：联锁信息处理子系统更新存储的对应的元件状态，并反馈给区域控制器计算节点

614：联锁系统定时从联锁信息处理子系统获取需要重写的联锁元件状态

701：分配单元接收移动授权请求

702：分配单元为移动授权请求选定一个区域控制器计算节点

703：被选定的区域控制器计算节点获取列车排序地图信息、其它相关列车的移动授权信息以及联锁信息

704：被选定的区域控制器计算节点根据列车排序地图信息、其它相关列车的移动授权信息以及联锁信息，计算生成目标移动授权

801：两列运行列车实时发送列车位置给分配单元

802：分配单元将两列运行列车的列车位置发送给管理节点

803：管理节点根据两列运行列车的列车位置，更新自身存储的列车位置

804：分配单元接收到两列运行列车发送的移动授权请求

805：分配单元为运行列车选定区域控制器计算节点，将运行列车的位置信息发送给区域控制器计算节点

806：区域控制器计算节点获取与运行列车相关的列车排序地图和历史移动授权

807：管理节点拆分列车列表，以得到与运行列车相关的部分列表

808：管理节点将与运行列车相关的部分列表发送给区域控制器计算节点

809：区域控制器计算节点生成移动授权，并更新历史移动授权

810：区域控制器计算节点将移动授权发送给分配单元

811：分配单元将与运行列车相关的移动授权发送给运行列车

具体实施方式

现有技术针对运行列车主要是有轨列车如地铁、轻轨列车、火车以及高铁等的管理方法，如前所述，将运行轨道划分为不同的区域，通过在每一个区域部署区域控制器、联锁系统如信号灯、触轨检测器以及道岔设备等，运行列车每经过一个区域，则由运行列车所在区域的区域控制器控制运行列车，而运行列车在从一个区域向另一个区域运行过程中，不可避免需要相邻两个区域中的区域控制器进行信息移交，即每相邻两个区域中的区域控制器具有信息传递性。

现有技术通过区域控制器控制运行列车的具体过程可如图1所示。由于区域控制器控制的局限性如处理数据的能力等，在图1示出的轨道区段需由两个区域控制器ZC1和ZC2分区域控制，其中，区域控制器ZC1管理在图中竖直点划线(即ZC1和ZC2的控制边界)左侧的区段R1，区域控制器ZC2管理右侧的区段R2。那么，运行列车20在轨道上运行过程中，在区段R1上则受区域控制器ZC1管理，在区段R2上则受区域控制器ZC2管理。也就是说，与区段R1相关的一些数据如区段R1上联锁元件CI1的状态信息以及区段R1的列车排序地图等信息均在区域控制器ZC1上，同时区段R1上联锁元件CI1与区域控制器ZC1通信；而与区段R2相关的一些数据如区段R2上联锁元件CI2的状态信息以及区段R2的列车排序地图等信息在区域控制器ZC2上，同时区段R2上联锁元件CI2与区域控制器ZC2通信。因此，运行列车20在区段R1上运行时，区域控制器ZC1为运行列车20生成移动授权MA1，运行列车20在区段R2上运行时，区域控制器ZC2为运行列车20生成移动授权MA2。在每一个区段可能需要生成多次移动授权，在此不再详述。这里，移动授权是指当前为运行列车确定出的可以移动到的最远位置。

由于区域控制器需要根据运行列车的一些运行数据如位置信息、列车运行信息、联锁信息以及历史移动授权等，那么，在列车通过图1所示的点划线时，区域控制器ZC1则需要与区域控制器ZC2进行信息移交，即区域控制器ZC1将运行列车20的一些运行信息移交给区域控制器ZC2，同时区域控制器ZC1还要通知运行列车20已由ZC2接管。区域控制器ZC1与区域控制器ZC2信息移交，区域控制器ZC1通知运行列车20以及区域控制器ZC2接管运行列车20需要经过多次信息交互才能完成。那么，一旦信息移交或者区域控制器ZC1/ZC2与运行列车20信息交互的过程发生信息延迟等状况，可能区域控制器ZC2失去了对运行列车20的控制，比如，发生信息延迟，导致区域控制器ZC2对运行列车20的位置掌握发生延迟。即在相邻两个区域中的区域控制器进行信息移交过程中不可避免地为运行列车造出无形的区域边界，运行列车在经过区域边界时，一旦信息移交不及时，很容易失去对运行列车的准确控制。在区域控制器ZC2获得运行列车20的准确位置时，可能运行列车20已与在前的运行列车距离已小于相邻两列运行列车的安全距离，则需要紧急刹车来停止运行列车20，导致运行列车20运行不稳。因此，在区域边界，列车不稳定运行以及紧急刹车发生概率较高。

另外，随着运行轨道线路的延长，一般通过增加区域个数来实现控制，而区域个数的增加以及运行轨道上运行列车数量的增加，会使区域控制器数量增加，同时相邻区域控制器之间信息移交也会更加频繁。再者，由于区域控制器的处理能力以及相邻区域控制器之间通信带宽的限制，使得运行轨道上能够运行列车的数量很难突破区域边界引起的瓶颈。

为了解决运行列车通过区域边界出现的问题，本发明的发明人提出消除区域边界的思想，即对运行列车在线路上整个运行过程进行统一管理。进而考虑到现有的区域控制器处理能力的限制，本发明提出：集中多个区域控制器的处理能力可满足同时为所有运行列车同时发送的移动授权请求生成对应的移动授权。

基于以上思想，本发明实施例提及的列车自动保护系统，消除了区域控制器的区域边界，转由多个区域控制器集中管理所有的移动授权。优选地，该系统基于均衡负载的思想，为移动授权请求选定适合的区域控制器计算节点(相当于区域控制器)，以通过选定的区域控制器计算节点响应于移动授权请求而生成移动授权。另外，该系统还可以为移动授权请求选定空闲的区域控制器计算节点(该方式需要区域控制器计算节点的数量比较大)或者直接按照顺序为移动授权请求选定一个区域控制器计算节点。因此，在本发明实施例提出的列车自动保护系统中并不涉及区域控制器计算节点之间信息移交的过程，从而消除了区域控制界限可能引起的缺陷。

本发明实施例提供的一种列车自动保护系统，如图2所示，该列车自动保护系统包括：

至少两个区域控制器计算节点101；

分配单元102，连接到至少一列运行列车20和至少两个区域控制器计算节点101，配置成接收目标运行列车20发送的移动授权请求，其中移动授权请求包括目标运行列车20的位置信息、目标运行列车20的运行信息以及目标运行列车20的特征标识，从至少两个区域控制器计算节点101中，为移动授权请求选定一个区域控制器计算节点101，并将移动授权请求发送给被选定的一个区域控制器计算节点101；

每一个区域控制器计算节点101配置成在被选定后，根据目标运行列车20的位置信息和目标运行列车20的特征标识，获取列车排序地图信息以及联锁信息，然后根据列车排序地图信息、目标运行列车20的运行信息以及联锁信息，生成目标移动授权，并将目标移动授权发送给分配单元102；

分配单元102进一步配置成将目标移动授权发送给目标运行列车20。

本发明实施例提及的目标运行列车20是指在至少一列运行列车20中，给分配单元102发送移动授权请求的运行列车20。

本发明实施例提及的分配单元102连接到至少一列运行列车20中的连接是指通信连接和/或数据连接，即分配单元与列车之间可交互数据或指令。

另外，值得说明的是，上述目标运行列车的位置信息可以为目标运行列车内的可信的定位信息，也可以为目标运行列车在线路上的相对位置。目标运行列车的运行信息可包括目标运行列车的速度、目标运行列车的运行状况、目标运行列车的运行方向等。

值得说明的是，分配单元优选地可以为负载均衡服务器，该负载均衡服务器可根据每一个所述已注册的区域控制器计算节点的运行状态，为目标运行列车选定一个区域控制器计算节点，以使各个已注册的区域控制器计算节点实现负载均衡。以能够使集中的多个区域控制器计算节点(该区域控制器计算节点可为现有的区域控制器)运行负载能够比较均衡，避免移动授权请求集中分配给一个或几个区域控制器。在本发明实施例中，区域控制器计算节点的运行状态可以为区域控制器计算节点的负载/负荷，这里，区域控制器计算节点的负载/负荷是指区域控制器计算节点处理移动授权请求的个数或者区域控制器计算节点所对应的目标运行列车的个数。

因此，分配单元102可以同时接收多列目标运行列车20发送的移动授权请求，也可以仅接收一列目标运行列车20发送的移动授权请求。分配单元102可以按照各个区域控制器计算节点101的当前负载量(运算负荷量)大小，为移动授权请求选定当前负载量小的区域控制器计算节点101。另外，分配单元102还可采用现有的负载均衡技术为移动授权请求选定区域控制器计算节点101。比如，在同时接收到10个移动授权请求时，可以为其中6个移动授权请求选定同一个负载量最小的区域控制器计算节点101，为剩余的4个移动授权请求分别选定一个负载量稍大的区域控制器计算节点101等。

上述区域控制器计算节点101可以直接采用现有的区域控制器配置实现，比如可直接将现有的区域控制器集中起来与分配单元连接，则每一个区域控制器为实施例中的一个区域控制器计算节点。

另外，上述列车自动保护系统中，各个区域控制器计算节点之间无需通信，则在一个或多个区域控制器计算节点发生故障后，剩余的其他区域控制器计算节点仍可以服务于所有列车，有效地提高了轨道线路运行的稳定性。另外，对故障的区域控制器计算节点进行更换时，不会影响其他正常区域控制器计算节点的运行，即支持热替换，热扩展和热升级，易于维护，也进一步提高了轨道线路运行的稳定性。另外，上述列车自动保护系统中，通过分配单元为区域控制器计算节点分配任务即移动授权请求，实现了通过负载平衡和并行计算处理更多的列车请求，而不受硬件性能的限制。因此，能够使运行列车能够更安全、更有效地运行。

上述区域控制器计算节点与分配单元之间的通信以及分配单元与运行列车之间的通信是基于以太网来完成的。

本发明实施例中，列车排序地图/列车排序地图信息是静态信息，移动授权信息/移动授权是动态信息(未来将要发生)，不同列车移动授权不允许有重叠部分。

如图3所示，在本发明一个实施例中，列车自动保护系统可进一步包括：

至少一个第一注册节点103，连接到至少一列运行列车20和至少两个区域控制器计算节点101，配置成响应于从每一列运行列车20接收到注册请求，为运行列车20生成并存储对应的列车注册列表，其中，注册请求包括特征标识和运行信息，注册列表包括运行列车对应的特征标识和运行信息；

每一个区域控制器计算节点101配置成在接收到移动授权请求后，从目标运行列车20所对应的列车注册列表中匹配目标运行列车20的特征标识，若匹配成功，则根据目标运行列车20的特征标识，获取与目标运行列车20相关的列车排序地图信息、相关其它列车的实时移动授权信息以及联锁信息；若匹配失败，则将目标运行列车20移交给至少一个第一注册节点103，以使目标运行列车20进入注册流程。第一注册节点103执行的目标运行列车20的注册流程可包括插入目标运行列车20的列车特征标识与运行信息到列车注册表，更新相关的列车排序地图以及实时与历史移动授权。

通过第一注册节点可实现对运行列车的注册，以更好的管理运行列车，即运行列车需要注册之后才能在列车轨道上行驶。那么，在运行列车下线如返回车辆段养护后，则可在第一注册节点删除该下线的运行列车，保证第一注册节点上注册的运行列车均是可行驶状态。值得说明的是，上述特征标识是指运行列车特有的身份标识比如每一列运行列车所特有的编码等。

另外，上述运行线路一般为运行列车所允许行驶的线路或路段，比如运行列车A被允许行驶地铁10号线，则运行列车A的运行线路为地铁10号线；又比如，运行列车B被允许从甲地去往乙地，而从甲地去往乙地有5条线路，其中线路1是允许运行列车B行驶的，则运行列车B的运行线路为线路1。

上述列车排序地图信息指示着所有运行列车的列车位置、运行状态；上述列车移动授权信息指示着所有运行列车的实时与历史移动授权信息，比如，运行列车A的运行线路为地铁10号线，则运行列车A对应的列车排序地图信息指示地铁10号线上承载的所有运行列车所在的位置以及地铁10号线上承载的所有运行列车的运行状态。其中，运行列车所在运行线路上的所有列车的位置可通过在列车排序地图以标记的方式指示。比如，把在10号线上运行的所有运行列车的位置，在地铁10号线所对应的线路地图上进行特殊标记，该特殊标记可为标记为运行列车的特征标识等。

在本发明一个实施例中，如图3所示，列车自动保护系统还可进一步包括：至少一个第二注册节点107配置成存储每一个已注册的区域控制器计算节点101的运行状态；

分配单元102，配置成根据每一个已注册的区域控制器计算节点101的运行状态，为目标运行列车20选定一个区域控制器计算节点101，以使各个已注册的区域控制器计算节点101实现负载均衡。实现了对区域控制器计算节点的注册管理。该第二注册节点可以与第一注册节点为相同的节点，也可以为不同的节点。另外，当区域控制器计算节点为集群中的节点时，该第二注册节点和第一注册节点可以为集群中的管理节点。

在本发明一个实施例中，如图3所示，列车自动保护系统还可进一步包括：

运行数据管理子系统104，连接到至少两个区域控制器计算节点101，配置成存储列车排序地图信息与所有列车移动授权信息，列车排序地图信息包括每一个运行列车20所对应的实时位置，所有列车移动授权信息包括每一个运行列车20所对应的实时与历史移动授权，列车排序地图信息指示所有运行线路中运行列车20的位置排序；

每一个区域控制器计算节点101配置成在被选定后，发送目标运行列车20的位置信息和目标运行列车20的特征标识给运行数据管理子系统104；

运行数据管理子系统104进一步配置成根据目标运行列车20的位置信息和目标运行列车20的特征标识，向区域控制器计算节点101提供与目标运行列车20相关的列车排序地图和实时与历史移动授权；并根据目标运行列车20的位置信息和目标运行列车20的特征标识，更新与目标运行列车20相关的列车排序地图信息；

运行数据管理子系统104进一步配置成根据区域控制器计算节点101计算出的目标运行列车20的最新的移动授权信息，更新目标运行列车20所对应的移动授权信息。

通过上述运行数据管理子系统实现了对运行列车以及运行线路的数据进行管理，即将区域控制器计算节点与生成移动授权所必须的数据如列车排序地图和历史移动授权等分开。即运行数据管理子系统为所有区域控制器计算节点提供生成移动授权所必须的数据，这些生成移动授权所必须的数据对于每个区域控制器计算节点来说是平等的，实现了数据存储与区域控制器计算节点分开，从而能够有效地降低区域控制器计算节点的负载。另外，在一个区域控制器计算节点出现故障或者通信异常时，不影响其他区域控制器计算节点获得所需要的所有数据，降低了列车失控的风险，从而进一步保证列车运行的平稳性。

该目标运行列车相关的列车排序地图可指示目标运行列车所在路段的前后在运行列车的排序。该目标运行列车相关的列车排序地图还可指示目标运行列车所在线路上所有运行列车的位置排序。

该目标运行列车相关的历史移动授权可指示该目标运行列车曾经获得过的移动授权，还可指示与目标运行列车相邻的运行列车所获得过的历史移动授权。

值得说明的是，上述注册节点与运行数据管理子系统可以同时存在，也可以以择一的方式存在。

针对运行数据管理子系统104而言，如图4所示，在本发明的一个实施例中，运行数据管理子系统104，包括：第一筛分服务器1041、第二筛分服务器1042、至少两个第一数据库1043和至少两个第二数据库1044，其中，

每一个第一数据库1043，连接到第一筛分服务器(1041)，配置成存储并更新部分列车排序地图；

第一筛分服务器1041，连接到每一个区域控制器计算节点101，配置成根据目标运行列车20的位置信息和目标运行列车20的特征标识，从至少一个第一数据库1043中，查找出与目标运行列车20相关的列车排序地图信息，并将目标运行列车20相关的列车排序地图提供给区域控制器计算节点101；

每一个第二数据库1044，连接到第二筛分服务器1042，配置成存储并更新部分运行列车20所对应的实时与历史移动授权信息；

第二筛分服务器1042，连接到每一个区域控制器计算节点101，配置成根据目标运行列车20的位置信息和目标运行列车20的特征标识，从至少一个第二数据库1044中，查找出与目标运行列车20的相关历史与实时移动授权将与目标运行列车20的相关历史与实时移动授权提供给区域控制器计算节点101；并根据目标运行列车20的特征标识与目标运行列车(20)的最新移动授权，更新至少一个第二数据库1044中与目标运行列车20相关的实时与历史移动授权信息。

在上述第一数据库和第二数据库中，在有新注册的运行列车时，为新注册的运行列车增加新注册的运行列车的信息，以更新列车排序地图信息和与新注册的运行列车相关历史与实时移动授权。

其中，第一筛分服务器和第二筛分服务器可通过以太网与区域控制器计算节点进行通信。

根据实施例，将运行数据管理子系统部署为分布式，实现了对列车运行数据如列车排序地图和实时与历史移动授权信息等分布式管理，能够有效地提高这些列车运行数据的安全性。另外，通过将列车排列地图和实时与历史移动授权分布在不同的数据库中，并通过第一筛分服务器查找列车排列地图，通过第二筛分服务器查找实时与历史移动授权，能够有效地提高区域控制器计算节点获取列车排列地图和历史移动授权的效率，从而进一步提高生成移动授权的效率，以使移动授权与目标运行列车20的实际移动匹配度更精确。

一般来说，上述第一数据库和第二数据库的的个数均为至少两个，以分别对列车排列地图和历史移动授权进行分布式存储。另外，还可分别对存储的列车排列地图和历史移动授权进行备份，以进一步提高列车运行数据如列车排列地图和历史移动授权的安全性。

为了能够清楚地说明列车排列地图和历史移动授权在第一数据库和第二数据库中的存储及备份方式。以采用3个第一数据库和3个第二数据库分布式存储和备份列车排列地图和实时与历史移动授权为例进行说明。如图5所示，列车排列地图分布式存储于3个第一数据库1043中，其中，第一个第一数据库1043存储列车排列地图的第一部分1，第二个第一数据库1043存储列车排列地图的第二部分2，第三个第一数据库1043存储列车排列地图的第三部分3，同时，第一个第一数据库1043备份列车排列地图的第二部分2，第二个第一数据库1043备份列车排列地图的第三部分3，第三个第一数据库1043备份列车排列地图的第一部分1，历史移动授权分布式存储于3个第二数据库1044中，其中，第一个第二数据库1044存储历史移动授权的第一部分4，第二个第二数据库1044存储历史移动授权的第二部分5，第三个第二数据库1044存储历史移动授权的第三部分6，同时，第一个第二数据库1044备份历史移动授权的第二部分5，第二个第二数据库1044备份历史移动授权的第三部分6，第三个第二数据库1044备份历史移动授权的第一部分4，即通过交叉备份，进一步提高数据的安全性。图3中给出的第一部分、第二部分以及第三部分可以是以任意形式划分出的，而第一部分、第二部分以及第三部分组合起来即为所有的历史移动授权数据或者所有的列车排序地图。

另外，上述第一数据库、第二数据库、第一筛分服务器以及第二筛分服务器可以以一个集群的方式存在。可以根据列车排列地图的数据量以及历史移动授权的数据量的大小可以为集群扩增节点以实现扩增第一数据库和第二数据库。

尤其地，第一数据库和第一筛分服务器可以以一个集群的方式存在。第二数据库和第二筛分服务器可以以另一个集群的方式存在。即列车排列地图和历史移动授权存储于两个集群中，方便对数据的管理。在实施例中，将分别阐述列车排列地图对应的集群的存储方式和历史移动授权对应的集群的存储方式。

其中，列车排列地图对应的一种集群式存储方式可以为按照路段为列车排列地图划分存储的数据库。如图6所示，一段轨道被划分成了7个路段，分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6以及S7，其中，S1～S3路段对应的相关数据如路段被列车占用情况等存储到数据库DB1中，S4～S6路段对应的相关数据存储到数据库DB2中，S7～Sn路段对应的相关数据存储到数据库DB3中等。其中，数据库DB1、数据库DB2以及数据库DB3为不同的第一数据库1043。

根据图6所示的运行列车对轨道的占用情况，在第一数据库1043中，可以以表格的形式记载列车排序地图，与列车排序地图相关的表格结构分别如下表1和表2所示。

表1

其中，O表征被占用，Not O表征未被占用。

表2

另外，实时与历史移动授权对应的一种集群式存储方式可以为按照路段为历史移动授权划分存储的数据库。如图7所示，一段轨道被划分成了7个路段，分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6以及S7，其中，S1～S3路段对应的移动授权存储到数据库DB4中，S4～S6路段对应的移动授权存储到数据库DB5中，S7和S8路段对应的移动授权存储到数据库DB6中等等。其中，数据库DB4、数据库DB5以及数据库DB6为不同的第二数据库1044。

根据图7所示的历史移动授权的相关数据，在第二数据库1044中，可以以表格的形式记载该历史移动授权，与历史移动授权相关的表格结构如下表3所示。

表3

其中，xx1表征无分支轨道；xx2表征道岔区段；MAn lock表征路段被第n个移动授权对锁定；Unlock表征路段未被任何移动授权对锁定；次序表征路段在一个移动授权中被运行列车经过的顺次。

另外，还可有其他交叉备份方式比如将历史移动授权备份到第一数据库，将列车排列地图备份到第二数据库，在此不再一一赘述。

另外，上述第一数据库和第二数据库的个数也可根据存储需要增加或者减少。

在本发明一个实施例中，如图3所示，列车自动保护系统可进一步包括：

联锁信息处理子系统105，连接到至少两个区域控制器计算节点101以及轨道的所有联锁系统30，配置成存储联锁信息，联锁信息包括连接的所有联锁系统30的所有联锁元件的状态信息；

每一个区域控制器计算节点101配置成在被选定后，发送联锁信息获取请求给联锁信息处理子系统105，联锁信息获取请求包括联锁元件标识；

联锁信息处理子系统105进一步配置成查询联锁系统30中的所有联锁元件的状态信息以及控制部分联锁元件状态，并将查询到的相关的联锁信息发送给被选定的区域控制器计算节点101。

其中，联锁元件如指示轨道被占用情况的指示灯等，通过联锁信息处理子系统实现了统一管理联锁信息。

值得说明的是，联锁信息处理子系统105可与运行数据管理子系统104同时存在列车自动保护系统中，也可以择一的方式存在。联锁信息处理子系统105可与注册节点103同时存在于列车自动保护系统中，也可以择一的方式存在。

另外，联锁信息处理子系统105可以为一个数据库集群，该联锁信息处理子系统105与区域控制器计算节点和联锁元件之间的信息交互关系及流程可如图8所示，具体可包括如下步骤：

步骤601：区域控制器计算节点101发送联锁元件控制相关指令给联锁信息处理子系统105；

步骤602：联锁信息处理子系统105存储联锁元件控制相关指令至缓存数据块中；

步骤603：联锁系统30触发联锁信息处理子系统105，并接收联锁信息处理子系统105发送的元件控制指令；

该触发可以为时间事件触发，即定时从联锁信息处理子系统105获取指令。

步骤604：联锁系统30执行接收到的元件控制指令；

步骤605：联锁系统30将元件控制指令的执行结果发送给联锁信息处理子系统105；

步骤606：联锁信息处理子系统105更新元件控制指令的执行状态；

该指令状态可以为接收到应答或者未接收到应答。接受到应答又分为成功和失败两种状态。

上述指令可以为心跳包，以检测联锁系统30与联锁信息处理子系统105之间通信是否顺畅。

步骤607：区域控制器计算节点101定时向联锁信息处理子系统105发送获取元件控制指令执行状态的指令；

该定时可以由一线设定的时间事件触发。

步骤608：区域控制器计算节点101接收控制指令执行的状态；

步骤609：联锁系统30定时将元件状态写入到联锁信息处理子系统105；

该定时可以由一线设定的时间事件触发。

步骤610：联锁信息处理子系统105更新存储的元件状态；

步骤611：区域控制器计算节点101发送从联锁信息处理子系统105获取联锁元件状态；

步骤612：区域控制器计算节点101重写特定的联锁元件状态，如屏蔽门；

步骤613：联锁信息处理子系统105更新存储的对应的元件状态，并反馈给区域控制器计算节点101；

步骤614：联锁系统30定时从联锁信息处理子系统105获取需要重写的联锁元件状态。

该步骤614与上述任意一个步骤之间均没有严格的先后顺序。

其中，步骤601至步骤608是区域控制器计算节点101、联锁信息处理子系统105以及联锁系统30之间针对指令进行信息交互的过程和步骤。步骤609至步骤611是区域控制器计算节点101、联锁信息处理子系统105以及联锁系统30之间针对元件状态进行信息交互的过程和步骤。步骤612至步骤614是区域控制器计算节点101、联锁信息处理子系统105以及联锁系统30之间针对错误元件状态进行信息交互的过程和步骤。

在本发明一个实施例中，如图9所示，联锁信息处理子系统105包括：至少两个联锁信息缓存数据库1051和联锁信息筛分服务器1052，其中，

每一个联锁信息缓存数据库1051，连接到至少一个联锁系统30和联锁信息筛分服务器1052，配置成缓存所连接的至少一个联锁系统30的所有联锁元件的状态信息；

联锁信息筛分服务器1052，连接到至少两个区域控制器计算节点101，配置成接收联锁信息获取请求，在至少两个联锁信息缓存数据库1051中，查找相关的联锁元件状态信息，并将联锁元件的状态信息发送给被选定的区域控制器计算节点101。

其中，联锁信息获取请求中可包含有联锁元件的ID，则联锁信息筛分服务器1052直接查找联锁元件的ID所对应的联锁元件的状态信息以及轨道区域的占用情况。

其中，联锁信息筛分服务器与区域控制器计算节点之间可通过以太网进行通信。

另外，一个优选地实施例中，联锁信息缓存数据库的个数可按照区域设置，即每一个区域中的联锁元件的状态信息以及该区域对应的轨道区域的占用情况均存放在同一联锁信息缓存数据库中。这样可以解决不同区域联锁系统接口不同的问题。比如，区域X中的联锁系统来源于供应商H，区域Y中的联锁系统来源于供应商Z，则区域X中的联锁系统的接口可能与区域Y中的联锁系统的接口不同，可通过分别为区域X和区域Y部署对应的联锁信息缓存数据库，其中，区域X对应的联锁信息缓存数据库与区域X中的联锁系统通信，区域Y对应的联锁信息缓存数据库与区域Y中的联锁系统通信。联锁信息缓存数据库与联锁系统之间可通过以太网建立通信。另外，为每一个区域中的联锁系统分配一个对应的联锁信息缓存数据库，在现有的各个区段的联锁系统的基础上实现。即本发明实施例提供的方案无需调整现有的联锁系统，使得实施例提供的列车自动保护系统更加具有实用性，同时能够有效地节约系统构建成本。

上述区域可以为一条运行线路如地铁10号线，也可以为一条运行线路上的一段如京九线中的北京到郑州段。

在本发明一个实施例中，如图9所示，联锁信息处理子系统105进一步包括：

至少两个联锁信息缓存备份数据库1053，与至少两个联锁信息数据库1051一一对应，连接到联锁信息筛分服务器1052，配置成备份所对应的联锁信息缓存数据库1051中缓存的状态信息以及轨道区域的占用情况；

联锁信息筛分服务器1052配置成在与任一联锁信息缓存数据库1051通信失败后，从通信失败的联锁信息缓存数据库1051所对应的联锁信息缓存备份数据库1053中，查找与目标运行列车20的位置信息相关的联锁元件状态信息。

通过设置联锁信息缓存备份数据库对联锁信息缓存数据库中的数据进行备份，保证联锁信息的安全性，以进一步提高控制运行列车的准确性以及运行列车运行的稳定性。

在本发明一个实施例中，如图3所示，列车自动保护系统，进一步包括：

联锁处理备用子系统106，连接到至少两个区域控制器计算节点101以及轨道的所有联锁系统30，配置成备份联锁信息；

每一个区域控制器计算节点101配置成在被选定后，在与联锁信息处理子系统105通信失败后，发送所述联锁信息获取请求给所述联锁处理备用子系统106；

联锁处理备用子系统106进一步配置成查找相关的联锁信息，并将相关的联锁信息发送给被选定的区域控制器计算节点101。

该相关的联锁信息是指目标运行列车所在路段上的联锁元件的联锁信息。

该作为联锁信息处理子系统的备用，其设置与联锁信息处理子系统相同，在此不再赘述。

由于联锁系统供应商众多，涉及的数据也比较多，通过联锁信息缓存备份数据库和联锁处理备用子系统联合，可有效地保证联锁信息的统一性。

值得说明的是，可存在一个列车自动保护备用系统与列车自动保护系统相对应。该列车自动保护备用系统以在列车自动保护系统运行出现问题时，临时替代列车自动保护系统。

在本发明一个实施例中，上述列车自动保护系统，进一步包括：管理节点109，连接分配单元102和区域控制器计算节点101，该管理节点109配置成接收分配单元102发送的运行列车20的位置报告，并存储运行列车20的位置报告，实时更新列车的位置信息，并将移动授权请求对应的位置信息发送给被选定的区域控制器计算节点101。另外，管理节点109还可对各个区域控制器计算节点101进行注册，以方便对区域控制器计算节点101的管理。

分配单元102，连接到管理节点109，配置成从管理节点109中查找至少一个已注册的区域控制器计算节点101，从至少一个已注册的可用的区域控制器计算节点101中，为目标运行列车20选定一个区域控制器计算节点101。根据该实施例，能够实现对区域控制器计算节点的管理。该管理节点109还可存储区域控制器计算节点的实时负载情况，这样分配单元即可根据管理节点中存储的区域控制器计算节点的实时负载情况，为移动授权请求选定区域控制器计算节点。

值得说明的是，上述第一注册节点103和第二注册节点107可以独立管理节点存在，也可以为用管理节点109替代第一注册节点103和第二注册节点107，以使运行列车和区域控制器计算节点的注册和管理在管理节点上完成。

值得说明的是，区域控制器计算节点可根据实际需要增加或者减少，比如，客流高峰期如春运期间，需要增加运行列车，则可通过增加区域控制器计算节点的方式，满足对增加的运行列车的管理。又比如，客流高峰期过后，运行列车数量恢复至客流高峰之前，则不再需要增加的那部分区域控制器计算节点，可将增加的那部分区域控制器计算节点下线。又比如，线路维护需要减少运行列车，此时部分区域控制器计算节点可能会闲置，则可将闲置的区域控制器计算节点去除。其中，增加区域控制器计算节点，需要在管理节点上注册增加的区域控制器计算节点，从而使分配单元获知增加的区域控制器计算节点。减少区域控制器计算节点，需要在管理节点上注销减少的区域控制器计算节点，从而使分配单元不再选择该被减少的区域控制器计算节点。使得运行列车管理系统具有高可用性。

更优选地，如图3所示，至少两个区域控制器计算节点101和管理节点109组成一个集群108，其中，管理节点109为集群108的主节点，至少两个区域控制器计算节点101中的每一个区域控制器计算节点101为集群108的从节点。另外，注册节点103也可为集群108中的从节点。则分配单元102分别与集群108中的管理节点109(主节点)以及集群中的每一个区域控制器计算节点101(从节点)通信连接，该管理节点109(主节点)总体管理所有的区域控制器计算节点、运行列车的位置信息以及列车列表。那么，分配单元102将各列运行列车20的位置信息发送给管理节点109(主节点)，则管理节点109(主节点)将更新各列运行列车20的位置信息。分配单元102在接收到目标运行列车20发送的移动授权请求，并为移动授权请求选定区域控制器计算节点101后，分配单元102则将目标运行列车20的位置信息发送给被选定的区域控制器计算节点101，并将被选定的区域控制器计算节点101反馈给管理节点109(主节点)，则管理节点109(主节点)将列车列表中与目标运行列车20相关的列表信息发送给被选定的区域控制器计算节点101。另外，该被选定的区域控制器计算节点101从运行数据管理子系统104获取与目标运行列车20相关的列车排序地图和历史移动授权。被选定的区域控制器计算节点101根据与目标运行列车20相关的列表信息、列车排序地图和实时与历史移动授权，计算生成移动授权，并更新运行数据管理子系统104中存储的移动授权。同时，被选定的区域控制器计算节点101将移动授权发送给分配单元102，分配单元102将移动授权发送给目标运行列车20。

由于在实施例中区域节点可直接选用现有的区域控制器，现有的联锁元件可以被继续沿用，能够保证列车运行的安全性。

另外，在实施例中，还可以为列车自动保护系统设置备用列车自动保护系统，在列车自动保护系统出现故障时，可通过启用备用列车自动保护系统的方式，接续列车自动保护系统，为运行列车提供服务。

另外，本发明实施例中，列车自动保护系统可部署于云服务器上。比如，列车自动保护系统中的区域控制器计算节点、分配单元、运行数据管理子系统以及联锁信息处理子系统等部署于云服务器上。

下面结合附图对本发明实施例提供的列车自动保护系统的列车自动保护方法进行详细说明。

如图10所示，本发明实施例提供了一种列车自动保护系统的列车自动保护方法，该列车自动保护方法可以包括以下步骤：

步骤701：分配单元接收移动授权请求；

步骤702：分配单元为移动授权请求选定一个区域控制器计算节点；

步骤703：被选定的区域控制器计算节点获取列车排序地图信息、其它相关列车的移动授权信息以及联锁信息；

步骤704：被选定的区域控制器计算节点根据列车排序地图信息、其它相关列车的移动授权信息以及联锁信息，计算生成目标移动授权。

该计算生成目标移动授权可以采用现有的计算方式实现。

在一个实施例中，以图2或图3所示的列车自动保护系统实现列车自动保护方法，步骤701的一种具体实施方式可为通过分配单元102接收目标运行列车20发送的移动授权请求，移动授权请求包括目标运行列车20的位置信息、目标运行列车20的运行信息以及目标运行列车20的特征标识。

在一个实施例中，以图2或图3所示的列车自动保护系统实现列车自动保护方法，步骤702的一种具体实施方式可为通过分配单元102为移动授权请求选定一个区域控制器计算节点101，并将移动授权请求发送给被选定的区域控制器计算节点101。该分配单元102是根据均衡负载原则，为移动授权请求选定区域控制器计算节点，避免区域控制器计算节点之间的负载量差异过大。

在一个实施例中，以图2或图3所示的列车自动保护系统实现列车自动保护方法，步骤703的一种具体实施方式可为被选定的区域控制器计算节点101根据目标运行列车20的位置信息和目标运行列车20的特征标识，获取列车排序地图信息、其它相关列车的移动授权信息以及联锁信息，根据列车排序地图信息、目标运行列车20的运行信息、其它相关列车的移动授权信息以及联锁信息，计算生成目标移动授权，并将目标移动授权发送给分配单元102。

在一个实施例中，以图2或图3所示的列车自动保护系统实现列车自动保护方法，步骤704的一种具体实施方式可为通过分配单元102将目标移动授权发送给目标运行列车20。

在一个实施例中，列车运行管理方法可进一步包括：通过至少一个注册节点103响应于每一列运行列车20接收到的注册请求，为运行列车20生成并存储对应的列车注册列表，其中，注册请求包括特征标识和运行信息，注册与运行列车对应的信息包括特征标识和运行信息；则在将移动授权请求发送给被选定的区域控制器计算节点101步骤之后，进一步包括：被选定的区域控制器计算节点101从列车注册列表中匹配目标运行列车20的特征标识，若匹配成功，则根据目标运行列车特征标识，获取与目标运行列车20相关的列车排序地图信息、相关移动授权信息以及联锁信息，若匹配失败，则将目标运行列车20移交给至少一个第一注册节点103，以使目标运行列车20进入注册流程。通过至少一个注册节点实现了对运行列车的注册和注销管理。

在一个实施例中，列车自动保护方法可进一步包括：通过至少一个注册节点存储每一个已注册的区域控制器计算节点的运行状态；从至少一个已注册的区域控制器计算节点中，为目标运行列车选定一个区域控制器计算节点的步骤包括：根据存储的每一个已注册的区域控制器计算节点的运行状态，为目标运行列车选定一个区域控制器计算节点，以使各个已注册的区域控制器计算节点实现负载均衡。

在一个实施例中，列车运行管理方法可进一步包括：通过所述至少一个第一注册节点103对每一个区域控制器计算节点101进行注册；则为目标运行列车20选定一个区域控制器计算节点101步骤包括：从至少一个注册节点103中查找至少一个已注册的区域控制器计算节点101，从至少一个已注册的区域控制器计算节点101中，为目标运行列车20选定一个区域控制器计算节点101。

在一个实施例中，列车自动保护方法可进一步包括：通过运行数据管理子系统104存储列车排序地图信息，列车排序地图信息包括运行线路所对应的列车排序地图以及每一个运行列车20所对应的实时与历史移动授权，列车排序地图指示运行线路中运行列车20的位置排序；在将移动授权请求发送给被选定的区域控制器计算节点101之后，进一步包括：通过被选定的区域控制器计算节点101发送目标运行列车20的位置信息和目标运行列车20的特征标识给运行数据管理子系统104；运行数据管理子系统104根据目标运行列车20的位置信息和目标运行列车20的特征标识，向区域控制器计算节点101提供与目标运行列车20相关的列车排序地图和历史移动授权。

在一个实施例中，通过运行数据管理子系统104存储列车排序地图信息的具体实施方式可为，通过至少两个第一数据库1043存储运行线路所对应的列车排序地图，通过至少两个第二数据库1044存储运行列车20所对应的实时与历史移动授权。

在一个实施例中，列车运行管理方法可进一步包括：通过联锁信息处理子系统105存储联锁信息，其中，联锁信息包括连接的所有联锁系统30的所有联锁元件的状态信息；则获取联锁信息步骤包括：通过被选定的区域控制器计算节点101发送联锁信息获取请求给联锁信息处理子系统105，联锁信息获取请求包括有目标运行列车20的位置信息；通过联锁信息处理子系统105查找与目标运行列车20的位置信息相关的联锁信息，并将与目标运行列车20的位置信息相关的联锁信息发送给被选定的区域控制器计算节点101。

在一个实施例中，通过联锁信息处理子系统105存储联锁信息的具体实施方式可包括：通过至少两个联锁信息缓存数据库1051缓存所连接的至少一个联锁系统30的所有联锁元件的状态信息；则通过联锁信息处理子系统105查找与目标运行列车20的位置信息相关的联锁信息，并将与目标运行列车20的位置信息相关的联锁信息发送给被选定的区域控制器计算节点101的具体实施方式可包括：通过联锁信息筛分服务器1052接收联锁信息获取请求；在至少两个联锁信息缓存数据库1051中，查找与目标运行列车20的位置信息相关的状态信息和轨道区域的占用情况，并将与目标运行列车20的位置信息相关的状态信息和轨道区域的占用情况发送给被选定的区域控制器计算节点101。

在一个实施例中，列车运行管理方法可进一步包括：通过至少两个联锁信息缓存备份数据库1051备份所对应的联锁信息缓存数据库1051中缓存的状态信息以及轨道区域的占用情况；在联锁信息筛分服务器1052与任一联锁信息缓存数据库1051通信失败后，从通信失败的联锁信息缓存数据库1051所对应的联锁信息缓存备份数据库1053中，查找与目标运行列车20的位置信息相关的状态信息和轨道区域的占用情况。

在一个实施例中，列车运行管理方法可进一步包括：通过联锁处理备用子系统106备份联锁信息；在被选定的区域控制器计算节点101与联锁信息处理子系统105通信失败后，发送联锁信息获取请求给联锁处理备用子系统106；通过联锁处理备用子系统106查找与目标运行列车20的位置信息相关的联锁信息，并将与目标运行列车20的位置信息相关的联锁信息发送给被选定的区域控制器计算节点101。

为了能够清楚地说明列车自动保护系统对列车自动保护方法。以系统中的分配单元为负载均衡服务器800，且系统对两列运行列车进行管理为例展开说明。如图11所示，列车自动保护系统对运行列车的管理流程具体如下：

步骤801：两列运行列车201、202发送具有列车位置的移动授权请求给负载均衡服务器800；

步骤802：负载均衡服务器800根据各个区域控制器计算节点101的负载情况，分别为两列运行列车201、202发送的具有列车位置的移动授权请求选定对应的区域控制器计算节点101，其中，负载均衡服务器800为运行列车201的具有列车位置的移动授权授权请求选定区域控制器计算节点1011，为运行列车202的具有列车位置的移动请求选定区域控制器计算节点1012；

步骤803：负载均衡服务器800定时将两列运行列车201、202的列车位置发送给集群108中的管理节点109；

其中，管理节点109和各个区域控制器计算节点101以集群108的形式存在。通过集群的方式，方便对管理节点109和各个区域控制器计算节点101的管理，同时可以按需增加或减少区域控制器计算节点101的个数。上述步骤803是相对独立的步骤，其与步骤801和步骤802之间并没有严格的先后顺序。

步骤804：区域控制器计算节点1011获取与运行列车201相关的列车排序地图和实时与历史移动授权，区域控制器计算节点1012获取与运行列车202相关的列车排序地图和实时与历史移动授权；

该列车排序地图和实时与历史移动授权可以独立于集群108存储，例如，列车排序地图和实时与历史移动授权以分布式的方式存储在多个数据库中，而为了方便对数据库的调用，可以为存储有列车排序地图的数据库设置对应的筛分服务器，为实时与历史移动授权设置对应的筛分服务器。即通过列车排序地图对应的筛分服务器从存储有列车排序地图的数据库搜索需要的列车排序地图，通过实时与历史移动授权对应的筛分服务器从存储有实时与历史移动授权的数据库搜索需要的实时与历史移动授权。数据库和筛分服务器之间的通信关系在上述的列车自动保护系统中有详细描述，在此不再赘述。

步骤805：管理节点109根据两列运行列车201、202的列车位置，更新自身存储的列车位置；

其中，步骤804和步骤805是相对独立的步骤，他们之间没有严格的先后顺序，互不影响。

步骤806：管理节点109应答负载均衡服务器800，以与负载均衡服务器800进行信息交互；

该步骤主要是为了确定管理节点通信正常以及已经收到运行列车的列车位置等信息、与列车计算关联的区域控制器计算节点101以及其他区域控制器计算节点101的运行状态，运行状态包括：正常；挂起；下线；故障。

步骤807：管理节点109获取列车列表，并拆分列车列表，以得到与运行列车201相关的部分列表以及与运行列车202相关的部分列表；

在该步骤中，管理节点109根据运行列车201、202的列车位置生成时间触发事件，以确定运行列车的运行列表。

步骤808：管理节点109将与运行列车201相关的部分列表发送给区域控制器计算节点1011，管理节点109将与运行列车202相关的部分列表发送给区域控制器计算节点1012；

步骤809：区域控制器计算节点1011生成移动授权，并更新历史移动授权，区域控制器计算节点1012生成移动授权，并更新历史移动授权；

上述步骤809更新历史移动授权的具体过程可为将生成的移动授权发送给存储历史移动授权的数据库进行存储，该过程在图11中并未示出。

步骤810：区域控制器计算节点1011将移动授权发送给负载均衡服务器800，区域控制器计算节点1012将移动授权发送给负载均衡服务器800；

步骤811：负载均衡服务器800将与运行列车201相关的移动授权发送给运行列车201，将与运行列车202相关的移动授权发送给运行列车202。

本发明实施例中，系统中的各个主体，如区域控制器计算节点，分配单元/负载均衡服务器，注册节点，运行数据管理子系统、筛分服务器、联锁信息处理子系统等，可以实现为独立的服务器，也可以是在集群服务器基础上的虚拟机。换言之，这些主体可能是物理上的主体，也可能物理上是在一个设备上，逻辑层面划分成这些主体。

另外，上述列车自动保护系统中的分配单元、区域控制器计算节点、注册节点、运行数据管理子系统以及联锁信息处理子系统等可部署于云服务器上。

本发明还提供了一种计算机可读介质，分别存储用于负载均衡服务器和至少两个区域控制器计算节点，结合执行如本文所述的列车自动保护方法的指令。另外，还可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU或MCU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。

以上各实施例中，硬件模块可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件模块可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件模块还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。

上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种列车自动保护系统，其特征在于，包括：

至少两个区域控制器计算节点(101)；

分配单元(102)，连接到至少一列运行列车(20)和所述至少两个区域控制器计算节点(101)，配置成接收目标运行列车(20)发送的移动授权请求，其中所述移动授权请求包括所述目标运行列车(20)的位置信息、所述目标运行列车(20)的运行信息以及所述目标运行列车(20)的特征标识，而且从所述至少两个区域控制器计算节点(101)中，为所述移动授权请求选定一个区域控制器计算节点(101)，并将所述移动授权请求发送给被选定的区域控制器计算节点(101)；

其中，每一个所述区域控制器计算节点(101)配置成在被选定后，根据所述目标运行列车(20)的位置信息和所述目标运行列车(20)的特征标识，获取列车排序地图信息、其它列车的移动授权信息以及联锁信息，根据所述列车排序地图信息、其它列车的移动授权信息、联锁信息以及所述目标运行列车(20)的运行信息，生成目标移动授权，并将所述目标移动授权发送给所述分配单元(102)；

所述分配单元(102)进一步配置成将所述目标移动授权发送给所述目标运行列车(20)。

2.根据权利要求1所述的列车自动保护系统，其特征在于，进一步包括：

至少一个第一注册节点(103)，连接到所述至少一列运行列车(20)和所述至少两个区域控制器计算节点(101)，配置成响应于从每一列所述运行列车(20)接收到的注册请求，为所述运行列车(20)生成并存储对应的列车注册列表，其中，所述注册请求包括所述运行列车的特征标识和运行信息，所述列车注册列表包括与所述运行列车对应的所述特征标识和所述运行信息；

其中，每一个所述区域控制器计算节点(101)配置成在接收到所述移动授权请求后，从所述列车注册列表中匹配所述目标运行列车(20)的特征标识，若匹配成功，则根据所述目标运行列车(20)的特征标识，更新注册列表中所述目标运行列车的运行信息，并获取与所述目标运行列车(20)相关的列车排序地图信息、其它列车的移动授权信息以及联锁信息；若匹配失败，则将所述目标运行列车(20)移交给所述至少一个第一注册节点(103)，以使所述目标运行列车(20)进入注册流程。

3.根据权利要求1所述的列车自动保护系统，其特征在于，进一步包括：

至少一个第二注册节点(107)配置成对每一个所述区域控制器计算节点(101)进行注册；

所述分配单元(102)，连接到所述至少一个第二注册节点(107)，配置成从所述至少一个第二注册节点(107)中查找至少一个已注册的区域控制器计算节点(101)，从所述至少一个已注册的区域控制器计算节点(101)中，为所述目标运行列车(20)选定一个区域控制器计算节点(101)。

4.根据权利要求3所述的列车自动保护系统，其特征在于，

所述至少一个第二注册节点(107)配置成存储每一个所述已注册的区域控制器计算节点(101)的运行状态；

所述分配单元(102)，配置成根据每一个所述已注册的区域控制器计算节点(101)的运行状态，为所述目标运行列车(20)选定一个区域控制器计算节点(101)，以使各个所述已注册的区域控制器计算节点(101)实现负载均衡。

5.根据权利要求1至4任一所述的列车自动保护系统，其特征在于，进一步包括：

运行数据管理子系统(104)，连接到所述至少两个区域控制器计算节点(101)，配置成存储所述列车排序地图信息与所有列车移动授权信息，所述列车排序地图信息包括每一个所述运行列车(20)所对应的实时位置，所述所有列车移动授权信息包括每一个所述运行列车(20)所对应的实时与历史移动授权，所述列车排序地图信息指示所有运行线路中运行列车(20)的位置排序；

每一个所述区域控制器计算节点(101)配置成在被选定后，发送所述目标运行列车(20)的位置信息和所述目标运行列车(20)的特征标识给所述运行数据管理子系统(104)；

所述运行数据管理子系统(104)进一步配置成根据所述目标运行列车(20)的位置信息和所述目标运行列车(20)的特征标识，向所述区域控制器计算节点(101)提供与所述目标运行列车(20)相关的列车排序地图和实时与历史移动授权；并根据所述目标运行列车(20)的位置信息和所述目标运行列车(20)的特征标识，更新与所述目标运行列车(20)相关的列车排序地图信息；

所述运行数据管理子系统(104)进一步配置成根据所述区域控制器计算节点(101)计算出的所述目标运行列车(20)的最新的移动授权信息，更新所述目标运行列车(20)所对应的移动授权信息。

6.根据权利要求5所述的列车自动保护系统，其特征在于，所述运行数据管理子系统(104)，包括：第一筛分服务器(1041)、至少两个第一数据库(1043)，其中，

每一个所述第一数据库(1043)，连接到所述第一筛分服务器(1041)，配置成存储并更新部分列车排序地图；

所述第一筛分服务器(1041)，连接到每一个所述区域控制器计算节点(101)，配置成根据所述目标运行列车(20)的位置信息和所述目标运行列车(20)的特征标识，从所述至少一个第一数据库(1043)中，查找出与所述目标运行列车(20)相关的列车排序地图，并将所述目标运行列车(20)相关的列车排序地图提供给所述区域控制器计算节点(101)；

所述第一筛分服务器(1041)，连接到每一个所述区域控制器计算节点(101)，配置成根据所述目标运行列车(20)的位置信息和所述目标运行列车(20)的特征标识，更新所述至少一个第一数据库(1043)中与所述目标运行列车(20)相关的列车排序信息；

或者，

所述运行数据管理子系统(104)，进一步包括：第二筛分服务器(1042)和至少两个第二数据库(1044)，其中，

每一个所述第二数据库(1044)，连接到所述第二筛分服务器(1042)，配置成存储并更新部分所述运行列车(20)所对应的实时与历史移动授权；

所述第二筛分服务器(1042)，连接到每一个所述区域控制器计算节点(101)，配置成根据所述目标运行列车(20)的位置信息和所述目标运行列车(20)的特征标识，从所述至少一个第二数据库(1044)中，查找出与所述目标运行列车(20)的相关历史与实时移动授权将与所述目标运行列车(20)的相关历史与实时移动授权提供给所述区域控制器计算节点(101)；并根据所述目标运行列车(20)的特征标识与所述目标运行列车(20)的最新移动授权，更新所述至少一个第二数据库(1044)中与所述目标运行列车(20)相关的实时与历史移动授权信息。

7.根据权利要求1至4任一所述的列车自动保护系统，其特征在于，进一步包括：

联锁信息处理子系统(105)，连接到所述至少两个区域控制器计算节点(101)以及联锁系统(30)，配置成存储联锁信息，其中，所述联锁信息包括连接的所有联锁系统(30)的所有联锁元件的状态信息；

每一个所述区域控制器计算节点(101)配置成在被选定后，发送联锁信息获取请求给所述联锁信息处理子系统(105)，所述联锁信息获取请求包括有所述联锁元件的标识；

所述联锁信息处理子系统(105)进一步配置成查询所述联锁系统(30)中的所有联锁元件的状态信息以及控制部分联锁元件状态，并将查询到的相关的联锁信息发送给所述被选定的区域控制器计算节点(101)。

8.根据权利要求7所述的列车自动保护系统，其特征在于，所述联锁信息处理子系统(105)包括：至少两个联锁信息缓存数据库(1051)和联锁信息筛分服务器(1052)，其中，

每一个所述联锁信息缓存数据库(1051)，连接到至少一个联锁系统(30)和所述联锁信息筛分服务器(1052)，配置成缓存所连接的所述至少一个联锁系统(30)中的联锁元件的状态信息；

所述联锁信息筛分服务器(1052)，连接到所述至少两个区域控制器计算节点(101)，配置成接收所述联锁信息获取请求，在所述至少两个联锁信息缓存数据库(1051)中，查找所述联锁元件的状态信息，并将所述联锁元件的状态信息发送给所述被选定的区域控制器计算节点(101)。

9.根据权利要求8所述的列车自动保护系统，其特征在于，所述联锁信息处理子系统(105)进一步包括：

至少两个联锁信息缓存备份数据库(1053)，与所述至少两个联锁信息数据库(1051)一一对应，连接到所述联锁信息筛分服务器(1052)，配置成备份所对应的联锁信息缓存数据库(1051)中缓存的联锁元件状态信息；

所述联锁信息筛分服务器(1052)配置成在与任一所述联锁信息缓存数据库(1051)通信失败后，从通信失败的联锁信息缓存数据库(1051)所对应的联锁信息缓存备份数据库(1053)中，查找相关的联锁元件状态信息。

10.根据权利要求7所述的列车自动保护系统，其特征在于，进一步包括：

联锁处理备用子系统(106)，连接到所述至少两个区域控制器计算节点(101)以及轨道的所有联锁系统(30)，配置成备份所述联锁信息；

每一个所述区域控制器计算节点(101)配置成在被选定后，在与所述联锁信息处理子系统(105)通信失败后，发送所述联锁信息获取请求给所述联锁处理备用子系统(106)；

所述联锁处理备用子系统(106)进一步配置成查找相关联锁元件信息，并将相关的联锁元件信息发送给所述被选定的区域控制器计算节点(101)。

11.一种列车自动保护方法，其特征在于，包括：

通过分配单元(102)接收目标运行列车(20)发送的移动授权请求，其中所述移动授权请求包括所述目标运行列车(20)的位置信息、所述目标运行列车(20)的运行信息以及所述目标运行列车(20)的特征标识；

通过所述分配单元(102)为所述移动授权请求选定一个区域控制器计算节点(101)，并将所述移动授权请求发送给被选定的区域控制器计算节点(101)；

所述被选定的区域控制器计算节点(101)根据所述目标运行列车(20)的位置信息和所述目标运行列车(20)的特征标识，获取列车排序地图信息、其它列车的实时移动授权信息以及联锁信息，根据所述列车排序地图信息、其它列车的移动授权信息、所述目标运行列车(20)的运行信息以及联锁信息，生成目标移动授权，并将所述目标移动授权发送给所述分配单元(102)；

通过所述分配单元(102)将所述目标移动授权发送给所述目标运行列车(20)。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，

该方法进一步包括：

通过至少一个第一注册节点(103)响应于从每一列所述运行列车(20)接收的注册请求，为所述运行列车(20)生成并存储对应的列车注册列表，其中，所述注册请求包括所述运行列车的特征标识和列车运行信息，所述列车注册列表包括与所述运行列车对应的所述特征标识和所述列车运行信息；

在所述移动授权请求发送给被选定的区域控制器计算节点(101)步骤之后，进一步包括：

所述被选定的区域控制器计算节点(101)从所述列车注册列表中匹配所述目标运行列车(20)的特征标识，若匹配成功，则根据所述目标运行列车(20)的特征标识，获取与所述目标运行列车(20)相关的列车排序地图信息、其它列车的移动授权信息以及联锁信息；若匹配失败，则将所述目标运行列车(20)移交给所述至少一个第一注册节点(103)，以使所述目标运行列车(20)进入注册流程。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括：

通过至少一个第二注册节点(107)对每一个所述区域控制器计算节点(101)进行注册；

所述为所述目标运行列车(20)选定一个区域控制器计算节点(101)步骤包括：从所述至少一个第二注册节点(107)中查找至少一个已注册的区域控制器计算节点(101)，从所述至少一个已注册的区域控制器计算节点(101)中，为所述目标运行列车(20)选定一个区域控制器计算节点(101)。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，

进一步包括：通过所述至少一个第二注册节点(107)存储每一个所述已注册的区域控制器计算节点(101)的运行状态；

所述从所述至少一个已注册的区域控制器计算节点(101)中，为所述目标运行列车(20)选定一个区域控制器计算节点(101)的步骤包括：

根据存储的每一个所述已注册的区域控制器计算节点(101)的运行状态，为所述目标运行列车(20)选定一个区域控制器计算节点(101)，以使各个所述已注册的区域控制器计算节点(101)实现负载均衡。

15.根据权利要求11至14任一所述的方法，其特征在于，

该方法进一步包括：

通过运行数据管理子系统(104)存储所述列车排序地图信息与所有列车移动授权信息，所述列车排序地图信息包括每一个所述运行列车(20)所对应的实时位置，所述所有列车移动授权信息包括每一个所述运行列车(20)所对应的实时与历史移动授权，所述列车排序地图信息指示所有运行线路中运行列车(20)的位置排序；

在所述移动授权请求发送给被选定的区域控制器计算节点(101)之后，进一步包括：

通过所述被选定的区域控制器计算节点(101)发送所述目标运行列车(20)的位置信息和所述目标运行列车(20)的特征标识给所述运行数据管理子系统(104)；

所述运行数据管理子系统(104)根据所述目标运行列车(20)的位置信息和所述目标运行列车(20)的特征标识，向所述区域控制器计算节点(101)提供与所述目标运行列车(20)相关的列车排序地图和实时与历史移动授权，根据所述目标运行列车(20)的位置信息和所述目标运行列车(20)的特征标识，更新与所述目标运行列车(20)相关的列车排序地图信息；并根据所述区域控制器计算节点(101)计算出的所述目标运行列车(20)的最新的移动授权信息，更新所述目标运行列车(20)所对应的移动授权信息。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，

所述通过运行数据管理子系统(104)存储所述列车排序地图信息步骤包括：通过至少两个第一数据库(1043)存储列车排序地图；

或者，

所述通过运行数据管理子系统(104)存储所述所有列车移动授权信息步骤包括：通过至少两个第二数据库(1044)存储所述运行列车(20)所对应的实时与历史移动授权。

17.根据权利要求11至14任一所述的方法，其特征在于，

所述方法进一步包括：通过联锁信息处理子系统(105)存储联锁信息，所述联锁信息包括连接的所有联锁系统(30)的所有联锁元件的状态信息；

所述获取联锁信息步骤包括：

通过所述被选定的区域控制器计算节点(101)发送联锁信息获取请求给所述联锁信息处理子系统(105)，所述联锁信息获取请求包括所述联锁元件的标识；

通过所述联锁信息处理子系统(105)查找相关的联锁元件信息，并发送给所述被选定的区域控制器计算节点(101)。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，

所述通过联锁信息处理子系统(105)存储联锁信息步骤包括：

通过至少两个联锁信息缓存数据库(1051)缓存所连接的所述至少一个联锁系统(30)的所有联锁元件的状态信息；

所述通过所述联锁信息处理子系统(105)查找与所述目标运行列车(20)的位置信息相关的联锁信息，并将与所述目标运行列车(20)的位置信息相关的联锁信息发送给所述被选定的区域控制器计算节点(101)步骤包括：

通过联锁信息筛分服务器(1052)接收所述联锁信息获取请求；

在所述至少两个联锁信息缓存数据库(1051)中，查找所述联锁元件的状态信息，并将所述联锁元件的状态信息发送给所述被选定的区域控制器计算节点(101)。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括：

通过至少两个联锁信息缓存备份数据库(1051)备份所对应的联锁信息缓存数据库(1051)中缓存的所述联锁元件的状态信息；

在所述联锁信息筛分服务器(1052)与任一所述联锁信息缓存数据库(1051)通信失败后，从通信失败的联锁信息缓存数据库(1051)所对应的联锁信息缓存备份数据库(1053)中，查找相关的联锁元件状态信息。

20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括：

通过联锁处理备用子系统(106)备份所述联锁信息；

在所述被选定的区域控制器计算节点(101)与所述联锁信息处理子系统(105)通信失败后，发送所述联锁信息获取请求给所述联锁处理备用子系统(106)；

通过所述联锁处理备用子系统(106)查找相关的联锁信息，并将所述相关的联锁信息发送给所述被选定的区域控制器计算节点(101)。

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