CN112590866B - 一种列车线路避障区域管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种列车线路避障区域管理方法及系统，所述方法应用于轨旁ATP，包括：接收车载ATP发送的列车异常状态，并判断所述列车是否形成线路障碍；如果是，确定所述列车造成的障碍区域；确定所述障碍区域所覆盖的轨旁区域控制器，为每一所述轨旁区域控制器计算对应的故障保护距离；向每一所述轨旁区域控制器发送所述故障保护范围，以使每一所述轨旁区域控制器向相应的所述故障保护距离内的列车发送限制的移动授权命令。本发明能够解决现有技术中列车障碍响应不及时、障碍区域影响范围难以量化以及影响全线正常运营的问题。
Description
技术领域
本发明涉及城市轨道交通技术领域，特别涉及一种列车线路避障区域管理方法、系统、电子设备及可读存储介质。
背景技术
城市轨道交通信号控制系统基于列车与地面设备通信，控制列车运行，保证行车安全。在列车出现故障中断运行、对线路后车形成障碍时，由列车司机通知站控，或由列车控制中心根据列车与线路情况，重新安排行车计划。其造成的障碍区域往往影响全线运营，且障碍区域的影响范围视线路情况而定，难以量化。全线的正常运营需要等待故障列车排除故障或以其他方式将故障列车调离正线后，才能得以恢复。
发明内容
本发明的目的是提供一种列车线路避障区域管理方法、系统、电子设备及可读存储介质，以解决现有技术中列车障碍响应不及时、障碍区域影响范围难以量化以及影响全线正常运营的问题。
为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种列车线路避障区域管理方法，应用于轨旁ATP，包括：
接收车载ATP发送的列车异常状态，并判断所述列车是否形成线路障碍；
如果是，确定所述列车造成的障碍区域；
确定所述障碍区域所覆盖的轨旁区域控制器，为每一所述轨旁区域控制器计算对应的故障保护距离；
向每一所述轨旁区域控制器发送所述故障保护范围，以使每一所述轨旁区域控制器向相应的所述故障保护距离内的列车发送限制的移动授权命令。
进一步的，在上述列车线路避障区域管理方法中，所述确定所述列车造成的障碍区域，包括：
计算所述列车当前的位置区间；
根据所述位置区间内的道岔状态和地面列车监测设备状态，以获取所述列车占用的线路区段；
结合所述线路区段的线路土建特性，计算所述列车造成的障碍区域。
进一步的，在上述列车线路避障区域管理方法中，所述列车当前的位置区间由所述列车的车头最靠前位置及车尾最靠后位置确定；
所述列车的车头最靠前位置MaxHeadPos通过如下公式计算：
所述列车的车尾最靠后位置MinTailPos通过如下公式计算：
MinTailPos＝LocMinTailPos-MaxReverseDist；
其中，LocMinHeadPos为列车位置报文信息中定位的车头位置，LocMinTailPos为列车位置报文信息中定位的车尾位置，LocSpeed为列车位置报文信息中列车速度，LocRepAge为上次列车发出列车位置报文后的计时，G_MAX为结合列车加速度与最大坡度的折算最大加速度，LocDeltaLoc为列车位置报文信息中列车定位误差，MaxReverseDist为最大列车退行距离。
进一步的，在上述列车线路避障区域管理方法中，所述位置区间内的道岔状态和地面列车监测设备状态通过延时过滤的方式计算得到。
进一步的，在上述列车线路避障区域管理方法中，所述列车造成的障碍区域ObstacleAera通过如下公式计算：
其中，blk为线路区段，MaxHeadPos为所述列车的车头最靠前位置，MinTailPos为所述列车的车头最靠后位置，STDEIsNotClr为对应区段计轴占用状态，OBARFrontBufferDist为前向安全距离，OBARRearBufferDist为后向安全距离，OBARBufferBlockList为其他线路上人工配置的关联的需要保护的区域。
进一步的，在上述列车线路避障区域管理方法中，任一所述轨旁区域控制器对应的所述故障保护距离按照如下公式计算：
其中，ZCFrontier为轨旁区域控制器边界，blk.BlkPos为区段边界坐标，blk为线路区段，ObstacleAera为所述列车造成的障碍区域，OBAZCFrontierDist为所述故障区域与所述轨旁区域控制器边界的距离，OBARFrontBufferDist为前向安全距离，OBARRearBufferDist为后向安全距离，Derail TrainProtDist表示为所述轨旁区域控制器所计算的故障保护距离。
进一步的，在上述列车线路避障区域管理方法中，还包括：向控制中心同步所述列车故障信息以及所述障碍区域。
一种列车线路避障区域管理系统，包括车载ATP、轨旁ATP和轨旁区域控制器；
所述车载ATP，用于监测列车的状态，并发送给所述轨旁ATP；
所述轨旁ATP，用于判断所述列车是否形成线路障碍；如果是，确定所述列车造成的障碍区域；确定所述障碍区域所覆盖的轨旁区域控制器，为每一所述轨旁区域控制器计算对应的故障保护距离；向每一所述轨旁区域控制器发送所述故障保护距离；
所述轨旁区域控制器，用于接收所述轨旁ATP发送的所述故障保护范围，向相应的所述故障保护距离内的列车发送限制的移动授权命令。
一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上文所述的列车线路避障区域管理方法。
一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上文所述的列车线路避障区域管理方法。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、由轨旁ATP量化列车故障的影响范围，无需控制中心人工评估；
2、可以在故障发生的时刻，由列车控制系统立即对线路运营进行干预，可减少司机与站控的通信延时与控制中心决策延时；
3、可以避免故障发生时的全线停运，保证故障影响范围内安全的同时，最大程度降低对非故障区域的运营影响；
4、故障区域影响范围依据特定的线路土建特性与线路设备状况，线路的不同位置具有不同的潜在障碍区域影响范围，由此可准确计算故障区域影响范围，减小列车故障的影响程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本发明一实施例提供的列车线路避障区域管理方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的列车线路避障区域管理系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的列车线路避障区域管理方法、系统、电子设备及可读存储介质作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
如图1所示，本发明一实施例提供的一种列车线路避障区域管理方法，应用于轨旁ATP，包括如下步骤：
S1、接收车载ATP发送的列车异常状态，并判断所述列车是否形成线路障碍；如果是，执行S2。
其中列车异常状态包括脱轨、失去牵引故障、火灾故障等。车载ATP根据传感器状态、内部逻辑运算状态发出故障信息，所述轨旁ATP接收车载ATP的故障信息并检查当前线路占用信息，进而判断所述列车是否形成线路障碍。
以列车脱轨为例，当列车脱轨时，列车上的传感器监测到脱轨状态，车载ATP根据传感器状态、内部逻辑运算状态发出脱轨信息。轨旁ATP接收车载ATP的脱轨信息，检查到列车所在区段线路占用，从而判定所述列车形成线路故障。
S2、确定所述列车造成的障碍区域。
在一种实施例中，步骤S2确定所述列车造成的障碍区域，具体包括：
S21、计算所述列车当前的位置区间；
S22、根据所述位置区间内的道岔状态和地面列车监测设备状态，获取所述列车占用的线路区段；
S23、结合所述线路区段的线路土建特性，计算所述列车造成的障碍区域。
线路土建特性包含开方式露天线路、封闭式隧道线路、隧道内轨道数量、上下行轨道是否隔离、轨道与站台位置关系、线路信号设备位置布局等特性。
对于步骤S21，以列车脱轨为例，轨旁ATP可根据列车脱轨时刻前的行驶方向、定位、速度、加速度信息计算列车脱轨后的位置区间。
所述列车当前的位置区间由所述列车的车头最靠前位置及车尾最靠后位置确定；
所述列车的车头最靠前位置MaxHeadPos通过如下公式计算：
所述列车的车尾最靠后位置MinTailPos通过如下公式计算：
MinTailPos＝LocMinTailPos-MaxReverseDist；
其中，LocMinHeadPos为列车位置报文信息中定位的车头位置，LocMinTailPos为列车位置报文信息中定位的车尾位置，LocSpeed为列车位置报文信息中列车速度，LocRepAge为上次列车发出列车位置报文后的计时，G_MAX为结合列车加速度与最大坡度的折算最大加速度，LocDeltaLoc为列车位置报文信息中列车定位误差，MaxReverseDist为最大列车退行距离。
对于步骤S22，轨旁ATP获取列车脱轨后的所述位置区间内的道岔状态和地面列车监测设备状态，以获取所述列车占用的线路区段。优选获取延时过滤后的道岔位置状态与延时过滤后的计轴监测设备状态。
对于步骤S23，轨旁ATP结合脱轨位置线路土建特性，计算列车脱轨的影响范围，即障碍区域，障碍区域具体涉及脱轨列车的定位区段、脱轨列车前后方安全距离覆盖区段、脱轨列车同隧道对向轨道区段等。
所述列车造成的障碍区域ObstacleAera可通过如下公式计算：
其中，blk为线路区段，STDEIsNotClr为对应区段计轴占用状态，OBARFrontBufferDist为前向安全距离，OBARRearBufferDist为后向安全距离，OBARBufferBlockList为其他线路上人工配置的关联的需要保护的区域。
S3、确定所述障碍区域所覆盖的轨旁区域控制器，为每一所述轨旁区域控制器计算对应的故障保护距离。
即，所述轨旁ATP判断所述列车故障对相邻线路区段的影响，若一轨旁区域控制器位于所述障碍区域范围内，则表示所述列车故障对该轨旁区域控制器所在的线路区段产生了影响，需要为该轨旁区域控制器计算对应的故障保护距离。
任一所述轨旁区域控制器对应的所述故障保护距离可按照如下公式计算：
其中，ZCFrontier为轨旁区域控制器边界，blk.BlkPos为区段边界坐标，blk为线路区段，ObstacleAera为所述列车造成的障碍区域，OBAZCFrontierDist为所述故障区域与所述轨旁区域控制器边界的距离，OBARFrontBufferDist为前向安全距离，OBARRearBufferDist为后向安全距离，Derail TrainProtDist表示为所述轨旁区域控制器所计算的故障保护距离。
以列车脱轨为例，所述轨旁ATP判定该脱轨造成的障碍区域是否影响相邻线路区段，如果障碍区域覆盖到相邻区段轨旁区域控制器边界，则轨旁ATP将为相邻区段轨旁区域控制器计算脱轨保护距离。
S4、向每一所述轨旁区域控制器发送所述故障保护距离，以使每一所述轨旁区域控制器向相应的所述故障保护距离内的列车发送限制的移动授权命令。
即，所述轨旁ATP向相邻区段的轨旁区域控制器同步线路障碍区域影响范围。以列车脱轨为例，所述轨旁ATP向受到影响的轨旁区域控制器发送列车身份、列车是否脱轨以及脱轨保护距离等信息，相应的，每一轨旁区域控制器可根据对应的脱轨保护距离生成障碍保护区域。
轨旁ATP限制障碍保护区域内行车移动授权，每一轨旁区域控制器向将要进入相应的障碍保护区域的列车发送限制的移动授权命令，障碍保护区域内部将不授权任何CBTC列车进入或移动。
优选的，还包括步骤S5、向控制中心同步所述列车故障信息以及所述障碍区域。
由以上可知，本发明提供的列车线路避障区域管理方法，由轨旁ATP量化列车故障的影响范围，无需控制中心人工评估，可以在故障发生的时刻，由列车控制系统立即对线路运营进行干预，可减少司机与站控的通信延时与控制中心决策延时，可以避免故障发生时的全线停运，保证故障影响范围内安全的同时，最大程度降低对非故障区域的运营影响。此外，故障区域影响范围依据特定的线路土建特性与线路设备状况，线路的不同位置具有不同的潜在障碍区域影响范围，由此可准确计算故障区域影响范围，减小列车故障的影响程度。
基于同一发明构思，本发明还提供一种列车线路避障区域管理系统，如图2所示，包括车载ATP100、轨旁ATP200和轨旁区域控制器300；
所述车载ATP100，用于监测列车的状态，并发送给所述轨旁ATP200；
所述轨旁ATP200，用于判断所述列车是否形成线路障碍；如果是，确定所述列车造成的障碍区域；确定所述障碍区域所覆盖的轨旁区域控制器300，为每一所述轨旁区域控制器300计算对应的故障保护距离；向每一所述轨旁区域控制器300发送所述故障保护距离；
所述轨旁区域控制器300，用于接收所述轨旁ATP200发送的所述故障保护距离，向相应的所述故障保护距离内的列车发送限制的移动授权命令。
优选的，所述轨旁ATP200确定所述列车造成的障碍区域的方法，包括：
计算所述列车当前的位置区间；
根据所述位置区间内的道岔状态和地面列车监测设备状态，以获取所述列车占用的线路区段；
结合所述线路区段的线路土建特性，计算所述列车造成的障碍区域。
优选的，所述列车当前的位置区间由所述列车的车头最靠前位置及车尾最靠后位置确定；
所述列车的车头最靠前位置MaxHeadPos通过如下公式计算：
所述列车的车尾最靠后位置MinTailPos通过如下公式计算：
MinTailPos＝LocMinTailPos-MaxReverseDist；
其中，LocMinHeadPos为列车位置报文信息中定位的车头位置，LocMinTailPos为列车位置报文信息中定位的车尾位置，LocSpeed为列车位置报文信息中列车速度，LocRepAge为上次列车发出列车位置报文后的计时，G_MAX为结合列车加速度与最大坡度的折算最大加速度，LocDeltaLoc为列车位置报文信息中列车定位误差，MaxReverseDist为最大列车退行距离。
优选的，所述位置区间内的道岔状态和地面列车监测设备状态通过延时过滤的方式计算得到。
优选的，所述列车造成的障碍区域ObstacleAera通过如下公式计算：
其中，blk为线路区段，MaxHeadPos为所述列车的车头最靠前位置，MinTailPos为所述列车的车头最靠后位置，STDEIsNotClr为对应区段计轴占用状态，OBARFrontBufferDist为前向安全距离，OBARRearBufferDist为后向安全距离，OBARBufferBlockList为其他线路上人工配置的关联的需要保护的区域。
优选的，任一所述轨旁区域控制器对应的所述故障保护距离按照如下公式计算：
其中，ZCFrontier为轨旁区域控制器边界，blk.BlkPos为区段边界坐标，blk为线路区段，ObstacleAera为所述列车造成的障碍区域，OBAZCFrontierDist为所述故障区域与所述轨旁区域控制器边界的距离，OBARFrontBufferDist为前向安全距离，OBARRearBufferDist为后向安全距离，Derail TrainProtDist表示为所述轨旁区域控制器所计算的故障保护距离。
优选的，所述列车线路避障区域管理系统还包括控制中心400，所述轨旁ATP200还用于向所述控制中心400同步所述列车故障信息以及所述障碍区域。
基于同一发明构思，本发明还提供一种电子设备，具体为一种轨旁ATP，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上文所述的列车线路避障区域管理方法。
所述处理器在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器(例如GPU(Graphics Processing Unit-图形处理器))、或其他数据处理芯片。该处理器通常用于控制所述电子设备的总体操作。本实施例中，所述处理器用于运行所述存储器中存储的程序代码或者处理数据，例如运行列车线路避障区域管理方法的程序代码。
所述存储器至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器可以是所述电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器也可以是所述电子设备的外部存储设备，例如该电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。当然，所述存储器还可以既包括所述电子设备的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器通常用于存储安装于所述电子设备的操作方法和各类应用软件，例如列车线路避障区域管理方法的程序代码等。此外，所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
基于同一发明构思，本实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的列车线路避障区域管理方法。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统、电子设备和可读存储介质的实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (7)
1.一种列车线路避障区域管理方法，其特征在于，应用于轨旁ATP，包括：
接收车载ATP发送的列车异常状态，并判断所述列车是否形成线路障碍；
如果是，确定所述列车造成的障碍区域；
确定所述障碍区域所覆盖的轨旁区域控制器，为每一所述轨旁区域控制器计算对应的故障保护距离；
向每一所述轨旁区域控制器发送故障保护范围，以使每一所述轨旁区域控制器向相应的所述故障保护距离内的列车发送限制的移动授权命令；
其中，所述确定所述列车造成的障碍区域，包括：
计算所述列车当前的位置区间；
根据所述位置区间内的道岔状态和地面列车监测设备状态，以获取所述列车占用的线路区段；
结合所述线路区段的线路土建特性，计算所述列车造成的障碍区域；
所述列车造成的障碍区域ObstacleAera通过如下公式计算：
其中，blk为线路区段，MaxHeadPos为所述列车的车头最靠前位置，MinTailPos为所述列车的车头最靠后位置，STDEIsNotClr为对应区段计轴占用状态，OBARFrontBufferDist为前向安全距离，OBARRearBufferDist为后向安全距离，OBARBufferBlockList为其他线路上人工配置的关联的需要保护的区域；
任一所述轨旁区域控制器对应的所述故障保护距离按照如下公式计算：OBAZCFrontierDist＝MIN({ZCFrontier-blk.BlkPos|blk∈ObstacleArea})，
其中，ZCFrontier为轨旁区域控制器边界，blk.BlkPos为区段边界坐标，ObstacleAera为所述列车造成的障碍区域，OBAZCFrontierDist为所述障碍区域与所述轨旁区域控制器边界的距离，OBARFrontBufferDist为前向安全距离，OBARRearBufferDist为后向安全距离，Derail TrainProtDist表示为所述轨旁区域控制器所计算的故障保护距离。
2.如权利要求1所述的列车线路避障区域管理方法，其特征在于，所述列车当前的位置区间由所述列车的车头最靠前位置及车尾最靠后位置确定；
所述列车的车头最靠前位置MaxHeadPos通过如下公式计算：
所述列车的车尾最靠后位置MinTailPos通过如下公式计算：
MinTailPos＝LocMinTailPos-MaxReverseDist；
其中，LocMinHeadPos为列车位置报文信息中定位的车头位置，LocMinTailPos为列车位置报文信息中定位的车尾位置，LocSpeed为列车位置报文信息中列车速度，LocRepAge为上次列车发出列车位置报文后的计时，G_MAX为结合列车加速度与最大坡度的折算最大加速度，LocDeltaLoc为列车位置报文信息中列车定位误差，MaxReverseDist为最大列车退行距离。
3.如权利要求1所述的列车线路避障区域管理方法，其特征在于，所述位置区间内的道岔状态和地面列车监测设备状态通过延时过滤的方式计算得到。
4.如权利要求1所述的列车线路避障区域管理方法，其特征在于，还包括：向控制中心同步所述列车故障信息以及所述障碍区域。
5.一种列车线路避障区域管理系统，其特征在于，包括车载ATP、轨旁ATP和轨旁区域控制器；
所述车载ATP，用于监测列车的状态，并发送给所述轨旁ATP；
所述轨旁ATP，用于实现如权利要求1所述的方法；
所述轨旁区域控制器，用于接收所述轨旁ATP发送的所述故障保护范围，向相应的所述故障保护距离内的列车发送限制的移动授权命令。
6.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现权利要求1至4中任一项所述的方法。
7.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至4中任一项所述的方法。
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| CN111605586A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-01 | 湖南中车时代通信信号有限公司 | 区域控制器判断区段故障占用方法、装置和系统 |
-
2020
- 2020-12-28 CN CN202011578786.7A patent/CN112590866B/zh active Active
Patent Citations (4)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 区域控制器仿真子系统的研究;李凤华等;《铁道通信信号》;20101117(第11期);全文 * |
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