CN112829793B - 列车自动换端方法、装置、系统和地面控制中心 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种列车自动换端方法、装置、系统和地面控制中心。方法包括：确认初始控制设备和初始休眠设备；在接收到自动换端指令的情况下，向初始控制设备发送休眠指令，并接收初始控制设备下发的换端同步数据；休眠指令用于指示初始控制设备对本端的设备进行断电；向初始休眠设备发送唤醒指令；唤醒指令用于指示初始休眠设备控制本端的设备上电，并与本端的车载信号设备建立通信连接，且根据建立结果反馈唤醒结果；在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将换端同步数据上传至初始休眠设备；换端同步数据用于指示初始休眠设备进行初始化设置。本申请可实现两个控制设备的断电/供电控制，实现了列车控制端自动更换的功能，并可提高列车换端的效率。
Description
技术领域
本申请涉及轨道交通智能驾驶技术领域，特别是涉及一种列车自动换端方法、装置、系统和地面控制中心。
背景技术
随着轨道交通智能驾驶技术的不断发展，一般在列车两端分设有两套控制设备，通过两套控制设备的设计，从而可在列车的任一端上完成对列车的控制。在切换控制设备，即进行换端操作时，可将当前的控制端切换至非控制状态，将当前的非控制端切换至控制状态，即可实现两套控制设备之间的切换。然而，目前尚未有实现列车自动换端的方法，导致列车在换端时存在效率低的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现自动换端，并提高换端效率的列车自动换端方法、装置、系统和地面控制中心。
为实现上述目的，本申请实施例提供了一种列车自动换端方法，应用于列车；列车包括设于车厢一端的第一控制设备，以及设于车厢另一端的第二控制设备；方法包括步骤：
确认初始控制设备和初始休眠设备；初始控制设备为第一控制设备和第二控制设备中，处于唤醒状态的控制设备；初始休眠设备为第一控制设备和第二控制设备中，处于休眠状态的控制设备；
在接收到自动换端指令的情况下，向初始控制设备发送休眠指令，并接收初始控制设备下发的换端同步数据；休眠指令用于指示初始控制设备对本端的设备进行断电；
向初始休眠设备发送唤醒指令；唤醒指令用于指示初始休眠设备控制本端的设备上电，并与本端的车载信号设备建立通信连接，且根据建立结果反馈唤醒结果；
在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将换端同步数据上传至初始休眠设备；换端同步数据用于指示初始休眠设备进行初始化设置。
在其中一个实施例中，向初始休眠设备发送唤醒指令的步骤包括：
在确认初始控制设备休眠成功的情况下，向初始休眠设备发送唤醒指令。
在其中一个实施例中，还包括步骤：
在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将初始控制设备确认为当前休眠设备，以及将初始休眠设备确认为当前控制设备。
在其中一个实施例中，确认初始控制设备和初始休眠设备的步骤，包括：
接收第一控制设备反馈的当前设备状态，以及第二控制设备反馈的当前设备状态，并根据第一控制设备反馈的设备状态与第二控制设备反馈的当前设备状态，确认初始控制设备和初始休眠设备；其中，当前设备状态包括唤醒状态和休眠状态。
在其中一个实施例中，换端同步数据包括当前设备状态、列车位置参数、列车速度参数和状态信息中的任意一项或任意组合。
本申请实施例提供了一种列车自动换端装置，应用于列车；列车包括设于车厢一端的第一控制系统，以及设于车厢另一端的第二控制系统；装置包括：
设备确认模块，用于确认初始控制设备和初始休眠设备；初始控制设备为第一控制设备和第二控制设备中，处于唤醒状态的控制设备；初始休眠设备为第一控制设备和第二控制设备中，处于休眠状态的控制设备；
休眠模块，用于在接收到自动换端指令的情况下，向初始控制设备发送休眠指令，并接收初始控制设备下发的换端同步数据；休眠指令用于指示初始控制设备对本端的设备进行断电；
唤醒模块，用于向初始休眠设备发送唤醒指令；唤醒指令用于指示初始休眠设备控制本端的设备上电，并与本端的车载信号设备建立通信连接，且根据建立结果反馈唤醒结果；
数据上传模块，用于在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将换端同步数据上传至初始休眠设备；换端同步数据用于指示初始休眠设备进行初始化设置。
本申请实施例提供了一种地面控制中心，包括处理器，处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
本申请实施例提供了一种列车自动换端系统，应用于列车上；列车包括设于车厢一端的第一车载信号设备，以及设于车厢另一端的第二车载信号设备；列车还包括第一电源控制电路和第二电源控制电路；
列车自动换端系统包括：
第一控制设备，设于车厢一端，用于分别连接第一车载信号设备、第一电源控制电路和第二电源控制电路；
第二控制设备，设于车厢另一端，用于分别连接第二车载信号设备、第一电源控制电路和第二电源控制电路；
地面控制中心，分别连接第一控制设备和第二控制设备，用于执行上述任一项方法的步骤。
在其中一个实施例中，第一控制设备包括第一自动唤醒单元和第一车载无线通信天线；第二控制设备包括第二自动唤醒单元和第二车载无线通信天线；
第一自动唤醒单元连接第一车载无线通信天线，且用于分别连接第一车载信号设备、第一电源控制电路和第二电源控制电路；第一车载无线通信天线通信连接地面控制中心；
第二自动唤醒单元连接第二车载无线通信天线，且用于分别连接第二车载信号设备、第一电源控制电路和第二电源控制电路；第二车载无线通信天线通信连接地面控制中心。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项方法的步骤。
上述列车自动换端方法、装置、系统和地面控制中心，从列车的第一控制设备和第二控制设备中确认初始控制设备和初始休眠设备，在接收到自动换端指令的情况下，向初始控制设备发送休眠指令，以指示初始控制设备对本端的设备进行断电并下发换端同步数据，实现初始控制设备的休眠；以及，向初始休眠设备发送唤醒指令，以指示初始休眠设备控制本端的设备上电并与本端的车载信号设备建立通信连接，实现初始休眠设备的唤醒；在成功唤醒初始休眠设备的情况下，向初始休眠设备上传换端同步数据，使得初始休眠设备可根据换端同步数据进行初始化设置，并进入正常工作状态，操控列车的运行。如此，在收到自动换端指令的情况下，可通过远程控制自动与车载设备联动，实现两个控制设备的断电/供电控制，实现了列车控制端自动更换的功能，从而可提高列车换端的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为一个实施例中列车自动换端方法的应用环境图；
图2为一个实施例中列车自动换端方法的流程示意图；
图3为一个实施例中休眠步骤的流程示意图；
图4为一个实施例中唤醒步骤的流程示意图；
图5为一个实施例中列车自动换端控制装置的结构框图；
图6为一个实施例中列车自动换端系统的第一结构示意图；
图7为图6示出的列车自动换端系统的交互时序图；
图8为一个实施例中列车自动换端系统的第二结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该/其”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
本申请提供的列车自动换端方法，可应用于如图1所示的应用环境中。其中，列车可包括分设于车厢两端的第一控制设备和第二控制设备，即其中一个控制设备设于车头，另一控制设备设于车尾。在列车的运行过程中，两控制设备的任意一个可对列车进行操控，以实现列车的自动化控制。地面控制中心可通过车地无线传输网络与两个控制设备进行通信，以实现数据交互。进一步地，地面控制中心可以为ATS(Automatic Train Supervision，自动列车监控系统)，或其他地面设备。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种列车自动换端方法，用于控制列车进行控制端切换，以该方法应用于图1中的地面控制中心为例进行说明，包括以下步骤：
步骤210，确认初始控制设备和初始休眠设备；初始控制设备为第一控制设备和第二控制设备中，处于唤醒状态的控制设备；初始休眠设备为第一控制设备和第二控制设备中，处于休眠状态的控制设备。
具体地，在列车的运行过程中，第一控制设备和第二控制设备中的其中一个处于唤醒状态，另一个处于休眠状态，处于唤醒状态的控制设备可自动控制列车的运行。初始控制设备为自动换端前，处于唤醒状态的控制设备，也即列车的控制端；初始休眠设备为自动换端前，处于休眠状态的控制设备，也即列车的非控制端。进一步地，地面控制中心可通过人际交互界面，显示初始休眠设备和初始控制设备的信息。
步骤220，在接收到自动换端指令的情况下，向初始控制设备发送休眠指令，并接收初始控制设备下发的换端同步数据；休眠指令用于指示初始控制设备对本端的设备进行断电。
其中，自动换端指令为用于指示进行控制端切换的命令，在自动换端指令的指示下，地面控制中心自动将初始控制设备从唤醒状态切换至休眠状态，将初始休眠设备从休眠状态切换至唤醒状态，以实现自动换端。自动换端指令可以由人工操作输入至地面控制中心，亦可由其他设备向地面控制中心发送。换端同步数据为列车运行的关键参数和状态数据，进一步地，换端同步数据包括但不局限于当前设备状态、列车位置参数、列车速度参数和状态信息中的任一项或任意组合。
具体地，地面控制中心在接收到自动换端指令的情况下，向初始控制设备发送休眠指令。在休眠指令的指示下，初始控制设备对本端(即初始控制设备端)的车载运行设备将换端同步数据下发至地面控制中心，并进行断电处理，以从唤醒状态切换至休眠状态。
换端休眠是多系统联动的一整套操作，地面控制中心发起休眠指令后，初始控制设备在接收到休眠指令后，向车载信号设备发送休眠请求，车载信号设备在接收到休眠请求后完成换端休眠前的各项准备工作，例如将本端的各输出设置到安全状态，并将当前设备的关键参数和状态数据(即换端同步数据)发送给地面控制中心，地面控制中心接收该换端同步数据并进行保存。在换端准备工作完成后，车载信号设备可向初始控制设备反馈休眠允许信号，以确认换端休眠准备成功，并由初始控制设备按照设备休眠操作控制流程，完成待休眠设备的断电，地面控制中心可接收初始控制设备发送的断电结果。
进一步地，休眠指令可指示初始控制设备按照图3示出的步骤完成状态切换，具体包括步骤：
步骤310，初始控制设备确认休眠指令的正确性和时效性。休眠指令包括验证数据正确性和实时性的秘钥和时间戳，初始控制设备可通过约定的算法完成指令正确定和时效性验证。
步骤320，在确认休眠指令有效后，可判断初始控制设备当前是否为唤醒状态，若是，则进入步骤330，若否，则确认当前已处于休眠状态，确认休眠失败并结束。
步骤330，判断列车是否处于检修状态，若否，则进入步骤340，若是，则确认当前为检修状态，不允许休眠，并确认休眠失败并结束。如此，在确认休眠指令有效后，可判断列车当前状况是否允许休眠，在条件允许的情况下再进行下一步操作。
步骤340，确认列车的蓄电池是否欠压或低压，若否，则进入步骤350，若是，则确认蓄电池处于异常状态，不允许休眠，并确认休眠失败并结束。如此，在确认休眠指令有效后，可判断列车当前状况是否允许休眠，在条件允许的情况下再进行下一步操作。
步骤350，初始控制设备向本端的车载信号设备，如本端的ATO(Automatic TrainOperation，列车自动驾驶系统)发送休眠请求。
步骤360，等待本端ATO的发送休眠允许。本端ATO在接收到休眠请求后，完成休眠前的各项准备工作，并将当前系统的关键参数和状态参数(即换端同步数据)发送给地面控制中心，然后向初始控制设备发送休眠允许。
步骤370，判断是否在预设时间(如2分钟)内接收到休眠允许，若是，则进入步骤380，如否则确认休眠失败并结束。
步骤380，初始控制设备向本端的车载设备输出断电信号，以切断对本端控制设备的供电。
步骤390，判断是否在预设时间(如1分钟)内与本端ATO是否通信中断，若是，则确认休眠成功并结束，若否则确认设备未成功断电，确认休眠失败。
步骤230，向初始休眠设备发送唤醒指令；唤醒指令用于指示初始休眠设备控制本端的设备上电，并与本端的车载信号设备建立通信连接，且根据建立结果反馈唤醒结果。
其中，唤醒指令用于指示初始休眠设备从休眠状态切换至唤醒状态。唤醒结果用于指示初始休眠设备是否唤醒成功。
具体地，换端唤醒是多系统联动的一套完整操作，地面控制中心发起唤醒指令后，初始休眠设备可在接收到唤醒指令后，按照设备唤醒操作控制流程完成休眠设备的上电，并在上电成功后，告知地面控制中心已成功唤醒。具体而言，地面控制中心向初始休眠设备发送唤醒指令。在唤醒指令的指示下，初始休眠设备对本端(即初始休眠设备端)的车载运行设备进行上电，并与本端的车载信号设备建立通信连接，根据通信连接是否建立成功反馈唤醒结果。当成功建立时，可确认唤醒成功；当通信连接建立失败时，可确认唤醒失败。
进一步地，唤醒指令可指示初始休眠设备按照图4示出的步骤完成唤醒，具体可包括以下步骤：
步骤410，初始休眠设备确认唤醒指令的正确性和时效性。
步骤420，判断初始休眠设备当前是否处于唤醒状态，若否则进入步骤430，若是则确认已处于唤醒状态，以确认环形失败并结束。
步骤430，判断列车是否处于检修状态，若否，则进入步骤440，若是，则确认当前为检修状态，不允许唤醒，并确认唤醒失败并结束。如此，在确认唤醒指令有效后，可判断列车当前状况是否允许唤醒，在条件允许的情况下再进行下一步操作。
步骤440，确认列车的蓄电池是否欠压或低压，若否，则进入步骤450，若是，则确认蓄电池处于异常状态，不允许唤醒，并确认唤醒失败并结束。如此，在确认唤醒指令有效后，可判断列车当前状况是否允许唤醒，在条件允许的情况下再进行下一步操作。
步骤450，初始控制设备向本端的设备输出上电指令。
步骤460，等待本端的ATO建立通信连接。
步骤470，判断是否在预设时间(如2分钟)内接收到ATO信息，若是，则可确认通信连接成功建立并进入步骤480，如否则确认唤醒失败并结束。
步骤480，根据ATO反馈的信息判断初始休眠设备是否唤醒成功，若确认唤醒成功，则确认初始休眠设备已处于唤醒状态；若唤醒失败，则可根据ATO反馈的失败原因进行调整并结束本次唤醒。
步骤240，在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将换端同步数据上传至初始休眠设备；换端同步数据用于指示初始休眠设备进行初始化设置。
具体地，在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，地面控制中心可确认初始休眠设备已成功唤醒，并可将换端同步数据上传至初始休眠设备，以使初始休眠设备可将换端同步数据转发至车载信号设备，驱使本端的车载信号设备完成系统参数的初始化设备并进入正常工作状态，实现了列车控制端的自动切换，完成自动换端。本申请可根据地面控制中心与车载设备之间的数据交互和综合控制，实现远程控制类车完成自动更换操作端。
上述列车自动换端方法中，可在收到自动换端指令的情况下，可通过远程控制自动与车载设备联动，实现两个控制设备的断电/供电控制，实现了列车控制端自动更换的功能，从而可提高列车换端的效率。
在一个实施例中，向初始休眠设备发送唤醒指令的步骤包括：在确认初始控制设备休眠成功的情况下，向初始休眠设备发送唤醒指令。即地面控制中心在向初始休眠设备发送唤醒指令之前，可先确认初始控制设备是否已休眠成功。在初始控制设备已休眠成功的情况下，地面控制中心再向初始休眠设备发送唤醒指令和换端同步数据。如此，可避免两个控制设备同时处于唤醒状态，在提高换端效率的同时，提高列车控制的可靠性。
在一个实施例中，自动换端方法还包括步骤：在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将初始控制设备确认为当前休眠设备，以及将初始休眠设备确认为当前控制设备。具体地，地面控制系统可更新控制设备和休眠设备的信息，将当前被唤醒端(即初始休眠设备)确认为当前控制设备，将当前被休眠端(即初始唤醒设备)确认为当前休眠设备，以保证数据的可靠性，并提高自动换端的可靠性。
在一个实施例中，确认初始控制设备和初始休眠设备的步骤，包括：
接收第一控制设备反馈的当前设备状态，以及第二控制设备反馈的当前设备状态，并根据第一控制设备反馈的设备状态与第二控制设备反馈的当前设备状态，确认初始控制设备和初始休眠设备；其中，当前设备状态包括唤醒状态和休眠状态。
具体地，第一控制设备和第二控制设备可向地面控制中心反馈当前端设备的休眠/唤醒状态信息。地面控制中心可接收第一控制设备反馈的当前设备状态，和第二控制设备发送的当前设备状态，进一步地，地面控制中心可接收两个控制设备周期性发送的当前设备状态，并根据接收到的当前设备状态，从第一控制设备和第二控制设备中分别确认初始控制设备和初始休眠状态。
应该理解的是，虽然图1-图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-图4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种列车自动换端装置，用于控制列车，列车包括设于车厢一端的第一控制系统，以及设于车厢另一端的第二控制系统；列车自动换端装置包括：
设备确认模块，用于确认初始控制设备和初始休眠设备；初始控制设备为第一控制设备和第二控制设备中，处于唤醒状态的控制设备；初始休眠设备为第一控制设备和第二控制设备中，处于休眠状态的控制设备；
休眠模块，用于在接收到自动换端指令的情况下，向初始控制设备发送休眠指令，并接收初始控制设备下发的换端同步数据；休眠指令用于指示初始控制设备对本端的设备进行断电；
唤醒模块，用于向初始休眠设备发送唤醒指令；唤醒指令用于指示初始休眠设备控制本端的设备上电，并与本端的车载信号设备建立通信连接，且根据建立结果反馈唤醒结果；
数据上传模块，用于在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将换端同步数据上传至初始休眠设备；换端同步数据用于指示初始休眠设备进行初始化设置。
在一个实施例中，唤醒模块还用于在确认初始控制设备休眠成功的情况下，向初始休眠设备发送唤醒指令。
在一个实施例中，列车自动换端装置还包括更新模块，用于在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将初始控制设备确认为当前休眠设备，以及将初始休眠设备确认为当前控制设备。
在一个实施例中，设备确认模块还用于接收第一控制设备反馈的当前设备状态，以及第二控制设备反馈的当前设备状态，并根据第一控制设备反馈的设备状态与第二控制设备反馈的当前设备状态，确认初始控制设备和初始休眠设备；其中，当前设备状态包括唤醒状态和休眠状态。
在一个实施例中，换端同步数据包括当前设备状态、列车位置参数、列车速度参数和状态信息中的任意一项或任意组合。
关于列车自动换端装置的具体限定可以参见上文中对于列车自动换端方法的限定，在此不再赘述。上述列车自动换端装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在一个实施例中，提供了一种地面控制中心，用于控制列车，列车包括设于车厢一端的第一控制设备，以及设于车厢另一端的第二控制设备；地面控制中心包括处理器，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
确认初始控制设备和初始休眠设备；初始控制设备为第一控制设备和第二控制设备中，处于唤醒状态的控制设备；初始休眠设备为第一控制设备和第二控制设备中，处于休眠状态的控制设备；
在接收到自动换端指令的情况下，向初始控制设备发送休眠指令，并接收初始控制设备下发的换端同步数据；休眠指令用于指示初始控制设备对本端的设备进行断电；
向初始休眠设备发送唤醒指令；唤醒指令用于指示初始休眠设备控制本端的设备上电，并与本端的车载信号设备建立通信连接，且根据建立结果反馈唤醒结果；
在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将换端同步数据上传至初始休眠设备；换端同步数据用于指示初始休眠设备进行初始化设置。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：在确认初始控制设备休眠成功的情况下，向初始休眠设备发送唤醒指令。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将初始控制设备确认为当前休眠设备，以及将初始休眠设备确认为当前控制设备。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：接收第一控制设备反馈的当前设备状态，以及第二控制设备反馈的当前设备状态，并根据第一控制设备反馈的设备状态与第二控制设备反馈的当前设备状态，确认初始控制设备和初始休眠设备；其中，当前设备状态包括唤醒状态和休眠状态。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：换端同步数据包括当前设备状态、列车位置参数、列车速度参数和状态信息中的任意一项或任意组合。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种列车自动换端系统，列车包括设于车厢一端的第一车载信号设备，以及设于车厢另一端的第二车载信号设备；列车还包括第一电源控制电路和第二电源控制电路；
列车自动换端系统包括：
第一控制设备，设于车厢一端，用于分别连接第一车载信号设备、第一电源控制电路和第二电源控制电路；
第二控制设备，设于车厢另一端，用于分别连接第二车载信号设备、第一电源控制电路和第二电源控制电路；
上述任一实施例中的地面控制中心，地面控制中心分别连接第一控制设备和第二控制设备。
具体地，本实施例中的列车自动换端系统可应用于轨道交通行业，可在地面控制中心的远程控制下，基于车地通信、列车远程休眠和唤醒设备(即第一控制设备和第二控制设备)，实现远程控制列车完成控制端和非控制端切换。其中，第一车载信号设备和第二车载信号设备可以为轨道交通列控信号系统，或者其他车载设备(如ATO)，地面控制中心可以为ATS或者其他地面设备。
第一控制设备和第二控制设备分设于车厢两端，并与本端的车载信号设备、本端的车载通信单元和两个电源控制电路连接。如此，通过组成双套冗余的车载设备上电和断电控制功能，从而可降低控制设备故障带来的影响，并提高控制的可靠性。
第一控制设备和第二控制设备通过车载通信单元接收地面控制中心发送的唤醒指令或者休眠指令，启动对本端/对端的休眠或唤醒流程，并将执行结果反馈给地面控制中心。控制设备与车载信号设备进行交互后，向电源控制电路输出对应的控制指令，以控制蓄电池的开启或断开，实现对本端/对端设备的唤醒或休眠。地面控制中心(以ATS为例)、第一控制设备和第二控制设备的控制时序可如图7所示，图7中的控制端为初始控制设备，非控制端为初始休眠设备。
在一个实施例中，请参阅图8，第一控制设备包括第一自动唤醒单元和第一车载无线通信天线；第二控制设备包括第二自动唤醒单元和第二车载无线通信天线；
第一自动唤醒单元连接第一车载无线通信天线，且用于分别连接第一车载信号设备、第一电源控制电路和第二电源控制电路；第一车载无线通信天线通信连接地面控制中心；
第二自动唤醒单元连接第二车载无线通信天线，且用于分别连接第二车载信号设备、第一电源控制电路和第二电源控制电路；第二车载无线通信天线通信连接地面控制中心。
具体地，控制设备可包括自动唤醒单元和车载无线通信天线。自动唤醒单元分别连接本端的车载无线通信天线、本端的车载信号设备、第一电源控制电路和第二电源控制电路。车载无线通信天线可与地面控制中心通信连接。
自动唤醒单元可通过2个独立的IO(Input/Output，输入输出)接口，分别与本端的电源控制电路和对端的电源控制电路进行连接，并可通过数字信号控制供电开关的开关状态，从而可实现对两端车载设备上电和断电状态的独立控制。第一自动唤醒单元和第二自动唤醒单元均可采用上述设置方式设置。
进一步地，第一自动唤醒单元和第二自动唤醒单元可向电源控制电路输出固定长度的上升沿高电平脉冲，以确保电源控制电路被正确的输入信号驱动，避免非法信号的干扰。当自动唤醒单元需要将本端设备切换至休眠状态时，在接收到车载信号设备反馈的休眠允许后，可通过硬件安全电路控制IO输出固定宽度的高电平指令，以控制列车蓄电池供电开关断开，完成对本端控制设备(如车载信号设备和显示设备等)的断电，并对执行结果进行监测，保持对地面控制中心的结果反馈。当自动唤醒单元需要将本端设备切换至唤醒状态时，自动唤醒单元可通过硬件安全电路控制IO输出固定宽度的高电平指令，控制列车蓄电池供电开关闭合，完成对本端控制设备的供电，并对执行结果进行监测，保持对地面控制中心的结果反馈。
本申请的列车自动换端系统，通过与地面控制中心保持信息交互，以及其他车载设备保持信息交互，在地面控制中心的远程控制下，第一控制设备和第二控制设备可与其他车载设备联动完成列车一端的断电/供电控制，实现车辆控制端更换的功能。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
确认初始控制设备和初始休眠设备；初始控制设备为第一控制设备和第二控制设备中，处于唤醒状态的控制设备；初始休眠设备为第一控制设备和第二控制设备中，处于休眠状态的控制设备；
在接收到自动换端指令的情况下，向初始控制设备发送休眠指令，并接收初始控制设备下发的换端同步数据；休眠指令用于指示初始控制设备对本端的设备进行断电；
向初始休眠设备发送唤醒指令；唤醒指令用于指示初始休眠设备控制本端的设备上电，并与本端的车载信号设备建立通信连接，且根据建立结果反馈唤醒结果；
在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将换端同步数据上传至初始休眠设备；换端同步数据用于指示初始休眠设备进行初始化设置
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在确认初始控制设备休眠成功的情况下，向初始休眠设备发送唤醒指令。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将初始控制设备确认为当前休眠设备，以及将初始休眠设备确认为当前控制设备。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：接收第一控制设备反馈的当前设备状态，以及第二控制设备反馈的当前设备状态，并根据第一控制设备反馈的设备状态与第二控制设备反馈的当前设备状态，确认初始控制设备和初始休眠设备；其中，当前设备状态包括唤醒状态和休眠状态。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：换端同步数据包括当前设备状态、列车位置参数、列车速度参数和状态信息中的任意一项或任意组合。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种列车自动换端方法，其特征在于，所述列车包括设于车厢一端的第一控制设备，以及设于车厢另一端的第二控制设备；所述方法包括步骤：
确认初始控制设备和初始休眠设备；所述初始控制设备为所述第一控制设备和所述第二控制设备中，处于唤醒状态的控制设备；所述初始休眠设备为所述第一控制设备和所述第二控制设备中，处于休眠状态的控制设备；
在接收到自动换端指令的情况下，向所述初始控制设备发送休眠指令，并接收所述初始控制设备下发的换端同步数据；所述休眠指令包括验证数据正确性和实时性的秘钥和时间戳，用于指示所述初始控制设备对本端的设备进行断电；所述初始控制设备可通过约定的算法完成所述休眠指令的正确性和时效性验证；
在确认所述初始控制设备休眠成功的情况下，向所述初始休眠设备发送唤醒指令；所述唤醒指令用于指示所述初始休眠设备控制本端的设备上电，并与本端的车载信号设备建立通信连接，且根据建立结果反馈唤醒结果；确认所述初始控制设备休眠成功的条件包括所述列车不处于检修状态、所述列车的蓄电池不处于异常状态、所述初始控制设备在预设时间内接收到来自本端的ATO的休眠允许以及所述初始控制设备在预设时间内与本端的ATO通信中断；
在所述唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将所述换端同步数据上传至所述初始休眠设备；所述唤醒成功的条件包括所述列车不处于检修状态、所述列车的蓄电池不处于所述异常状态以及所述初始休眠设备在预设时间内接收到来自本端的ATO的信息；所述异常状态包括蓄电池欠压和蓄电池低压；所述换端同步数据包括当前设备状态、列车位置参数、列车速度参数和状态信息中的任意一项或任意组合，用于指示所述初始休眠设备进行初始化设置。
2.根据权利要求1所述的列车自动换端方法，其特征在于，还包括步骤：
在所述唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将所述初始控制设备确认为当前休眠设备，以及将所述初始休眠设备确认为当前控制设备。
3.根据权利要求1所述的列车自动换端方法，其特征在于，确认初始控制设备和初始休眠设备的步骤，包括：
接收所述第一控制设备反馈的当前设备状态，以及所述第二控制设备反馈的当前设备状态，并根据所述第一控制设备反馈的设备状态与所述第二控制设备反馈的当前设备状态，确认所述初始控制设备和初始休眠设备；其中，所述当前设备状态包括唤醒状态和休眠状态。
4.一种列车自动换端装置，其特征在于，所述列车包括设于车厢一端的第一控制设备，以及设于车厢另一端的第二控制设备；所述装置包括：
设备确认模块，用于确认初始控制设备和初始休眠设备；所述初始控制设备为所述第一控制设备和所述第二控制设备中，处于唤醒状态的控制设备；所述初始休眠设备为所述第一控制设备和所述第二控制设备中，处于休眠状态的控制设备；
休眠模块，用于在接收到自动换端指令的情况下，向所述初始控制设备发送休眠指令，并接收所述初始控制设备下发的换端同步数据；所述休眠指令包括验证数据正确性和实时性的秘钥和时间戳，用于指示所述初始控制设备对本端的设备进行断电；所述初始控制设备可通过约定的算法完成所述休眠指令的正确性和时效性验证；
唤醒模块，用于在确认所述初始控制设备休眠成功的情况下，向所述初始休眠设备发送唤醒指令；所述唤醒指令用于指示所述初始休眠设备控制本端的设备上电，并与本端的ATO建立通信连接，且根据建立结果反馈唤醒结果；确认所述初始控制设备休眠成功的条件包括所述列车不处于检修状态、所述列车的蓄电池不处于异常状态、所述初始控制设备在预设时间内接收到来自本端的ATO的休眠允许以及所述初始控制设备在预设时间内与本端的ATO通信中断；
数据上传模块，用于在所述唤醒结果指示唤醒成功的情况下，将所述换端同步数据上传至所述初始休眠设备；所述唤醒成功的条件包括所述列车不处于检修状态、所述列车的蓄电池不处于所述异常状态以及所述初始休眠设备在预设时间内接收到来自本端的ATO的信息；所述异常状态包括蓄电池欠压和蓄电池低压；所述换端同步数据包括当前设备状态、列车位置参数、列车速度参数和状态信息中的任意一项或任意组合，用于指示所述初始休眠设备进行初始化设置。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述设备确认模块，还用于：
接收所述第一控制设备反馈的当前设备状态，以及所述第二控制设备反馈的当前设备状态，并根据所述第一控制设备反馈的设备状态与所述第二控制设备反馈的当前设备状态，确认所述初始控制设备和初始休眠设备；其中，所述当前设备状态包括唤醒状态和休眠状态。
6.一种地面控制中心，包括处理器，其特征在于，所述处理器执行计算机程序时实现权利要求1至3中任一项所述的方法的步骤。
7.一种列车自动换端系统，其特征在于，所述列车包括设于车厢一端的第一车载信号设备，以及设于车厢另一端的第二车载信号设备；所述列车还包括第一电源控制电路和第二电源控制电路；
所述列车自动换端系统包括：
第一控制设备，设于所述车厢一端，用于分别连接所述第一车载信号设备、所述第一电源控制电路和所述第二电源控制电路；
第二控制设备，设于所述车厢另一端，用于分别连接所述第二车载信号设备、所述第一电源控制电路和所述第二电源控制电路；
如权利要求6所述的地面控制中心，所述地面控制中心分别连接所述第一控制设备和所述第二控制设备。
8.根据权利要求7所述的列车自动换端系统，其特征在于，所述第一控制设备包括第一自动唤醒单元和第一车载无线通信天线；所述第二控制设备包括第二自动唤醒单元和第二车载无线通信天线；
所述第一自动唤醒单元连接所述第一车载无线通信天线，且用于分别连接所述第一车载信号设备、所述第一电源控制电路和所述第二电源控制电路；所述第一车载无线通信天线通信连接所述地面控制中心；
所述第二自动唤醒单元连接所述第二车载无线通信天线，且用于分别连接所述第二车载信号设备、所述第一电源控制电路和所述第二电源控制电路；所述第二车载无线通信天线通信连接所述地面控制中心。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3中任一项所述的方法的步骤。
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