CN112977554B - 基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法及系统，该方法在降级模式下，通过便携式安全终端与轨旁控制器进行交互，给司机端提供列车所处环境的安全显示并获得列车所处的位置以及前后车关系信息，同时给司机端提供申请线路资源的手段，使其能够根据列车环境，自主申请线路资源，并驾驶列车通过后释放资源以供后续列车使用。与现有技术相比，本发明具有提高了驾驶列车与现场维护作业的安全性等优点。
Description
技术领域
本发明涉及列车信号控制技术，尤其是涉及一种基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法及系统。
背景技术
在目前国内城市轨道交通线路正常运行过程中，当车载系统、车地无线通信系统、轨旁控制系统或控制中心发生故障，导致列车无法以正常的ATP/ATO驾驶模式继续运行时，司机通常需与调度员确认，将列车驾驶模式降级至限制人工(RM)驾驶模式，按固定限速运行列车；在系统发生严重故障时，甚至需要切除车载ATP系统，以非限制人工驾驶(EUM)模式运行列车。在此类降级模式下，系统无法对列车实施安全防护，列车的行车安全需由司机与调度结合地面信号机显示共同确保、人工防护，以避免产生超速、挤岔、侧冲、追尾等安全风险。因此，为了确保降级模式下的列车运行安全，运维方制定了一系列的降级处置流程、预案、操作手册等，需要司机与调度之间通过无线电台相互沟通确认，让司机了解列车所在的位置，调度也需通过司机的回复，为列车办理相应的进路或封锁相应的区域使列车获得运行所需的线路资源，资源确认后，司机还需从调度获取允许动车的调令，等等。这些繁琐的相互确认流程增加了沟通的时间成本，降低了降级模式下的列车运行效率，同时也可能会出现沟通上的歧义，产生行车安全隐患。
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基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法及系统。
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，提供了一种基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法，该方法在降级模式下，通过便携式安全终端与轨旁控制器进行交互，给司机端提供列车所处环境的安全显示并获得列车所处的位置以及前后车关系信息，同时给司机端提供申请线路资源的手段，使其能够根据列车环境，自主申请线路资源，并驾驶列车通过后释放资源以供后续列车使用。
作为优选的技术方案，所述的便携式安全终端与轨旁控制器的交互包括安全显示信息的交互和安全控制命令的交互。
作为优选的技术方案，所述的安全显示信息的交互具体为：
所述的便携式安全终端从轨旁控制器获取线路资源信息和轨旁设备状态，并在显示界面上显示。
作为优选的技术方案，所述的获取线路资源信息和轨旁设备状态包括：列车位置、轨道占用状态、道岔位置、信号机状态、区域封锁状态、站台门状态、站台紧急关闭按钮状态、设备工作状态及报警显示。
作为优选的技术方案，所述的安全控制命令的交互具体为：
步骤1)在获得了列车所处环境的轨旁设备状态后，通过便携式安全终端上的操作按钮，向轨旁控制器申请列车运行所需的轨道资源以及轨旁设备的控制权，在轨旁控制器确认该轨道资源未被其他控制器或便携式安全终端占用后，授权此便携式安全终端对该轨道资源的控制；
步骤2)获得轨旁设备控制后，所述的便携式安全终端即可在显示界面上选择相应的元素、图符或菜单，控制相应的轨旁设备动作；
步骤3)在完成对轨旁设备的控制，获取线路资源后，根据便携式安全终端上的显示，自主驾驶列车通过该控制区域；列车通过后，通过便携式安全终端上的操作按钮，释放线路资源，归还轨旁设备的控制权，以供后续列车或轨旁控制器继续使用。
作为优选的技术方案，所述的操作按钮为实体按钮或触摸屏。
作为优选的技术方案，所述的轨旁设备的控制权通过二次确认、用户名/密码或生物识别技术执行，或者多种手段结合方式进行执行。
作为优选的技术方案，其中步骤2)中的动作包括：办理列车进路、单操道岔到定位/反位、道岔单锁/单解、信号机/道岔/区段封锁、以及激活站台紧急关闭按钮。
作为优选的技术方案，列车位置信息通过多种方式在便携式安全终端上显示，其中列车位置信息获取具体为：
a)通过LTE、Wifi、5G或波导管无线通信方式，获得列车根据应答器和测速测距设备获得的列车主动定位；
b)通过北斗或GPS方式获得列车位置；
c)通过人工确认的方式，确定列车在轨道上的公里标。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于所述基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法的系统，包括便携式安全终端和轨旁控制器，所述的便携式安全终端通过独立于主用系统的无线通道与轨旁控制器通信；
所述的便携式安全终端与轨旁控制器进行交互，用于列车在降级模式下进行控制；或者所述的便携式安全终端与轨旁设备进行交互，用于线路维护，通过便携式安全终端获知轨旁设备状态，并能对相应区域进行封锁，以便下轨道进行维护作业。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)给司机端和维护操作端提供了轨旁设备状态的显示，无需向调度获取列车位置或轨道状态，提高了驾驶列车与现场维护作业的安全性。
2)给司机端和维护操作端直接操作轨旁设备的手段，无需由调度操作，在系统降级时，通过系统的安全机制，授权对轨旁设备进行操作，提高了列车通过和维护操作的效率。
3)相对于传统的工作站/服务器，安全终端便于携带，适用于各种现场工作场景。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中列车1和列车2根据安全终端的显示运行示意图；
图3为本发明实施例中列车1的便携式安全终端申请该道岔资源并单锁示意图；
图4为本发明实施例中列车1的便携式安全终端释放该道岔资源示意图；
图5为本发明实施例中列车2的便携式安全终端申请该道岔资源并单操反位示意图。
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。
为了降级模式下司机与调度的交互确认流程，使司机能够根据列车位置自主地获取线路资源，通过本发明中的便携式安全终端，可以给司机提供列车所处环境的安全显示，使司机知晓列车所处的位置以及前后车关系，并给司机提供申请线路资源的手段，使他能够根据列车环境，自主申请线路资源，驾驶列车通过后释放资源以供后续列车使用。通过此方式，司机不需要与调度的相互确认即可获取线路资源，自主驾驶，提高了降级模式下的列车运行效率，同时也避免了沟通产生的歧义。同时本发明也能用于线路维护操作人员，通过便携式安全终端获知轨旁设备状态，并能对相应区域进行封锁，以便下轨道进行维护作业等。
本发明可用于固定闭塞系统，准移动闭塞系统，移动闭塞系统，以及CBTC系统、CTCS系统、ETCS系统、PTC系统、ITCS系统和TACS系统等各种模式的信号系统，因此本发明的权利要求同样适用于这些系统及与其类似的系统。
本发明中的便携式安全终端，适合于司机或维护操作人员随身携带，通过独立于主用系统的无线通道与轨旁控制器通信，如图1所示。
便携式安全终端与轨旁控制器交互的信息分为安全显示信息和安全控制命令两种：
1)安全显示
便携式安全终端从轨旁控制器获取线路资源信息和轨旁设备状态，并在显示界面上显示，所获取的线路资源信息和轨旁设备状态包含但不限于：
列车位置；轨道占用状态；道岔位置；信号机状态；区域封锁状态；站台门状态；站台紧急关闭按钮状态；设备工作状态及报警显示；其他轨道元素等。
2)安全控制
便携式安全终端的安全控制功能，可以通过实体按钮的方式操作，也可以通过触摸屏操作，都在本发明的保护范围内。
在获得了列车所处环境的轨旁设备状态后，司机或维护操作人员，通过便携式安全终端上的操作按钮，向轨旁控制器申请列车运行所需的轨道资源以及轨旁设备的控制权，在轨旁控制器确认该轨道资源未被其他控制器或便携式安全终端占用后，授权此便携式安全终端对该轨道资源的控制，该便携式安全终端即获得了对轨旁设备的控制权。轨旁设备的控制权可以通过二次确认、用户名/密码、生物识别技术等安全手段、或多种手段结合的方式执行，都在本发明保护范围内。
获得轨旁设备控制后，司机或维护操作人员即可在显示界面上选择相应的元素、图符或菜单，控制相应的轨旁设备动作，操作包括但不限于：办理列车进路；单操道岔到定位/反位；道岔单锁/单解；信号机/道岔/区段封锁；激活站台紧急关闭按钮；其他轨道元素等。
在完成对轨旁设备的控制，获取线路资源后，司机即可根据便携式安全终端上的显示，自主驾驶列车通过该控制区域。列车通过后，司机或维护操作人员需通过便携式安全终端上的操作按钮，释放线路资源，归还轨旁设备的控制权，以供后续列车或轨旁控制器继续使用。
列车位置信息，可以通过多种方式在便携式安全终端上显示：
a)通过LTE、Wifi、5G、波导管等无线通信方式，获得列车根据应答器和测速测距设备(包含速度传感器、加速度计和雷达)等手段获得的列车主动定位；
b)通过北斗、GPS等方式获得列车位置；
c)通过人工确认的方式，确定列车在轨道上的公里标。
这几种获得列车定位的方式都在本专利保护范围内。
如上，通过便携式安全终端所提供的安全显示、安全操作和列车位置，司机或维护操作人员可以在降级模式下，自主地驾驶列车，避免了向调度人员确认列车位置，等待调度人员为列车申请和办理线路资源，与调度人员确认调令等一系列繁琐的应答确认流程，提高了列车的自主运行能力。
具体实施例
下面以车载及轨旁设备大面积故障导致降级模式的例子对本发明进行详细说明：
1)在ATS、区域控制器/资源管理器和列车的车载系统全部故障，只有基本的轨旁控制器正常工作时，列车需降级至限制驾驶模式运行列车。司机可以通过便携式安全终端上的显示，获知本列车的位置与前后车的关系，比如列车1司机通过界面显示得知列车前方无其他列车，因此可以运行到下一个道岔前方；列车2司机通过界面显示得知本列车前方有轨道占用，因此需驾驶列车保持与前方占用区段之间始终间隔一个空闲区段，确保列车运行安全，如图2所示。
2)列车1司机通过便携式安全终端，向轨旁控制器申请对道岔资源的控制，轨旁控制器确认该道岔资源空闲后，授权列车1对该道岔资源的控制权，列车1司机在安全终端上确认道岔位置正确后，操作道岔单锁，并在显示确认操作成功后，驾驶列车通过该道岔区域，如图3所示。
3)列车1通过道岔区域后，司机通过便携式安全终端，向轨旁控制器申请解锁道岔并释放对道岔资源的控制，轨旁控制器确认后将该道岔解锁并释放道岔资源。列车2司机通过便携式安全终端观察前车通过岔区后，即可同步向前运行到道岔前方，如图4所示。
4)列车2司机通过便携式安全终端，向轨旁控制器申请对道岔资源的控制，轨旁控制器确认该道岔资源空闲后，授权列车2对该道岔资源的控制器，列车2司机根据列车运行任务，需要经道岔反位到另一轨道，因此在安全终端上操作单操道岔到反位，并在显示确认操作成功后，驾驶列车通过该道岔区域，如图5所示。
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 (7)
1.一种基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法，其特征在于，该方法在降级模式下，通过便携式安全终端与轨旁控制器进行交互，给司机端提供列车所处环境的安全显示并获得列车所处的位置以及前后车关系信息，同时给司机端提供申请线路资源的手段，使其能够根据列车环境，自主申请线路资源，并驾驶列车通过后释放资源以供后续列车使用；
所述的便携式安全终端与轨旁控制器的交互包括安全显示信息的交互和安全控制命令的交互；
所述的安全控制命令的交互具体为：
步骤1)在获得了列车所处环境的轨旁设备状态后，通过便携式安全终端上的操作按钮，向轨旁控制器申请列车运行所需的轨道资源以及轨旁设备的控制权，在轨旁控制器确认该轨道资源未被其他控制器或便携式安全终端占用后，授权此便携式安全终端对该轨道资源的控制；
步骤2)获得轨旁设备控制后，所述的便携式安全终端即可在显示界面上选择相应的元素、图符或菜单，控制相应的轨旁设备动作；
步骤3)在完成对轨旁设备的控制，获取线路资源后，根据便携式安全终端上的显示，自主驾驶列车通过控制区域；列车通过后，通过便携式安全终端上的操作按钮，释放线路资源，归还轨旁设备的控制权，以供后续列车或轨旁控制器继续使用；
其中步骤2)中的动作包括：办理列车进路、单操道岔到定位/反位、道岔单锁/单解、信号机/道岔/区段封锁、以及激活站台紧急关闭按钮；
在ATS、区域控制器、资源管理器和列车的车载系统全部故障，只有基本的轨旁控制器正常工作时，列车需降级至限制驾驶模式运行列车。
2.根据权利要求1所述的一种基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法，其特征在于，所述的安全显示信息的交互具体为：
所述的便携式安全终端从轨旁控制器获取线路资源信息和轨旁设备状态，并在显示界面上显示。
3.根据权利要求2所述的一种基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法，其特征在于，所述的获取线路资源信息和轨旁设备状态包括：列车位置、轨道占用状态、道岔位置、信号机状态、区域封锁状态、站台门状态、站台紧急关闭按钮状态、设备工作状态及报警显示。
4.根据权利要求1所述的一种基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法，其特征在于，所述的操作按钮为实体按钮或触摸屏。
5.根据权利要求1所述的一种基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法，其特征在于，所述的轨旁设备的控制权通过二次确认、用户名/密码或生物识别技术执行，或者多种手段结合方式进行执行。
6.根据权利要求1所述的一种基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法，其特征在于，列车位置信息通过多种方式在便携式安全终端上显示，其中列车位置信息获取具体为：
a)通过LTE、Wifi、5G或波导管无线通信方式，获得列车根据应答器和测速测距设备获得的列车主动定位；
b)通过北斗或GPS方式获得列车位置；
c)通过人工确认的方式，确定列车在轨道上的公里标。
7.一种用于权利要求1所述基于便携式安全终端的轨道交通资源处理方法的系统，其特征在于，包括便携式安全终端和轨旁控制器，所述的便携式安全终端通过独立于主用系统的无线通道与轨旁控制器通信；
所述的便携式安全终端与轨旁控制器进行交互，用于列车在降级模式下进行控制；或者所述的便携式安全终端与轨旁设备进行交互，用于线路维护，通过便携式安全终端获知轨旁设备状态，并能对相应区域进行封锁，以便下轨道进行维护作业。
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