CN113022653A - 一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶系统及方法，远程驾驶控制模块与每辆列车上的远程驾驶命令接收器之间通过低时延传输网络进行信号传输，远程驾驶命令接收器与车载CC的TOD连接，获取车辆本地的操作界面信息并发送给远程驾驶控制模块，远程驾驶控制模块将该信息发送给远程驾驶控制台，通过远程驾驶控制台进行TOD界面显示；远程驾驶控制台用于接受远程驾驶员的控制，并向远程驾驶控制模块下发控制命令，远程驾驶控制模块将控制命令转换为控制量，并通过低时延传输网络发送至远程驾驶命令接收器。本发明通过在远程驾驶控制台进行操作即可实现对车辆的远程控制，有效提高了无人驾驶列车发生故障时的故障处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及远程列车控制技术。
背景技术
无人驾驶下，当列车发生故障无法继续以全自动驾驶模式运行时，如发生车载CC与车辆TMS网络通信故障或车载CC与车辆TMS网络通信正常，但车辆TMS监督到其制动系统网络大面积故障时，现有技术中是由车载CC主动或车辆TMS通过车载CC向中心申请进入蠕动模式(CAM)模式，待列车停车进入CAM模式后，由信号系统控制列车低速运行到下一站台停车进行清客，但是当发生除上述故障外的其他导致列车无法继续以无人驾驶模式运行的故障时(如列车失位、完整性丢失、测速故障等)，则必须要派司机上故障列车进行救援，司机通过故障列车上的司控器控制故障列车运行到下一站台清客。司机上故障列车以及驾驶故障列车运行要严格遵循规章要求，司机上车以及驾驶列车运行安全完全由调度和司机人工保证。
现有技术方案中，若列车因故障停在区间无法继续以全自动驾驶模式运行，而且也无法以蠕动模式继续运行到下一站台时，须派司机进入区间上到指定的故障列车完成救援，这需要很复杂的手续，救援期间司机上车以及列车运行安全都由调度和司机按照相关管理规程执行保证，对司机和调度人员的要求较高，而且根据不同的线路情况(如区间很长)，从司机办理手续到上车进行救援，中间需要的时间较长，影响其他列车的正常运行安全，可能造成轨道交通安全事故或运行线路上运营能力的大幅下降甚至阻塞。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶系统及方法，实现列车远程控制，避免采用司机救援模式造成轨道交通安全事故或运行线路上运营能力的大幅下降甚至阻塞。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶系统，在控制中心设置有远程驾驶控制台，以及与远程驾驶控制台连接的远程驾驶显示屏、远程驾驶控制模块，在每辆列车的车载CC上安装远程驾驶命令接收器，在每辆列车上安装有高清摄像头并接入CCTV系统；
所述远程驾驶控制模块与每辆列车上的远程驾驶命令接收器之间通过低时延传输网络进行信号传输，所述远程驾驶命令接收器与车载CC的TOD连接，获取车辆本地的操作界面信息并发送给远程驾驶控制模块，远程驾驶控制模块将该信息发送给远程驾驶控制台，通过远程驾驶控制台进行TOD界面显示；
所述远程驾驶控制台用于接受远程驾驶员的控制，并向远程驾驶控制模块下发控制命令，所述远程驾驶控制模块将控制命令转换为控制量，并通过低时延传输网络将此控制量发送至车载CC上的远程驾驶命令接收器；
所述高清摄像头用于拍摄列车前方的视屏画面，并通过低时延传输网络实时传输至控制中心CCTV，在远程驾驶显示屏上显示该列车前方视屏画面。
优选的，所述低时延传输网络为5G网络。
一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶方法，采用基于低时延传输技术的远程列车驾驶系统进行远程列车驾驶，包括如下步骤：
步骤一：无人驾驶列车因发生故障，无法继续以全自动驾驶模式和蠕动模式运行；
步骤二：控制中心的远程驾驶员通过中心调度获取故障列车识别号后，在远程驾驶控制台上通过操作选择该故障列车识别号；
步骤三：远程驾驶控制模块接收到列车识别号信息后与线路上对应的故障列车建链并配对，检测到配对建链成功后，通过远程驾驶控制台进行显示并语音提示；
步骤四：车载CC上的远程驾驶命令接收器检测到与远程驾驶控制模块建链并配对成功后，通过低时延传输网络，将从车载CC获取的本地操作TOD界面上的相关信息发送给远程驾驶控制模块；列车上高清摄像头拍摄的视屏画面，也通过低时延传输网络实时传输至控制中心CCTV；
步骤五：远程驾驶控制模块接收到信息后，通过远程驾驶控制台进行TOD界面显示，中心人员通过CCTV终端调取该故障列车上高清摄像头拍摄的视屏画面以及线路上需要的辅助视屏画面，调取的画面显示在远程驾驶显示屏上；
步骤六：远程驾驶员根据远程驾驶控制台上的TOD界面显示，以及远程驾驶显示屏上的视屏画面信息，并结合中心大屏上故障列车所在位置，根据大屏上故障列车前方的信号显示远程驾驶列车运行；
步骤七：远程驾驶员通过操作远程驾驶控制台上的设备，向远程驾驶控制模块下发牵引/制动命令；
步骤八：远程驾驶控制模块接收到牵引/制动命令后，将牵引/制动命令按照预定的转化规则转化为适用于车辆控车的牵引/制动控制量，并通过低时延传输网络将此牵引/制动控制量发送至车载CC上的远程驾驶命令接收器；
步骤九：远程驾驶命令接收器接收到牵引/制动控制量后通过和车辆间的PWM硬线或电流环向车辆输出牵引/制动控制量控制列车运行；
步骤十：远程驾驶命令接收器实时将车辆反馈的列车速度信息发送给远程驾驶控制模块，用于在远程驾驶控制台上显示对应的故障列车运行速度。
进一步的，故障列车被远程驾驶运行过程中，若列车故障恢复，进入FAM模式条件满足时，则在列车停车，由远程驾驶员操作列车进入FAM模式后退出远程驾驶模式。
进一步的，故障列车被远程驾驶运行过程中，若列车故障始终无法恢复，则远程驾驶员远程控制列车运行到下一站台停车后退出远程驾驶模式，待列车清客完毕后由车站司机上车驾驶故障列车回库维修。
本发明采用上述技术方案，通过设置远程驾驶控制台，借助低延时传输网络技术实现远程驾驶列车，通过在车载CC上安装远程控制命令接收器，实现远程驾驶操作和车辆间信息传递，且将远程驾驶功能与既有车载CC的功能进行分离独立处理。
因此，具有如下有益效果：
1、通过在远程驾驶控制台进行操作即可实现对车辆的远程控制，有效提高了无人驾驶列车发生故障时的故障处理效率。
2、这种远程驾驶方法不限区域不限地点，任何地方都可以通过远程操作驾驶列车运行，对于一些特殊环境(如长隧道、有积水的地方、高架桥梁等)下的列车救援，优势更为明显。
3、在车载CC上单独安装远程控制命令接收器，作为远程驾驶操作和车辆间控车信息的传递桥梁，有效避免了引入此方法后可能对既有车载CC的干扰和影响。
4、借助低延时传输技术，有效避免了因网络传输延时问题导致的列车远程驾驶时可能出现的非预期控制，以及视屏画面实时传输卡顿的问题。
本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1为本发明一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶系统示意图。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中相关技术术语解释如下：
车载CC：车载控制器
CCTV系统：闭路电视监控系统
TOD：列车操作员显示屏
FAM模式：全自动驾驶模式
CAM模式：蠕动模式
实施例一
如图1所示，一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶系统，在控制中心设置有远程驾驶控制台，以及与远程驾驶控制台连接的远程驾驶显示屏、远程驾驶控制模块，在每辆列车的车载CC上安装远程驾驶命令接收器，在每辆列车上安装有高清摄像头并接入CCTV系统。
所述远程驾驶控制模块与每辆列车上的远程驾驶命令接收器之间通过低时延传输网络进行信号传输，所述远程驾驶命令接收器与车载CC的TOD连接，获取车辆本地的操作界面信息并发送给远程驾驶控制模块，远程驾驶控制模块将该信息发送给远程驾驶控制台，通过远程驾驶控制台进行TOD界面显示。
所述远程驾驶控制台用于接受远程驾驶员的控制，并向远程驾驶控制模块下发控制命令，所述远程驾驶控制模块将控制命令转换为控制量，并通过低时延传输网络将此控制量发送至车载CC上的远程驾驶命令接收器。
所述高清摄像头用于拍摄列车前方视屏画面，并通过低时延传输网络实时传输至控制中心CCTV，在远程驾驶显示屏上显示该列车前方视屏画面。
其中，低时延传输网络可以采用5G网络，但不限于5G网络。
实施例二
基于低时延传输技术的远程列车驾驶方法的整个过程如下：
前置说明：无人驾驶列车上安装有高清摄像头，并归属CCTV系统管理，控制中心人员可通过操作调看相关列车上摄像头拍摄的视屏画面。
步骤一：无人驾驶列车因发生故障(如列车失位、完整性丢失、测速故障等)，无法继续以全自动驾驶模式(FAM模式)和蠕动模式(CAM模式)运行。
步骤二：控制中心的远程驾驶员通过中心调度获取故障列车识别号后，在远程驾驶控制台上通过操作选择该故障列车识别号。
步骤三：远程控制模块接收到列车识别号信息后与线路上对应的故障列车建链并配对，检测到配对建链成功后，通过远程驾驶控制台进行显示并语音提示“与XXX号列车配对成功”。
步骤四：车载CC上的远程驾驶命令接收器检测到与远程控制模块建链并配对成功后，通过低时延传输网络，将从车载CC获取的本地司机操作TOD界面上的相关信息发送给远程控制模块；列车上高清摄像头拍摄的视屏画面，也通过低时延传输网络实时传输至控制中心CCTV。
步骤五：远程控制模块接收到信息后，通过远程驾驶控制台进行TOD界面显示，中心人员通过CCTV终端调取该故障列车上高清摄像头拍摄的视屏画面以及线路上需要的辅助视屏画面，调取的画面显示在远程驾驶显示屏上。
步骤六：远程驾驶员根据远程驾驶控制台上的TOD界面显示，以及远程驾驶显示屏上的视屏画面信息，并结合中心大屏上故障列车所在位置，根据大屏上故障列车前方的信号显示远程驾驶列车运行。
步骤七：远程驾驶员通过操作远程驾驶控制台上的设备(可通过司控器、按钮、手柄等方式)，向远程控制模块下发牵引/制动命令。
步骤八：远程控制模块接收到牵引/制动命令后，将牵引/制动命令按照预定的转化规则转化为适用于车辆控车的牵引/制动控制量，并通过低时延传输网络将此牵引/制动控制量发送至车载CC上的远程驾驶命令接收器。
步骤九：远程驾驶命令接收器接收到牵引/制动控制量后通过和车辆间的PWM硬线或电流环向车辆输出牵引/制动控制量控制列车运行。
步骤十：远程驾驶命令接收器实时将车辆反馈的列车速度信息发送给远程驾驶控制模块，用于在远程驾驶控制台上显示对应的故障列车运行速度。
步骤十一：故障列车被远程驾驶运行过程中，若列车故障恢复(如列车恢复定位、完整性恢复、测速恢复等)，进入FAM模式条件满足时，则在列车停车，由远程驾驶员操作列车进入FAM模式后退出远程驾驶模式；若列车故障始终无法恢复，则远程驾驶员远程控制列车运行到下一站台停车后退出远程驾驶模式，待列车清客完毕后由车站司机上车驾驶故障列车回库维修。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。
Claims (5)
1.一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶系统，其特征在于：在控制中心设置有远程驾驶控制台，以及与远程驾驶控制台连接的远程驾驶显示屏、远程驾驶控制模块，在每辆列车的车载CC上安装远程驾驶命令接收器，在每辆列车上安装有高清摄像头并接入CCTV系统；
所述远程驾驶控制模块与每辆列车上的远程驾驶命令接收器之间通过低时延传输网络进行信号传输，所述远程驾驶命令接收器与车载CC的TOD连接，获取车辆本地的操作界面信息并发送给远程驾驶控制模块，远程驾驶控制模块将该信息发送给远程驾驶控制台，通过远程驾驶控制台进行TOD界面显示；
所述远程驾驶控制台用于接受远程驾驶员的控制，并向远程驾驶控制模块下发控制命令，所述远程驾驶控制模块将控制命令转换为控制量，并通过低时延传输网络将此控制量发送至车载CC上的远程驾驶命令接收器；
所述高清摄像头用于拍摄列车前方的视屏画面，并通过低时延传输网络实时传输至控制中心CCTV，在远程驾驶显示屏上显示该列车前方视屏画面。
2.根据权利要求1所述的一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶系统，其特征在于：所述低时延传输网络为5G网络。
3.一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶方法，采用权利要求1或2的一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶系统进行远程列车驾驶，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：无人驾驶列车因发生故障，无法继续以全自动驾驶模式和蠕动模式运行；
步骤二：控制中心的远程驾驶员通过中心调度获取故障列车识别号后，在远程驾驶控制台上通过操作选择该故障列车识别号；
步骤三：远程驾驶控制模块接收到列车识别号信息后与线路上对应的故障列车建链并配对，检测到配对建链成功后，通过远程驾驶控制台进行显示并语音提示；
步骤四：车载CC上的远程驾驶命令接收器检测到与远程驾驶控制模块建链并配对成功后，通过低时延传输网络，将从车载CC获取的本地操作TOD界面上的相关信息发送给远程驾驶控制模块；列车上高清摄像头拍摄的视屏画面，也通过低时延传输网络实时传输至控制中心CCTV；
步骤五：远程驾驶控制模块接收到信息后，通过远程驾驶控制台进行TOD界面显示，中心人员通过CCTV终端调取该故障列车上高清摄像头拍摄的视屏画面以及线路上需要的辅助视屏画面，调取的画面显示在远程驾驶显示屏上；
步骤六：远程驾驶员根据远程驾驶控制台上的TOD界面显示，以及远程驾驶显示屏上的视屏画面信息，并结合中心大屏上故障列车所在位置，根据大屏上故障列车前方的信号显示远程驾驶列车运行；
步骤七：远程驾驶员通过操作远程驾驶控制台上的设备，向远程驾驶控制模块下发牵引/制动命令；
步骤八：远程驾驶控制模块接收到牵引/制动命令后，将牵引/制动命令按照预定的转化规则转化为适用于车辆控车的牵引/制动控制量，并通过低时延传输网络将此牵引/制动控制量发送至车载CC上的远程驾驶命令接收器；
步骤九：远程驾驶命令接收器接收到牵引/制动控制量后通过和车辆间的PWM硬线或电流环向车辆输出牵引/制动控制量控制列车运行；
步骤十：远程驾驶命令接收器实时将车辆反馈的列车速度信息发送给远程驾驶控制模块，用于在远程驾驶控制台上显示对应的故障列车运行速度。
4.根据权利要求3所述的一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶方法，其特征在于：故障列车被远程驾驶运行过程中，若列车故障恢复，进入FAM模式条件满足时，则在列车停车，由远程驾驶员操作列车进入FAM模式后退出远程驾驶模式。
5.根据权利要求3所述的一种基于低时延传输技术的远程列车驾驶方法，其特征在于：故障列车被远程驾驶运行过程中，若列车故障始终无法恢复，则远程驾驶员远程控制列车运行到下一站台停车后退出远程驾驶模式，待列车清客完毕后由车站司机上车驾驶故障列车回库维修。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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