CN113022654A - 基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法，该方法将轨旁列控系统与联锁系统平台融合，并支持多种模式列车混运；同时移动闭塞模式列车在运营期间，一旦发生轨旁列控系统失效或者列车车载设备失效的情况，所述多模列控系统支持平滑地切换至降级模式的运营。与现有技术相比，本发明具有系统结构简化，降低了系统之间的耦合度，有效提高系统的可靠性和可维护性等优点。
Description
技术领域
本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法。
背景技术
目前我国铁路干线采用CTCS，而城市轨道交通基本采用CBTC系统。由于信号系统制式不同，配置单模车载信号系统(如国家铁路)的列车不能直接进入城市轨道交通区域，使得两种模式的轨道交通不能实现衔接，面对轨道交通多网融合的运营需求，因此如何来满足传统联锁支持的降级模式列车运营功能，同时还需要兼顾移动闭塞制式的列车运营，成为需要解决的技术问题。
经过检索，中国专利公开号CN110920694A公开了一种CBTC系统与CTCS系统互联互通的切换方法，具体包括在列车上同时安装适用于CBTC系统与CTCS系统的两套车载设备，并在线路上设置CTCS系统和CBTC系统的切换过渡区域使车载设备能够越区切换；所述切换过渡区域边界处设有相关信号设备。但是该现有技术需要在列车上同时安装两套车载设备，大大提供了制造成本，同时还需要进行切换，若切换不及时会存在安全隐患，从而造成事故的发生。
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轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法。
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，提供了一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法，该方法将轨旁列控系统与联锁系统平台融合，并支持多种模式列车混运；同时移动闭塞模式列车在运营期间，一旦发生轨旁列控系统失效或者列车车载设备失效的情况，所述多模列控系统支持平滑地切换至降级模式的运营。
作为优选的技术方案，所述的实现方法具体包括：移动授权建立过程；移动授权的自动释放过程；移动授权人工释放的过程。
作为优选的技术方案，当轨旁列控系统接收到来自调度监督系统为指定的运营列车申请移动授权，根据申请移动授权的目的地和路径确定移动授权方向，基于列车安全的尾部位置计算移动授权的起点。
作为优选的技术方案，所述的移动授权的终点将取决于整个移动授权申请的路径上是否有障碍物点，如果整个移动授权申请的路径上没有障碍物点，则将移动授权的终点为列车移动授权定义的最远距离，如果在申请移动授权路径存在障碍物点，则移动授权的终点将延伸或回撤至该障碍物点；其中障碍物点与申请的移动授权目的地之间，轨旁列控系统将移动授权激活为申请状态。
作为优选的技术方案，如果障碍物点是道岔并且该道岔未处于移动授权所期望的位置并且道岔所在区域处于移动授权申请状态，以及道岔允许动作的其它条件满足的情况下，则轨旁列控系统将直接对室外道岔输出道岔操作命令，一旦道岔位置到达移动授权期望位置，并且道岔所在区段与列车之间没有其它障碍物点，则轨旁控制则为该列车激活该道岔区段的移动授权。
作为优选的技术方案，若移动授权的范围覆盖了一段同方向的列车进路，则轨旁列控系统向列控中心发送进路、信号信息以及区段锁闭信息，以便于列车进入信号内方运行期间，任意时刻发生降级，后续的运营可基于轨道电路系统控制列车维持运营。
作为优选的技术方案，所述的移动授权建立过程具体包括以下步骤：
101)调度监督系统根据运营计划，为列车申请移动授权，并将申请这部分线路的移动授权发送给轨旁列控系统；
102)若为列车申请的移动授权，轨旁列控系统检查申请的移动授权范围内移动授权条件是否满足，若申请移动授权全部线路或者部分线路移动授权条件满足则检查申请的移动授权这段线路内是否包含道岔；若申请移动授权的范围内所有区域或者部分线路不满足，则轨旁列控系统将不满足条件的全部或者部分线路激活移动授权申请状态，并继续检查该线路内的移动授权条件；
103)若申请移动授权全部线路或者部分线路移动授权条件满足并且该段线路内包含道岔，则检查确定道岔位置是否为申请移动授权需要的位置，若为否，则向轨旁道岔转辙机输出道岔操作命令，并从轨旁实时采集道岔的位置状态，将道岔位置状态向调度监督系统发送；若为是，则锁闭该部分线路的所有道岔；
104)若申请移动授权全部或者部分线路移动授权条件满足，无论该线路范围内是否包含道岔，轨旁列控系统检查当前列车运行计划目的地线路范围内列车前方是否有障碍物点；
105)若轨旁列控系统检查到当前列车运行计划目的地线路范围内列车前方有障碍物点，则实时检测前方障碍物点是否清除，并且更新建立列车至障碍物点之间的移动授权；
106)在轨旁列控系统锁闭道岔后，检查移动授权范围内是否包含与移动授权同方向的列车进路，若是，则建立进路，并判断进路检查条件是否满足，若满足，则锁闭进路开放信号；若进路检查条件不满足，则继续检查移动授权范围内是否包含与移动授权同方向的列车进路；
107)若轨旁控制系统检查到当前列车运行计划目的地线路范围内列车前方障碍物点清除，则建立列车至运行计划目的地的移动授权，并向调度监督系统发送移动授权状态；
108)移动闭塞模式列车将根据移动授权的范围运行至当前建立移动授权的终点；
109)若轨旁列控系统判定进路锁闭，则向轨旁信号机输出开放信号命令，收到信号开放状态后，向调度监督系统发送信号开放状态；
110)降级模式列车根据开放的信号，根据信号显示行驶列车。
作为优选的技术方案，所述的移动授权的自动释放过程具体为：
201)移动闭塞模式列车建立了移动授权之后，列车基于根据移动授权的目标点以及方向运行；
202)轨旁列控系统判断当列车安全位置的尾部位置是否在道岔区域，若否，则基于列车尾部位置沿移动授权方向位移而释放该段位移距离的移动授权，并向调度监督系统发送状态；若是，则检查列车安全尾部位置出清一段道岔区域；
203)若轨旁列控系统判定列车安全尾部位置出清一段道岔区域，则释放道岔所在区域的移动授权、解除道岔移动授权锁闭状态以及解锁道岔区段；
204)轨旁列控系统将道岔区域移动授权释放状态、道岔解锁状态和区段解锁状态发送给调度监督系统。
作为优选的技术方案，所述的移动授权人工释放的过程具体为：
301)调度终端在调度监督系统办理取消移动授权命令，调度监督系统将该命令向轨旁列控系统发送；
302)轨旁列控系统判断该列车是否为移动闭塞模式列车，若是，则基于接收到取消移动授权命令的当前时速、线路坡度的综合情况，计算列车确保停车的目标点；
303)轨旁列控系统判断该列车不是移动闭塞模式列车，则检查列车前方的进路是否处于接近锁闭，同时检查列车前方的信号是否开放，若信号开放则向轨旁信号机发送关闭信号命令，采集到信号机的关闭状态后，轨旁列控系统将信号关闭状发送给调度监督系统；
304)若办理取消移动授权命令时，轨旁列控系统判定列车前方的进路若处于接近锁闭，则启动解锁进路延时计时器；
305)在解锁进路延时计时器计时结束且进路覆盖范围内没有区段占用条件下或者办理取消移动授权命令的时刻列车前方的进路未处于接近锁闭，轨旁列控系统则解锁列车前方的进路，并解锁进路中的道岔；
306)轨旁列控系统确定列车确保停车的目标点后，移动授权覆盖的区域若大于列车确保停车目标点范围，释放列车确保停车目标点范围之外的移动授权；
307)轨旁列控系统检查释放的移动授权区域内是否包含道岔，若包含道岔则解锁道岔，并将道岔解锁状态发送给调度监督系统；
308)列车前方进路解锁后，轨旁列控系统则解锁区段，并将区段解锁状态发送给调度监督系统。
作为优选的技术方案，该方法应用于TBTC系统和CBTC系统的双套化信号系统，或者用于CTCS系统、ETCS系统、PTC系统、ITCS系统和TACS系统的信号系统。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明轨旁列车控制系统与联锁系统平台融合，将联锁与移动闭塞列控系统的功能内聚，系统结构简化，降低了系统之间的耦合度，有效提高系统的可靠性和可维护性；
2)本发明轨旁一体化融合系统较传统CBTC系统接口少，因此信息流传输环节减少，整个系统的实时性更高；
3)本发明轨旁一体化融合方案支持与国铁、城轨、地铁、市域等多种制式列车混运，适用于多网融合的线路；
4)本发明轨旁一体化融合方案实现不同模式无缝切换，有效提高系统的可用性；
5)本发明轨旁一体化融合方案在基于国铁轨道电路制式上融合了移动闭塞制式，可为既有线提供更高的运能。
附图说明
图1为本发明移动授权建立的流程图；
图2为本发明移动授权释放的流程图；
图3为本发明人工释放移动授权的流程图。
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。
本发明提供一种兼容移动闭塞以及降级模式下的平台一体化多网融合的市域列控系统解决方案。其中降级模式包括了基于轨道电路的国铁列控系统(CTCS-2，CTCS-3)、基于轨道电路的地铁列控系统、点式ATP系统以及纯联锁系统。
本发明一方面需要满足多网融合的运营需求，支持多种模式列车混运；另一方面，移动闭塞模式的列车在运营期间，一旦发生轨旁列控系统失效或者列车车载失效的情况，系统支持平滑的切换至降级模式的运营。
本发明公开了一种基于轨旁平台融合的多网融合市域列控系统解决方案，确保列车运行安全防护系统及方法，包括：移动授权建立机制；移动授权的自动释放机制；移动授权人工释放的机制；以及移动授权与进路的同步建立和同步释放，实时确保系统降级和升级切换时的安全运营；移动授权不在局限是否通过信号机来作为列车的行车凭证。本发明不再局限于国铁或者城市轨道交通的单一联锁列控一体化方案，而是兼容国铁、城市轨道交通和市域的基于轨旁平台融合的多模列控系统方案。本发明针对应用于TBTC系统(基于轨道电路的列车控制系统)和CBTC系统(基于通信的列车控制系统)的双套化信号系统，也可用于CTCS系统、ETCS系统、PTC系统、ITCS系统和TACS等其它模式的信号系统，因此本方法的权利要求同样适用于这些系统及与其类似的系统。
当轨旁列控系统接收到来自调度监督系统为指定的运营列车申请移动授权，根据申请移动授权的目的地和路径确定移动授权方向，基于列车安全的尾部位置计算移动授权的起点，而移动授权的终点将取决于整个移动授权申请的路径上是否有障碍物点。
如果整个移动授权申请的路径上没有障碍物点(如封锁的信号设备、正面或侧面冲突的移动授权或进路、其它列车占用等)，则将移动授权的终点为列车移动授权定义的最远距离(由离线计算)；如果在申请移动授权路径存在障碍物点，则移动授权的终点将延伸或回撤至该障碍物点。障碍物点与申请的移动授权目的地之间，轨旁列控系统将移动授权激活为申请状态。
如果该障碍物点是道岔并且该道岔未处于移动授权所期望的位置并且道岔所在区域处于移动授权申请状态，以及道岔允许动作的其它条件满足(如没有列车占用或未在封锁状态等)的情况下，则轨旁列控系统将直接对室外道岔输出道岔操作命令，一旦道岔位置到达移动授权期望位置，并且道岔所在区段与列车之间没有其它障碍物点，则轨旁控制则为该列车激活该道岔区段的移动授权。
若移动授权的范围覆盖了一段同方向的列车进路，则轨旁列控系统向列控中心发送进路、信号信息以及区段锁闭信息，以便于列车进入信号内方运行期间，任意时刻发生降级，后续的运营可基于轨道电路系统控制列车维持运营。
参考图1，介绍本发明的移动授权建立的实施步骤101.调度监督系统根据运营计划，为列车申请移动授权，并将申请这部分线路的移动授权发送给轨旁列控系统；
102.若为列车申请的移动授权，轨旁列控系统检查申请的移动授权范围内移动授权条件是否满足(例如敌对运行方向的移动授权、是否为其它列车占用等)，若申请移动授权全部线路或者部分线路移动授权条件满足则检查申请的移动授权这段线路内是否包含道岔；若申请移动授权的范围内所有区域或者部分线路不满足，则轨旁列控系统将不满足条件的全部或者部分线路激活移动授权申请状态，并继续检查该线路内的移动授权条件；
103.若申请移动授权全部线路或者部分线路移动授权条件满足并且该段线路内包含道岔，则检查确定道岔位置是否为申请移动授权需要的位置，若为否，则向轨旁道岔转辙机输出道岔操作命令，并从轨旁实时采集道岔的位置状态，将道岔位置状态向调度监督系统发送；若为是，则锁闭该部分线路的所有道岔。
104.若申请移动授权全部或者部分线路移动授权条件满足，无论该线路范围内是否包含道岔，轨旁列控系统应检查当前列车运行计划目的地线路范围内列车前方是否有障碍物点。
105.若轨旁列控系统检查到当前列车运行计划目的地线路范围内列车前方有障碍物点，则实时检测前方障碍物点(如道岔失表示、屏蔽门故障、区段封锁等)是否清除，并且更新建立列车至障碍物点之间的移动授权。
106.在轨旁列控系统锁闭道岔后(第103步骤之后)，检查移动授权范围内是否包含与移动授权同方向的列车进路，若是，则建立进路，并进路检查条件是否满足，若满足，则锁闭进路开放信号；若进路检查条件不满足，则继续检查移动授权范围内是否包含与移动授权同方向的列车进路；
107.若轨旁列控系统检查到当前列车运行计划目的地线路范围内列车前方障碍物点清除，则建立列车至运行计划目的地的移动授权，并向调度监督系统发送移动授权状态；
108.移动闭塞模式列车将根据移动授权的范围(基于第105步和第108步)运行至当前建立移动授权的终点；
109.若轨旁列控系统判定进路锁闭(第106步)则向轨旁信号机输出开放信号命令，收到信号开放状态后，向调度监督系统发送信号开放状态；
10.降级模式列车根据开放的信号，根据信号显示行驶列车。
参考图2移动授权释放流程实施步骤如下：
201.移动闭塞模式列车建立了移动授权之后，列车基于根据移动授权的目标点以及方向运行；
202.轨旁列控系统判断当列车安全位置的尾部位置是否在道岔区域，若否，则基于列车尾部位置沿移动授权方向位移而释放该段位移距离的移动授权，并行调度监督系统发送状态；若是，则检查列车安全尾部位置出清一段道岔区域；
203.轨旁列控系统判断若列车安全尾部位置出清一段道岔区域，则释放道岔所在区域的移动授权、解除道岔移动授权锁闭状态以及解锁道岔区段；
204.轨旁列控系统将道岔区域移动授权释放状态、道岔解锁状态和区段解锁状态发送给调度监督系统。
参考图3人工释放移动授权流程实施步骤如下：
301.调度员在调度监督系统办理取消移动授权命令，调度监督系统将该命令向轨旁列控系统发送；
302.轨旁列控系统判断该列车是否为移动闭塞模式列车，若是，则基于接收到取消移动授权命令的当前时速、线路坡度等综合情况，计算列车确保停车的目标点；
303.轨旁列控系统判断该列车不是移动闭塞模式列车，则检查列车前方的进路是否处于接近锁闭，同时检查列车前方的信号是否开放，若信号开放则向轨旁信号机发送关闭信号命令，采集到信号机的关闭状态后，轨旁列控系统将信号关闭状发送给调度监督系统；
304.若办理取消移动授权命令时，轨旁列控系统判断列车前方的进路若处于接近锁闭，则启动解锁进路延时计时器；
305.在解锁进路延时计时器计时结束且进路覆盖范围内没有区段占用条件下或者办理取消移动授权命令的时刻列车前方的进路未处于接近锁闭，轨旁列控系统则解锁列车前方的进路，并解锁进路中的道岔；
306.轨旁列控系统确定列车确保停车的目标点(第302步)后，移动授权覆盖的区域若大于列车确保停车目标点范围，释放列车确保停车目标点范围之外的移动授权；
307.轨旁列控系统检查释放的移动授权区域内是否包含道岔，若包含道岔则解锁道岔，并将道岔解锁状态发送给调度监督系统；
308.列车前方进路解锁(第305步)后，轨旁列控系统则解锁区段，并将区段解锁状态发送给调度监督系统。
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 (10)
1.一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法，其特征在于，该方法将轨旁列控系统与联锁系统平台融合，并支持多种模式列车混运；同时移动闭塞模式列车在运营期间，一旦发生轨旁列控系统失效或者列车车载设备失效的情况，所述多模列控系统支持平滑地切换至降级模式的运营。
2.根据权利要求1所述的一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法，其特征在于，所述的实现方法具体包括：移动授权建立过程；移动授权的自动释放过程；移动授权人工释放的过程。
3.根据权利要求2所述的一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法，其特征在于，当轨旁列控系统接收到来自调度监督系统为指定的运营列车申请移动授权，根据申请移动授权的目的地和路径确定移动授权方向，基于列车安全的尾部位置计算移动授权的起点。
4.根据权利要求3所述的一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法，其特征在于，所述的移动授权的终点将取决于整个移动授权申请的路径上是否有障碍物点，如果整个移动授权申请的路径上没有障碍物点，则将移动授权的终点为列车移动授权定义的最远距离，如果在申请移动授权路径存在障碍物点，则移动授权的终点将延伸或回撤至该障碍物点；其中障碍物点与申请的移动授权目的地之间，轨旁列控系统将移动授权激活为申请状态。
5.根据权利要求4所述的一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法，其特征在于，如果障碍物点是道岔并且该道岔未处于移动授权所期望的位置并且道岔所在区域处于移动授权申请状态，以及道岔允许动作的其它条件满足的情况下，则轨旁列控系统将直接对室外道岔输出道岔操作命令，一旦道岔位置到达移动授权期望位置，并且道岔所在区段与列车之间没有其它障碍物点，则轨旁控制则为该列车激活该道岔区段的移动授权。
6.根据权利要求4所述的一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法，其特征在于，若移动授权的范围覆盖了一段同方向的列车进路，则轨旁列控系统向列控中心发送进路、信号信息以及区段锁闭信息，以便于列车进入信号内方运行期间，任意时刻发生降级，后续的运营可基于轨道电路系统控制列车维持运营。
7.根据权利要求2所述的一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法，其特征在于，所述的移动授权建立过程具体包括以下步骤：
101)调度监督系统根据运营计划，为列车申请移动授权，并将申请这部分线路的移动授权发送给轨旁列控系统；
102)若为列车申请的移动授权，轨旁列控系统检查申请的移动授权范围内移动授权条件是否满足，若申请移动授权全部线路或者部分线路移动授权条件满足则检查申请的移动授权这段线路内是否包含道岔；若申请移动授权的范围内所有区域或者部分线路不满足，则轨旁列控系统将不满足条件的全部或者部分线路激活移动授权申请状态，并继续检查该线路内的移动授权条件；
103)若申请移动授权全部线路或者部分线路移动授权条件满足并且该段线路内包含道岔，则检查确定道岔位置是否为申请移动授权需要的位置，若为否，则向轨旁道岔转辙机输出道岔操作命令，并从轨旁实时采集道岔的位置状态，将道岔位置状态向调度监督系统发送；若为是，则锁闭该部分线路的所有道岔；
104)若申请移动授权全部或者部分线路移动授权条件满足，无论该线路范围内是否包含道岔，轨旁列控系统检查当前列车运行计划目的地线路范围内列车前方是否有障碍物点；
105)若轨旁列控系统检查到当前列车运行计划目的地线路范围内列车前方有障碍物点，则实时检测前方障碍物点是否清除，并且更新建立列车至障碍物点之间的移动授权；
106)在轨旁列控系统锁闭道岔后，检查移动授权范围内是否包含与移动授权同方向的列车进路，若是，则建立进路，并判断进路检查条件是否满足，若满足，则锁闭进路开放信号；若进路检查条件不满足，则继续检查移动授权范围内是否包含与移动授权同方向的列车进路；
107)若轨旁控制系统检查到当前列车运行计划目的地线路范围内列车前方障碍物点清除，则建立列车至运行计划目的地的移动授权，并向调度监督系统发送移动授权状态；
108)移动闭塞模式列车将根据移动授权的范围运行至当前建立移动授权的终点；
109)若轨旁列控系统判定进路锁闭，则向轨旁信号机输出开放信号命令，收到信号开放状态后，向调度监督系统发送信号开放状态；
110)降级模式列车根据开放的信号，根据信号显示行驶列车。
8.根据权利要求2所述的一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法，其特征在于，所述的移动授权的自动释放过程具体为：
201)移动闭塞模式列车建立了移动授权之后，列车基于根据移动授权的目标点以及方向运行；
202)轨旁列控系统判断当列车安全位置的尾部位置是否在道岔区域，若否，则基于列车尾部位置沿移动授权方向位移而释放该段位移距离的移动授权，并向调度监督系统发送状态；若是，则检查列车安全尾部位置出清一段道岔区域；
203)若轨旁列控系统判定列车安全尾部位置出清一段道岔区域，则释放道岔所在区域的移动授权、解除道岔移动授权锁闭状态以及解锁道岔区段；
204)轨旁列控系统将道岔区域移动授权释放状态、道岔解锁状态和区段解锁状态发送给调度监督系统。
9.根据权利要求2所述的一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法，其特征在于，所述的移动授权人工释放的过程具体为：
301)调度终端在调度监督系统办理取消移动授权命令，调度监督系统将该命令向轨旁列控系统发送；
302)轨旁列控系统判断该列车是否为移动闭塞模式列车，若是，则基于接收到取消移动授权命令的当前时速、线路坡度的综合情况，计算列车确保停车的目标点；
303)轨旁列控系统判断该列车不是移动闭塞模式列车，则检查列车前方的进路是否处于接近锁闭，同时检查列车前方的信号是否开放，若信号开放则向轨旁信号机发送关闭信号命令，采集到信号机的关闭状态后，轨旁列控系统将信号关闭状发送给调度监督系统；
304)若办理取消移动授权命令时，轨旁列控系统判定列车前方的进路若处于接近锁闭，则启动解锁进路延时计时器；
305)在解锁进路延时计时器计时结束且进路覆盖范围内没有区段占用条件下或者办理取消移动授权命令的时刻列车前方的进路未处于接近锁闭，轨旁列控系统则解锁列车前方的进路，并解锁进路中的道岔；
306)轨旁列控系统确定列车确保停车的目标点后，移动授权覆盖的区域若大于列车确保停车目标点范围，释放列车确保停车目标点范围之外的移动授权；
307)轨旁列控系统检查释放的移动授权区域内是否包含道岔，若包含道岔则解锁道岔，并将道岔解锁状态发送给调度监督系统；
308)列车前方进路解锁后，轨旁列控系统则解锁区段，并将区段解锁状态发送给调度监督系统。
10.根据权利要求2所述的一种基于轨旁平台融合的多模列控系统的实现方法，其特征在于，该方法应用于TBTC系统和CBTC系统的双套化信号系统，或者用于CTCS系统、ETCS系统、PTC系统、ITCS系统和TACS系统的信号系统。
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