CN113401167B - 能源约束条件下的道岔动作优化控制方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能源约束条件下的道岔动作优化控制方法，该方法将道岔电源模块作为资源，根据道岔电源模块容量所能支持同时动作道岔转辙机的数量，对道岔输入的控制命令和道岔输出的控制命令之间实现高效的协同控制。与现有技术相比，本发明具有充分用足电源供电容量，以提高轨道交通在道岔区域的运输能力等优点。

Description

能源约束条件下的道岔动作优化控制方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种能源约束条件下的道岔动作优化控制方法、设备及介质。

背景技术

传统信号系统在运营过程中，同时驱动道岔转辙机数量若超出道岔电源容量会导致电源故障，进而导致运营中断。为了防止这类故障发生，提出了错峰驱动道岔的技术要求。但在目前信号系统中，一方面驱动的道岔数量还未到达道岔电源最大可用容量，便基于预定义的错峰顺序而启动道岔，从而使得整体道岔动作的时间延长，进而牺牲了轨道交通运能；另一方面，预先定义的道岔错峰动作顺序关系，仅在一条进路中的若干道岔之间或者一组道岔的多个转辙机之间定义，对于与该进路不存在关联关系的道岔，则未定义道岔错峰动作顺序关系，由于平行进路的办理或者人工维护而操作道岔的随机性，同时动作的道岔转辙机数量可能会超出了道岔电源模块的供电能力，进而造成道岔电源模块故障导致中断运营。

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能源约束条件下的道岔动作优化控制方法、设备及介质。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明第一方面，提供了一种能源约束条件下的道岔动作优化控制方法，该方法将道岔电源模块作为资源，根据道岔电源模块容量所能支持同时动作道岔转辙机的数量，对道岔输入的控制命令和道岔输出的控制命令之间实现高效的协同控制。

作为优选的技术方案，该方法确保道岔输入的控制命令与道岔输出的控制命令并发执行。

作为优选的技术方案，该方法限定道岔控制输入和道岔控制输出的条件，建立道岔输入控制命令缓存区和道岔输出控制命令缓存区，用于防止道岔控制命令进入死锁状态。

作为优选的技术方案，所述的道岔电源模块的资源基于先到先得和按序执行的原则进行分配。

作为优选的技术方案，所述的道岔电源模块的资源在任意时刻，只允许在该道岔电源模块的额定容量的限定条件下输出道岔控制命令，当输出道岔控制命令超过了道岔电源模块的额定容量时，则将道岔控制命令置为等待状态，确保执行道岔控制命令在道岔电源容量范围之内执行降低道岔电源失效的风险。

作为优选的技术方案，该方法的执行过程包括：

信号系统启动后，道岔输入的控制命令进入就绪状态，道岔输出的控制命令进入就绪状态；

在信号系统运营过程中，接收到道岔命令数量为n，若n小于等于N，则将这n个道岔命令基于顺序号排序，并将这n个道岔命令设置为“道岔的输入命令排队状态”，该状态下，道岔输入的控制命令将基于各自的序列号依次执行道岔输出控制；若n大于N，则将前N个道岔命令数量基于顺序号排序，并将后续n-N个道岔命令设置为“道岔的输入命令阻塞状态”。

其中N为限定系统接收动作道岔命令的数量。

作为优选的技术方案，该方法的执行过程还包括：

若道岔输入的控制命令当前处于排队状态并且当前道岔电源模块支持转辙机工作的数量m>0，则确认道岔电源模块的资源可用，将道岔输入的控制命令序号为1并且该道岔输入的控制命令处于排队状态分配进入道岔控制缓存区，直到该道岔控制缓存区数量满，退出循环条件；当一个道岔命令执行完成之后，则自动地释放一个道岔电源资源，等待另一个处于排队状态的道岔输入命令执行。

作为优选的技术方案，所述道岔输入的控制命令进入就绪状态，即为接收到道岔命令数量n＝0；所述的道岔输出的控制命令进入就绪状态，即为道岔电源支持转辙机工作的数量m＝M，其中M为道岔电源模块最大支持同时转动道岔转辙机的数量。

根据本发明第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。

根据本发明第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明基于电源供电能力与轨道交通运输需求，利用协同控制道岔的方法，充分用足电源供电容量，以提高轨道交通在道岔区域的运输能力；

2、本发明基于能源约束条件下的道岔动作优化控制方法，降低道岔电源故障，延长道岔电源的使用寿命，提高信号系统的可用性；

3、本发明有效避免接收的道岔输入命令和输出道岔控制命令两个过程的死锁而造成轨道交通运输能力降低。

附图说明

图1为本发明道岔输出命令控制流程图；

图2为本发明道岔输入命令控制流程图。

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。

本发明提出了一种基于道岔电源能源约束条件下的道岔动作优化控制方法，将道岔电源模块作为资源，根据道岔电源模块容量所能支持同时动作道岔转辙机的数量对道岔输入的命令和道岔输出控制之间实现高效的协同控制，满足在需要动作道岔时能用足道岔电源模块的供电能力从而提高轨道交通的运能，又能兼顾控制启动道岔的数量不超过道岔电源模块的能力以确保降低道岔电源失效的风险并延长设备的使用寿命。

本发明方法确保道岔输入命令与道岔输出控制高效协调的并发执行。为防止道岔控制命令进入死锁状态，限定道岔控制输入和道岔控制输出的条件，建立道岔输入命令缓存区和道岔输出控制命令缓存区；道岔电源资源的基于先到先得、按序执行原则；道岔电源资源在任意时刻，只允许在该道岔电源额定容量的限定条件下输出控制道岔命令，当输出道岔控制命令超过了道岔电源额定容量时，则将道岔控制命令置为等待状态，确保执行道岔控制命令在道岔电源容量范围之内执行降低道岔电源失效的风险。

将道岔电源模块供电容量定义为资源，即限定道岔电源模块容量支持同时转动道岔转辙机的数量为M；限定系统接收动作道岔命令的数量为N。

假设接收到道岔输入命令实际的数量为n，道岔电源支持转辙机工作的数量为m。

信号系统启动后，道岔的输入命令进入就绪状态(接收到道岔命令数量n＝0)；道岔的输出控制进入就绪状态(道岔电源支持转辙机工作的数量m＝M)。

在信号系统运营过程中，接收到道岔命令数量为n，若n小于等于N，则将这n个道岔输入命令基于顺序号排序，并将这n个道岔命令设置为“道岔的输入命令排队状态”，该状态下，道岔的输入命令将基于各自的序列号依次执行道岔输出控制；若n大于N，则将前N个道岔命令数量基于顺序号排序，并将后续n-N个道岔命令设置为“道岔的输入命令阻塞状态”。

若道岔的输入命令当前处于排队状态并且当前道岔电源支持转辙机工作的数量m>0，则确认道岔电源资源可用，将道岔输入命令序号为1并且该道岔输入命令处于排队状态分配进入道岔控制缓存区，直到该道岔控制缓存区数量满(道岔电源支持转辙机工作的数量m<＝0)，退出循环条件；当一个道岔命令执行完成之后，则自动地释放一个道岔电源资源(m+1，所有道岔命令序号n-1)，等待另一个处于排队状态的道岔输入命令执行。循环执行如下步骤：

-道岔电源支持转辙机工作的数量m-1；

-对当前序号为1的道岔命令执行道岔转辙机输出控制(可根据系统整个性能确定控制的延时时间)；

-道岔电源支持转辙机工作的数量m+1；

-道岔的输入命令数量n-1；

-所有道岔输入命令的序列号减1。

如图1所示：为道岔输出控制流程图；

系统启动后，道岔的输出控制进入就绪状态(道岔电源控制命令的实际数量m＝M)；

在缓存区内道岔的输入命令数n<＝0的条件下，道岔的输入命令进入就绪状态，在道岔供电模块可动道岔的数量m＝M条件下，道岔的输出控制进入就绪状态；

道岔的输出控制进入阻塞状态；

在缓存区内道岔的输入命令数n>0并且道岔供电模块可动道岔的数量m>0的条件下，道岔供电模块可动道岔的数量m＝m-1

序列号为1的道岔命令执行输出控制；

道岔供电模块可动道岔的数量m＝m+1；

缓存区道岔的输入命令数量n＝n-1；

缓存区内所有输入命令的序列号减1；

在道岔供电模块可动道岔的数量m<＝0的条件下，道岔的输出控制即进入阻塞状态。

如图2所示，道岔输入命令控制流程图；

系统启动后，道岔的输入命令进入就绪状态n＝0；

若接收到来自进路或者人工操作道岔的命令待执行命令的道岔属于该道岔电源模块供电范围内，则该道岔的输入命令存入缓存区n＝n+1；

若缓存区内道岔的输入命令数是n>N，则道岔的输入命令进入阻塞状态，否则，该道岔的输入命令在缓存区内的序列号为n。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。

本发明设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。

设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如本发明的方法。例如，在一些实施例中，本发明的方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的本发明的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行本发明的方法。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。

用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

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 (8)

1.一种能源约束条件下的道岔动作优化控制方法，其特征在于，该方法将道岔电源模块作为资源，根据道岔电源模块容量所能支持同时动作道岔转辙机的数量，对道岔输入的控制命令和道岔输出的控制命令之间实现高效的协同控制；

该方法限定道岔控制输入和道岔控制输出的条件，建立道岔输入控制命令缓存区和道岔输出控制命令缓存区，用于防止道岔控制命令进入死锁状态；

所述的道岔电源模块的资源在任意时刻，只允许在该道岔电源模块的额定容量的限定条件下输出道岔控制命令，当输出道岔控制命令超过了道岔电源模块的额定容量时，则将道岔控制命令置为等待状态，确保执行道岔控制命令的数量在道岔电源容量范围之内执行降低道岔电源失效的风险。

2.根据权利要求1所述的一种能源约束条件下的道岔动作优化控制方法，其特征在于，该方法确保道岔输入的控制命令与道岔输出的控制命令并发执行。

3.根据权利要求1所述的一种能源约束条件下的道岔动作优化控制方法，其特征在于，所述的道岔电源模块的资源基于先到先得和按序执行原则进行分配。

4.根据权利要求1所述的一种能源约束条件下的道岔动作优化控制方法，其特征在于，该方法的执行过程包括：

信号系统启动后，道岔输入的控制命令进入就绪状态，道岔输出的控制命令进入就绪状态；

在信号系统运营过程中，接收到道岔命令数量为n，若n小于等于N，则将这n个道岔命令基于顺序号排序，并将这n个道岔命令设置为“道岔的输入命令排队状态”，该状态下，道岔输入的控制命令将基于各自的序列号依次执行道岔输出控制；若n大于N，则将前N个道岔命令数量基于顺序号排序，并将后续n-N个道岔命令设置为“道岔的输入命令阻塞状态”；

其中N为限定系统接收动作道岔命令的数量。

5.根据权利要求4所述的一种能源约束条件下的道岔动作优化控制方法，其特征在于，该方法的执行过程还包括：

若道岔输入的控制命令当前处于排队状态并且当前道岔电源模块支持转辙机工作的数量m>0，则确认道岔电源模块的资源可用，将道岔输入的控制命令序号为1并且该道岔输入的控制命令处于排队状态分配进入道岔控制缓存区，直到该道岔控制缓存区数量满，退出循环条件；当一个道岔命令执行完成之后，则自动地释放一个道岔电源资源，等待另一个处于排队状态的道岔输入命令执行。

6.根据权利要求5所述的一种能源约束条件下的道岔动作优化控制方法，其特征在于，所述道岔输入的控制命令进入就绪状态，即为接收到道岔命令数量n＝0；所述的道岔输出的控制命令进入就绪状态，即为道岔电源支持转辙机工作的数量m＝M，其中M为道岔电源模块最大支持同时转动道岔转辙机的数量。

7.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～6中任一项所述的方法。

8.一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，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～6中任一项所述的方法。

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