CN113799853B - 一种用于多制式信号系统的降级管理方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于多制式信号系统的降级管理方法、设备及介质，其中多制式信号系统为支持国铁CTCS制式和城轨CBTC制式的多制式信号系统，该方法对装备国铁CTCS制式或城轨CBTC制式的列车在同一线路上运行进行安全控制，有效地进行降级运营管理，所述的管理方法包括在共管区，CTCS制式和CBTC制式的正常运营模式间切换、降级运营模式间切换、以及支持正常运营模式和降级运营模式间的切换。与现有技术相比，本发明具有对CTCS制式和CBTC制式的信号系统列车在线路上运行进行有效地降级运营模式管理等优点。

Description

一种用于多制式信号系统的降级管理方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种用于多制式信号系统的降级管理方法、设备及介质。

背景技术

目前我国轨道交通运行控制领域应用广泛的系统主要有两种，分别是应用于干线铁路的中国列车控制系统(CTCS)和应用于城市轨道交通的基于通信的列车运行控制系统(CBTC)。其中CTCS C2级列控系统主要应用于160-250km/h的线路，属于国家铁路制式。城市轨道交通CBTC系统通过LTE无线网络的双向信息传输，最高可支持200km/h限速的线路，属于城市轨道交通制式。

为满足城市群智慧出行发展的需要，最近几年从国家、地方以及行业层面相继发布了市域/城际线路(铁路/快轨)的发展纲要和规划要求。城际铁路、市域铁路和城市轨道交通的互联互通是一个重要的发展趋势，两种单一信号网络制式都无法同时地很好地满足市域线路的公交化和互通性的本质需求，因此需要利用既有CTCS和CBTC分别在互通性、公交化上的优势，采用CTCS+CBTC多网融合系统来解决市域线路的本质需求。兼容CBTC制式与CTCS制式的列控系统是当前轨道交通领域研究的热点之一。

降级管理是确保列车运行安全的一项重要措施，列车实际运行过程中，往往会根据线路状态、天气、施工维护等对线路进行降级管理控制，因此如何安全有效地管理降级运行模式，是保障各制式装备列车在线路上安全运行的重要环节。

目前基于CTCS+CBTC的多网融合系统需要在CTCS系统和CBTC系统共同覆盖的区域(共管区)的指定位置停车进行人工切换运营模式，大大影响了系统的运行效率，同时当前城市轨道交通具有无人驾驶运营的需求，因此如何平滑的在无人驾驶模式和降级模式间切换也是一个需要考虑的问题。

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用于多制式信号系统的降级管理方法、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，提供了一种用于多制式信号系统的降级管理方法，其中多制式信号系统为支持国铁CTCS制式和城轨CBTC制式的多制式信号系统，该方法对装备国铁CTCS制式或城轨CBTC制式的列车在同一线路上运行进行安全控制，有效地进行降级运营管理，所述的管理方法包括在共管区，CTCS制式和CBTC制式的正常运营模式间切换、降级运营模式间切换、以及支持正常运营模式和降级运营模式间的切换。

作为优选的技术方案，该方法支持共线运营场景和跨线运营场景，其中所述共线运营场景是指CTCS制式线路和CBTC制式线路共同使用同一段轨道，所述跨线运营场景是指列车可无缝在CTCS制式线路或CBTC制式线路上运行。

作为优选的技术方案，在所述共线运营场景下，该方法为CTCS制式和CBTC制式列车配置单制式车载设备；其中CTCS制式区域仅布置CTCS系统轨旁设备；CBTC制式区域仅布置CBTC系统轨旁设备；在CTCS制式和CBTC制式共线区域同时布置CTCS和CBTC轨旁设备。

作为优选的技术方案，在所述跨线运营场景下，该方法为CTCS制式和CBTC制式列车配置双制式车载设备；CTCS制式区域仅布置CTCS系统轨旁设备；CBTC制式区域仅布置CBTC轨旁设备；跨线过渡区域同时布置CTCS和CBTC轨旁设备。

作为优选的技术方案，所述多制式信号系统兼容CTCS制式和CBTC制式的运营管理模式，列车可保持CTCS或CBTC单一制式运营管理模式，或者在CTCS制式和CBTC制式的运营管理模式间相互切换，实现多制式信号系统下的运营管理模式兼容。

作为优选的技术方案，所述多制式信号系统运营模式切换支持CTCS制式下的正常运营模式和降级运营模式与CBTC制式下的正常运营模式和降级运营模式间相互切换。

作为优选的技术方案，该方法支持在共管区域，停车或不停车的情况下进行不同制式间的运营模式切换，保证列车在共管区域内正常运行，并完成运营模式的平滑。

作为优选的技术方案，该方法的实现基于同一套车载安全平台。

作为优选的技术方案，该方法仅允许在共管区域进行降级运营模式切换。

作为优选的技术方案，所述的降级运营模式切换具体过程为：

在共管区域，根据线路设备状态，首先完成待切换制式的运营模式的初始化注册，然后在切换至下一制式运营模式的同时，退出当前制式运营模式，完成当前制式运营模式的注销。

作为优选的技术方案，该方式在共线区域进行降级运营模式切换，需根据当前线路上轨旁设备、车载设备和网络设备的状态，与待切换制式的运营模式的条件进行匹配；当满足待切换制式的运营模式的条件时，方可进行切换。

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)本发明可对CTCS制式和CBTC制式的信号系统列车在线路上运行进行有效地降级运营模式管理；

2)本发明兼容CTCS制式和CBTC制式信号系统，便于既有线路的升级，也有利于后续线路的扩展，提高列车的使用效率。

3)本发明支持在停车或不停车的情况下，进行不同制式下，各运营模式间切换，保证列车在共管区域的正常运行。不需要停车即可进行模式切换，提升了系统运行效率；

4)本发明不仅支持CTCS制式和CBTC制式的正常运营模式间切换，降级运营模式间切换，同时也支持正常运营模式和降级运营模式间的切换。可以有效提高列车在共管区域的运行效率。

5)本发明可适应CTCS制式和CBTC制式共线运行场景和跨线运行场景。

6)本发明基于同一套车载设备平台实现不同制式下降级模式管理，可减少车载系统设备的硬件成本及设备安装空间。

附图说明

图1为共线运营场景设备布置图；

图2为跨线运营场景设备布置图；

图3为降级运营模式切换示意图；

图4为降级运营模式切换状态图；

图5为降级运营模式切换流程图。

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。

本发明是为了满足市域铁路、城际铁路和城市轨道交通互联互通运营的需要，对装备国铁CTCS制式或城轨CBTC制式的多制式信号系统的列车在同一线路上运行进行安全控制，有效地进行降级运营管理，保障装备各模式列控系统的列车在线路上安全运行。

本发明提供一种用于多制式信号系统的降级管理方法，包括：

根据线路规划情况，涉及到多种制式混跑的场景，包括共线运营和跨线运营。共线运营场景是指CTCS制式线路和CBTC制式线路共同使用同一段轨道。跨线运营场景是指列车可以无缝在CTCS制式线路或CBTC制式线路上运行。

在共线运营场景下，方案设计为CTCS制式和CBTC制式列车配置单制式车载设备；CTCS制式区域仅布置CTCS系统轨旁设备；CBTC制式区域仅布置CBTC系统轨旁设备；在CTCS制式和CBTC制式共线区域同时布置CTCS和CBTC轨旁设备；共线区域联锁设备和列控设备单套化。

在跨线运营场景下，方案设计为CTCS制式和CBTC制式列车配置双制式车载设备；CTCS制式区域仅布置CTCS系统轨旁设备；CBTC制式区域仅布置CBTC轨旁设备；跨线过渡区域同时布置CTCS和CBTC轨旁设备；跨线过渡区域联锁设备和列控设备各设置一套。

多制式信号系统方案可以兼容CTCS制式和CBTC制式的运营管理模式。列车可以保持CTCS或CBTC单一制式运营管理模式，也可以在CTCS制式和CBTC制式的运营管理模式间相互切换，实现多制式信号系统下的运营管理模式兼容。

多制式信号系统运营模式切换支持CTCS制式下的正常运营模式和降级运营模式与CBTC制式下的正常运营模式和降级运营模式间相互切换。

此管理方案包括在共管区，CTCS制式和CBTC制式的正常运营模式间切换，降级运营模式间切换，同时也支持正常运营模式和降级运营模式间的切换。当列车进入共管区，在满足相应的转换条件后，司机根据车载人机界面(HMI)上的提示，可实现不同制式下的运营模式的转换。

此管理方案支持在共管区域，停车或不停车的情况下进行不同制式间的运营模式切换，保证列车在共管区域内正常运行，并完成运营模式的平滑。

此管理方案的实现，基于同一套车载安全平台。此种实现方式，可减少车载系统设备的硬件成本及设备安装空间。

此管理方案仅允许在共管区域进行降级运营模式切换。在共管区域，根据线路设备状态，首先完成待切换制式的运营模式的初始化注册，然后在切换至下一制式运营模式的同时，退出当前制式运营模式，完成当前制式运营模式的注销。保证在共管区域有且仅有一种制式运营模式运行。既保证了系统切换的安全又维持了系统的可用性。

此管理方案，在共线区域进行降级运营模式切换，需根据当前线路上轨旁设备，车载设备和网络设备的状态，与待切换制式的运营模式的条件进行匹配。当满足待切换制式的运营模式的条件时，方可进行切换。

具体实施例

多制式信号系统设备配置如图1和图2所示。图1是共线运营场景下设备配置图，根据线路情况，列车可配置CTCS制式或CBTC制式单套车载设备，共管区域轨旁则配置CTCS制式和CBTC制式轨旁设备。图2是跨线运营场景下设备配置图，列车配置兼容CTCS制式和CBTC制式的单套车载设备，共管区域轨旁则配置CTCS制式和CBTC制式轨旁设备。

多制式信号系统降级管理模式的切换需在共管区域完成。如图1和图2所示，在共管区域同时布置CTCS制式轨旁设备和CBTC制式轨旁设备，以及指示切换的应答器(如图3所示)。

在共线运营场景下，如图1所示，在共管区域同时布置CTCS制式轨旁设备和CBTC制式轨旁设备。列车从CTCS制式区域或CBTC制式区域驶入共管区域，由于共管区域仍布置有响应制式的轨旁设备，列车可以保留之前制式的降级模式，继续在共管区域运行。

在跨线运营场景下，如图2所示，在各自制式区域仅布置响应制式的轨旁设备，在共管区域才同时布置CTCS制式轨旁设备和CBTC制式轨旁设备。列车从CTCS制式区域或CBTC制式区域驶入共管区域，列车需根据轨旁设备状态，车载设备状态，网络状态，判断与之匹配的下一区域相应制式的降级模式，在共管区域完成制式间的降级模式切换。

如图4所示，CTCS制式的正常运营模式可以切换至CBTC制式的正常运营模式或降级运营模式；CTCS制式的降级运营模式也可以切换至CBTC制式的正常运营模式或降级运营模式。反之亦然。

以列车从CBTC区向CTCS区运行为例来说明多制式信号系统降级模式切换过程(如图5)。

步骤1：列车以CBTC制式降级模式在CBTC区内运行；

步骤2：列车进入共管区域读到应答器B1后，读取应答器的信息；

步骤3：列车建立与CTCS轨旁设备进行注册，建立通信，接收轨旁变量和移动授权信息，车载系统根据接收到的轨旁信息和网络状态，结合自身状态，计算前方可用的降级运营模式，

步骤4：列车读取应答器B2，车载系统在车载人机界面(HMI)显示前方可用的降级运营模式供司机选择；

步骤5：在列车停车或不停车的情况下，司机根据车载人机界面(HMI)提示确认选择结果，进行CTCS/CBTC制式降级运营模式；

步骤6：车载系统根据司机选择结果，将降级运营模式切换至CTCS制式下相应降级运营模式，并退出CBTC制式下降级运营模式；

步骤7：当列车读到应答器B3后，车载系统与CBTC轨旁设备注销，并断开与CBTC轨旁设备的通信连接；

步骤8：列车驶离共管区域，以CTCS制式下降级运营模式运行。

本发明中的电子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，例如本发明方法。例如，在一些实施例中，本发明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 (10)

1.一种用于多制式信号系统的降级管理方法，其中多制式信号系统为支持国铁CTCS制式和城轨CBTC制式的多制式信号系统，其特征在于，该方法对装备国铁CTCS制式或城轨CBTC制式的列车在同一线路上运行进行安全控制，有效地进行降级运营管理，所述的管理方法包括在共管区，CTCS制式和CBTC制式的正常运营模式间切换、降级运营模式间切换、以及支持正常运营模式和降级运营模式间的切换；

该方法仅允许在共管区域进行降级运营模式；

所述的降级运营模式切换具体过程为：

在共管区域，根据线路设备状态，首先完成待切换制式的运营模式的初始化注册，然后在切换至下一制式运营模式的同时，退出当前制式运营模式，完成当前制式运营模式的注销；

该方式在共线区域进行降级运营模式切换，需根据当前线路上轨旁设备、车载设备和网络设备的状态，与待切换制式的运营模式的条件进行匹配；当满足待切换制式的运营模式的条件时，方可进行切换；

该方法使用同一套车载设备平台实现不同制式下降级模式管理；

列车从CBTC区向CTCS区运行时，多制式信号系统降级模式切换过程具体为：

步骤1：列车以CBTC制式降级模式在CBTC区内运行；

步骤2：列车进入共管区域读到应答器B1后，读取应答器的信息；

步骤3：列车建立与CTCS轨旁设备进行注册，建立通信，接收轨旁变量和移动授权信息，车载系统根据接收到的轨旁信息和网络状态，结合自身状态，计算前方可用的降级运营模式；

步骤4：列车读取应答器B2，车载系统在车载人机界面显示前方可用的降级运营模式供司机选择；

步骤5：在列车停车或不停车的情况下，司机根据车载人机界面提示确认选择结果，进行CTCS/CBTC制式降级运营模式；

步骤6：车载系统根据司机选择结果，将降级运营模式切换至CTCS制式下相应降级运营模式，并退出CBTC制式下降级运营模式；

步骤7：当列车读到应答器B3后，车载系统与CBTC轨旁设备注销，并断开与CBTC轨旁设备的通信连接；

步骤8：列车驶离共管区域，以CTCS制式下降级运营模式运行。

2.根据权利要求1所述的一种用于多制式信号系统的降级管理方法，其特征在于，该方法支持共线运营场景和跨线运营场景，其中所述共线运营场景是指CTCS制式线路和CBTC制式线路共同使用同一段轨道，所述跨线运营场景是指列车可无缝在CTCS制式线路或CBTC制式线路上运行。

3.根据权利要求2所述的一种用于多制式信号系统的降级管理方法，其特征在于，在所述共线运营场景下，该方法为CTCS制式和CBTC制式列车配置单制式车载设备；其中CTCS制式区域仅布置CTCS系统轨旁设备；CBTC制式区域仅布置CBTC系统轨旁设备；在CTCS制式和CBTC制式共线区域同时布置CTCS和CBTC轨旁设备。

4.根据权利要求2所述的一种用于多制式信号系统的降级管理方法，其特征在于，在所述跨线运营场景下，该方法为CTCS制式和CBTC制式列车配置双制式车载设备；CTCS制式区域仅布置CTCS系统轨旁设备；CBTC制式区域仅布置CBTC轨旁设备；跨线过渡区域同时布置CTCS和CBTC轨旁设备。

5.根据权利要求1所述的一种用于多制式信号系统的降级管理方法，其特征在于，所述多制式信号系统兼容CTCS制式和CBTC制式的运营管理模式，列车可保持CTCS或CBTC单一制式运营管理模式，或者在CTCS制式和CBTC制式的运营管理模式间相互切换，实现多制式信号系统下的运营管理模式兼容。

6.根据权利要求1所述的一种用于多制式信号系统的降级管理方法，其特征在于，所述多制式信号系统运营模式切换支持CTCS制式下的正常运营模式和降级运营模式与CBTC制式下的正常运营模式和降级运营模式间相互切换。

7.根据权利要求1所述的一种用于多制式信号系统的降级管理方法，其特征在于，该方法支持在共管区域，停车或不停车的情况下进行不同制式间的运营模式切换，保证列车在共管区域内正常运行，并完成运营模式的平滑。

8.根据权利要求1所述的一种用于多制式信号系统的降级管理方法，其特征在于，该方法的实现基于同一套车载安全平台。

9.一种电子设备，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1～8中任一项所述的方法。

10.一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1～8中任一项所述的方法。

Images