CN113799854B - 一种车地协同的列车走行路径资源管理与授权方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种车地协同的列车走行路径资源管理与授权方法，包括步骤：走行路径资源信息查询、走行路径资源信息反馈、走行路径计算、走行路径资源申请、走行路径资源管理与授权、道岔资源动作、更新走行路径、走行路径占用及释放。本发明充分利用通信技术实现列车对参数信息的获取并主动计算自身的可走行路径，减少信息传输环节，提高了列车自主性，也大大减少了地面设备的建设难度和成本；对于车站场景下的资源使用，本发明中可走行路径的延伸范围只需考虑列车前方的两个对向道岔资源的权限获取，不再需要像传统信号系统中整条进路资源的锁闭才能进行移动授权的延伸，提高了咽喉区资源的利用率，增加咽喉区通过能力。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域。
背景技术
轨道是轨道交通系统中为列车提供走行条件的基本设备。为了保证多辆列车能在轨道线路上同时运行，轨道区域被划分为若干个固定的范围区域供列车使用，称为轨道区段。其中，轨道区段在同一时间内仅能有一辆列车进行占用，只有当列车离开轨道区段的范围才能被后续列车所占用，尤其是对于有岔区段，只有当列车离开有岔区段后才能操作道岔为后续列车变换运行方向。
在列车走行过程中，列车需要获取前方轨道区段的使用权限才能对其进行占用。传统CBTC通过计算对每辆列车能够进入或通过的一段连续的轨道区段范围进行授权，从而实现轨道资源的分配，即为移动授权。该系统通过区域控制器ZC实现移动授权的计算并向列车分配轨道资源，最终由车载控制器CC执行并由联锁系统CI提供防护。其具体实现方法为：列车在运行期间，车载控制器CC将列车实时位置信息发送给区域控制器ZC；区域控制器ZC同时接收来自联锁系统CI的进路信息及各轨旁设备的状态信息；区域控制器ZC综合管辖范围内各列车的实时位置信息和联锁系统提供的联锁信息确定移动授权终端EOA；区域控制器ZC生成移动授权并发送至管辖范围内的每辆列车；列车车载控制器CC依据移动授权控制列车占用前方轨道。
考虑到传统CBTC系统的资源权限分配是以轨旁设备为主体进行计算的，列车缺少自主性，同时大量的信息交互行为造成了信息通信隐患，是影响行车安全的不利因素；且轨道区段的划分颗粒度较大，导致列车占用轨道区段的时间过长，一定程度上降低了轨道区段的利用率，尤其在车站咽喉区需要以进路的形式同时锁闭大量站场轨道区段资源为列车提供授权，导致其他列车在进路未解锁的时间内不能使用相关轨道区段，影响了站场资源的利用率，进而浪费了咽喉区的通行能力。
因此，通过建立以列车为中心的控制模式，依托先进的通信技术和安全防护策略，在精简轨旁设备的前提下提高列车对资源管理的自主化和智能化水平，这也是下一代新型列控系统发展的主流方向。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷与满足新型自主列控系统的资源高效利用需求，提供了一种车地协同的列车走行路径资源管理与授权系统及管理与授权方法，利用列车走行路径资源管理与授权系统进行列车走行路径资源的管理与授权，其特征在于：
所述列车走行路径资源管理与授权系统，包括地面走行路径资源管理子系统、车载走行路径决策子系统和车地无线通信子系统，其中：
所述地面走行路径资源管理子系统设置在轨旁，包括道岔资源控制模块、资源管理器；所述道岔资源控制模块，依据车载走行路径决策子系统发来的道岔资源操作命令来执行相关道岔资源的动作控制；进一步的，道岔资源控制模块需对相关道岔资源的动作条件进行检查，符合安全条件方可对道岔资源进行操作；所述资源管理器，用于实现对管辖范围内的走行路径资源的管理功能，实时监测更新走行路径资源状态并对走行路径资源的使用权限进行登记与注销，以及对走行路径资源之间的安全冲突进行检测；
进一步的，所述资源管理器包括走行路径资源存储模块、资源状态管理模块和资源安全冲突检测模块；所述走行路径资源存储模块，用于存储管辖范围内的走行路径资源基础信息；所述资源状态管理模块，用于实时监测更新走行路径资源的状态以及对走行路径资源的使用权限进行登记与注销；所述资源安全冲突检测模块，用于对走行路径资源之间进行安全冲突检测。
所述车载走行路径决策子系统设置在列车上，包括：线路数据存储模块、高精度自定位模块和走行路径计算模块；所述线路数据存储模块，用于存储静态的线路拓扑数据(区间的轨道布置及参数、车站的走行路径资源拓扑信息)；所述高精度自定位模块，用于采集运行状态下列车的实时位置坐标及包络范围；所述走行路径计算模块，依据线路数据存储模块存储的线路拓扑数据、高精度自定位模块提供的列车定位数据以及地面走行路径资源管理子系统发来的走行路径资源相关信息，进行列车走行路径的计算与生成，确定列车可使用的和待申请的走行路径资源。
所述车地无线通信子系统由车载部分和地面部分共同组成，用于实现车载走行路径决策子系统与管辖当前区域的地面走行路径资源管理子系统进行快速、可靠、安全的通信；车载走行路径决策子系统通过车地无线通信子系统向地面走行路径资源管理子系统发送走行路径资源状态查询请求、走行路径资源权限申请等命令；地面走行路径资源管理子系统通过车地无线通信子系统向车载走行路径决策子系统发送走行路径资源的相关状态信息、走行路径资源权限申请结果等信息。
进一步的，所述走行路径是指在列车运行方向下，列车拥有可进入和通过权限的多个连续的资源集合；所述走行路径资源是对轨道线路资源进行了重新划分，摒弃了以固定区段为基础的划分方式，采用了以区间列车实时包络与站场关键资源为划分基础的动态资源划分方式，具体包括区间轨道资源、站内轨道资源、道岔资源和岔后安全防护区资源。
所述区间轨道资源是区间范围内可供列车走行的轨道资源；区间轨道资源是动态可分的，按照占用状态可分为列车占用的轨道资源和非列车占用的轨道资源；所述列车占用的轨道资源为一段随着列车运行而移动的被列车占用的轨道资源，其范围大小为列车包络范围；所述非列车占用的轨道资源为一段随着列车运行而改变的空闲的轨道资源。所述站内轨道资源为站场内可供列车走行的轨道资源。所述道岔资源为岔尖至岔心的道岔可动部分。所述岔后安全防护区资源为岔后警冲标至岔心的直股和弯股的轨道部分。
本发明需要保护的技术方案为：
一种车地协同的列车走行路径资源管理与授权方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)走行路径资源信息查询：车载走行路径决策子系统利用车地无线通信子系统向地面走行路径资源管理子系统发送查询命令，获取走行路径资源状态信息；所述走行路径资源状态信息应包括各走行路径资源的占用状态信息及权限归属信息；
2)走行路径资源信息反馈：地面走行路径资源管理子系统实时采集走行路径资源状态信息，并利用车地无线通信子系统向车载走行路径决策子系统发送走行路径资源状态信息；
3)走行路径计算：车载走行路径决策子系统依据预定走行路线、步骤2)中接收的走行路径资源状态信息和车载存储的线路拓扑数据，计算走行路径的预延伸范围；所述预定走行路线是以走行路径资源拓扑和列车作业计划为基础，通过一定的路径搜索算法得出的一条能满足列车作业计划的走行路线；
4)走行路径资源申请：当列车到达走行路径终端前的一段距离(列车接近目标速度监督区但留有一段满足资源申请信息传输时延的一段走行距离)时，车载走行路径决策子系统向地面走行路径资源管理子系统发送资源权限申请命令，申请步骤3)中计算得到的预延伸范围内的走行路径资源权限；进一步的，若列车申请的走行路径预延伸范围的终端资源为第二对向道岔资源时，需申请第二对向道岔资源后方的岔后安全防护区资源的权限；所述第二对向道岔资源为列车按照预定走行路线下占用的第二个对向道岔；
5)走行路径资源管理与授权：地面走行路径资源管理子系统依据实时监测的走行路径资源状态信息及安全防护原则，对列车申请的走行路径资源进行安全冲突管理，若无安全冲突的存在，则将走行路径资源的权限授予列车并向列车反馈授予信息，否则取消走行路径资源的权限授予并向列车反馈安全冲突信息；
6)道岔资源动作：列车对拥有权限的道岔资源进行位置判断，对不在预期位置的道岔资源发送动作命令，道岔资源动作命令执行成功，则将动作结果反馈给列车，否则向控制中心进行报错；
7)更新走行路径：车载走行路径决策子系统依据走行路径资源的授权及道岔资源的动作情况更新走行路径，若授权及动作均成功，则将走行路径范围更新至步骤3)中的预延伸范围，否则保持原来的走行路径不变；
8)走行路径占用及释放：列车按照走行路径依次占用走行路径资源并在占用完毕后释放走行路径资源的权限；列车进行资源权限释放的具体时机包括：站内走行路径资源的释放时机为列车自身定位已出清该走行路径资源范围；区间走行路径资源的释放时机有两个方面，对于固定走行路径资源(区间的道岔资源等)的释放时机与站内走行路径资源的释放时机相同，对于动态走行路径资源(区间轨道资源)的释放时机为周期释放，即在一个车地通信周期内，列车依据列车包络范围动态地释放已走行过的轨道部分。
进一步的，步骤3)中，所述走行路径的预延伸范围具体计算步骤还包括：
(3a)：列车依据高精度自定位模块确定自身位置信息，依据预定走行路线，从列车当前位置向前搜索第一对向道岔资源；所述第一对向道岔资源为列车按照预定走行路线下占用的第一个对向道岔；
(3b)：若在搜索到第一对向道岔资源前，已搜索到走行计划终点/前方列车，则将走行路径预延伸终端设置为走行计划终点/前方列车包络范围尾部；否则转入步骤(3c)；
(3c)：搜索到第一对向道岔资源，若为站场对向道岔且列车还未接近车站，则将走行路径预延伸终端设置为站场入口；若为站场对向道岔且列车将要进入车站或已在车站范围内，转入步骤(3d)；若搜索到第一对向道岔资源且为区间对向道岔，则转入步骤(3f)；
(3d)：若在搜索到第二对向道岔资源前，已搜索到走行计划终点，则将走行路径预延伸终端设置为走行计划终点；否则转入步骤(3e)；
(3e)：若搜索到第二对向道岔资源，则将走行路径预延伸终端设置为第二对向道岔资源；否则走行路径预延伸终端设置为前方区间入口；
(3f)：继续向前搜索直至搜索到走行计划终点/前方列车/站场入口内第一对向道岔资源，将走行路径预延伸终端设置为走行计划终点/前方列车包络范围尾部/站场入口。
进一步的，所述列车走行路径资源管理与授权方法为周期执行；
进一步的，若出现通信功能模块故障、通信中断一定时间、传输信息缺失等故障情况，列车将保持原有的走行路径并在到达安全制动距离时进行制动，保证列车在已授权的走行路径范围内停车，防止冒进前方未授权的资源。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)相对于传统信号系统中列车的移动授权计算方式，由地面设备综合各系统参数信息来计算列车的移动授权，列车被动接受移动授权并执行相关资源的占用，本申请充分利用通信技术实现列车对参数信息的获取并主动计算自身的可走行路径，减少信息传输环节，提高了列车自主性，也大大减少了地面设备的建设难度和成本。
(2)对于车站场景下的资源使用，本申请中可走行路径的延伸范围只需考虑列车前方的两个对向道岔资源的权限获取，不再需要像传统信号系统中整条进路资源的锁闭才能进行移动授权的延伸，提高了咽喉区资源的利用率，增加咽喉区通过能力。
附图说明
图1为本发明实施例提供的列车走行路径资源管理与授权系统示意图。
图2为本发明实施例提供的列车走行路径资源管理与授权的流程框图。
图3为本发明实施例提供的列车走行路径资源管理与授权的信息交互图。
图4为本发明实施例提供的一个列车走行路径资源管理与授权的应用场景示意图。
图5为本发明实施例提供的再一个列车走行路径资源管理与授权的应用场景示意图。
图6为本发明实施例提供的再一个列车走行路径资源管理与授权的应用场景示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的一个实施例进行描述。以下实施例仅用于进一步地解释说明本申请的技术方案，并不能以此来限制本申请的保护范围。
图2示出了本发明实施例提供的列车走行路径资源管理与授权的流程框图。
步骤1)：车载走行路径决策子系统12利用车地无线通信子系统13向地面走行路径资源管理子系统11发送查询命令，获取走行路径资源状态信息；所述走行路径资源状态信息应包括各走行路径资源的占用状态信息及权限归属信息；
步骤2)：地面走行路径资源管理子系统11实时采集走行路径资源状态信息，并利用车地无线通信子系统13向车载走行路径决策子系统12发送走行路径资源状态信息；
步骤3)：车载走行路径决策子系统12依据预定走行路线、步骤2)中接收的走行路径资源状态信息和车载存储的线路拓扑数据，计算走行路径的预延伸范围；所述预定走行路线是以走行路径资源拓扑和列车作业计划为基础，通过一定的路径搜索算法得出的一条能满足列车作业计划的走行路线；
根据实施例，走行路径预延伸范围的终端可以包括走行计划终点、前方列车包络范围尾部、第二对向道岔资源、区间入口和站场入口内第一对向道岔资源，更具体的实施步骤为：
(3a)：列车依据高精度自定位模块122确定自身位置信息，依据预定走行路线，从列车当前位置向前搜索第一对向道岔资源；
(3b)：若在搜索到第一对向道岔资源前，已搜索到走行计划终点/前方列车，则将走行路径预延伸终端设置为走行计划终点/前方列车包络范围尾部；否则转入步骤(3c)；
(3c)：搜索到第一对向道岔资源，若为站场对向道岔且列车还未接近车站，则将走行路径预延伸终端设置为站场入口；若为站场对向道岔且列车将要进入车站或已在车站范围内，转入步骤(3d)；若搜索到第一对向道岔资源且为区间对向道岔，则转入步骤(3f)；
(3d)：若在搜索到第二对向道岔资源前，已搜索到走行计划终点，则将走行路径预延伸终端设置为走行计划终点；否则转入步骤(3e)；
(3e)：若搜索到第二对向道岔资源，则将走行路径预延伸终端设置为第二对向道岔资源；否则走行路径预延伸终端设置为前方区间入口；
(3f)：继续向前搜索直至搜索到走行计划终点/前方列车/站场入口内第一对向道岔资源，将走行路径预延伸终端设置为走行计划终点/前方列车包络范围尾部/站场入口。
步骤4)：当列车到达走行路径终端前的一段距离(列车接近目标速度监督区但留有一段满足资源申请信息传输时延的一段走行距离)时，车载走行路径决策子系统12向地面走行路径资源管理子系统11发送资源权限申请命令，申请步骤3)中计算得到的预延伸范围内的走行路径资源权限；
步骤5)：地面走行路径资源管理子系统11依据实时监测的走行路径资源状态信息及安全防护原则，对列车申请的走行路径资源进行安全冲突管理，若无安全冲突的存在，则将走行路径资源的权限授予列车并向列车反馈授予信息，否则取消走行路径资源的权限授予并向列车反馈安全冲突信息；
步骤6)：列车对拥有权限的道岔资源进行位置判断，对不在预期位置的道岔资源发送动作命令，道岔资源动作命令执行成功，则将动作结果反馈给列车，否则向控制中心进行报错；
步骤7)：车载走行路径决策子系统依12据走行路径资源的授权及道岔资源的动作情况更新走行路径，若授权及动作均成功，则将走行路径范围更新至步骤3)中的预延伸范围，否则保持原来的走行路径不变；
步骤8)：列车按照走行路径依次占用走行路径资源并在占用完毕后释放走行路径资源的权限。
图1示出了本发明实施例提供的列车走行路径资源管理与授权系统示意图，包括地面走行路径资源管理子系统11、车载走行路径决策子系统12和车地无线通信子系统13，其中：
所述地面走行路径资源管理子系统11设置在轨旁，包括道岔资源控制模块111、资源管理器112；所述道岔资源控制模块111，依据车载走行路径决策子系统12发来的道岔资源操作命令来执行相关道岔资源的动作控制；进一步的，道岔资源控制模块111需对相关道岔资源的动作条件进行检查，符合安全条件方可对道岔资源进行操作；所述资源管理器112，用于实现对管辖范围内的走行路径资源的管理功能，实时监测更新走行路径资源状态并对走行路径资源的使用权限进行登记与注销，以及对走行路径资源之间的安全冲突进行检测；
进一步的，所述资源管理器112包括走行路径资源存储模块1121、资源状态管理模块1122和资源安全冲突检测模块1123；所述走行路径资源存储模块1121，用于存储管辖范围内的走行路径资源基础信息；所述资源状态管理模块1122，用于实时监测更新走行路径资源的状态以及对走行路径资源的使用权限进行登记与注销；所述资源安全冲突检测模块1123，用于对走行路径资源之间进行安全冲突检测。
所述车载走行路径决策子系统12设置在列车上，包括：线路数据存储模块121、高精度自定位模块122和走行路径计算模块123；所述线路数据存储模块121，用于存储静态的线路拓扑数据(区间的轨道布置及参数、车站的走行路径资源拓扑信息)；所述高精度自定位模块122，用于采集运行状态下列车的实时位置坐标及包络范围；所述走行路径计算模块123，依据线路数据存储模块121存储的线路拓扑数据、高精度自定位模块122提供的列车定位数据以及地面走行路径资源管理子系统11发来的走行路径资源相关信息，进行列车走行路径的计算与生成，确定列车可使用的和待申请的走行路径资源。
所述车地无线通信子系统13由车载部分和地面部分共同组成，用于实现车载走行路径决策子系统与管辖当前区域的地面走行路径资源管理子系统进行快速、可靠、安全的通信；车载走行路径决策子系统12通过车地无线通信子系统13向地面走行路径资源管理子系统11发送走行路径资源状态查询请求、走行路径资源权限申请等命令；地面走行路径资源管理子系统11通过车地无线通信子系统13向车载走行路径决策子系统12发送走行路径资源的相关状态信息、走行路径资源权限申请结果等信息。
图3示出了本发明实施例提供的列车走行路径资源管理与授权过程的信息交互
图：
1)阶段：列车向资源管理器112发送走行路径资源查询命令；
2)阶段：资源管理器112依据资源状态管理模块1122的采集信息向列车反馈走行路径资源信息；
3-1)阶段：列车上的高精度自定位模块122确定列车位置信息；
3-2)阶段：列车上的走行路径计算模块123依据线路数据存储模块121提供的线路数据拓扑信息和预定走行路线，从列车当前位置向前搜索走行路径资源，计算走行路径预延伸范围；
3-3)阶段：列车上的走行路径计算模块123设置走行路径预延伸终端；
4)阶段：列车向资源管理器112发送走行路径预延伸范围内的走行路径资源使用权限申请命令；
根据实施例，列车开始申请走行路径资源使用权限的时机为列车到达走行路径终端前的一段距离，具体来说是列车接近目标速度监督区但留有一段满足资源申请信息传输时延的一段走行距离；
5-1)阶段：资源管理器112的资源安全冲突检测模块1123对列车申请的走行路径资源进行安全冲突检测；
5-2)阶段：资源管理器112对列车申请的走行路径资源进行使用权限的授予；
5-3)阶段：资源管理器112向列车反馈走行路径资源申请结果；
根据实施例，若所申请的走行路径资源存在安全冲突，则取消走行路径资源的使用权限授予，列车的走行路径不能延伸并保持原来的走行路径；
6-1)阶段：列车向道岔资源控制模块111发送道岔资源动作命令，使得走行路径预延伸范围内的道岔资源动作到正确位置；
6-2)阶段：道岔资源控制模块111检查道岔资源动作条件并向道岔资源发送控制命令；
6-3)阶段：道岔资源进行转换并锁闭；
6-4)阶段：道岔资源控制模块111确认道岔资源控制命令执行结果；
6-5)阶段：道岔资源控制模块111向列车反馈道岔资源动作结果；
根据实施例，若道岔资源无法动作到位并安全锁闭，则向中心报错，且列车的走行路径不能延伸并保持原来的走行路径；
7-1)阶段：列车依据资源状态管理模块1122反馈的走行路径资源信息及道岔资源控制模块111反馈的结果信息进行道岔资源信息校核；
7-2)阶段：列车上的走行路径计算模块123将走行路径终端更新为走行路径预延伸终端并生成新的走行路径；
根据实施例，若资源状态管理模块1122反馈的走行路径资源信息及道岔资源控制模块111反馈的结果信息不一致，则向中心报错，且列车的走行路径不能延伸并保持原来的走行路径；
8-1)阶段：列车进入并使用已授权的走行路径资源，并在出清走行路径资源后向资源管理器112发送走行路径资源使用权限释放命令；
根据实施例，走行路径资源的释放时机包括：站内资源释放时机和区间资源释放时机；站内资源释放时机为列车出清该走行路径资源并向资源管理器112发送走行路径资源使用权限释放命令；区间资源释放时机包括两个方面，对于固定走行路径资源方面(区间道岔资源)的释放时机与站内资源释放时机相同，对于动态走行路径资源方面(区间轨道资源)的释放时机为周期释放，在一个车地通信周期内，列车依据实际包络范围动态地向资源管理器112发送已走行过的轨道部分的释放命令；
8-2)阶段：资源管理器112对需要释放使用权限的走行路径资源进行权限信息的注销；
以下给出多个列车走行路径资源管理与授权的应用场景示意图。
图4示出了本申请实施例提供的一个列车走行路径资源管理与授权的应用场景示意图。
图中所述对象及资源包括：列车T_A、列车T_B；警冲标4011、4012；道岔资源4021、4022；岔后安全防护区资源4031、4032；站内轨道资源4041、到发线I、3、5、7、9。
列车T_A为正在站场咽喉区执行进行走行计划的列车且走行计划终点为到发线7，列车T_B为正在接近站场的区间走行列车且走行计划终点为到发线9。根据图1所述系统，如图4所示，列车T_B开始新的一个走行路径更新周期，所述车载走行路径决策子系统12的走行路径计算模块123开始计算新的走行路径。
其具体步骤为：
列车T_B向资源管理器112发送走行路径资源查询命令；
资源管理器112向列车T_B反馈走行路径资源信息；
列车T_B通过高精度自定位模块B122确定自身位置；
走行路径计算模块B123向前搜索第二对向道岔资源，即为道岔资源4022；
走行路径计算模块B123搜索到第二对向道岔资源(道岔资源4022)且在此之前未搜索到走行计划终点(到发线9)；
走行路径计算模块B123将走行路径预延伸终端设置为道岔资源4022；
列车T_B到达资源申请触发距离时向资源管理器112申请走行路径预延伸范围内的走行路径资源的使用权限，包括：道岔资源4021、岔后安全防护区资源4031、站内轨道资源4041、道岔资源4022和岔后安全防护区资源4032；
资源管理器112的资源安全冲突检测模块1123检查列车T_B所申请的走行路径资源的安全冲突情况，由于列车T_A已出清岔后安全防护区资源4032且列车T_B所申请的走行路径资源的使用权限未被授予其他列车，资源管理器112授予列车T_B所述走行路径资源的使用权限；
列车T_B检查走行路径预延伸范围内的道岔资源位置并向道岔资源控制模块111发送道岔资源的动作命令；
道岔资源控制模块111检查道岔资源4021、4022的动作条件，控制道岔进行转换并锁闭；
道岔资源控制模块111确认道岔资源4021、4022的控制命令执行结果；
道岔资源控制模块111向列车T_B反馈道岔资源动作结果；
列车T_B依据资源状态管理模块111反馈的走行路径资源信息及道岔资源控制模块2022反馈的结果信息进行校核；
走行路径计算模块B2013将走行路径终端更新为走行路径预延伸终端(道岔资源5022)并生成新的走行路径。
列车T_B向前运行并依次使用授权的走行路径资源，并依据高精度自定位模块B2012的检测结果判断是否出清走行路径资源，出清则向资源管理器2021发送该走行路径资源的使用权限释放命令。
图5示出了本申请实施例提供的再一个列车走行路径资源管理与授权的应用场景示意图。
图中所述对象及资源包括：列车T_A、列车T_B；警冲标4011、4012；道岔资源4021、4022；岔后安全防护区资源4031、4032；站内轨道资源4041、到发线I、3、5、7、9。
列车T_A为正在站场咽喉区执行进行走行计划的列车且走行计划终点为到发线7，列车T_B为正在接近站场的区间走行列车且走行计划终点为到发线9。根据图1所述系统，如图5所示，列车T_B开始新的一个走行路径更新周期，所述车载走行路径决策子系统12的走行路径计算模块123开始计算新的走行路径。
其具体步骤为：
列车T_B向资源管理器112发送走行路径资源查询信息；
资源管理器112向列车T_B反馈走行路径资源信息；
列车T_B通过高精度自定位模块B122确定自身位置；
走行路径计算模块B123向前搜索第二对向道岔资源，即为道岔资源4022；
走行路径计算模块B123搜索到第二对向道岔资源(道岔资源4022)且在此之前未搜索到走行计划终点(到发线9)；
走行路径计算模块B123将走行路径预延伸终端设置为道岔资源4022；
列车T_B到达资源申请触发距离时向资源管理器112申请走行路径预延伸范围内的走行路径资源的使用权限，包括：道岔资源4021、岔后安全防护区资源4031、站内轨道资源4041、道岔资源4022和岔后安全防护区资源4032；
资源管理器112的资源安全冲突检测模块1123检查列车T_B所申请的走行路径资源的安全冲突情况，由于列车T_A占用站内轨道资源4041且列车T_B所申请的部分走行路径资源的使用权限已被授予列车T_A(站内轨道资源4041、道岔资源4022及岔后安全防护区资源4032)，资源管理器112取消授予列车T_B所述走行路径资源的使用权限；
走行路径计算模块B123不能将走行终端更新为走行路径预延伸终端，走行路径保持不变。
图6示出了本申请实施例提供的再一个列车走行路径资源管理与授权的应用场景示意图。
图中所述对象及资源包括：列车T_A、列车T_B；道岔资源5011；区间轨道资源5021、5022、5023、5024、5025。
列车T_A为正在接近站场的区间走行列车，列车T_B为正在区间执行进行走行计划的列车。根据图1所述系统，如图6所示，列车T_B开始新的一个走行路径更新周期，所述车载走行路径决策子系统12的车载走行路径计算模块123开始计算新的走行路径。
其具体步骤为：
列车T_B向资源管理器112发送走行路径资源查询信息；
资源管理器112向列车T_B反馈走行路径资源信息；
列车T_B通过高精度自定位模块B122确定自身位置；
走行路径计算模块B123向前搜索到前方运行列车T_A；
走行路径计算模块B123将走行路径预延伸终端设置为前方运行列车T_A包络尾部；
列车T_B到达资源申请触发距离时向资源管理器112申请走行路径预延伸范围内的走行路径资源的使用权限(区间轨道资源5024)；
资源管理器112的资源安全冲突检测模块1123检查列车T_B所申请的走行路径资源的安全冲突情况，由于列车T_B所申请的走行路径资源的使用权限未被授予其他列车，资源管理器112授予列车T_B所述走行路径资源的使用权限；
走行路径计算模块B123将走行路径终端更新为走行路径预延伸终端(列车T_A包络尾部)并生成新的走行路径。
列车T_A、T_B向前运行并依据高精度自定位模块A122、B122检测的位置信息，周期地向资源管理器112发送已走行过的轨道部分的释放命令，资源管理器112依据列车T_A、T_B发送的位置信息动态分配区间轨道资源。
Claims (4)
1.一种车地协同的列车走行路径资源管理与授权方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)走行路径资源信息查询：车载走行路径决策子系统利用车地无线通信子系统向地面走行路径资源管理子系统发送查询命令，获取走行路径资源状态信息；所述走行路径资源状态信息应包括各走行路径资源的占用状态信息及权限归属信息；
步骤2)走行路径资源信息反馈：地面走行路径资源管理子系统实时采集走行路径资源状态信息，并利用车地无线通信子系统向车载走行路径决策子系统发送走行路径资源状态信息；
步骤3)走行路径计算：车载走行路径决策子系统依据预定走行路线、步骤2)中接收的走行路径资源状态信息和车载存储的线路拓扑数据，计算走行路径的预延伸范围；所述预定走行路线是以走行路径资源拓扑和列车作业计划为基础，通过一定的路径搜索算法得出的一条能满足列车作业计划的走行路线；
步骤4)走行路径资源申请：当列车到达走行路径终端前的一段距离时，车载走行路径决策子系统向地面走行路径资源管理子系统发送资源权限申请命令，申请步骤3)中计算得到的预延伸范围内的走行路径资源权限；进一步的，若列车申请的走行路径预延伸范围的终端资源为第二对向道岔资源时，需申请第二对向道岔资源后方的岔后安全防护区资源的权限；所述第二对向道岔资源为列车按照预定走行路线下占用的第二个对向道岔；
步骤5)走行路径资源管理与授权：地面走行路径资源管理子系统依据实时监测的走行路径资源状态信息及安全防护原则，对列车申请的走行路径资源进行安全冲突管理，若无安全冲突的存在，则将走行路径资源的权限授予列车并向列车反馈授予信息，否则取消走行路径资源的权限授予并向列车反馈安全冲突信息；
步骤6)道岔资源动作：列车对拥有权限的道岔资源进行位置判断，对不在预期位置的道岔资源发送动作命令，道岔资源动作命令执行成功，则将动作结果反馈给列车，否则向控制中心进行报错；
步骤7)更新走行路径：车载走行路径决策子系统依据走行路径资源的授权及道岔资源的动作情况更新走行路径，若授权及动作均成功，则将走行路径范围更新至步骤3)中的预延伸范围，否则保持原来的走行路径不变；
步骤8)走行路径占用及释放：列车按照走行路径依次占用走行路径资源并在占用完毕后释放走行路径资源的权限；列车进行资源权限释放的具体时机包括：站内走行路径资源的释放时机为列车自身定位已出清该走行路径资源范围；区间走行路径资源的释放时机有两个方面，对于固定走行路径资源的释放时机与站内走行路径资源的释放时机相同，对于动态走行路径资源的释放时机为周期释放，即在一个车地通信周期内，列车依据列车包络范围动态地释放已走行过的轨道部分。
2.根据权利要求1所述的一种车地协同的列车走行路径资源管理与授权方法，其特征在于，步骤3)中，所述走行路径的预延伸范围具体计算步骤还包括：
步骤3a)：列车依据高精度自定位模块确定自身位置信息，依据预定走行路线，从列车当前位置向前搜索第一对向道岔资源；所述第一对向道岔资源为列车按照预定走行路线下占用的第一个对向道岔；
步骤3b)：若在搜索到第一对向道岔资源前，已搜索到走行计划终点/前方列车，则将走行路径预延伸终端设置为走行计划终点/前方列车包络范围尾部；否则转入步骤3c)；
步骤3c)：搜索到第一对向道岔资源，若为站场对向道岔且列车还未接近车站，则将走行路径预延伸终端设置为站场入口；若为站场对向道岔且列车将要进入车站或已在车站范围内，转入步骤3d)；若搜索到第一对向道岔资源且为区间对向道岔，则转入步骤3f)；
步骤3d)：若在搜索到第二对向道岔资源前，已搜索到走行计划终点，则将走行路径预延伸终端设置为走行计划终点；否则转入步骤3e)；
步骤3e)：若搜索到第二对向道岔资源，则将走行路径预延伸终端设置为第二对向道岔资源；否则走行路径预延伸终端设置为前方区间入口；
步骤3f)：继续向前搜索直至搜索到走行计划终点/前方列车/站场入口内第一对向道岔资源，将走行路径预延伸终端设置为走行计划终点/前方列车包络范围尾部/站场入口。
3.根据权利要求1所述的一种车地协同的列车走行路径资源管理与授权方法，其特征在于，所述列车走行路径资源管理与授权方法为周期执行。
4.根据权利要求1所述的一种车地协同的列车走行路径资源管理与授权方法，其特征在于，若出现通信功能模块故障、通信中断一定时间、传输信息缺失的故障情况，列车将保持原有的走行路径并在到达安全制动距离时进行制动，保证列车在已授权的走行路径范围内停车，防止冒进前方未授权的资源。
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