CN113954919A - 一种基于nvram存储的唤醒列车定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于NVRAM存储的唤醒列车定位方法，包括如下步骤：列车进入休眠状态前将需要存储的列车定位信息存入VOBC的硬件安全计算机平台NVRAM区域以及休眠唤醒模块中；休眠列车进行唤醒时读取列车定位信息，并对列车定位信息进行校验；列车处于唤醒定位状态后，VOBC控制列车经过限定距离，速度小于限定速度读取到预期的休眠唤醒应答器后，VOBC将唤醒定位状态转为安全定位状态。本发明提高了列车定位信息数据存储的安全性，并可以有效避免列车在休眠期间由于ZC异常重启后列车定位信息丢失导致的列车降级，避免了只能以RM模式出库造成的运营影响，有效提高了无人驾驶系统的可用性，提升了出库效率。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及城市轨道交通全自动无人驾驶FAO系统。
背景技术
现有的城市轨道交通全自动无人驾驶FAO系统中，列车在库线或者存车线唤醒时获取定位信息有以下方案：
方案一，在列车休眠前，车载VOBC将列车定位信息发送给ZC和VOBC中的休眠唤醒模块，ZC和休眠唤醒模块收到定位信息后进行存储。列车休眠后，VOBC下电，与ZC通信中断，仅休眠唤醒模块保持不掉电的正常工作状态。休眠的列车准备投入运营时，在列车唤醒上电后，VOBC与ZC、休眠唤醒模块建立通信，ZC和休眠唤醒模块将各自存储的该列车休眠前定位信息返回给VOBC。VOBC校验ZC和休眠唤醒模块的定位信息成功后，列车进入定位状态，否则唤醒失败。
方案二，在列车休眠区域布置特殊的长休眠唤醒应答器，长休眠唤醒应答器辐射范围大于普通应答器。在列车休眠前，VOBC控制列车停车位置保证两端车载BTM天线可接收到休眠唤醒应答器的信息。在列车唤醒上电后，可直接通过读取长休眠唤醒应答器位置信息实现列车快速定位。
现有技术的存在的缺陷：
方案一，一方面，由于休眠唤醒模块为非安全模块，数据存储过程不能得到安全保证；另一方面，如果在列车休眠过程中，若ZC因故障导致重启后，之前所有存储在该ZC管辖范围内所有列车的定位信息数据全部丢失，将导致该ZC区域范围内所有准备投入运营的列车唤醒失败，只能通过人工驾驶列车以RM模式出库，严重影响运营列车出库的效率。
方案二，长休眠唤醒应答器由于增加了辐射范围，导致列车定位误差偏大，且长休眠唤醒应答器增加了工程成本，提高了对设计的要求，导致实用性较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于NVRAM存储的唤醒列车定位方法，避免列车休眠期间由于ZC异常重启后列车定位信息丢失导致的列车降级，避免只能以RM模式出库造成的运营影响。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于NVRAM存储的唤醒列车定位方法，包括如下步骤：
列车进入休眠状态前将需要存储的列车定位信息存入VOBC的硬件安全计算机平台NVRAM区域以及休眠唤醒模块中；
休眠列车进行唤醒时，读取NVRAM以及休眠唤醒模块中保存的列车定位信息；
将从NVRAM以及休眠唤醒模块中读取的列车定位信息进行校验，校验成功后，VOBC直接进入唤醒定位状态，若校验失败则VOBC进入未定位状态；
列车处于唤醒定位状态后，VOBC控制列车经过限定距离，速度小于限定速度读取到预期的休眠唤醒应答器后，VOBC将唤醒定位状态转为安全定位状态，如未读取到预期的休眠唤醒应答器，则直接丢失位置，施加紧急制动，并向ATS报警。
优选的，列车定位信息校验时，首先VOBC会判断从休眠唤醒模块读取的列车定位信息是否可用；若休眠唤醒模块的列车定位信息可用，将NVRAM和休眠唤醒模块的列车定位信息进行校验；若休眠唤醒模块的列车定位信息不可用时，VOBC仅进行NVRAM的列车定位信息校验。
优选的，有动态测试时，列车处于唤醒定位状态后，VOBC与ZC建立连接并向ZC申请列车唤醒注册，并发送唤醒位置信息，唤醒注册成功则向ZC申请动态测试授权，ZC根据VOBC汇报的定位信息，向VOBC返回跳跃安全边界范围和动态测试授权，VOBC根据动态测试授权和跳跃安全边界进行动态测试：若VOBC在动态测试过程中，经过限定跳跃距离，速度小于限定跳跃速度读取到预期的休眠唤醒应答器后，VOBC将唤醒定位状态转为安全定位状态；如未读取到预期的休眠唤醒应答器，则直接丢失位置，施加紧急制动，并向ATS报警。
优选的，无动态测试时，列车处于唤醒定位状态后，VOBC与ZC建立连接并向ZC申请列车唤醒注册，并发送唤醒位置信息，唤醒注册成功则向ZC发送列车位置报告；ZC根据列车位置和前方进路开放状态向VOBC发送移动授权信息，VOBC根据移动授权信息，经过限定移动距离，速度小于限定移动速度读取到预期的休眠唤醒应答器后，VOBC将唤醒定位状态转为安全定位状态，否则，若未读取到预期的休眠唤醒应答器，则直接丢失位置，施加紧急制动，并向ATS报警。
优选的，唤醒定位完成后，当列车非零速时，擦除NVRAM区域和休眠唤醒模块中的列车定位信息；若擦除失败，则直接丢失位置，施加紧急制动，并向ATS报警。
优选的，所述列车定位信息包括列车车头车尾位置、列车方向信息、轮径校准信息。
优选的，列车休眠成功后，切断VOBC的电源，仅保留休眠唤醒模块和车地通信设备在不断电状态。
本发明采用的技术方案，一方面，相比于将列车定位信息存储在非安全的休眠唤醒模块，存储在安全完整性等级为SIL4的安全计算机平台，安全性更高，确保了数据存储过程的正确性和完整性，另一方面，即使VOBC下电后进入休眠过程中，当再次唤醒重新上电后，依然可以获取到列车定位信息，再结合在限定距离内读取预期休眠唤醒应答器的方式，使唤醒列车能够快速安全定位，并以FAM模式出库。该方法可以有效避免列车休眠期间由于ZC异常重启后列车定位信息丢失导致的列车降级，避免了只能以RM模式出库造成的运营影响，有效提高了无人驾驶系统的可用性，提升了出库效率，且仅需在休眠区域布置普通的休眠唤醒应答器的方式，降低了工程成本。
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NVRAM存储的唤醒列车定位方法流程图。
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作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。
首先，针对本发明中出现的技术术语解释如下：
FAO：全自动运行系统
VOBC：车载控制器
ZC：区域控制器
ATS：列车自动监控系统
FAM：全自动运行模式
BTM：应答器传输模块
RM：限制人工驾驶模式
NVRAM：非易失性随机访问存储器
SIL：安全完整性等级
本发明是一种基于NVRAM存储的唤醒列车定位的方法，即利用了NVRAM断电后仍能保持数据的特性，将列车休眠前的定位信息存储在VOBC的硬件安全计算机平台NVRAM区域中的一种技术。
如图1所示，一种基于NVRAM存储的唤醒列车定位的方法，其步骤如下：
1.结束运营的FAM模式列车运行至休眠停车区域停准后，根据计划或人工远程或人工本地下发休眠命令，列车进行休眠流程。
2.VOBC在休眠流程过程中，当判断列车在休眠区域停准、采集到列车断电信息、本端VOBC为控车端等信息后，激活记忆位置的功能，将需要存储的列车定位信息(包括列车车头车尾位置、列车方向信息、轮径校准信息等)写入VOBC的硬件安全计算机平台NVRAM区域以及休眠唤醒模块中。
3.在列车休眠成功后，车辆切断VOBC的电源，仅保留休眠唤醒模块和车地通信设备在不断电状态。
4.计划投入运营的列车，根据计划或人工远程或人工本地下发唤醒命令，列车唤醒上电，并进行上电自检、静态测试、动态测试(如有)等无人驾驶上电测试流程。
5.VOBC上电自检结束后，读取VOBC的硬件安全计算机平台NVRAM区域保存的列车位置信息、方向信息和轮径校准等定位信息。在与休眠唤醒模块建立通信后，读取休眠唤醒模块保存的列车位置信息、方向信息和轮径校准等定位信息。
6.VOBC判断从休眠唤醒模块读取的列车定位信息是否可用。若休眠唤醒模块列车定位信息可用，将NVRAM和休眠唤醒模块读取列车定位信息进行校验，包括数据格式正确解析、数据含义正确解析，数据完整性检查通过，在对位置信息做校验且校验成功后，VOBC应能直接进入唤醒定位状态，若校验失败则VOBC进入未定位状态，且汇报唤醒失败并向ATS报警失败的原因；若休眠唤醒模块定位信息不可用时，不对NVRAM定位数据和休眠唤醒模块定位信息校验，VOBC仅进行NVRAM的定位信息校验。
7.有动态测试的项目，列车处于唤醒定位状态后，VOBC与ZC建立连接并向ZC申请列车唤醒注册，并发送唤醒位置信息，唤醒注册成功则向ZC申请“动态测试授权”，ZC根据VOBC汇报的定位信息，向VOBC返回跳跃安全边界范围和动态测试授权，VOBC根据动态测试授权和跳跃安全边界进行动态测试：若VOBC在动态测试过程中，经过限定跳跃距离(可配置)，速度小于限定跳跃速度(可配置)读取到预期的休眠唤醒应答器后，VOBC将唤醒定位状态转为安全定位状态；如未读取到预期的休眠唤醒应答器，则直接丢失位置，施加紧急制动，并向ATS报警。
8.无动态测试的项目，列车处于唤醒定位状态后，VOBC与ZC建立连接并向ZC申请列车唤醒注册，并发送唤醒位置信息，唤醒注册成功则向ZC发送列车位置报告。ZC根据前方进路开放状态向VOBC发送移动授权信息，VOBC根据移动授权信息，经过限定移动距离(可配置)，速度小于限定移动速度(可配置)读取到预期的休眠唤醒应答器后，VOBC将唤醒定位状态转为安全定位状态，否则，若未读取到预期的休眠唤醒应答器，则直接丢失位置，施加紧急制动，并向ATS报警。
9.当列车非零速时，擦除该NVRAM区域和休眠唤醒模块中的列车定位信息。若擦除失败，则直接丢失位置，施加紧急制动，并向ATS报警。
本发明通过在列车休眠前将列车定位信息存储在VOBC硬件安全计算机平台NVRAM区域，一方面，相比于将列车定位信息存储在非安全的休眠唤醒模块，存储在安全完整性等级为SIL4的安全计算机平台，安全性更高，确保了数据存储过程的正确性和完整性，另一方面，即使VOBC下电后进入休眠过程中。当再次唤醒重新上电后，依然可以获取到列车定位信息进入唤醒定位，再结合在限定距离内读取预期休眠唤醒应答器的方式，使列车能够进入安全定位，并以FAM模式出库。该方法可以有效避免由于ZC异常重启后列车定位信息丢失导致的列车降级，避免了只能以RM模式出库造成的运营影响，有效提高了无人驾驶系统的可用性，提升了出库效率，且仅需在休眠区域布置普通的休眠唤醒应答器的方式，降低了工程成本。
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，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。
Claims (7)
1.一种基于NVRAM存储的唤醒列车定位方法，其特征在于，包括如下步骤：列车进入休眠状态前将需要存储的列车定位信息存入VOBC的硬件安全计算机平台NVRAM区域以及休眠唤醒模块中；
休眠列车进行唤醒时，读取NVRAM以及休眠唤醒模块中保存的列车定位信息；将从NVRAM以及休眠唤醒模块中读取的列车定位信息进行校验，校验成功后，VOBC直接进入唤醒定位状态，若校验失败则VOBC进入未定位状态；
列车处于唤醒定位状态后，VOBC控制列车经过限定距离，速度小于限定速度读取到预期的休眠唤醒应答器后，VOBC将唤醒定位状态转为安全定位状态，如未读取到预期的休眠唤醒应答器，则直接丢失位置，施加紧急制动，并向ATS报警。
2.根据权利要求1所述的一种基于NVRAM存储的唤醒列车定位方法，其特征在于：列车定位信息校验时，首先VOBC会判断从休眠唤醒模块读取的列车定位信息是否可用；若休眠唤醒模块的列车定位信息可用，将NVRAM和休眠唤醒模块的列车定位信息进行校验；若休眠唤醒模块的列车定位信息不可用时，VOBC仅进行NVRAM的列车定位信息校验。
3.根据权利要求2所述的一种基于NVRAM存储的唤醒列车定位方法，其特征在于：有动态测试时，列车处于唤醒定位状态后，VOBC与ZC建立连接并向ZC申请列车唤醒注册，并发送唤醒位置信息，唤醒注册成功则向ZC申请动态测试授权，ZC根据VOBC汇报的定位信息，向VOBC返回跳跃安全边界范围和动态测试授权，VOBC根据动态测试授权和跳跃安全边界进行动态测试：若VOBC在动态测试过程中，经过限定跳跃距离，速度小于限定跳跃速度读取到预期的休眠唤醒应答器后，VOBC将唤醒定位状态转为安全定位状态；如未读取到预期的休眠唤醒应答器，则直接丢失位置，施加紧急制动，并向ATS报警。
4.根据权利要求2所述的一种基于NVRAM存储的唤醒列车定位方法，其特征在于：无动态测试时，列车处于唤醒定位状态后，VOBC与ZC建立连接并向ZC申请列车唤醒注册，并发送唤醒位置信息，唤醒注册成功则向ZC发送列车位置报告；ZC根据列车位置和前方进路开放状态向VOBC发送移动授权信息，VOBC根据移动授权信息，经过限定移动距离，速度小于限定移动速度读取到预期的休眠唤醒应答器后，VOBC将唤醒定位状态转为安全定位状态，否则，若未读取到预期的休眠唤醒应答器，则直接丢失位置，施加紧急制动，并向ATS报警。
5.根据权利要求1所述的一种基于NVRAM存储的唤醒列车定位方法，其特征在于：唤醒定位完成后，当列车非零速时，擦除NVRAM区域和休眠唤醒模块中的列车定位信息；若擦除失败，则直接丢失位置，施加紧急制动，并向ATS报警。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种基于NVRAM存储的唤醒列车定位方法，其特征在于：所述列车定位信息包括列车车头车尾位置、列车方向信息、轮径校准信息。
7.根据权利要求6所述的一种基于NVRAM存储的唤醒列车定位方法，其特征在于：列车休眠成功后，切断VOBC的电源，仅保留休眠唤醒模块和车地通信设备在不断电状态。
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