CN114228788B - 一种失位列车的轨旁辅助定位方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种失位列车的轨旁辅助定位方法、装置、设备及介质，该方法包括：步骤S1、列车失位后，操作员终端通过ATS发送切换至RSRM驾驶模式的指令到车载设备；步骤S2、车载设备收到ATS指令后准备切换到RSRM驾驶模式，并且向相应ZC发送RSRM驾驶模式的运行请求；步骤S3、ZC收到有效的RSRM驾驶模式运行请求报文后为列车计算辅助定位，并将该辅助定位发送至车载设备；步骤S4、车载设备根据ZC发送的辅助定位信息构造自身安全定位位置信息，并在后续通过定位位置报文与相应ZC进行交互；步骤S5、ZC收到RSRM驾驶模式列车的定位位置报文后即可按照设定的逻辑为列车计算正常移动授权。与现有技术相比，本发明具有提高了无人驾驶列车的运营效率等优点。
Description
技术领域
本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种失位列车的轨旁辅助定位方法、装置、设备及介质。
背景技术
基于通信的自动列车控制系统(Communication Based Train Control,CBTC)已被广泛地应用于轨道交通信号控制领域，其中区域控制器(Zone Controller,ZC)主要通过采集轨旁设备状态、与车载列车自动防护系统(Automatic Train Protection,ATP)通信、与联锁(Computer Based Interlocking,CI)通信和与自动列车监控系统(AutomaticTrain Supervision,ATS)通信来管理线路上所有列车的运行。在列车运营过程中，难免会遇到由于设备故障、通讯中断等原因导致列车失位的情况，目前如果列车发生失位就无法再继续运营。通常列车失位后可以通过司机操控列车重新定位或派遣救援列车重新定位，但对于无人驾驶列车失位后没有司机操作列车重新定位，而派遣救援列车又大大浪费了时间效率。因此，迫切需要一种新的技术为无人驾驶的失位列车进行重新定位。
经过检索，中国专利公开号CN107856703A公开了一种无人驾驶列车定位自动恢复方法，当车载ATP失位时，执行如下步骤：步骤一，车载ATP立即施加紧急制动停车，轨旁ATP根据最后的列车定位以及列车可能的移动特性估计出列车最大和最小可能的位置；步骤二，车载ATP等待列车停车后向轨旁ATP申请定位初始化授权，轨旁ATP根据车载ATP的申请，为列车锁闭足够列车完成定位的距离，完成后向车载ATP发送定位初始化授权；步骤三，车载ATP根据授权控制列车以特定限速向前行进，在授权的距离内车载ATP完成定位；步骤四，车载ATP完成定位后，控制列车停车，轨旁ATP获取车载ATP停车信息后，撤销锁闭并恢复根据移动闭塞原理为轨旁ATP计算移动授权。但是该现有专利具有运行效率低等问题。
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失位列车的轨旁辅助定位方法、装置、设备及介质，该方法可以保证失位列车以自主方式向前运行一段安全距离，在此过程中列车以一种新的驾驶模式(RSRM模式)运行，当列车经过信标后，列车重新定位，列车切换到正常的驾驶模式；本发明即能提高无人驾驶列车的运营效率，也能满足列车对安全等级的性能要求。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的第一方面，提供了一种失位列车的轨旁辅助定位方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1、列车失位后，ZC不再为列车计算移动授权，此时操作员终端通过ATS发送切换至RSRM驾驶模式的指令到车载设备；
步骤S2、所述的车载设备收到ATS指令后准备切换到RSRM驾驶模式，并且向相应ZC发送RSRM驾驶模式的运行请求；
步骤S3、所述的ZC收到有效的RSRM驾驶模式运行请求报文后结合列车的运营等级、列车模式和列车关联安全包络的状态信息为列车计算辅助定位，并将该辅助定位发送至车载设备；
步骤S4、所述的车载设备根据ZC发送的辅助定位信息构造自身安全定位位置信息，并在后续通过定位位置报文与相应ZC进行交互；
步骤S5、所述的ZC收到RSRM驾驶模式列车的定位位置报文后即可按照设定的逻辑为列车计算正常移动授权。
作为优选的技术方案，所述的RSRM驾驶模式为远程限制人工驾驶模式。
作为优选的技术方案，所述的步骤S1中的列车失位为由于设备故障或其他原因导致列车不能向ZC发送定位位置报文。
作为优选的技术方案，当前列车失位处于ZC内部，不在ZC边界处，并且失位列车处于停稳状态。
作为优选的技术方案，所述的步骤S2具体为：
当车载设备收到ATS指令之后，会向相应ZC发送RSRM驾驶模式的运行请求报文；其中所述的运行请求报文中的ZC辅助定位状态字段为失位状态。
作为优选的技术方案，所述的步骤S3具体为：当ZC收到车载设备发送的RSRM驾驶模式请求报文后，会检查报文中的相关字段信息是否为非法字段，在检查通过之后，ZC从轨旁次级检测设备获取轨道区段的占用状态并据此计算出列车的辅助定位信息，并将此辅助定位信息发送给车载设备。
作为优选的技术方案，所述的步骤S4具体为：
当车载设备收到ZC发送的辅助定位信息后，车载设备能够计算出有效的列车安全定位位置，并开始给ZC发送列车的安全定位位置信息，与此同时，列车切换至RSRM驾驶模式，列车关联的安全包络也从失位安全包络转变为默认安全包络。
作为优选的技术方案，如果所述的车载设备根据辅助定位信息不能构建自身的安全定位位置，则列车切换RSRM驾驶模式失败，失位列车无法重新定位。
作为优选的技术方案，所述的步骤S5具体为：
当ZC收到RSRM驾驶模式列车的定位位置报文后即可按照原有设定逻辑为列车计算移动授权，当RSRM驾驶模式列车在前进过程中读到信标，列车重新定位，列车从RSRM驾驶模式切换至正常无人驾驶模式。
根据本发明的第二方面，提供了一种失位列车的轨旁辅助定位装置，该装置包括：
指令发送模块，用于在列车失位后，ZC不再为列车计算移动授权，此时操作员终端通过ATS发送切换至RSRM驾驶模式的指令到车载设备；
RSRM驾驶模式切换模块，用于所述的车载设备收到ATS指令后准备切换到RSRM驾驶模式，并且向相应ZC发送RSRM驾驶模式的运行请求；
辅助定位计算模块，用于所述的ZC收到有效的RSRM驾驶模式运行请求报文后结合列车的运营等级、列车模式和列车关联安全包络的状态信息为列车计算辅助定位，并将该辅助定位发送至车载设备；
自身安全定位模块，用于所述的车载设备根据ZC发送的辅助定位信息构造自身安全定位位置信息，并在后续通过定位位置报文与相应ZC进行交互；
正常驾驶模块，用于所述的ZC收到RSRM驾驶模式列车的定位位置报文后即可按照设定的逻辑为列车计算正常移动授权。
根据本发明的第三方面，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。
根据本发明的第四方面，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、本发明考虑了无人驾驶列车没有司机操控列车无法为失位列车重新定位的情况，只需操作员通过ATS远程向车载发送RSRM指令即可重新定位列车，大大缩短故障处理时间，提高了无人驾驶列车的运营效率；
2、本发明是基于轨旁次级检测设备的占用状态获得失位列车的安全位置并为列车反算安全辅助定位，列车再由此计算自身安全定位信息。
3、本发明在ZC范围内的任意轨道区段均可对失位列车进行重新定位；
4、本发明提出了新的列车驾驶模式-RSRM驾驶模式，列车在此驾驶模式下，列车从失位到重新定位的过程既保证了驾驶安全，又保证了线路上列车的运行效率。
5、轨旁ATP需要为列车锁闭足够列车完成定位的距离，本发明无需锁闭轨道区域，可以依靠RSRM驾驶模式正常向前运行，能提高线路上列车运营效率。
6、本发明步骤四所提到的在车载ATP完成定位之后，还需要再次控制列车停车，停车会很大程度上影响线路上其他正常运行的列车。本发明所提到的RSRM驾驶模式，在列车以RSRM驾驶模式运行过程中，车载经过信标，完成重新定位，然后切换至正常的无人驾驶模式，整个过程中无需列车停车。
附图说明
图1为失位列车的轨旁辅助定位流程图；
图2为失位列车的轨旁辅助定位示意图一；
图3为失位列车的轨旁辅助定位示意图二。
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。
参考图1-3，说明本发明的技术方案，首先，参考图1，介绍了本发明为失位列车计算移动授权并且重新定位的步骤流程图，在此基础上，参考图2-3，介绍本发明为失位列车计算移动授权并且重新定位的具体实现方法。
首先参考图1，介绍本发明提供的一种失位列车的轨旁辅助定位方法流程图，包括以下步骤。
步骤100，列车失位后，ZC不再为列车计算移动授权，此时操作员通过ATS发送RSRM指令到车载；
步骤101，车载收到ATS指令后准备切换到RSRM驾驶模式，并且向相应ZC发送RSRM运行请求；
步骤102，ZC收到有效的RSRM运行请求报文后结合列车的运营等级、列车模式和列车关联AP的状态信息为列车计算辅助定位，并将该辅助定位发送至车载；
步骤103，车载根据ZC发送的辅助定位信息构造自身安全定位位置信息，并在后续通过定位位置报文与相应ZC进行交互；
步骤104，ZC收到RSRM模式列车的定位位置报文后即可按照一般逻辑为列车计算正常移动授权。
首先参考图2，介绍本发明的具体实现方法，包括以下步骤：
步骤105，列车失位后，会停留于线路上某一点，此时ZC会创建一个失位的安全包络保护列车的安全，在此安全包络下，操作员通过ATS向车载发送RSRM指令；
步骤106，车载收到ATS指令后准备切换到RSRM驾驶模式，并且向相应ZC发送RSRM运行请求报文；
步骤107，当ZC收到车载发送的RSRM请求报文后，会检查报文中的相关字段信息是否为非法字段，在检查通过之后，ZC从轨旁次级检测设备获取轨道区段的占用状态和所关联列车的安全包络状态并据此计算出列车的辅助定位信息，此辅助定位信息是一段轨道区域，由次级检测设备的占用边界端点向外扩展一定的距离获得两个新的端点(尾部端端点位置、头部端端点位置)，扩展距离的大小与所关联列车的安全包络状态有关。此段轨道区域组成的辅助定位信息会发送给车载。
首先参考图3，介绍本发明的具体实现方法，包括以下步骤：
步骤108，车载根据ZC发送的辅助定位信息构造自身安全定位位置信息，此定位位置信息包含4个定位点(最小尾部端点、最大尾部端点、最小头部端点、最大头部端点)，车载计算出的定位位置信息会持续发送给ZC；
步骤109，当ZC收到RSRM模式列车的定位位置报文后即可按照原有一般逻辑为失位列车计算移动授权，当RSRM模式列车在前进过程中读到信标，列车重新定位，列车从RSRM驾驶模式切换至正常无人驾驶模式，至此轨旁辅助定位流程结束。
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。
本发明失位列车的轨旁辅助定位装置，该装置包括：
指令发送模块，用于在列车失位后，ZC不再为列车计算移动授权，此时操作员终端通过ATS发送切换至RSRM驾驶模式的指令到车载设备；
RSRM驾驶模式切换模块，用于所述的车载设备收到ATS指令后准备切换到RSRM驾驶模式，并且向相应ZC发送RSRM驾驶模式的运行请求；
辅助定位计算模块，用于所述的ZC收到有效的RSRM驾驶模式运行请求报文后结合列车的运营等级、列车模式和列车关联安全包络的状态信息为列车计算辅助定位，并将该辅助定位发送至车载设备；
自身安全定位模块，用于所述的车载设备根据ZC发送的辅助定位信息构造自身安全定位位置信息，并在后续通过定位位置报文与相应ZC进行交互；
正常驾驶模块，用于所述的ZC收到RSRM驾驶模式列车的定位位置报文后即可按照设定的逻辑为列车计算正常移动授权。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明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，例如方法S1～S5。例如，在一些实施例中，方法S1～S5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方法S1～S5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)而被配置为执行方法S1～S5。
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 (11)
1.一种失位列车的轨旁辅助定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1、列车失位后，ZC不再为列车计算移动授权，此时操作员终端通过ATS发送切换至RSRM驾驶模式的指令到车载设备；
步骤S2、所述的车载设备收到ATS指令后准备切换到RSRM驾驶模式，并且向相应ZC发送RSRM驾驶模式的运行请求；
步骤S3、所述的ZC收到有效的RSRM驾驶模式运行请求报文后结合列车的运营等级、列车模式和列车关联安全包络的状态信息为列车计算辅助定位，并将该辅助定位发送至车载设备；
步骤S4、所述的车载设备根据ZC发送的辅助定位信息构造自身安全定位位置信息，并在后续通过定位位置报文与相应ZC进行交互；
步骤S5、所述的ZC收到RSRM驾驶模式列车的定位位置报文后即可按照设定的逻辑为列车计算正常移动授权；
所述的RSRM驾驶模式为远程限制人工驾驶模式；
ZC从轨旁次级检测设备获取轨道区段的占用状态和所关联列车的安全包络状态并据此计算出列车的辅助定位信息，此辅助定位信息是一段轨道区域，由次级检测设备的占用边界端点向外扩展一定的距离获得两个新的端点，分别为尾部端端点位置和头部端端点位置，扩展距离的大小与所关联列车的安全包络状态有关。
2.根据权利要求1所述的一种失位列车的轨旁辅助定位方法，其特征在于，所述的步骤S1中的列车失位为由于设备故障或其他原因导致列车不能向ZC发送定位位置报文。
3.根据权利要求2所述的一种失位列车的轨旁辅助定位方法，其特征在于，当前列车失位处于ZC内部，不在ZC边界处，并且失位列车处于停稳状态。
4.根据权利要求1所述的一种失位列车的轨旁辅助定位方法，其特征在于，所述的步骤S2具体为：
当车载设备收到ATS指令之后，会向相应ZC发送RSRM驾驶模式的运行请求报文；其中所述的运行请求报文中的ZC辅助定位状态字段为失位状态。
5.根据权利要求1所述的一种失位列车的轨旁辅助定位方法，其特征在于，所述的步骤S3具体为：当ZC收到车载设备发送的RSRM驾驶模式请求报文后，会检查报文中的相关字段信息是否为非法字段，在检查通过之后，ZC从轨旁次级检测设备获取轨道区段的占用状态并据此计算出列车的辅助定位信息，并将此辅助定位信息发送给车载设备。
6.根据权利要求1所述的一种失位列车的轨旁辅助定位方法，其特征在于，所述的步骤S4具体为：
当车载设备收到ZC发送的辅助定位信息后，车载设备能够计算出有效的列车安全定位位置，并开始给ZC发送列车的安全定位位置信息，与此同时，列车切换至RSRM驾驶模式，列车关联的安全包络也从失位安全包络转变为默认安全包络。
7.根据权利要求6所述的一种失位列车的轨旁辅助定位方法，其特征在于，如果所述的车载设备根据辅助定位信息不能构建自身的安全定位位置，则列车切换RSRM驾驶模式失败，失位列车无法重新定位。
8.根据权利要求1所述的一种失位列车的轨旁辅助定位方法，其特征在于，所述的步骤S5具体为：
当ZC收到RSRM驾驶模式列车的定位位置报文后即可按照原有设定逻辑为列车计算移动授权，当RSRM驾驶模式列车在前进过程中读到信标，列车重新定位，列车从RSRM驾驶模式切换至正常无人驾驶模式。
9.一种失位列车的轨旁辅助定位装置，其特征在于，该装置包括：
指令发送模块，用于在列车失位后，ZC不再为列车计算移动授权，此时操作员终端通过ATS发送切换至RSRM驾驶模式的指令到车载设备；
RSRM驾驶模式切换模块，用于所述的车载设备收到ATS指令后准备切换到RSRM驾驶模式，并且向相应ZC发送RSRM驾驶模式的运行请求；
辅助定位计算模块，用于所述的ZC收到有效的RSRM驾驶模式运行请求报文后结合列车的运营等级、列车模式和列车关联安全包络的状态信息为列车计算辅助定位，并将该辅助定位发送至车载设备；
自身安全定位模块，用于所述的车载设备根据ZC发送的辅助定位信息构造自身安全定位位置信息，并在后续通过定位位置报文与相应ZC进行交互；
正常驾驶模块，用于所述的ZC收到RSRM驾驶模式列车的定位位置报文后即可按照设定的逻辑为列车计算正常移动授权；
所述的RSRM驾驶模式为远程限制人工驾驶模式；
ZC从轨旁次级检测设备获取轨道区段的占用状态和所关联列车的安全包络状态并据此计算出列车的辅助定位信息，此辅助定位信息是一段轨道区域，由次级检测设备的占用边界端点向外扩展一定的距离获得两个新的端点，分别为尾部端端点位置和头部端端点位置，扩展距离的大小与所关联列车的安全包络状态有关。
10.一种电子设备，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。
11.一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。
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