CN114394128B - 列车控制方法及系统、车载子系统和轨旁资源管理子系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种列车控制方法及系统、车载子系统和轨旁资源管理子系统。其中，所述列车控制方法包括：当目标列车出现通信故障时，车载子系统控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；其中，所述最近车站的进路由轨旁资源管理子系统为目标列车办理；所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站。

Description

列车控制方法及系统、车载子系统和轨旁资源管理子系统

技术领域

本申请涉及列车自动控制技术领域，尤其涉及一种列车控制方法及系统、车载子系统和轨旁资源管理子系统。

背景技术

列车自动控制(Automatic Train Control，简称ATC)系统包括三个子系统，分别是列车自动监控(Automatic Train Supervision，简称ATS)子系统、列车自动防护(Automatic Train Protection，简称ATP)子系统和列车自动运行(Automatic TrainOperation，简称ATO)子系统，主要用于实现地面控制与车上控制结合、现场控制与中央控制结合，达到列车指挥以及驾驶自动化等功能。能最大限度的保证列车运行安全，提高运输效率，减轻运营人员的劳动强度，提高城市轨道交通的通过能力。现已应用的ATC系统主要有基于通信的列车自动控制(Communication Based Train Control，简称CBCT)系统和基于车车通信的列车自动控制(Train Autonomous Circumambulate System，简称TACS)系统两种。

与CBCT系统相比，TACS系统是基于列车运行计划实现自主资源管理并进行主动间隔防护的ATC系统。

具体的，TACS系统将传统信号系统中以进路方式实现的联锁功能升级为以列车为中心，基于资源点的自主资源管理功能。TACS系统的车载子系统基于ATS子系统下发的运行计划，根据当前位置生成列车的运行计划，自主计算对轨旁资源的需求，择机向轨旁资源管理子系统申请，获得分配后使用并尽快释放资源。在资源管理全过程中信息流采用单一路径，实现自主资源管理功能。而CBCT系统中，ATS子系统不仅需要向列车发送运行计划，同时还需要向轨旁联锁发出进路建立命令，由于网络延时或系统阻塞等因素，不可避免的存在运行计划和进路方向不一致的情况。

TACS系统还将传统信号系统以轨旁为主进行列车间隔防护的闭塞功能升级为车车协同的主动间隔防护功能。TACS系统的车载子系统基于自身的运行任务和当前位置，主动与前车交互信息，并根据交互信息自主更新移动授权(Movement Authority，简称MA)，调整列车的运行状态。TACS系统实现列车间的直接交互，增强了列车间隔防护的实时性。而CBCT系统中，列车的间隔防护由轨旁设备区域控制器完成，区域控制器采集所有列车的位置，且在考虑列车位置不确定性及时延后形成列车包络，并基于此为各请求列车提供MA信息，因此降低了间隔防护的实时性，进而影响到列车追踪间隔。

由上述记载可知，TACS系统实现自主资源管理时需要车载子系统与ATS子系统和轨旁资源管理子系统通信，即车地无线通信，实现主动间隔防护时需要列车间的车载子系统与车载子系统通信，即车车无线通信。若列车因通信故障导致通信中断，则处于全自动无人驾驶(Unattended Train Operation，简称UTO)模式的列车在车载子系统的控制下，只能被迫在区间停车，等待司机蹬车救援。进而导致故障救援时间过长、车中乘客满意度下降等问题发生，甚至还会发生人为不良事件。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种列车控制方法及系统、车载子系统和轨旁资源管理子系统，在目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统能够自主为目标列车办理进入车站的进路，保障目标列车前行的进路安全，使目标列车尽快安全进站。

本申请实施例提供一种列车控制方法，应用于目标列车，所述目标列车处于全自动无人驾驶模式，所述方法包括：

当目标列车出现通信故障时，车载子系统控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；

其中，所述最近车站的进路由轨旁资源管理子系统为目标列车办理；所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站。

本申请实施例还提供一种列车控制方法，应用于轨旁资源管理子系统，所述方法包括：

当目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统判断是否已发出第一信息；

若目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统已发出第一信息，则轨旁资源管理子系统维持轨旁资源状态；

若目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统未发出第一信息，则由轨旁资源管理子系统为目标列车办理最近车站的进路；

所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路，所述轨旁资源指所述目标列车的最近车站的进路的轨旁资源，所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站。

本申请实施例还提供一种车载子系统，包括：

第一通信模块，用于与地面设备通信，所述地面设备包括轨旁资源管理子系统和列车自动监控子系统；

控制模块，用于当目标列车出现通信故障时，控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车。

本申请实施例还提供一种轨旁资源管理子系统，包括：

第二通信模块，用于与目标列车及地面设备通信，所述地面设备包括列车自动监控子系统；

轨旁资源分配模块，用于判断第二通信模块是否已发出第一信息；还用于，

在第二通信模块已发出第一信息时，维持轨旁资源状态；

在第二通信模块未已发出第一信息时，为目标列车办理最近车站的进路；所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路，所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站。

本申请实施例还提供一种列车控制系统，包括：

车载子系统，用于与轨旁资源管理子系统和列车自动监控子系统通信，还用于，

当目标列车出现通信故障时，控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；

轨旁资源管理子系统，用于与目标列车及列车自动监控子系统通信，还用于，

若目标列车出现通信故障时已发出第一信息，则维持轨旁资源状态；若目标列车出现通信故障时未发出第一信息，则为目标列车办理最近车站的进路；所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路，所述轨旁资源指所述目标列车的最近车站的进路的轨旁资源，所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站；

车自动监控系统，用于与目标列车和轨旁资源管理子系统通信，还用于，

若目标列车出现通信故障时，所述轨旁资源管理子系统未发出第一信息，则向轨旁资源管理子系统下发第三信息；所述第三信息指目标列车故障位置及所述目标列车的最近车站的进路。

本申请实施例提供了一种列车控制方法及系统、车载子系统和轨旁资源管理子系统。其中，所述列车控制方法包括：当目标列车出现通信故障时，车载子系统控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；其中，若目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统已发出第一信息，则轨旁资源管理子系统维持轨旁资源状态；若目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统未发出第一信息，则由轨旁资源管理子系统为目标列车办理最近车站的进路；所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路，所述轨旁资源指所述目标列车的最近车站的进路的轨旁资源，所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站。

本申请实施例中，目标列车出现通信故障时，车载子系统控制目标列车停车故障时段后，即可控制目标列车依据预设故障限速运行至最近车站停车，缩短了目标列车停车时间，保证目标列车尽快进站；在故障时段内，如果轨旁资源管理子系统已为目标列车办理最近车站的进路，则目标列车停车后即可依据预设故障限速运行至最近车站停车；如果轨旁资源管理子系统未为目标列车办理最近车站的进路，则轨旁资源管理子系统能够自主为目标列车办理进入车站的进路，保障目标列车前行的进路安全，使目标列车尽快安全进站。如此，能够缩短目标列车出现通信故障时的停车时间，无需等待司机蹬车救援即可使目标列车尽快安全进站，提高了乘客满意度，防止发生人为不良事件。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种列车控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的第二种列车控制方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的由轨旁资源管理子系统为目标列车办理最近车站的进路的方法的流程示意图；

图4为本申请应用实施例提供的列车控制方法的流程示意图；

图5为本申请应用实施例提供的目标列车和轨旁设备的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的车载子系统的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的轨旁资源管理子系统的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的列车控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例中，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请实施例中，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系，也可以表示两者之间具有关联关系，也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。

为便于理解本申请实施例的技术方案，以下对本申请实施例的相关技术进行说明，以下相关技术作为可选方案与本申请实施例的技术方案可以进行任意结合，其均属于本申请实施例的保护范围。

随着ATC系统的不断发展，自2015年起，我国城市轨道交通行业内已开展了“基于车车通信的列车自动控制系统”的研究及实验，最具代表性的是青岛地铁集团有限公司联合上海富欣智能交通控制有限公司研发的TACS系统。该项目于2016年获得中国城市轨道交通协会的正式批准，并确定将该系统应用在青岛地铁6号线工程中。

TACS系统由车载子系统、轨旁资源管理子系统、列车自动监控子系统、数据传输子系统和维护监测子系统组成，同时列车上还配置有与车载子系统联动的障碍物检测单元。该系统方案可以进一步提高线路的通过率，提升运营效率；还可以实现无人自动运行，提高线路的准点率和乘坐舒适性，减少司机定员，降低运营成本。该系统的各组成部分分布在列车、轨旁和中控室等地点，各组成部分间通过通信的方式连接。其中：

车载子系统由车载ATP子系统、车载ATO子系统以及车载无线通信单元、测速测距单元、障碍物检测单元等辅助设备构成。其中：

所述车载ATP子系统用于提供列车间隔防护、超速防护、车门监督防护和站台门激活防护等安全防护功能。车载ATP子系统通过车载无线通信单元，实时的进行车地之间、车车之间的双向通信。通过与前车车载ATP子系统的实时通信获取前车的位置及速度等信息，通过与轨旁资源管理子系统通信获取轨旁道岔、屏蔽门、紧急停车按钮等轨旁设备的状态信息，计算制动干预曲线，输出牵引和制动控制列车运行，实现移动闭塞的移动运行控制。

所述车载ATP子系统还用于为列车提供主动进路功能，向进路包含的逻辑区段、道岔等线路资源进行占用申请。若逻辑区段为处于锁定状态，则将逻辑区段置为正常锁定状态。若进路中包含道岔，则通过轨旁资源管理子系统获取道岔开向，若道岔处于未锁定状态且道岔开向与进路中道岔开向不一致，则操纵道岔到相应位置，并置为正常锁定状态。在进路耗尽前继续申请运营前方线路资源，排列进路。当进路中某资源出现异常状态时，需重新判断通行条件。

所述车载ATP子系统申请的资源使用后应自动释放，进路搜索与资源申请时，应考虑轨旁设备状态，包括：道岔、PSD、防淹门、保护区段等。车载ATP子系统向轨旁资源管理子系统申请线路资源时应判断线路资源是否具备申请条件，并在确认相关线路资源被成功申请后才能作为有效的MA使用。

所述车载ATO子系统用于控制列车自动调速，包括牵引、巡航、惰行、制动和停车的控制以及车门开关的控制功能，实现正线、折返线及出入段(场)线运行的自动控制，实现区间运行时分的调整控制。车载ATO子系统按照系统设定的运行曲线，根据ATS系统的指令选择最佳运行工况，确保列车按运行计划运行，实现列车运行自动调整和节能控制。

所述车载无线通信单元用于实现车车通信和车地通信。

所述测速测距单元用于采集列车的速度及运行距离，并将之发送给车载ATP子系统。

所述障碍物检测单元用于采集列车前方的障碍物信息，并将之发送给车载ATP子系统。

所述轨旁资源管理子系统与车载子系统及列车自动监控子系统通信，用于根据车载系统的请求，基于进路逻辑和轨旁资源的状态为列车办理进路，还用于根据列车自动监控子系统发送的轨旁设备控制信息，控制目标管理器子系统动作；所述的目标管理器子系统用于控制轨旁设备，包括但不限于转辙机、信号机等。

所述列车自动监控子系统与车载子系统及轨旁资源管理子系统通信，用于向车载子系统发送列车的运行计划，还用于基于轨旁设备的状态、列车的运行状态、运行计划或人工命令等，生成轨旁设备控制信息，并将之发送给轨旁资源管理子系统。

所述数据传输子系统分布在在列车、轨旁和中控室等地点，各组成部分间通过通信的方式连接，用于实现车车通信和车地通信。

所述维护监测子系统用于对设备进行维护和支持，还用于分析故障的位置和原因，能够有效的消除安全隐患。

现阶段TACS系统中，在UTO模式运行下的线路工程中，保障列车顺利运行的关键之一在于数据传输子系统的稳定性和可靠性，尤其在于列车上的车载无线通信单元的可靠性。城市轨道交通中的无线通信设备一般采用已获得广泛应用的民用通信技术，但是即使采用双网冗余技术来保障TACS系统的无线通信设备的可靠性，仍然不能避免通信设备发生故障。一旦无线通信设备故障导致前后列车的车载子系统之间、或车载子系统与轨旁资源管理子系统之间的通信数据中断，那么在UTO模式运行下列车只能被迫在区间停车，等待司机蹬车救援。从而导致故障救援时间过长，进而出现车中乘客的满意度下降的问题，潜在的不确定人为不良因素较多。

为了解决上述至少部分缺陷，提出了本申请实施例的以下技术方案：

为了能够更加详尽地了解本申请的特点与技术内容，下面结合附图对本申请的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本申请；所描述的实施例不应视为对本申请的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种列车控制方法，应用于目标列车，所述目标列车处于UTO模式，如图1所示，图1为本申请实施例一种列车控制方法的流程示意图，所述方法包括：

步骤100：当目标列车出现通信故障时，车载子系统控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；

其中，所述最近车站的进路由轨旁资源管理子系统为目标列车办理；所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站。

如前所述，TACS系统中，假设目标列车在UTO模式下运行，则目标列车出现通信故障前，其车载子系统将基于ATS子系统下发的运行计划，根据当前位置生成列车的运行计划，自主计算对轨旁资源的需求，择机向轨旁资源管理子系统申请，获得分配后使用并尽快释放资源。

基于此，目标列车出现通信故障时，虽然车车通信和车地通信中断，但是为了使目标列车尽快安全运行至最近车站，目标列车的车载子系统还需判断是否已接收到已为目标列车办理最近车站的进路的信息。

基于此，在一实施例中，所述当目标列车出现通信故障时，车载子系统控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车，包括：

若目标列车出现通信故障时，车载子系统已接收第一信息，则车载子系统控制目标列车停车第一故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；

若目标列车出现通信故障时，车载子系统未接收第一信息，则车载子系统控制目标列车停车第二故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；

所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路。

上述方案中，若目标列车出现通信故障时，车载子系统未接收第一信息，即目标列车出现通信故障前，无论其车载子系统是否已向轨旁资源管理子系统申请最近车站的进路的轨旁资源，都未获得轨旁资源管理子系统的分配。此时，因目标列车出现通信故障，车车通信和车地通信中断，基于目标列车运行安全考虑，为使目标列车尽快安全进站，将由轨旁资源管理器主动为目标列车办理最近车站的进路。

上述方案中，若目标列车出现通信故障时，车载子系统已接收第一信息，即目标列车出现通信故障前，其车载子系统基于ATS子系统下发的运行计划，根据当前位置生成了列车的运行计划，并自主计算对轨旁资源的需求，且已向轨旁资源管理子系统申请最近车站的进路的轨旁资源，并获得了轨旁资源管理子系统的分配，则轨旁资源管理子系统只需维持其分配的轨旁资源状态即可。

基于此，在一实施例中，所述车载子系统已接收第一信息，包括：

目标列车的车载子系统接收第二信息，即车载子系统接收由ATS子系统下发的目标列车的运行计划信息；

基于所述第二信息，车载子系统规划所述最近车站的进路，并申请轨旁资源；此时，轨旁资源管理子系统基于轨旁资源状态，为目标列车分配轨旁资源并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作；具体的，若所述最近车站的进路包含道岔区段，则轨旁资源管理子系统控制目标管理器子系统驱动转辙机将道岔置于对应方向，并开放信号机；所述最近车站的进路的轨旁资源分配完毕后，即所述最近车站的进路已办理，则轨旁资源管理子系统向车载子系统发送已为目标列车办理最近车站的进路的信息；

车载子系统接收第一信息；即车载子系统已接收已为目标列车办理最近车站的进路的信息，此时，目标列车可在车载子系统的控制下，依据预设故障限速安全运行至最近车站；

所述第二信息指目标列车的运行计划，所述第二信息由ATS子系统下发。

上述方案中，若目标列车出现通信故障时，车载子系统已接收第一信息，即车载子系统已接收已为目标列车办理最近车站的进路的信息，此时，目标列车只需在车载子系统的控制下停车第一故障时段，并依据预设故障限速安全运行至最近车站即可。

基于此，在一实施例中，所述第一故障时段指车载子系统控制目标列车停车至重启的最大时段。

上述方案中，若目标列车出现通信故障时，车载子系统未接收第一信息，则目标列车的停车时段必须不短于轨旁资源轨旁资源管理子系统主动为目标列车办理最近车站的进路的时段。

基于此，在一实施例中，所述第二故障时段指由轨旁资源管理子系统为目标列车办理最近车站的进路的最大时段。

显而易见的，第二故障时段长于第一故障时段。

上述方案中，即使所述最近车站的进路已办理，目标列车能够安全运行至最近车站，车载子系统也需根据目标列车相对于最近车站的位置信息，控制目标列车依据预设故障限速在最近车站停车。

基于此，在一实施例中，所述依据预设故障限速运行至最近车站停车，包括：

车载子系统获取目标列车相对于最近车站的位置信息，控制目标列车依据预设故障限速在最近车站停车。

上述方案中，由于目标列车出现通信故障时，车车通信和车地通信中断，因此，目标列车无法通过与轨旁资源管理子系统的通信获取其位置信息。但是，实际应用中，为了保证列车在任何情况下都能获取其位置信息，运行人员还在轨旁设置了应答器。应答器(Balise)是利用电磁感应理论在特定地点实现列车与轨旁相互通信的数据传输装置，安装于两根钢轨之间的中心枕木上。应答器用于向车载子系统传输线路基本参数(线路坡度、轨道区段等)、线路速度(线路最大允许速度、列车最大允许速度等)、特殊定位(升降弓、进出隧道、鸣笛、列车定位)、列车运行目标数据、临时限速(由于施工等原因引起的对列车运行速度进行限制时，向列车提供临时限速信息)、车站进路(根据车站接发车进路，向列车提供“线路坡度”、“线路速度”、“轨道区段”等参数)等固定或实时可变的信息。随着列车运行速度不断提高，应答器设备成为ATC系统中的重要基础设备。

应答器分为无源应答器和有源应答器。

无源应答器存储固定信息，当列车经过无源应答器上方时，无源应答器接收到车载应答器天线发射的电磁能量后，将其转换成电能，使轨旁应答器中的电子电路工作，把存储在轨旁应答器中的数据循环发送出去，直至电能消失(即车载应答器天线已经离去)，平时处于休眠状态。

有源应答器通过电缆与轨旁资源管理子系统连接，并利用从中获取的轨旁资源信息刷新无源应答器中存储的信息。

进一步的，为了能够实时监控目标列车的运行速度和运行距离信息，目标列车上还设有与车载子系统连接的测速测距单元，所述测速测距单元主要包括轮轴速度传感器、测速雷达和测速测距处理装置，用于实现列车在运行过程中的运行速度测量、运行距离测量和列车的精确定位功能。

基于此，在一实施例中，所述车载子系统获取目标列车相对于最近车站的位置信息，包括：

车载子系统利用应答器天线和轨旁应答器的数据传输，校正目标列车的绝对位置信息；

车载子系统利用测速测距单元校正目标列车的相对位置信息，所述相对位置信息指相对于绝对位置信息的位置信息；

车载子系统基于目标列车的绝对位置信息和相对位置信息，获取目标列车相对于最近车站的位置信息。

上述方案中，目标列车运行经过轨旁应答器时，可采集轨旁应答器内记载的目标列车的绝对位置信息，即目标列车在地图上的经纬度信息。同时，目标列车的车载子系统基于测速测距单元的通信数据，还能够获取目标列车相对于绝对位置信息的相对位置信息。基于此，车载子系统即可获取目标列车相对于最近车站的位置信息，车载子系统根据目标列车的预设故障限速，控制目标列车列车自动调速，实现目标列车牵引和停车的控制，保证目标列车在最近车站精准停车。

前述车载子系统依据预设故障限速运行至最近车站停车的过程中，为了保证目标列车的安全运行，设置在目标列车上的障碍物检测单元实时检测所述最近车站的进路上的障碍物。所述障碍物检测单元包括轨面障碍物装置和障碍物主动检测装置。所述轨面障碍物检测装置用于被动监测轨面的障碍物，设置在目标列车第一轮对的前端。当轨面障碍物与轨面障碍物检测装置碰撞时，触发目标列车的紧急制动动作。所述障碍物主动检测装置采用基于激光、红外线、雷达等技术手段在内的物体感知设备，其优点在于检测障碍物的方式属于非接触式，能够在目标列车与障碍物碰撞前触发目标列车动作。

基于此，在一实施例中，所述依据预设故障限速运行至最近车站过程中，若障碍物检测单元检测到目标列车运行前方存在障碍物，则车载子系统控制目标列车停车。

相应的，本申请实施例还提供了一种列车控制方法，应用于轨旁资源管理子系统，如图2所示，图2为本申请实施例第二种列车控制方法的流程示意图，所述方法包括：

步骤201：当目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统判断是否已发出第一信息；

步骤2021：若目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统已发出第一信息，则轨旁资源管理子系统维持轨旁资源状态；

步骤2022：若目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统未发出第一信息，则由轨旁资源管理子系统为目标列车办理最近车站的进路；

所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路，所述轨旁资源指所述目标列车的最近车站的进路的轨旁资源，所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站。

上述方案中，若目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统已发出第一信息，即目标列车出现通信故障前，轨旁资源管理子系统已基于车载子系统的请求，为目标列车办理了所述最近车站的进路，则轨旁资源管理子系统只需维持其分配的轨旁资源状态即可。具体的，轨旁资源管理子系统已基于车载子系统的请求，根据轨旁资源管理子系统采集的所述最近车站的进路的轨旁资源的占用/释放状态，为目标列车分配了轨旁资源，并已控制目标管理器子系统驱动对应的轨旁设备动作。若轨旁资源处于占用状态，即轨旁资源管理子系统根据进路逻辑，已为其他列车办理了相同区段的进路，则轨旁资源管理子系统等待轨旁资源释放后，为目标列车分配轨旁资源，并控制目标管理器子系统驱动对应的轨旁设备动作；若轨旁资源处于释放状态，则轨旁资源管理子系统为目标列车分配轨旁资源，并控制目标管理器子系统驱动对应的轨旁设备动作。此时，所述目标列车的最近车站的进路的轨旁资源处于锁闭状态，不再为其他列车分配。

上述方案中，若目标列车出现通信故障时，车载子系统未接收第一信息，即目标列车出现通信故障前，无论其车载子系统是否已向轨旁资源管理子系统申请最近车站的进路的轨旁资源，都未获得轨旁资源管理子系统的分配。此时，存在以下两种情况：

第一，若目标列车出现通信故障时，车载子系统已向轨旁资源管理子系统申请最近车站的进路的轨旁资源。但由于轨旁资源处于占用状态，即轨旁资源管理子系统根据进路逻辑，已为其他列车办理相同区段的进路，则轨旁资源管理子系统需等待轨旁资源释放后，再为目标列车分配轨旁资源。因此，目标列车未获得轨旁资源管理子系统的分配。当目标列车出现通信故障时，由于其相对于发出轨旁资源申请时的位置已发生改变，基于列车运行安全考虑，轨旁资源管理子系统无法根据通信故障前车载子系统的请求为目标列车分配轨旁资源，必须根据目标列车的故障位置和运行计划自主为目标列车分配轨旁资源。

第二，若目标列车出现通信故障时，车载子系统未向轨旁资源管理子系统申请最近车站的进路的轨旁资源。此时，基于列车运行安全考虑，轨旁资源管理子系统必须根据目标列车的故障位置和运行计划自主为目标列车分配轨旁资源。

基于此，在一实施例中，如图3所示，图3为本申请实施例提供的由轨旁资源管理子系统为目标列车办理最近车站的进路的方法的流程示意图，所述由轨旁资源管理子系统为目标列车办理最近车站的进路，包括：

步骤301：轨旁资源管理子系统接收第三信息；

步骤302：基于第三信息，轨旁资源管理子系统基于轨旁资源状态，为目标列车分配轨旁资源并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作；

所述第三信息指目标列车故障位置及所述目标列车的最近车站的进路，所述第三信息由列车自动监控子系统下发。

上述方案中，轨旁资源管理子系统为目标列车分配轨旁资源时，其进路逻辑为，所述目标列车的最近车站的进路的轨旁资源处于释放状态时，才能为目标列车分配轨旁资源。因为轨旁资源处于占用状态时表示轨旁资源管理子系统根据进路逻辑，已为其他列车办理相同区段的进路。

基于此，在一实施例中，所述轨旁资源管理子系统基于轨旁资源状态，为目标列车分配轨旁资源并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作，包括：

轨旁资源管理子系统采集轨旁资源的占用/释放状态；

若轨旁资源处于占用状态，则轨旁资源释放后，轨旁资源管理子系统为目标列车分配轨旁资源，并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作；

若轨旁资源处于释放状态，则轨旁资源管理子系统为目标列车分配轨旁资源，并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作。

上述方案中，轨旁资源管理子系统为目标列车分配轨旁资源后，若所述目标列车的最近车站的进路内包含道岔区段，如果道岔方向指向正确，则控制道岔方向的转辙机不动作；如果道岔方向指向错误，还需轨旁资源管理子系统控制目标管理器子系统驱动转辙机动作，将道岔设置为正确方向。进一步的，还需开放进路入口的信号机，通常方法为将对应的信号机设置为绿色，即可通行状态。

基于此，在一实施例中，所述轨旁设备包括转辙机和信号机。

本申请实施例中，目标列车出现通信故障时，车载子系统控制目标列车停车故障时段后，即可控制目标列车依据预设故障限速运行至最近车站停车，缩短了目标列车停车时间，保证目标列车尽快进站；在故障时段内，如果轨旁资源管理子系统已为目标列车办理最近车站的进路，则目标列车停车后即可依据预设故障限速运行至最近车站停车；如果轨旁资源管理子系统未为目标列车办理最近车站的进路，则轨旁资源管理子系统能够自主为目标列车办理进入车站的进路，保障目标列车前行的进路安全，使目标列车尽快安全进站。如此，能够缩短目标列车出现通信故障时的停车时间，无需等待司机蹬车救援即可使目标列车尽快安全进站，提高了乘客满意度，防止发生人为不良事件。

下面将结合应用实施例对本申请再做进一步描述：

如图4所示，图4为本申请应用实施例提供的列车控制方法的流程示意图，本申请应用实施例提供的列车控制方法，包括以下步骤：

步骤401：当在UTO模式下运行的目标列车出现通信故障时，车载子系统控制目标列车停车，并开始故障时段计时；

步骤402：车载子系统开始故障时段计时后，判断其是否已接收第一信息；若目标列车出现通信故障时，车载子系统已接收第一信息，则进入步骤403；若目标列车出现通信故障时，车载子系统未接收第一信息，则进入步骤404；所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路，所述第一信息由轨旁资源管理子系统发出；

步骤403：车载子系统计时第一故障时段后，控制目标列车依据预设故障限速运行至最近车站停车，所述第一故障时段指车载子系统控制目标列车停车至重启的最大时段；

步骤404：轨旁资源管理子系统接收由ATS子系统下发的第三信息，所述第三信息指目标列车故障位置及所述目标列车的最近车站的进路；

步骤405：基于第三信息，轨旁资源管理子系统基于轨旁资源状态，为目标列车分配轨旁资源并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作；具体的，包括以下步骤：

步骤4051：轨旁资源管理子系统采集轨旁资源的占用/释放状态；具体的，由目标管理器子系统采集轨旁资源的占用/释放状态，并将轨旁资源的占用/释放状态信息发送给轨旁资源管理子系统；

步骤4052：若轨旁资源处于占用状态，则轨旁资源释放后，轨旁资源管理子系统为目标列车分配轨旁资源，并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作；具体的，若轨旁资源处于占用状态，即目标列车的前方列车位于所述目标列车的最近车站的进路上，则通知前方列车在依据其运行计划，保障安全运行的前提下尽快驶离，出清区段；轨旁资源管理子系统判断所述目标列车的最近车站的进路出清后，释放轨旁资源，并基于第三信息，为目标列车分配轨旁资源，并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作；若轨旁资源处于释放状态，则轨旁资源管理子系统基于第三信息，为目标列车分配轨旁资源，并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作；所述控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作，包括：若所述目标列车的最近车站的进路内包含道岔区段，如果道岔方向指向正确，则控制道岔方向的转辙机不动作；如果道岔方向指向错误，还需轨旁资源管理子系统控制目标管理器子系统驱动转辙机动作，将道岔设置为正确方向。进一步的，还需开放进路入口的信号机，通常方法为将对应的信号机设置为绿色，即可通行状态；

步骤406：车载子系统计时第二故障时段后，控制目标列车依据预设故障限速运行至最近车站停车；所述第二故障时段指由轨旁资源管理子系统为目标列车办理最近车站的进路的最大时段；具体的：

在前述步骤403或步骤406中，所述依据预设故障限速运行至最近车站过程中，若障碍物检测单元检测到目标列车运行前方存在障碍物，则车载子系统控制目标列车停车；进一步的，所述控制目标列车依据预设故障限速运行至最近车站停车，包括：

车载子系统利用应答器天线和轨旁应答器的数据传输，校正目标列车的绝对位置信息；

车载子系统利用测速测距单元校正目标列车的相对位置信息，所述相对位置信息指相对于绝对位置信息的位置信息；

车载子系统基于目标列车的绝对位置信息和相对位置信息，获取目标列车相对于最近车站的位置信息；车载子系统根据目标列车的预设故障限速，控制目标列车列车自动调速，实现目标列车牵引和停车的控制，保证目标列车在最近车站精准停车。

其中，为了便于理解本申请应用实施例提供的列车控制方法，图5示出了本申请应用实施例中目标列车和轨旁设备的结构，如图5所示，图5为本申请应用实施例提供的目标列车和轨旁设备的结构示意图。其中，

图5中501表示目标列车，即目标列车501的整体设备，包括目标列车501的牵引、制动、照明等所有设备。

图5中502表示车载无线通信单元。

图5中503表示障碍物检测单元，包括轨面障碍物装置和障碍物主动检测装置；轨面障碍物检测装置设置在目标列车第一轮对的前端。障碍物主动检测装置采用基于激光、红体、雷达等技术手段在内的物体感知设备。

图5中504表示设置在轨道上的应答器。

图5中505表示车辆的测速测距单元，主要包括轮轴速度传感器、测速雷达和测速测距处理装置。

图5中506表示应答器天线，设置在目标列车车体下部，当应答器天线506越过设置在轨道上的应答器504时，即可获取应答器504内的当前绝对位置信息。

图5中507表示转辙机；转辙机507受控于目标管理器子系统，主要用于控制道岔开向，从而控制目标列车前进的路径方向。

本申请应用实施例提供的列车控制方法，相比现有技术，可以在保障基本安全的前提下，使出现通信故障的目标列车，无需司机蹬车救援即可尽快、安全行驶至运行计划红下一车站站台停车，进而使故障列车中的乘客尽早到达站台，减少了乘客在运行区间内的等待时间，降低了不确定性的人为风险；另一方面，本申请应用实施例提供的列车控制方法，提高了TACS系统的整体可靠性，提升了在UTO模式下运行下的TACS系统中的线路工程的运营服务水平。

为了实现本申请实施例目标列车侧的方法，本申请实施例还提供了一种车载子系统，设置在目标列车上，如图6所示，图6为本申请实施例提供的车载子系统的结构示意图，包括：

第一通信模块601，用于与地面设备通信，所述地面设备包括轨旁资源管理子系统和列车自动监控子系统；

控制模块602，用于当目标列车出现通信故障时，控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车。

其中，在一实施例中，所述第一通信模块601，具体用于接收第一信息和第二信息，所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路，所述第一信息由轨旁资源管理子系统发送，所述第二信息指目标列车的运行计划，所述第二信息由列车自动监控子系统下发。

在一实施例中，所述控制模块602，还用于判断当所述第一通信模块601出现通信故障时，第一通信模块601是否已接收第一信息。若第一通信模块601出现通信故障时已接收第一信息，则所述控制模块602，具体用于控制目标列车停车第一故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；若第一通信模块601出现通信故障时未接收第一信息，则所述控制模块602，具体用于控制目标列车停车第二故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车。所述第一故障时段指车载子系统控制目标列车停车至重启的最大时段，所述第二故障时段指由轨旁资源管理子系统为目标列车办理最近车站的进路的最大时段。

在一实施例中，所述控制模块602，还用于基于所述第二信息，规划所述最近车站的进路，并申请轨旁资源。

在一实施例中，所述控制模块602，还用于获取目标列车相对于最近车站的位置信息，并控制目标列车依据预设故障限速在最近车站停车。

在一实施例中，所述控制模块602，具体用于利用应答器天线和轨旁应答器的数据传输，校正目标列车的绝对位置信息；所述控制模块602，具体用于利用测速测距单元校正目标列车的相对位置信息，所述相对位置信息指相对于绝对位置信息的位置信息；所述控制模块602，还具体用于基于目标列车的绝对位置信息和相对位置信息，获取目标列车相对于最近车站的位置信息。

在一实施例中，所述控制模块602，还用于接收障碍物检测单元反馈的信息。

若所述障碍物检测单元检测到目标列车运行前方存在障碍物，则所述控制模块602，具体用于控制目标列车停车。

本领域技术人员应当理解，图6所示的车载子系统600中的各模块的实现功能可参照前述应用于目标列车侧的列车控制方法的相关描述而理解。图6所示的车载子系统600中的各模块的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

需要说明的是：上述实施例提供的车载子系统600在进行列车控制时，仅以上述各模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序单元完成，即将系统的内部结构划分成不同的程序单元，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的车载子系统600与应用于目标列车侧的列车控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

为了实现本申请实施例轨旁侧的方法，本申请实施例还提供了一种轨旁资源管理子系统，设置在轨旁，如图7所示，图7为本申请实施例提供的轨旁资源管理子系统的结构示意图，包括：

第二通信模块701，用于与目标列车及地面设备通信，所述地面设备包括列车自动监控子系统；

轨旁资源分配模块702，用于判断第二通信模块是否已发出第一信息；还用于，

在第二通信模块已发出第一信息时，维持轨旁资源状态；

在第二通信模块未已发出第一信息时，为目标列车办理最近车站的进路；

所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路，所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站。

其中，在一实施例中，所述第二通信模块701，还用于接收第三信息；所述第三信息指目标列车故障位置及所述目标列车的最近车站的进路，所述第三信息由列车自动监控子系统下发。

在一实施例中，所述轨旁资源分配模块702，还用于基于轨旁资源状态，为目标列车分配轨旁资源并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作。

在一实施例中，所述轨旁资源分配模块702，具体用于采集轨旁资源的占用/释放状态；

若轨旁资源处于占用状态，则轨旁资源释放后，所述轨旁资源分配模块702，具体用于为目标列车分配轨旁资源，并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作；

若轨旁资源处于释放状态，则所述轨旁资源分配模块702，具体用于为目标列车分配轨旁资源，并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作。

所述轨旁设备包括转辙机和信号机。

本领域技术人员应当理解，图7所示的轨旁资源管理子系统700中的各模块的实现功能可参照前述应用于轨旁资源管理子系统侧的列车控制方法的相关描述而理解。图7所示的轨旁资源管理子系统700中的各模块的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

需要说明的是：上述实施例提供的轨旁资源管理子系统700在进行列车控制时，仅以上述各模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序单元完成，即将系统的内部结构划分成不同的程序单元，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的轨旁资源管理子系统700与应用于轨旁资源管理子系统侧的列车控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

为了实现本申请实施例的列车控制方法，本申请实施例还提供了一种列车控制系统，如图8所示，图8为本申请实施例提供的列车控制系统的结构示意图，包括：

车载子系统801，用于与轨旁资源管理子系统和列车自动监控子系统通信，还用于，

当目标列车出现通信故障时，控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；

轨旁资源管理子系统802，用于与目标列车及列车自动监控子系统通信，还用于，

若目标列车出现通信故障时已发出第一信息，则维持轨旁资源状态；若目标列车出现通信故障时未发出第一信息，则为目标列车办理最近车站的进路；所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路，所述轨旁资源指所述目标列车的最近车站的进路的轨旁资源，所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站；

车自动监控系统803，用于与目标列车和轨旁资源管理子系统通信，还用于，

若目标列车出现通信故障时，所述轨旁资源管理子系统未发出第一信息，则向轨旁资源管理子系统下发第三信息；所述第三信息指目标列车故障位置及所述目标列车的最近车站的进路。

本申请实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个模块或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个第二处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种列车控制方法，其特征在于，应用于目标列车，所述目标列车处于全自动无人驾驶模式，所述方法包括：

当目标列车出现通信故障时，车载子系统控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；

其中，所述最近车站的进路由轨旁资源管理子系统为目标列车办理；所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站；

所述当目标列车出现通信故障时，车载子系统控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车，包括：

若目标列车出现通信故障时，车载子系统已接收第一信息，则车载子系统控制目标列车停车第一故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；

若目标列车出现通信故障时，车载子系统未接收第一信息，则车载子系统控制目标列车停车第二故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；

所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车载子系统已接收第一信息，包括：

目标列车的车载子系统接收第二信息；

基于所述第二信息，车载子系统规划所述最近车站的进路，并申请轨旁资源；

车载子系统接收第一信息；

所述第二信息指目标列车的运行计划，所述第二信息由列车自动监控子系统下发。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一故障时段指车载子系统控制目标列车停车至重启的最大时段，所述第二故障时段指由轨旁资源管理子系统为目标列车办理最近车站的进路的最大时段。

4.根据根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述依据预设故障限速运行至最近车站停车，包括：

车载子系统获取目标列车相对于最近车站的位置信息，控制目标列车依据预设故障限速在最近车站停车。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述车载子系统获取目标列车相对于最近车站的位置信息，包括：

车载子系统利用应答器天线和轨旁应答器的数据传输，校正目标列车的绝对位置信息；

车载子系统利用测速测距单元校正目标列车的相对位置信息，所述相对位置信息指相对于绝对位置信息的位置信息；

车载子系统基于目标列车的绝对位置信息和相对位置信息，获取目标列车相对于最近车站的位置信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述依据预设故障限速运行至最近车站过程中，若障碍物检测单元检测到目标列车运行前方存在障碍物，则车载子系统控制目标列车停车。

7.一种列车控制方法，其特征在于，应用于轨旁资源管理子系统，所述方法包括：

当目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统判断是否已发出第一信息；

若目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统已发出第一信息，则轨旁资源管理子系统维持轨旁资源状态；

若目标列车出现通信故障时，轨旁资源管理子系统未发出第一信息，则由轨旁资源管理子系统为目标列车办理最近车站的进路；

所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路，所述轨旁资源指所述目标列车的最近车站的进路的轨旁资源，所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述由轨旁资源管理子系统为目标列车办理最近车站的进路，包括：

轨旁资源管理子系统接收第三信息；

基于第三信息，轨旁资源管理子系统基于轨旁资源状态，为目标列车分配轨旁资源并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作；

所述第三信息指目标列车故障位置及所述目标列车的最近车站的进路，所述第三信息由列车自动监控子系统下发。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述轨旁资源管理子系统基于轨旁资源状态，为目标列车分配轨旁资源并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作，包括：

轨旁资源管理子系统采集轨旁资源的占用/释放状态；

若轨旁资源处于占用状态，则轨旁资源释放后，轨旁资源管理子系统为目标列车分配轨旁资源，并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作；

若轨旁资源处于释放状态，则轨旁资源管理子系统为目标列车分配轨旁资源，并控制目标管理器子系统驱动轨旁设备动作。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述轨旁设备包括转辙机和信号机。

11.一种车载子系统，其特征在于，包括：

第一通信模块，用于与地面设备通信，所述地面设备包括轨旁资源管理子系统和列车自动监控子系统；

控制模块，用于当目标列车出现通信故障时，控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；

所述控制模块，还用于判断当所述第一通信模块出现通信故障时，第一通信模块是否已接收第一信息；若第一通信模块出现通信故障时已接收第一信息，则所述控制模块，具体用于控制目标列车停车第一故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；若第一通信模块出现通信故障时未接收第一信息，则所述控制模块，具体用于控制目标列车停车第二故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车。

12.一种轨旁资源管理子系统，其特征在于，包括：

第二通信模块，用于与目标列车及地面设备通信，所述地面设备包括列车自动监控子系统；

轨旁资源分配模块，用于判断第二通信模块是否已发出第一信息；还用于，

在第二通信模块已发出第一信息时，维持轨旁资源状态；

在第二通信模块未发出第一信息时，为目标列车办理最近车站的进路；

所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路，所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站。

13.一种列车控制系统，其特征在于，包括：

车载子系统，用于与轨旁资源管理子系统和列车自动监控子系统通信，还用于，

当目标列车出现通信故障时，控制目标列车停车故障时段后，依据预设故障限速运行至最近车站停车；

轨旁资源管理子系统，用于与目标列车及列车自动监控子系统通信，还用于，

若目标列车出现通信故障时已发出第一信息，则维持轨旁资源状态；若目标列车出现通信故障时未发出第一信息，则为目标列车办理最近车站的进路；所述第一信息指已为目标列车办理最近车站的进路，所述轨旁资源指所述目标列车的最近车站的进路的轨旁资源，所述最近车站指目标列车运行计划中的下一个车站；

列车自动监控子系统，用于与目标列车和轨旁资源管理子系统通信，还用于，

若目标列车出现通信故障时，所述轨旁资源管理子系统未发出第一信息，则向轨旁资源管理子系统下发第三信息；所述第三信息指目标列车故障位置及所述目标列车的最近车站的进路。