CN114604295A - 一种列车虚拟编组运行方式的建立方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种列车虚拟编组运行方式的建立方法,属于轨道交通技术领域,通过先后判断同一线路上相邻的前车和后车是否满足虚拟编组初始条件和虚拟编组形成条件;对均满足虚拟编组初始条件和虚拟编组形成条件的前车和后车进行虚拟编组,并通过该判断方法实现该线路上所有列车进行虚拟编组的判断,最终得到整体虚拟编组;根据虚拟编组行车许可控制整体虚拟编组中的头车运行,其余跟随车基于与相邻前车的通信,并结合自身行车信息控制每一跟随车运行。本申请根据上述步骤规定了形成虚拟编组运行制式的建立流程,从而提高列车运输效率和组织调度的灵活性,为虚拟编组系统的建立与应用提供技术支持。

Description

一种列车虚拟编组运行方式的建立方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域,特别是涉及一种列车虚拟编组运行方式的建立方法。
背景技术
虚拟编组(VC)是一种将多辆列车编组成编队的列车运行控制新概念,能够实现列车运行过程中的动态编组和解编,适应具体运输需求,缩短列车运行间隔,提高列车运行效率,实现运能零浪费。
目前虚拟编组处于探索与研究阶段,包括可行性、运能优势、编队控制方法等方面,在我国尚无具体技术方案与应用案例。
因此,亟需一种第二虚拟编组建立的具体技术方案,规定形成编组的流程和条件,为虚拟编组系统的建立与应用提供技术支持。
发明内容
本发明的目的是提供一种列车虚拟编组运行方式的建立方法,规定形成第二虚拟编组运行制式的建立流程,从而提高列车运输效率和组织调度的灵活性。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种列车虚拟编组运行方式的建立方法,包括:
每一车载设备控制器控制满足虚拟编组初始条件的同一线路上对应的所有列车形成初始编组,其中所有列车的初始状态为站台停稳状态;
区域控制器根据所述初始编组中的第一编组列车ID和第一编组顺序判断所述初始编组中的每一列车是否满足虚拟编组形成条件;
若是,则满足虚拟编组形成条件的所述车载设备控制器控制对应列车形成整体虚拟编组;
所述区域控制器根据线路工程数据、所述整体虚拟编组的进路状态和所述整体虚拟编组中头车的位置计算虚拟编组行车许可,所述进路状态包括进路锁闭状态和进路解锁状态;
所述头车的车载设备控制器根据所述虚拟编组行车许可控制所述头车运行;
所述整体虚拟编组中每一跟随车与相邻前车通信连接;
所述每一跟随车的车载设备控制器根据自身行车信息和所述相邻前车的行车信息,控制对应的所述跟随车运行,其中自身行车信息包括自身行车速度和自身行车位置,所述相邻前车的行车信息包括前车速度和前车位置。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明提供了一种列车虚拟编组运行方式的建立方法,通过先后判断同一线路上相邻的前车和后车是否满足虚拟编组初始条件和虚拟编组形成条件;对均满足虚拟编组初始条件和虚拟编组形成条件的前车和后车进行虚拟编组,并通过该判断方法实现该线路上所有列车进行虚拟编组的判断,最终得到整体虚拟编组;根据虚拟编组行车许可控制整体虚拟编组中的头车运行,其余跟随车基于与相邻前车的通信,并结合自身行车信息控制每一跟随车运行。本申请根据上述步骤规定了形成虚拟编组运行制式的建立流程,从而提高列车运输效率和组织调度的灵活性,为虚拟编组系统的建立与应用提供技术支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中的撞硬墙方式运行模式和撞软墙运行模式的示意图;
图2为本发明实施例1提供的一种列车虚拟编组运行方式的建立方法的流程图;
图3为本发明实施例1提供的一种列车虚拟编组运行方式的建立方法的时序图。
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。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。
本发明的目的是提供一种列车虚拟编组运行方式的建立方法,规定形成虚拟编组运行制式的建立流程,从而提高列车运输效率和组织调度的灵活性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1:
列车如何形成编组的过程是虚拟编组的重要问题,为提高列车运输效率及组织调度的灵活性,本实施例在现有列控系统物理车钩连挂编组方式的基础之上,提出一种列车虚拟编组运行方式的建立方法,规定形成虚拟编组运行制式的建立流程,包括形成虚拟编组需要满足的初始条件,列车自动监控系统ATS、区域控制器ZC、车载设备控制器VOBC、虚拟编组计划管理子系统VCPM以及集中联锁设备CBI的功能需求和信息交互内容及时序逻辑,该列车虚拟编组运行方式的建立方法具体包括:
设计原则与基本假设:
(1)列车形成虚拟编组前按照全自动运行模式运行;
(2)系统架构按照全自动运行设计,列车自动监控系统、区域控制器、车载设备控制器在运行过程中均保存了电子数据库,电子数据库内部包含了所有设备的ID、IP等配置信息,这些信息全局唯一且在运行过程中保持不变。所有系统使用的电子数据库版本一致,可由数据库设计和版本比较等功能保证;
(3)形成虚拟编组前列车间以撞硬墙方式运行,形成虚拟编组后列车间以撞软墙方式运行。图1所示了撞硬墙方式运行模式和撞软墙运行模式,其中撞硬墙是指后车在追踪前车运行时,后车将前车车尾作为行车许可终点的运行方式,这种方式假设前车撞上了一面“硬墙”而导致瞬间停车。撞软墙则指后车在追踪前车运行时,后车将前车紧急制动距离位置为行车许可的终点的运行方式,这种方式假设前车撞上了一面“软墙”而减速停车。撞硬墙时,后车行车许可终点不考虑前车动态;而撞软墙时,后车行车许可终点需要考虑前车动态,可以越过前车当前位置。
图2示出了列车虚拟编组运行方式的建立方法的具体方法步骤的流程图,包括:
S1:每一所述车载设备控制器控制运行状态下的对应列车驶入同一站台停车,如图3所示的列车虚拟编组运行方式的建立方法的时序图,具体包括:
对于任意相邻的前车和后车,虚拟编组计划管理子系统分别向全自动运行模式下的前车和后车发送虚拟编组运行计划信息;虚拟编组运行计划信息包括待编组列车ID、列车型号、指定停车位置、停车顺序、后续运行计划、编组命令和解编命令。
前车车载设备控制器和后车车载设备控制器分别判断各自是否收到的虚拟编组运行计划信息,如果两车中至少有一方未收到编组命令,则两车继续以当前的全自动运行模式运行,待前车进站停车并出清后,后车方可进站停车。
若前车的车载设备控制器和后车的车载设备控制器均收到编组命令,则两车的车载设备控制器分别将虚拟编组运行计划信息发送至集中联锁设备和区域控制器,集中联锁设备和区域控制器分别开始自动各自的处理逻辑;
其中,修改集中联锁设备的处理逻辑具体包括:列车在进站时,集中联锁基于移动闭塞方式,根据后续运行计划、列车位置、联锁表排列进路为列车排列进路,并将排列好的进路发送至区域控制器,其中联锁表中的进路为固定编排。由于两车的后续运行计划相同,故采用移动闭塞方式排列进路保证了后车进路终点与前车进路终点一致,从而保证两车的进路终点可位于同一站台对应的指定停车位置处。
修改区域控制器的处理逻辑:在列车进站时,区域控制器根据自身存储的线路工程数据、排列好的前车进路或后车进路、所管辖线路上所有的列车位置信息计算行车许可,计算得出的行车许可包括前车行车许可的终点位置、后车行车许可的终点位置和后车当前位置与前车的行车许可终点位置之间的线路数据,其中前车行车许可的终点位置为前车进路终点,由于后车到前车进路终点之间存在一辆前车,其不能越过前车,因此后车行车许可的终点位置为前车的车尾;区域控制器将行车许可分别发送至前车车载设备控制器和后车车载设备控制器,使得前车和后车在全自动运行模式下可驶入同一站台运行计划指定位置处停车。
S2:每一车载设备控制器控制满足虚拟编组初始条件的同一线路上对应的所有列车形成初始编组,其中所有列车的初始状态为站台停稳状态;
由于列车在运行区间停车一方面不够安全,另一方面也影响其他车的运行,因此在虚拟编组前使列车的状态为站台停稳状态,以防止编组过程中出现异常导致行车危险。
虚拟编组初始条件具体包括:
1)车载-车载编组计划和车载-编组系统编组计划一致,其中所述车载-车载编组计划是指所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器之间互相发送从所述虚拟编组计划管理子系统接收到的虚拟编组运行计划信息,所述车载-编组系统编组计划是指所述虚拟编组计划管理子系统分别向所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器发送的虚拟编组运行计划信息;
2)所述前车和所述后车均停在对应的所述指定停车位置,其中:
a.指定停车位置可以是车辆段的停车库线或正线站台;
b.两车的车载设备控制器互相发送列车ID、列车型号并确认各自均符合后续运行计划;
c.两车的车载设备控制器互相发送绝对位置,确认自身及对方列车已停稳在指定停车位置;
3)所述前车和所述后车均处于全自动运行模式;
4)所述前车和所述后车之间不存在其他列车;
集中联锁通过计轴采集线路上各区段的占用情况,确认两车所在区段之间无占用区段,从而确认两列车之间不存在其他列车;
5)所述前车和所述后车均处于干轨条件。
S3:区域控制器根据所述初始编组中的第一编组列车ID和第一编组顺序判断所述初始编组中的每一列车是否满足虚拟编组形成条件,具体包括:
(1)当前车和后车满足虚拟编组初始条件后,前车车载设备控制器和后车车载设备控制器分别向列车自动监控系统发送相关列车已按指定位置停稳信息,相关列车已按指定位置停稳信息还包括后续运行计划、列车ID、列车绝对位置;
(2)当列车自动监控系统接收到相关列车已按指定位置停稳信息后,列车自动监控系统分别向集中联锁设备、区域控制器、前车车载设备控制器和后车车载设备控制器发送初始编组信息,初始编组信息包括后续编组运行计划,第一编组列车ID和第一编组顺序;
(3)根据所述初始编组的第一编组列车ID和第一编组顺序判断所述初始编组中的前车和后车是否满足虚拟编组形成条件,具体包括:
两车的车载设备控制器互相发起车车通信,分别互相发送自身接收到的初始编组信息、各自列车的当前位置和ID;
前车车载设备控制器和后车车载设备控制器首先分别对比自身收到的初始编组信息与从对方接收到的初始编组信息是否一致,确保编组信息的一致性;
然后判断车-车编组信息和车-监控系统编组信息是否一致,其中所述车-车编组信息是指所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器之间互相发送各自列车的当前位置和ID,所述车-监控系统编组信息是指分别向所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器分别从列车自动监控系统接收到的所述第一编组列车ID和所述第一编组顺序,两车ID、两车所处的绝对位置,各自判断两车的前后顺序能与指令中的编组列车ID及编组顺序对应,以此判断前车和后车当前的位置顺序是否与第一编组列车ID和第一编组顺序对应一致,以保证两车位置的正确性;
若一致,则所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器均确认自身具备形成虚拟编组的条件,两车车载设备控制器互相发送“形成虚拟编组的确认回复信息”回执。相关列车确认收到回执后转入“虚拟编组运行”模式,在该模式下可根据虚拟编组计划管理子系统编组计划运行,形成第一虚拟编组;
两车的车载设备控制器分别发送向区域控制器、列车自动监控系统第一虚拟编组信息,第一虚拟编组信息包括第二编组列车ID、第二编组顺序和编组列车型号;
区域控制器判断自身接收到的第一编组列车ID和第二编组列车ID以及第一编组顺序和第二编组顺序是否对应一致;
若第一编组列车ID和第二编组列车ID以及第一编组顺序和第二编组顺序均一致,则将则将所述第一虚拟编组作为最终的虚拟编组,并确认所有相关列车已转入虚拟编组模式。
根据上述虚拟编组的形成步骤完成同一线路上所有列车编组,得到最终的整体虚拟编组。
S4:所述区域控制器根据线路工程数据、所述整体虚拟编组的进路状态和所述整体虚拟编组中头车的位置计算虚拟编组行车许可,所述进路状态包括进路锁闭状态和进路解锁状态。
区域控制器将车载设备控制器编组之前的单元列车信息删除,替换为虚拟编组模式下的编队整体信息,其中单元列车信息包括列车ID、列车进路和列车行车许可;同时区域控制器向列车自动监控系统发送“相关车载设备控制器已按要求形成虚拟编组”的信息;
区域控制器根据计轴采集整体虚拟编组中各列车对线路上各区段的占用情况,并将占用情况发送给集中联锁设备,其中占用情况是指列车占用了线路上的某个区段或者所述区段是否被占用,从头车占用区段至尾车占用之间所有区段均为虚拟编组占用区段;
需要注意的是,已形成虚拟编组的列车在运行过程中,两车的车载设备控制器保持相互发送VC_MA,并确认一致性。
集中联锁设备根据占用情况锁闭和解锁所述整体虚拟编组的进路,具体包括:
在列车自动监控系统确认相关车载设备控制器已按要求形成虚拟编组后,列车自动监控系统按照虚拟编组运行计划更新运行图等内容,并按虚拟编组运行计划触发进路信息,向集中联锁设备发送进路触发命令;
在集中联锁设备接收到进路触发命令后,集中联锁设备根据占用情况锁闭整体虚拟编组的进路;
在出清进路之后,集中联锁设备自动分段解锁进路;
集中联锁设备根据虚拟编组运行计划办理进路并向列车自动监控系统反馈进路办理情况,同时向区域控制器发送进路状态;
区域控制器根据线路工程数据、进路状态和所述整体虚拟编组中头车的位置计算虚拟编组行车许可MA_VC,进路状态包括进路锁闭状态和进路解锁状态;
S5:所述头车的车载设备控制器根据所述虚拟编组行车许可控制所述头车运行;
所述整体虚拟编组中每一跟随车与相邻前车通信连接;
S6:所述每一跟随车的车载设备控制器根据自身行车信息和所述相邻前车的行车信息,控制对应的所述跟随车运行,其中自身行车信息包括自身行车速度和自身行车位置,所述相邻前车的行车信息包括前车速度和前车位置。
需要说明的是,所述头车根据第一自紧急制动触发曲线运行;每一所述跟随车根据第二自身紧急制动触发曲线运行;所述第一自身紧急制动触发曲线根据绝对制动距离计算得到;所述第二自身紧急制动触发曲线根据相对制动距离计算得到,以保证整体虚拟编组中各列车的运行安全,其中,相对制动距离是指在前车速度不为0时后车的制动距离,绝对制动距离是指默认前车速度为0时后车的制动距离。
在S6之后还包括:
当整体虚拟编组中的列车组在下一站台停车后,再由头车向集中联锁设备发送控制需求指令,所述控制需求命令包括所述整体虚拟编组中所有列车对屏蔽门和车门开闭的需求信息,仅由头车负责与集中联锁设备通信,避免虚拟编组的实现效果影响集中联锁设备的处理;
所述集中连锁设备根据所述控制需求指令开闭轨道交通站台屏蔽门系统,并将对所述轨道交通站台屏蔽门系统的控制状态反馈给所述头车;
所述头车将所述控制状态发送给每一所述跟随车;
每一所述跟随车根据所述状态开闭所述屏蔽门和所述车门。
本实施通过设计虚拟编组的建立流程,使车车之间、车地之间保持实时通信,互相进行信息交换与备份,可保证列车安全高效编组,编队运行出现故障时能够快速降级;车载设备控制器先升级为虚拟编组模式并在列车之间形成编队,再向区域控制器、集中联锁设备、列车自动监控系统等地面和中心设备报告编组状态,提高形成编队效率;列车、地面设备之间相互通信、报告状态,互相进行信息冗余及备份,具有较高的安全性。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种列车虚拟编组运行方式的建立方法,其特征在于,包括:
每一车载设备控制器控制满足虚拟编组初始条件的同一线路上对应的所有列车形成初始编组,其中所有列车的初始状态为站台停稳状态;
区域控制器根据所述初始编组中的第一编组列车ID和第一编组顺序判断所述初始编组中的每一列车是否满足虚拟编组形成条件;
若是,则满足虚拟编组形成条件的所述车载设备控制器控制对应列车形成整体虚拟编组;
所述区域控制器根据线路工程数据、所述整体虚拟编组的进路状态和所述整体虚拟编组中头车的位置计算虚拟编组行车许可,所述进路状态包括进路锁闭状态和进路解锁状态;
所述头车的车载设备控制器根据所述虚拟编组行车许可控制所述头车运行;
所述整体虚拟编组中每一跟随车与相邻前车通信连接;
所述每一跟随车的车载设备控制器根据自身行车信息和所述相邻前车的行车信息,控制对应的所述跟随车运行,其中自身行车信息包括自身行车速度和自身行车位置,所述相邻前车的行车信息包括前车速度和前车位置。
2.根据权利要求1所述的列车虚拟编组运行方式的建立方法,其特征在于,在每一车载设备控制器控制满足虚拟编组初始条件的同一线路上对应的所有列车形成初始编组之前,还包括:每一所述车载设备控制器控制运行状态下的对应列车驶入同一站台停车;
所述每一所述车载设备控制器控制运行状态下的对应列车驶入同一站台停车,具体包括:
对于任意相邻的前车和后车,虚拟编组计划管理子系统分别向全自动运行模式下的前车车载设备控制器和后车车载设备控制器发送虚拟编组运行计划信息;所述虚拟编组运行计划信息包括待编组列车ID、列车型号、指定停车位置、停车顺序、后续运行计划、编组命令;
所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器分别判断自身是否收到所述编组命令;
若所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器未均收到所述编组命令,则所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器分别继续控制所述前车和所述后车以所述全自动运行模式运行;
当所述前车进站停车并出清后,所述后车车载设备控制器控制所述后车驶入同一站台停车;
若所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器均收到所述编组命令,则所述区域控制器根据线路工程数据、前车或后车的进路和管辖线路上的所有列车位置计算行车许可,其中所述行车许可包括前车行车许可的终点位置、后车行车许可的终点位置和后车当前位置与前车的行车许可终点位置之间的线路数据;
所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器根据所述行车许可,以全自动运行模式控制所述前车和所述后车驶入同一站台的指定停车位置并停车。
3.根据权利要求2所述的列车虚拟编组运行方式的建立方法,其特征在于,所述前车或后车的进路通过集中连锁设备基于移动闭塞方式根据所述虚拟编组运行计划信息、前车或后车的位置和联锁表计算得到,其中后车进路的终点与前车进路的终点一致。
4.根据权利要求2所述的列车虚拟编组运行方式的建立方法,其特征在于,所述虚拟编组初始条件具体包括:
车载-车载编组计划和车载-编组系统编组计划一致,其中所述车载-车载编组计划是指所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器之间互相发送从所述虚拟编组计划管理子系统接收到的虚拟编组运行计划信息,所述车载-编组系统编组计划是指所述虚拟编组计划管理子系统分别向所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器发送的虚拟编组运行计划信息;
所述前车和所述后车均停在对应的所述指定停车位置;
所述前车和所述后车均处于全自动运行模式;
所述前车和所述后车之间不存在其他列车;
所述前车和所述后车均处于干轨条件。
5.根据权利要求2所述的列车虚拟编组运行方式的建立方法,其特征在于,所述区域控制器根据所述初始编组中的第一编组列车ID和第一编组顺序判断所述初始编组中的每一列车是否满足虚拟编组形成条件,具体包括:
所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器分别判断车-车编组信息和车-监控系统编组信息是否一致,其中所述车-车编组信息是指所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器之间互相发送各自列车的当前位置和ID,所述车-监控系统编组信息是指分别向所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器分别从列车自动监控系统接收到的所述第一编组列车ID和所述第一编组顺序;
若一致,则所述前车车载设备控制器和所述后车车载设备控制器分别控制所述前车和所述后车形成第一虚拟编组;
所述区域控制器分别判断所述第一虚拟编组中的第二编组列车ID和所述第一编组列车ID以及所述第一虚拟编组中的第二编组顺序和所述第一编组顺序是否均一致;
若均一致,则将所述第一虚拟编组作为最终的所述整体虚拟编组。
6.根据权利要求1所述的列车虚拟编组运行方式的建立方法,其特征在于,在满足虚拟编组形成条件的所述车载设备控制器控制对应列车形成整体虚拟编组之后,还包括:
所述区域控制器采集所述整体虚拟编组中各列车对线路上各区段的占用情况,所述占用情况是指所述区段是否被占用;
集中联锁设备根据所述占用情况锁闭和解锁所述整体虚拟编组的进路。
7.根据权利要求1所述的列车虚拟编组运行方式的建立方法,其特征在于,所述头车根据第一自紧急制动触发曲线运行;每一所述跟随车根据第二自身紧急制动触发曲线运行;所述第一自身紧急制动触发曲线根据绝对制动距离计算得到;所述第二自身紧急制动触发曲线根据相对制动距离计算得到。
8.根据权利要求1所述的列车虚拟编组运行方式的建立方法,其特征在于,当所述头车和每一所述跟随车运行至下一站停车之后,还包括:
所述头车向集中联锁设备发送控制需求指令,所述控制需求命令包括所述整体虚拟编组中所有列车对屏蔽门和车门开闭的需求信息;
所述集中连锁设备根据所述控制需求指令开闭轨道交通站台屏蔽门系统,并将对所述轨道交通站台屏蔽门系统的控制状态反馈给所述头车;
所述头车将所述控制状态发送给每一所述跟随车;
每一所述跟随车根据所述状态开闭所述屏蔽门和所述车门。
9.根据权利要求6所述的列车虚拟编组运行方式的建立方法,其特征在于,所述集中联锁设备根据所述占用情况锁闭和解锁所述整体虚拟编组的进路,具体包括:
列车自动监控系统向所述集中联锁设备发送进路触发命令;
在所述集中联锁设备接收到所述进路触发命令后,所述集中联锁设备根据所述占用情况锁闭所述整体虚拟编组的进路;
在出清所述进路之后,所述集中联锁设备自动分段解锁所述进路。
10.根据权利要求2所述的列车虚拟编组运行方式的建立方法,其特征在于,在形成所述整体虚拟编组之前,所述前车和所述后车之间以撞硬墙方式运行;在形成所述整体虚拟编组之后,所述前车和所述后车之间以撞软墙方式运行。
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