CN114987580B - 一种灵活编组列车休眠唤醒装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种灵活编组列车休眠唤醒装置，包括休眠唤醒装置，休眠唤醒装置与列车两端车载ATC、测速测距单元、车载ATC‑车辆通信单元分别连接，且与车载ATC激活端共用车‑地通信通道、车载ATC‑车辆系统之间的通信通道，地面信号系统的远程休眠指令发送给休眠唤醒装置，休眠唤醒装置收到地面信号系统的远程休眠指令时，将该休眠指令转发给车载ATC系统，并由车载ATC系统转发给车辆系统和设备；本发明还基于该装置提供了一种休眠唤醒方法，解决了灵活编组列车在可休眠唤醒位置进行自动休眠、运营前自动唤醒、及唤醒后自动确定位置的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通列车自动化控制技术领域，尤其涉及一种灵活编组列车休眠唤醒装置及方法。
背景技术
列车在每天运营结束后，须回到指定位置进行休眠，待运营开始前，重新确定编组，并唤醒进行自检、定位校准后，自动出库投入正线商业运营。
目前还没有专门用于灵活编组的列车自动休眠唤醒的装置和方法，仅有关于固定编组的全自动驾驶列车休眠、唤醒及唤醒定位方法，主要有以下几种实现方式：
1.固定编组的全自动驾驶列车结束运营回到指定位置后，车载ATC系统及相关设备不休眠，保持上电实时运行状态，仅使车辆设备和系统进行休眠，并在投入运营前对车辆设备和系统进行唤醒。由于车载ATC系统及相关设备不休眠，故在车辆休眠期间保持列车位置检测，不涉及唤醒后列车定位。
2.指定存车位置的特定位置安装与车载ATC对应的地面应答器，用于存储固定的线路数据；车载ATC数据记忆模块记录休眠前的列车位置信息，整列固定编组的全自动驾驶列车休眠后，车载ATC数据记忆模块保持工作。待列车唤醒时，车载ATC上电，从应答器获取位置信息，并与记忆的休眠前的位置信息进行对比，判定列车是否需要进行专门的运营前初始定位。如果列车休眠期间发生了移动，则唤醒时有可能无法获取地面应答器的位置信息。
3.固定编组的全自动驾驶列车休眠前将自身位置信息发给地面ATP设备，由其记忆，列车所有设备进行休眠。列车上电后，地面ATP设备再将保存的位置信息发给对应的列车。如果列车休眠期间发生了移动，唤醒时车载ATC获取的定位信息，与列车实际位置无法对应。
以上几种方式，当列车在休眠期间发生移动时，会使唤醒后列车定位带来不便。
发明内容
为解决现有的技术问题，本发明提供了一种灵活编组列车休眠唤醒装置。
本发明的具体内容如下：一种灵活编组列车休眠唤醒装置，包括休眠唤醒装置，休眠唤醒装置与列车两端车载ATC、测速测距单元、通信单元分别连接，且与车载ATC激活端共用车-地通信通道、车载ATC-车辆系统之间的通信通道；
地面信号系统的远程休眠指令发送给休眠唤醒装置，休眠唤醒装置收到地面信号系统的远程休眠指令时，将该休眠指令转发给车载ATC系统，并由车载ATC系统转发给车辆系统和设备；
在列车执行休眠指令过程中，车载ATC向休眠唤醒装置报告列车休眠情况和列车位置，直至车载ATC完全断电；
收到地面信号系统的远程唤醒指令时，将该休眠指令转发给车辆系统，车辆系统据此自行唤醒并给车载ATC系统上电；
在列车唤醒成功时，地面信号系统向休眠唤醒装置发送列车休眠前最后的位置信息和列车激活端信息，休眠唤醒装置对列车初始位置进行二次校验，并向车载ATC系统转发激活端信息；
在列车唤醒成功且位置信息验证成功后，向车载ATC发送休眠时的位置信息作为列车的唤醒初始定位。
进一步的，在列车重新上电或者解编重组后，列车两端的车载ATC分别向休眠唤醒装置进行消息注册，使休眠唤醒装置重新识别编组后的车载ATC的A端和B端的固件号，该固件号包括特定的设备编号、办卡编号和设备的MAC地址。
进一步的，休眠唤醒装置、测速测距单元、通信单元使用不间断电源，在列车休眠期间仍保持工作；车载ATC软件和硬件上电自启动。
进一步的，休眠唤醒装置仅在整列车下电或解编时处于断电状态，清除所有记录信息，不与任何设备发生信息交互；仅在整列车重新上电或编组后，须人工重新确定车载ATC的激活端。
进一步的，在列车休眠时发生移动，列车唤醒成功后位置校验不成功时，休眠唤醒装置向车载ATC、地面信号系统发送列车休眠时移动信息，地面信号系统监控界面弹出对话框提示人工确认列车头部方向。
本发明还公开了一种灵活编组列车休眠唤醒方法，采用上述装置，包括：
休眠唤醒装置在列车处于非休眠状态下，与车载ATC、地面信号系统之间进行长周期心跳交互，使地面信号设备和车载ATC系统判定休眠唤醒装置是否可用；
在收到地面信号系统的远程休眠指令时，立即改变与车载ATC和地面信号系统的心跳周期，改为短周期心跳；
在列车处于休眠状态时，与车载ATC和车辆系统无通信，与地面信号系统保持短周期心跳交互，地面信号系统据此判断该装置是否可用；
在列车执行唤醒过程中，接收车载ATC和车辆系统的自检信息，并实时转发给地面信号系统；
在列车唤醒成功后，与车载ATC、地面信号系统的心跳交互变为长周期。
进一步的，在列车处于非休眠状态下，休眠唤醒装置与车载ATC进行长周期心跳交互，交互内容包括：休眠唤醒装置向车载ATC发送休眠唤醒标识、当前时间；车载ATC向休眠唤醒装置发送当前时间、列车车头和车尾当前位置、列车完整性；
与地面信号设备之间进行长周期心跳交互，交互内容包括：休眠唤醒装置向地面信号系统发送休眠唤醒标识、时间；地面信号系统向休眠唤醒装置发送当前时间；
在列车处于非休眠状状态下，测速测距单元的信息同时向车载ATC系统和休眠唤醒装置发送，但休眠唤醒装置不处理来自测速测距单元的信息。
进一步的，每个心跳周期包含与地面信号设备和与车载ATC系统两部分心跳信息，并且每一个心跳周期内与车载ATC完成心跳交互再与地面信号系统进行心跳交互。
进一步的，地面信号设备和车载ATC系统始终保存每列车的最新一条来自休眠唤醒装置的心跳信息，休眠唤醒装置始终保存列车最新的位置信息。
进一步的，在收到地面信号系统的远程休眠指令后，休眠唤醒装置与车载ATC之间进行短周期心跳交互，交互内容包括：休眠唤醒装置向车载ATC发送休眠唤醒标识、当前时间；车载ATC向休眠唤醒装置发送当前时间、列车车头和车尾当前位置、列车完整性、与车辆系统通信状态；
与地面信号设备之间进行短周期心跳交互，交互内容包括：休眠唤醒装置向地面信号系统发送休眠过程状态、时间；地面信号系统向休眠唤醒装置发送当前时间。
进一步的，休眠唤醒装置保留并记录列车休眠前车载ATC最后一条心跳信息，在列车处于休眠状态时，处理来自测速测距单元的信息，并与列车休眠前车载ATC最后一条心跳信息中的列车位置进行比对，判断列车休眠时是否发生移动。
本发明提供一种灵活编组列车休眠唤醒装置和方法，解决灵活编组列车在可休眠唤醒位置进行自动休眠、运营前自动唤醒、及唤醒后自动确定位置的技术问题。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步阐明。
图1为本发明的休眠唤醒装置与其他模块通信连接示意图；
图2为本发明的电源连接原理图；
图3为列车重新上电或编组后设备注册示意图；
图4为休眠唤醒装置与车载ATC、地面信号系统心跳交互时序图；
图5为休眠过程休眠唤醒装置与各设备的交互时序图；
图6为唤醒过程休眠唤醒装置与各设备的交互时序图。
具体实施方式
结合图1-图6，本发明提供一种灵活编组列车休眠唤醒装置，包括休眠唤醒装置，休眠唤醒装置与列车两端(A端和B端)车载ATC(列车自动控制系统)、测速测距单元、车载ATC-车辆通信单元分别连接，且与车载ATC激活端共用车-地通信通道(指车载ATC与地面设备之间的通信通道)、车载ATC-车辆系统(指车载ATC与车辆系统之间的通信通道)之间的通信通道。
如图2所示为电源连接原理图，其中，车载ATC通过开关连接电源，测速测距单元、车载ATC-车辆通信单元、休眠唤醒装置均连接不间断电源，列车休眠期间这三个部件仍保持工作。无论列车是否休眠，只要向休眠唤醒装置保持供电，该装置便始终处于工作状态，并接收和输出必要的信息；车载ATC软件和硬件上电自启动。
本装置的工作过程如下：地面信号系统的远程休眠指令发送给休眠唤醒装置，休眠唤醒装置收到地面信号系统的远程休眠指令时，将该休眠指令转发给车载ATC系统，并由车载ATC系统转发给车辆系统和设备；
在列车执行休眠指令过程中，车载ATC向休眠唤醒装置报告列车休眠情况和列车位置，直至车载ATC完全断电；
收到地面信号系统的远程唤醒指令时，将该休眠指令转发给车辆系统，车辆系统据此自行唤醒并给车载ATC系统上电；
在列车唤醒成功时，地面信号系统向休眠唤醒装置发送列车休眠前最后的位置信息和列车激活端信息，休眠唤醒装置对列车初始位置进行二次校验，并向车载ATC系统转发激活端信息；
在列车唤醒成功且位置信息验证成功后，向车载ATC发送休眠时的位置信息作为列车的唤醒初始定位。
如图3所示，本实施例优选的，在列车重新上电或编组后设备注册时，或解编重组后，列车两端的车载ATC分别向该休眠唤醒装置进行消息注册，以使该装置重新识别编组后的车载ATC的A端和B端的固件号，该固件号可以是特定的设备编号、办卡编号或设备的MAC地址等。通过车载ATC的注册消息交互来识别重新上电或重新编组后列车的A端和B端。
休眠唤醒装置仅在整列车下电或解编时处于断电状态，清除所有记录信息，不与任何设备发生信息交互；仅在整列车重新上电或编组后，须人工重新确定车载ATC的激活端。
本实施例优选的，在列车休眠时发生移动，列车唤醒成功后位置校验不成功时，休眠唤醒装置向车载ATC、地面信号系统发送列车休眠时移动信息，地面信号系统监控界面弹出对话框提示人工确认列车头部方向。
本实施例还提供了一种灵活编组列车休眠唤醒方法，采用上述休眠唤醒装置，主要包括以下内容：
(1)休眠唤醒装置在列车处于非休眠状态下，与车载ATC、地面信号系统之间进行长周期心跳交互，使地面信号设备和车载ATC系统判定休眠唤醒装置是否可用；
如图6所示，在列车处于非休眠状态下，休眠唤醒装置与车载ATC进行长周期心跳交互，交互内容包括：休眠唤醒装置向车载ATC发送休眠唤醒标识、当前时间；车载ATC向休眠唤醒装置发送当前时间、列车车头和车尾当前位置、列车完整性；
与地面信号设备之间进行长周期心跳交互，交互内容包括：休眠唤醒装置向地面信号系统发送休眠唤醒标识、时间；地面信号系统向休眠唤醒装置发送当前时间；
在列车处于非休眠状状态下，测速测距单元的信息同时向车载ATC系统和休眠唤醒装置发送，但休眠唤醒装置不处理来自测速测距单元的信息。
如图4所示，每个心跳周期包含与地面信号设备和与车载ATC系统两部分心跳信息，并且每一个心跳周期内与车载ATC完成心跳交互再与地面信号系统进行心跳交互。
地面信号设备和车载ATC系统始终保存每列车的最新一条来自休眠唤醒装置的心跳信息，休眠唤醒装置始终保存列车最新的位置信息。
(2)在收到地面信号系统的远程休眠指令时，立即改变与车载ATC和地面信号系统的心跳周期，改为短周期心跳；
在列车处于休眠状态时，与车载ATC和车辆系统无通信，与地面信号系统保持短周期心跳交互，地面信号系统据此判断该装置是否可用；
在收到地面信号系统的远程休眠指令后，休眠唤醒装置与车载ATC之间进行短周期心跳交互，交互内容包括：休眠唤醒装置向车载ATC发送休眠唤醒标识、当前时间；车载ATC向休眠唤醒装置发送当前时间、列车车头和车尾当前位置、列车完整性、与车辆系统通信状态；
与地面信号设备之间进行短周期心跳交互，交互内容包括：休眠唤醒装置向地面信号系统发送休眠过程状态、时间；地面信号系统向休眠唤醒装置发送当前时间。
本实施例优选的，休眠唤醒装置保留并记录列车休眠前车载ATC最后一条心跳信息，在列车处于休眠状态时，处理来自测速测距单元的信息，并与列车休眠前车载ATC最后一条心跳信息中的列车位置进行比对，判断列车休眠时是否发生移动。通过该装置和地面信号设备记录列车休眠前最后一次定位信息，并在列车唤醒成功后发送给该装置进行二次验证，准确判别列车在休眠期间是否移动。
(3)如图6所示，在列车执行唤醒过程中，接收车载ATC和车辆系统的自检信息，并实时转发给地面信号系统；在列车唤醒成功后，与车载ATC、地面信号系统的心跳交互变为长周期。通过与地面信号设备进行长、短周期的心跳信息交互，判定该装置是否可执行休眠、唤醒功能。
本实施例提供的灵活编组列车休眠唤醒装置和方法，独立于既有CBTC信号车载设备，且只需增加少量软件和硬件接口以及独立的不间断电源，并保证车地通信完备的情况下，不影响既有CBTC系统设备的完整性和功能，具备很高的即插即用特点。不需要进行大量的数据存储，也不需要与其他设备或系统进行复杂的通信交互，物理结构较简单，占用空间小，可以安装于车载ATC机柜的背面。在列车唤醒后便能向车载ATC系统转发运营激活端信息，不需要在列车休眠前，或唤醒后单独对列车进行换端，实现了灵活编组条件下列车休眠唤醒装置的共享、列车远程自动休眠、远程自动唤醒、唤醒后定位的效果。
在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种灵活编组列车休眠唤醒装置，其特征在于：包括休眠唤醒装置，休眠唤醒装置与列车两端车载ATC、测速测距单元、通信单元分别连接，且与车载ATC激活端共用车-地通信通道、车载ATC-车辆系统之间的通信通道；
地面信号系统的远程休眠指令发送给休眠唤醒装置，休眠唤醒装置收到地面信号系统的远程休眠指令时，将该休眠指令转发给车载ATC系统，并由车载ATC系统转发给车辆系统和设备；
在列车执行休眠指令过程中，车载ATC向休眠唤醒装置报告列车休眠情况和列车位置，直至车载ATC完全断电；
收到地面信号系统的远程唤醒指令时，将该休眠指令转发给车辆系统，车辆系统据此自行唤醒并给车载ATC系统上电；
在列车唤醒成功时，地面信号系统向休眠唤醒装置发送列车休眠前最后的位置信息和列车激活端信息，休眠唤醒装置对列车初始位置进行二次校验，并向车载ATC系统转发激活端信息；
在列车唤醒成功且位置信息验证成功后，向车载ATC发送休眠时的位置信息作为列车的唤醒初始定位；
在列车重新上电或者解编重组后，列车两端的车载ATC分别向休眠唤醒装置进行消息注册，使休眠唤醒装置重新识别编组后的车载ATC的A端和B端的固件号，该固件号包括特定的设备编号、办卡编号和设备的MAC地址；
休眠唤醒装置在列车处于非休眠状态下，与车载ATC、地面信号系统之间进行长周期心跳交互，使地面信号设备和车载ATC系统判定休眠唤醒装置是否可用；
在收到地面信号系统的远程休眠指令时，立即改变与车载ATC和地面信号系统的心跳周期，改为短周期心跳；
在列车处于休眠状态时，与车载ATC和车辆系统无通信，与地面信号系统保持短周期心跳交互，地面信号系统据此判断该装置是否可用；
在列车执行唤醒过程中，接收车载ATC和车辆系统的自检信息，并实时转发给地面信号系统；
在列车唤醒成功后，与车载ATC、地面信号系统的心跳交互变为长周期；
在列车处于非休眠状态下，休眠唤醒装置与车载ATC进行长周期心跳交互，交互内容包括：休眠唤醒装置向车载ATC发送休眠唤醒标识、当前时间；车载ATC向休眠唤醒装置发送当前时间、列车车头和车尾当前位置、列车完整性；
与地面信号设备之间进行长周期心跳交互，交互内容包括：休眠唤醒装置向地面信号系统发送休眠唤醒标识、时间；地面信号系统向休眠唤醒装置发送当前时间；
在列车处于非休眠状状态下，测速测距单元的信息同时向车载ATC系统和休眠唤醒装置发送，但休眠唤醒装置不处理来自测速测距单元的信息；
在收到地面信号系统的远程休眠指令后，休眠唤醒装置与车载ATC之间进行短周期心跳交互，交互内容包括：休眠唤醒装置向车载ATC发送休眠唤醒标识、当前时间；车载ATC向休眠唤醒装置发送当前时间、列车车头和车尾当前位置、列车完整性、与车辆系统通信状态；
与地面信号设备之间进行短周期心跳交互，交互内容包括：休眠唤醒装置向地面信号系统发送休眠过程状态、时间；地面信号系统向休眠唤醒装置发送当前时间。
2.根据权利要求1所述的灵活编组列车休眠唤醒装置，其特征在于：休眠唤醒装置、测速测距单元、通信单元使用不间断电源，在列车休眠期间仍保持工作；车载ATC软件和硬件上电自启动。
3.根据权利要求2所述的灵活编组列车休眠唤醒装置，其特征在于：休眠唤醒装置仅在整列车下电或解编时处于断电状态，清除所有记录信息，不与任何设备发生信息交互；仅在整列车重新上电或编组后，须人工重新确定车载ATC的激活端。
4.根据权利要求1所述的灵活编组列车休眠唤醒装置，其特征在于：在列车休眠时发生移动，列车唤醒成功后位置校验不成功时，休眠唤醒装置向车载ATC、地面信号系统发送列车休眠时移动信息，地面信号系统监控界面弹出对话框提示人工确认列车头部方向。
5.根据权利要求1所述的灵活编组列车休眠唤醒装置，其特征在于：在列车处于非休眠状态下，每个心跳周期包含与地面信号设备和与车载ATC系统两部分心跳信息，并且每一个心跳周期内与车载ATC完成心跳交互再与地面信号系统进行心跳交互。
6.根据权利要求5所述的灵活编组列车休眠唤醒装置，其特征在于：在列车处于非休眠状态下，地面信号设备和车载ATC系统始终保存每列车的最新一条来自休眠唤醒装置的心跳信息，休眠唤醒装置始终保存列车最新的位置信息。
7.根据权利要求1所述的灵活编组列车休眠唤醒装置，其特征在于：休眠唤醒装置保留并记录列车休眠前车载ATC最后一条心跳信息，在列车处于休眠状态时，处理来自测速测距单元的信息，并与列车休眠前车载ATC最后一条心跳信息中的列车位置进行比对，判断列车休眠时是否发生移动。
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