CN115092207A - 一种适用于增强型lkj的控车用数据 - Google Patents
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Abstract
本发明的适用于增强型LKJ的控车用数据，包括车载的LKJ基础数据和地面的应答器报文；在C0区段，仅从车载主机获取控车用数据；在CS和C2区段，将应答器信息写入LKJ基础数据；在LKJ基础数据中设置了应答器索引信息，在应答器报文中定义了股道号信息包，应答器数据项设置位置改进至紧随信号机数据之后，即位于股道数据之前。本发明的技术优势：(1)CS区段列车始发，通过地面应答器后，可自动调用当前位置前方数据，并且在侧线始发时，可正确调用股道数据进行控车，提升始发效率；(2)CS区段，经过应答器后可以自动定位数据地址，消除司机人工校正的操作；(3)可在C0、CS、C2区段正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及铁路行业的LKJ领域，特别涉及增强型LKJ的控车用数据。
背景技术
当前正处于市域(郊)铁路建设和技术发展的重要机遇期，市域(郊)铁路动车组除公交化运行、互联互通跨线运行需求外，对于优先利用既有普速铁路开行市域(郊)动车组项目，还有投资低、易实施的工程需求，要求既有线列控系统升级改造新增设备数量少，与现有系统接口少，对运营安全影响小，便于组织工程施工等。所以在既有CTCS-0(以下简称C0)级列控系统基础上，研发一套满足市域(郊)铁路需求的列控系统很有必要，特别是应用于利用既有线铁路开行市域(郊)动车组项目，解决公交化运营存在的问题，具有重要的现实意义和市场价值。
既有线C0列控系统是CTCS的组成部分，车载LKJ设备可以防止列车冒进信号、运行超速事故，辅助机车司机提高操纵能力，为保障既有普速铁路安全运行发挥了重要作用。目前使用LKJ设备控车时，列车始发时需要司机人工输入的区段号和车站号，然后 LKJ调用车载基础数据中对应车站后方的数据，人工需要输入的设定参数过多，且存在人工输入错误的风险。侧线股道始发时，由于始发不能获取股道号的原因，只能按最不利速度始发，对侧线始发的列车效率有一定影响。侧线接车时，需人工输入侧线股道号，存在人工输入错误的风险。针对上述既有线C0级列控系统存在的司机操作过多的问题，基于CTCS成熟技术集成创新，提出研究基于地面应答器的市域(郊)列控系统，也即未来普速铁路CTCS-S(以下简称CS)系统研究。
在CTCS-2(以下简称C2)和CTCS-3列控系统中，应答器作为地面向车载的信息载体，具有便于维护，发送信息安全可靠的特点，应用于各大高铁，客专线路上，具有丰富的运用经验。
既有LKJ的控车用数据全部存储在车上。而我司研发的CS系统车载设备增强型LKJ，由于增加了BTM接口用于获取地面应答器信息，其控车用数据增加了应答器数据，所以控车用数据也需改进，从而满足在C0、CS、C2区段上的运用需求。
发明内容
为了满足市域(郊)列控系统中增强型LKJ在CTCS-0、CTCS-S、CTCS-2区段的运用需求，本发明提供一种适用于增强型LKJ的控车用数据。
本发明提供一种适用于增强型LKJ的控车用数据，包括车载的LKJ基础数据和地面的应答器报文，二者共同配合所述增强型LKJ进行数据调用；
在C0区段，所述增强型LKJ仍仅从车载主机获取控车用数据；在CS和C2区段，将应答器信息写入LKJ基础数据，所述控车用数据来自于车载主机和地面应答器；
所述控车用数据改进如下：在LKJ基础数据中设置了应答器索引信息，应答器数据项设置了与列车定位和等级转换相关的数据元素；在应答器报文中定义了股道号信息包，用于车站进出站口应答器发送接车股道号；
所述LKJ基础数据对应答器数据项设置位置改进至紧随信号机数据之后，即位于股道数据之前；
所述应答器报文，与现有CTCS-2和CTCS-3线路报文相比，在CTCS-S区段仅需在进站应答器组中发送股道号信息包，用于所述增强型LKJ进站办理接车进站作业时调用相应股道数据控车。
本发明的技术优势：
(1)CS区段列车始发，通过地面应答器后，增强型LKJ可自动调用当前位置前方数据，并且在侧线始发时，可正确调用股道数据进行控车，提升始发效率；
(2)CS区段增强型LKJ在通常模式下运行时，经过应答器后可以自动定位数据地址，消除司机人工校正的操作；
(3)增强型LKJ可在C0、CS、C2区段正常运行。
附图说明
图1为本发明增强型LKJ控车用数据来源示意图；
图2为本发明LKJ基础数据应答器数据项设置位置示意图；
图3为本发明对LKJ车载基础数据结构改进前后对比图；
图4为本发明CS区段进站应答器组设置示意图；
图5为本发明股道号信息包变量示意图；
图6为本发明CS区段出站应答器组设置示意图；
图7为本发明C0/CS等级转换应答器组设置示意图；
图8为本发明CS区段始发车站应答器设置示意图；
图9为本发明CS区段始发应答器LKJ基础数据编制结果图；
图10为本发明C0、CS、C2区段应答器设置示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不已任何形式限制本发明。应该指出的是，对本领域的普通技术人员来讲，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
本发明对LKJ基础数据的车载基础数据结构及应答器数据项中数据元素进行改进，同时定义地面应答器设置和报文发送原则，使增强型LKJ可使用LKJ基础数据和应答器数据进行控车，消除司机在始发临时控制参数输入、接车股道号输入、及区间位置校正的人工操作。
市域(郊)列控系统充分借鉴CTCS-2级和CTCS-3级列控系统相关技术和设计，仍保持线路基础数据车载集中存储，采用地面应答器接口，增强LKJ设备功能，解决司机介入数据调用和列车定位的问题。CS系统中车载设备增强型LKJ相较于既有LKJ功能做了一定改进，由于增加了BTM接口，控车数据来源也有了变化，如图1所示，增加了从BTM接口获取的应答器报文，为了满足增强型LKJ在C0、CS、C2区段运用，本发明提供一种适用于增强型LKJ的控车用数据。增强型LKJ控车用数据来源如图1所示，在C0区段，增强型LKJ控车用数据仍全部来源于车载主机；在CS和C2区段，增强型LKJ控车用数据来自于车载主机和地面应答器。
其中，对车载主机中存储的LKJ基础数据做了以下改进：
1)将CS和C2区段应答器信息写入LKJ基础数据；
2)对应答器数据项增加了用途、编号及所在数据方向、等级转换标志、链接失败时LKJ采取的措施数据元素，并将数据项位置改进至紧靠信号机或车站信息数据项之后，应答器数据项设置位置如图2所示；此改进可使增强型LKJ侧线始发时按相应股道的出岔限速和出岔距离控制列车出站。应答器数据项设置位置改进后相较于既有LKJ始发仅能使用车站信息中的出岔限速，效率更为提升。
3)车载LKJ基础数据结构增加应答器索引表，改进前后的车载基础数据结构如图3所示；
可以对应答器索引表定义如下表所示：
应答器索引表由表头和应答器信息组成，表头8个字节，存储4组相同数据，每两个字节对应1组数据，每组数据值代表应答器信息组数，例如0700070007000700 代表有7组数据。应答器索引表中每条应答器信息定义如下：
a)应答器索引表以应答器组为单位进行记录。
b)LKJ基础数据中描述过的不同数据地址的应答器组，都应在索引表中有一条对应的记录。
c)应答器信息按大区编号、分区编号、车站号及应答器编号从小到大的顺序存储。
可以对应答器数据项定义如下表所示：
应答器数据项对应线路上的应答器组。应答器数据项应在信号机数据项之后，当信号机数据项后无车站信息数据项时，放置在靠近信号机数据项的位置。当信号机数据项后有车站信息数据项时，放置在车站信息数据项后。应答器数据项按越过距离递增顺序排列。
a)侧线股道号
出站应答器组根据应答器所在股道填写，其他用途默认填0。
b)越过距离
范围在0～65535之间，单位为米(m)。按应答器所在位置里程与单元起点位置里程坐标之差的绝对值填写。遇应答器与信号机单元起点之间存在断链或工务线路变化引起里程不连续，应分别计算并累计。
c)应答器编号
应答器编号由大区编号、分区编号、车站编号、应答器编号共同构成。不体现应答器组内序号。
d)用途
根据应答器实际用途填写。
e)里程
对应应答器组内序号为1的应答器所在里程，范围应在-999.999～4194.303之间。
1)长链标志
选中该项时，表示该应答器组里程处于长链中。长链标志对应里程中的“a”。线路里程出现长链时，长链范围内应设置公里标和百米标。长链公里标的数字应与基本里程数字相同，并在里程数字后面缀以A、B、C…Z、AA、AB…AZ 等，长链百米标应在数字后面缀以小写字母a。
2)重复公里标序号
表示车站信息所属信号机公里标的长链序号。范围在0～30之间。长链序号 1～30对应长链里程的后缀A～AD。对应车站信息的序号栏。当里程在长链内时应勾选长链标志并根据公布资料设置相应长链序号。
f)线路线编号
表示应答器前方信号机所在线路的线编号，范围在0～65535之间。
g)链接失败时LKJ采取的措施
链接失败时LKJ采取的措施包括无反应、常用制动、紧急制动。通常情况下，此项均应填写“无反应”；特殊情况需结合实际情况分析，例如尽头线应答器，此项应填写“紧急制动”。
h)标志信息
1)上行标志
对应应答器所在的工务线路行别。
2)下行标志
对应应答器所在的工务线路行别。
3)三线标志
对应应答器所在的工务线路行别。
4)反向标志
对应应答器所在线路为反向行车经过线路。
5)级间转换标志
应答器用途为线路等级切换时勾选。
6)前方线路等级
填写级间切换后的线路等级。
本发明的应答器设置和报文发送原则：
(1)在CS区段计划办理接车作业的车站进出站口设置有源应答器组，如图4所示，用于向增强型LKJ发送接车股道号信息包，该信息包变量及说明如图5所示；
(2)在CS区段有始发作业的车站正线及到发线出站信号机外方设置无源应答器组，如图6所示，发送空报文；
(3)在CS区段对于站间超过10km的车站，可在适当位置设置无源应答器组，发送空报文；
在C0与CS区域边界设置等级转换应答器组，如图7所示，发送空报文，用于实现增强型LKJ在C0与CS区段之间的等级转换；
本发明的增强型LKJ在C0、CS、C2区段的控车用数据设置如下：
在C0区段，增强型LKJ仍仅从车载主机获取数据；
从C0区段去往CS区段，地面需增设级间转换应答器，如图7所示，并且在LKJ 基础数据中将应答器信息(应答器数据项)写入至对应信号机后，勾选级间转换标志，并选择转换后等级为CS；
在CS区段运用时，控车用数据来自于车载主机和地面应答器，控车用数据中应答器报文，与现有CTCS-2和CTCS-3线路报文相比，在CTCS-S区段仅需在进站应答器组中发送股道号信息包，用于增强型LKJ进站办理接车进站作业时调用相应股道数据控车。所有应答器均不需发送坡度、速度、分相区和轨道区段等线路数据，线路数据沿用既有 LKJ车载基础数据，减少了线路数据变化对应答器报文的维护，且不影响既有LKJ数据换装，而是通过应答器消除司机始发，接车股道号输入以及区间人工校正操作：
(1)通过应答器获取列车始发数据
始发车站出站信号机前需设置无源应答器组，如图6所示，并发送空报文，在LKJ基础数据中将应答器数据项写入至进站信号机数据项后并紧靠信号机。列车始发取消人工输入区段号和车站号，改为通过应答器定位数据。以正向运行为例，列车经过应答器后获取到经过应答器的方向和应答器编号，增强型LKJ获取地址过程如图3所示，首先在LKJ车载基础数据文件头获取到应答器索引表地址，根据应答器编号、经过应答器方向、列车所在数据方向(正向)这3个变量在应答器索引表中获取到唯一数据地址，然后从该数据地址后获取线路数据，如列车侧线始发，可从线路数据中获取到应答器所在股道号，从而实现按股道出岔限速和出岔距离控制列车发车。
(2)通过应答器获取接车股道号
在进站信号机前需设置有源应答器组如图4所示，有源应答器发送股道号信息(如图5所示股道号信息包)给增强型LKJ，取消人工输入股道号。
(3)利用应答器进行校正
在大于10km的区间设置定位应答器组，将应答器信息写入LKJ基础数据，通过应答器可实现自动校正，取消人工校正操作。控车用数据中的应答器报文不需含有链接信息，控车用数据中LKJ基础数据应答器数据项“应答器编号”，“越过距离”，“链接失败后的反应”数据元素即可配合增强型LKJ实现定位功能，最大限度降低了车地耦合。
在CS区段去往C2区段，可利用既有地面的C0/C2级间转换应答器，在LKJ基础数据中将C0/C2级间转换应答器信息写入，勾选级间转换标志，并选择转换后等级为C2；也可仍以CS等级运行，如仍以CS等级在C2区段运行，LKJ基础数据可将C2应答器信息写入，用于列车定位和股道号自动选择。
实施例一 增强型LKJ在CS区段侧线始发作业控车用数据
下面以CS区段某站到发线始发作业为例，介绍增强型LKJ的控车用数据如何制作。
如图8所示，到发线3G存在侧线始发作业。控制用数据制作分为以下步骤：
(1)设置CS区段的应答器
参照本发明应答器设置原则，可在3G的X3出站信号机前20m设置BX3应答器组，BX3可由两个无源应答器组成，组内序号为1的应答器距X3信号机较远。参照C2和C3 的应答器位置表，应答器设置情况如下：
(2)在LKJ基础数据中增加应答器信息
根据应答器所在线路，在LKJ基础数据中找到需增加应答器数据的位置，以发车到下行正向为例，找到下行正向线路数据，定位到该应答器在进站信号机和出站信号机之间，然后仅靠进站信号机后增加点式信息如图9所示，应答器编号、用途、里程、股道号、根据上方位置表填写；因向下行正向发车，先经过BX3组内序号为1的应答器，所以正向通过应答器标志勾选；因增加的应答器数据项在线路下行正向，所以部署在正向线路勾选；工务上下行根据所在线路数据的行别勾选，本例勾选下行；应答器丢失反应选择无反应；本应答器不为级间切换应答器，不勾选.
(3)车载基础数据中增加应答器索引表，示例如下表：
(4)应答器报文制作
BX3组内两无源应答器发送空报文，仅含报文头。
数据制作完毕后，增强型LKJ通过BTM接口获取到BX3报文，得到应答器编号。通过BX3组内应答器报文获取的顺序，得到经过应答器组的方向，此例先收到-1再收到-2，所以经过应答器方向为正向，因往下行正向发车，所以应答器所在数据方向为正向；本发明的增强型LKJ根据应答器编号、经过应答器方向(正向)，应答器所在数据方向(正向)这3个变量在应答器索引表中找到唯一应答器数据地址0x004789D0，从此地址开始组织数据。
实施例二 增强型LKJ在C0/CS/C2区段通过作业控车用数据
下面以图10所示车站为例，图10中的ABCD四个车站中，B站C站以及B站与C站的区间改为CS区段，B站与C站之间间隔大于10km，C站与D站之间既有已铺设ZX0/2 应答器，增强型LKJ在C0区段以C0等级通常模式运行，在CS和C2区段以CS等级通常运行的控车用数据制作步骤：
(1)在CS区段及C0与CS区段分界处增设应答器
在B和C站的进出站口增设JZ和FJZ应答器组，B站与C站区间增设DW应答器组，在C0区段与CS区段分界处增设ZX0/S应答器组，如图10所示。
(2)在LKJ基础数据中增加应答器信息
将增设的应答器写入LKJ基础数据相应信号机数据后方，应答器数据项参照定义填写，其中ZX0/S应答器勾选级间转换标志，并选择转换后等级为CS；CS与C2区段分界处ZX0/2应答器以及C2区段应答器也可写入LKJ基础数据中，用于定位和接车股道号获取。
增强型LKJ在各区段的控车用数据：
在C0区段，增强型LKJ使用车载主机中的基础数据；
在C0区段与CS区段边界，经过地面ZX0/S应答器后，在LKJ车载基础数据中得知此应答器为等级转换应答器并且转换后等级为CS，增强型LKJ转为CS等级。
在CS区段，增强型LKJ控车用数据来自车载主机和地面应答器，通过地面应答器后获取到应答器编号，结合LKJ基础数据中应答器数据位置，校正当前数据。
在CS区段和C2区段边界，本例可将ZX0/2应答器信息写入，级间转换标志不勾选，用于定位。
在C2区段，增强型LKJ仍以CS等级控车，控车用数据来自车载主机的C2线路数据以及地面应答器，地面应答器用于定位，在侧线接车时，增强型LKJ使用C2车站进站应答器中的链接信息，结合车载数据中应答器信息得到接车股道号信息。
以上所述仅为本发明方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种适用于增强型LKJ的控车用数据，包括车载的LKJ基础数据和地面的应答器报文，二者共同配合所述增强型LKJ进行数据调用；
在C0区段，所述增强型LKJ仍仅从车载主机获取控车用数据；在CS和C2区段，将应答器信息写入LKJ基础数据，所述控车用数据来自于车载主机和地面应答器；
所述控车用数据改进如下：在LKJ基础数据中设置了应答器索引信息，应答器数据项设置了与列车定位和等级转换相关的数据元素；在应答器报文中定义了股道号信息包，用于车站进出站口应答器发送接车股道号；
所述LKJ基础数据对应答器数据项设置位置改进至紧随信号机数据之后，即位于股道数据之前；
所述应答器报文，与现有CTCS-2和CTCS-3线路报文相比，在CTCS-S区段仅需在进站应答器组中发送股道号信息包，用于所述增强型LKJ进站办理接车进站作业时调用相应股道数据控车。
2.根据权利要求1所述的控车用数据，其特征在于，所述控车用数据中LKJ基础数据的应答器数据项增加了等级转换标志和转换后等级数据元素，用于所述增强型LKJ在CTCS-0和CTCS-S区段等级转换。
3.根据权利要求1所述的控车用数据，其特征在于，在CTCS-2区段，只需将应答器的编号、用途、越过距离写入LKJ基础数据中，站内应答器须将所在股道号写入，从而配合所述增强型LKJ实现股道号数据自动获取，实现增强型LKJ在CTCS-2区段兼容运行。
4.根据权利要求1所述的控车用数据，其特征在于，在CS区段去往C2区段时，可利用既有地面的C0/C2级间转换应答器，在LKJ基础数据中将C0/C2级间转换应答器信息写入，勾选级间转换标志，并选择转换后等级为C2；也可仍以CS等级控车方式在C2区段运行，此时LKJ基础数据将C2应答器信息写入，用于列车定位和股道号自动选择。
5.根据权利要求1所述的控车用数据，其特征在于，在区间设置定位应答器组，将应答器信息写入LKJ基础数据，通过应答器可实现自动校正，取消人工校正操作，用LKJ基础数据的应答器数据项中的“应答器编号”，“越过距离”，“链接失败后的反应”数据元素即可配合所述增强型LKJ实现定位功能，此时所述控车用数据中的应答器报文不需含有链接信息。
6.根据权利要求1所述的控车用数据，其特征在于，所述控车用数据在现有LKJ基础数据中增加了应答器信息索引表，用于所述增强型LKJ获取到应答器数据后获取数据地址；
所述增强型LKJ获取到一组应答器编号后，得到通过本组应答器的方向，再结合“应答器所在数据方向”在应答器信息索引表中检索出唯一的数据地址，所述增强型LKJ根据该数据地址调用所在地址后的数据。
7.根据权利要求6所述的控车用数据，其特征在于，列车经过应答器组后，获取到应答器编号和经过应答器方向，在LKJ基础数据的应答器索引表中查找应答器数据地址，从此地址开始组织数据，以定位、组织线路数据监控列车运行，实现交路号、车站号、股道号的自动选取，始发自动开车对标，区间车位调整的功能。
8.根据权利要求1所述的控车用数据，其特征在于，所述应答器数据项对应线路上的应答器组，应答器数据项应在信号机数据项之后，当信号机数据项后无车站信息数据项时，放置在靠近信号机数据项的位置；当信号机数据项后有车站信息数据项时，放置在车站信息数据项后。
9.根据权利要求1所述的控车用数据，其特征在于，在CS区段，始发车站出站信号机前需设置无源应答器组，在LKJ基础数据中将应答器数据项写入至进站信号机数据项后并紧靠信号机，列车始发取消人工输入区段号和车站号，改为通过应答器定位数据。
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