CN115214753A - 一种在ctcs-2级线路兼容运行的增强型lkj - Google Patents

Abstract

本发明的在C2级线路兼容运行的增强型LKJ，从BTM接收应答器报文信息，C2级线路运行时，兼容使用C2级线路应答器组；在车载基础数据中增加应答器索引表和应答器数据项；应答器数据项写入车载基础数据对应的信号机数据后方；增强型LKJ收到地面应答器组后，通过应答器索引表确定唯一数据地址，根据获取的数据地址调取应答器数据项中相应信息和线路数据执行控车。本发明技术优势如下：增强型LKJ可以在C2级线路控车运行，兼容使用C2级线路应答器，实现列车定位和位置校正、临时限速监控、等级转换，以及实现交路号、车站号、股道号、支线号等自动选取功能。

Description

一种在CTCS-2级线路兼容运行的增强型LKJ

技术领域

本发明属于列车运行控制系统领域，具体涉及一种在CTCS-2(以下简称C2)级线路兼容控车运行的监控装置增强型LKJ设备。

技术背景

LKJ(列车运行监控装置)防止列车冒进信号和超速运行，是保证列车安全运行、提高运输效率的重要行车系统。

发明“CN 113120041 A一种增强既有线C0系统安全的列车运行控制系统”，发明一种增强型系统，即在既有CTCS-0(以下简称C0)级列控系统基础上通过加装点式传输设备，消除大量司机操作的不安全项，从而实现安全控车的列控系统CTCS-S(以下简称CS)系统，此系统优先利用既有普速铁路，可满足应用于既有线铁路安全控车、开行市域(郊)列车等需求。

但装备CS列控车载设备的列车运行到C2级线路时，不能兼容使用C2级线路应答器数据，只能降级到C0级功能运行，仍需要司机执行大量人工操作，如人工输入车站号、监控交路号、股道号、支线号等，人工开车对标和调整车位等，根据IC卡临时限速揭示信息执行临时限速等，仍存在列车超速、冒进信号的安全隐患和风险。

针对以上情况，需要发明一种可在C2级线路兼容控车运行的增强型LKJ设备，能够兼容使用C2级线路的应答器数据，监控列车在不同等级线路兼容运行，满足互联互通原则，并利用C2级线路应答器数据减少大量的人工操作，消除人工操作导致的安全隐患，监控列车安全运行。

发明内容

本发明提供一种增强型LKJ设备，在既有LKJ基础上，利用获取的地面应答器数据，自动完成列车定位、等级转换、股道号设置、支线号设置、临时限速监控等安全控制功能；能够兼容使用C2级线路应答器数据，监控列车在C2级线路安全运行。

本发明提供一种C2级线路兼容运行的增强型LKJ，从BTM接收应答器报文信息，所述增强型LKJ在C2级线路运行时，兼容使用C2级线路应答器组；

所述增强型LKJ在车载基础数据中增加应答器索引表和应答器数据项；所述应答器数据项对应线路上的应答器组，写入车载基础数据对应的信号机数据后方；

所述增强型LKJ收到地面应答器组后，通过应答器索引表中应答器编号、经过应答器方向、应答器所在数据方向确定唯一数据地址，根据获取的数据地址调取所述应答器数据项中相应信息和线路数据执行控车；

所述增强型LKJ在C2级线路运行时，若接收到的地面应答器报文中包含特定的应答器信息包，则根据该应答器信息包内容同时结合使用LKJ基础数据执行接发车控制、支线转移或临时限速控车。

本发明技术优势如下：增强型LKJ可以在C2级线路控车运行，兼容使用C2级线路应答器，实现列车定位和位置校正、临时限速监控、等级转换，以及实现交路号、车站号、股道号、支线号等自动选取功能，解决LKJ设备缺乏地面系统支持，安全控制信息不足，在C2级线路运行仍需司机人工输入交路号、车站号、开车对标、股道号、支线号以及人工调整车位等不安全项。

附图说明

[1]图1增强型LKJ系统结构示意图

[2]图2等级转换场景示意图

[3]图3侧线接车进站识别接车股道示意图

[4]图4临时限速场景示意图

[5]图5发车方向不唯一时识别支线示意图

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于技术人员进一步理解本发明，实施例仅为示意性，不应理解为对本发明的任何形式的限制。应该指出的是，对于技术人员在未脱离本发明构思的前提下，做出的任何变形和改进，都属于本发明的保护范围。

本申请公开了一种增强型LKJ(列车运行监控装置)，其通过串口或扩展CAN总线接口与BTM设备通信，从BTM设备接收到应答器报文信息，如图1所示。

本发明的增强型LKJ，在既有LKJ设备基础上，在满足线路数据集中存储原则的同时，使用地面应答器数据监控列车运行。

本发明的增强型LKJ具备在C2、CS和C0级线路监控列车安全运行的功能：1)在CS和C2级线路监控列车安全运行时，在使用车载集中存储的线路数据基础上，结合获取的地面应答器数据和轨道电路信息，完成列车定位和位置校正、临时限速、等级转换、交路号、车站号、股道号、支线号等自动选取功能；2)在C2级线路监控列车安全运行时，能兼容使用C2级线路已安装的应答器组和定义的应答器信息包，无需对应答器组及应答器信息做任何改动；3)在C0区段监控列车运行时与既有LKJ设备相同，使用车载集中存储的数据和轨道电路信息监控列车运行。

CS级为一种对既有线设备功能增强，通过在既有线上加装点式传输设备实现地面数据传输到车载设备，车载设备通过获取的点式信息以及集中存储的车载设备实现列车定位和位置校正、临时限速、等级转换、交路号、车站号、股道号、支线号等的自动选取等功能。

增强型LKJ满足动车组和机车运用需求。

本发明的增强型LKJ包括两种运用等级模式：1)C0级与既有LKJ设备相同，使用车载集中存储的数据监控列车运行；2)CS级可用于地面和车载均安装点式传输设备，能获取地面数据，结合车载数据共同监控列车运行；增强型LKJ的CS级分为两种状态：运行于CS级线路为CS状态，运行于C2级线路为C2状态。增强型LKJ两种等级运用可通过在开车前参数设置选择，或者在收到等级转换应答器时切换到对应等级。

增强型LKJ在C2级线路运行时，兼容使用C2级线路应答器组。

增强型LKJ在基础数据中增加应答器索引表和应答器数据项，应答器索引表以应答器组为单位进行记录，包括应答器编号、应答器用途、经过应答器方向、应答器所在数据方向以及应答器组所在车载数据中的地址；应答器数据项对应线路上的应答器组，写入LKJ基础数据对应的信号机数据后方，包含应答器编号、越过距离、里程、链接失败时增强型LKJ反应、股道号等信息。

增强型LKJ收到地面应答器组后，通过应答器索引表中应答器编号、经过应答器方向、应答器所在数据方向确定唯一数据地址，根据获取的数据地址调取应答器数据项中相应信息和线路数据信息执行控车。

C2级线路应答器组写入车载LKJ基础数据应答器索引表和应答器数据项按如下方式处理：

C2车站进站信号机应答器组对应设置为CS进站信号机应答器组【JZ】/【FJZ】；

C2车站股道出站信号机组对应设置为CS出站信号机组【CZ】/【FCZ】；

C2区间等级转换应答器组【YG0-2】、【YG2-0】和【ZX0-2】、【ZX2-0】分别对应设置为等级转换应答器组【ZX1】和【ZX2】；

C0车站向C2区域方向进站信号机应答器组【CZ-C0】和【FCZ-C0】、C2区段中继站【ZJ1】、【ZJ2】、进路应答器组【JL】和大号码道岔【DD】写入基础数据文件；

C2区间应答器组【Q】，设置为CS定位应答器组【DW】，可全部写入LKJ基础数据，亦可根据运营需求写入部分区间应答器，此时需满足每丢失一组应答器后，列车在收到下一组应答器之前，测距误差精度满足安全控车要求。

根据实际运行需求和功能扩展需求，可根据实际应用调整应答器组写入LKJ基础数据的原则。

增强型LKJ在C2级线路运行时，除上述已写入的LKJ基础数据中的应答器信息外，若接收到的地面应答器报文中包含以下应答器信息包，则增强型LKJ需同时使用二者信息执行控车：

1)【ETCS-5】：应答器链接信息包，根据其定义的前方应答器组编号和位置进行股道号和支线号选取(仅在车站或线路所选取需要选取股道或支线时使用)；

2)【ETCS-44】：CTCS信息包

3)【ETCS-132】调车危险信息包、【ETCS-137】目视行车危险信息包和【CTCS-5】绝对停车危险信息包：增强型LKJ接收到以上信息包判定有效时采取对应定义的反应。

4)【CTCS-2】：应答器临时限速信息包，其定义应答器组管辖范围内的临时限速信息，包括临时限速区段有效长度、到临时限速区段的距离、临时限速区段长度和临时限速值等信息，增强型LKJ根据接收到的信息监控列车通过临时限速区段；

5)【CTCS-4】：使用大号码道岔信息包描述的前方侧向允许速度；

6)根据实际运行需求和功能扩展需求，可根据实际调整应答器信息包使用范围和规则，例如当与ATO结合执行车门站台门联动情况，可使用【CTCS-13】定义的停车位置和站台门侧等相关信息。

增强型LKJ兼容使用C2级线路应答器组实现列车定位和位置校正功能，增强型LKJ获取地面应答器数据，解析出应答器编号及结合通过应答器方向，在LKJ基础数据中查找对应应答器地址，调用对应线路基础数据数据，完成列车位置定位和校正等功能。

增强型LKJ兼容使用C2区段出站信号机应答器组【CZ】，直接利用应答器组实现始发控制，通过解析应答器组编号和通过应答器组方向实现调用股道的发车数据及其后方的区间数据，实现列车定位、线路数据调用等功能。当为列车始发运行时，可利用出站信号机应答器组实现开车对标、自动识别交路号、车站号等功能；当为侧线发车运行时，若出站信号机应答器组丢失或收到默认报文，则增强型LKJ使用已存储的线路基础数据继续监控列车运行，而相同情况下，当为C2级列控车载ATP设备监控列车运行，因缺少前方线路数据触发制动降级运行，影响行车效率。

增强型LKJ兼容使用C2进站信号机应答器组【JZ】和进路信号机应答器组【JL】，在侧线接车进站时，使用【JZ】/【JL】中的应答器信息包【ETCS-5】包链接的前方应答器来识别接车股道；当【JZ】/【JL】应答器组丢失或发送默认报文时，增强型LKJ可利用车载LKJ基础数据中已定义的缺省股道信息限速条件继续接车进站；而相同情况下，C2级列控车载设备ATP监控列车运行时，因缺少前方线路数据，需转入降级模式运行并同时输出制动直到停车；由此在【JZ】/【JL】应答器组异常情况下，增强型LKJ监控列车接车进站效率明显高于列控车载设备ATP控车，且未引入安全隐患。

增强型LKJ兼容使用C2区段进站信号机应答器组、出站信号机应答器组、进路信号机应答器中的应答器信息包【ETCS-5】来识别线路或车站多方向接发车的进路方向，当前方进路存在支线情况时，增强型LKJ通过【ETCS-5】链接的前方应答器组识别支线，调用对应的支线线路数据监控列车安全运行。

增强型LKJ设备兼容使用C2区段中继应答器组【ZJ1】/【ZJ2】、进站信号机应答器组【JZ】【FJZ】、出站信号机应答器组【CZ】【FCZ】和C0车站应答器组【CZ-C0】【FCZ-C0】的应答器临时限速信息包【CTCS-2】，增强型LKJ设备在C2区段临时限速处理遵循以下原则：

1)利用上述有源应答器发送的临时限速信息包【CTCS-2】执行临时限速监控；同时利用IC卡临时限速揭示信息执行临时限速监控；当二者有重叠区域且限速值不一致时，取最不利限速信息执行临时限速监控。

2)在【CTCS-2】定义的临时限速信息有效区段外，应答器临时限速应按照最低值45km/h执行监控。

3)区间或车站正线临时限速冗余覆盖，当一组有源应答器组丢失或发送默认报文，增强型LKJ应继续使用已存储的应答器组临时限速信息。

4)侧线接车进站时，当增强型LKJ在接近区段收到U2和UU码后，应将进站信号机后方闭塞分区应答器临时限速值设置为45km/h，越过【JZ】应答器组后使用【JZ】应答器组临时限速信息，当【JZ】应答器组丢失或发送默认报文时，增强型LKJ继续采用应答器临时限速最低值45km/h监控列车运行；当增强型LKJ在接近区段收到U2S和UUS码后，应将进站信号机后方闭塞分区应答器临时限速设置为80km/h，列车越过【JZ】应答器组后使用【JZ】应答器组临时限速信息，当【JZ】应答器组丢失或发送默认报文时，增强型LKJ继续采用应答器临时限速值80km/h监控列车运行；当增强型LKJ在接近区段收到U2S和UUS码和【DD】应答器组，则应将进站信号机后方闭塞分区应答器临时限速设置为【DD】应答器组对应的限速信息，列车越过【JZ】应答器组后使用【JZ】应答器组临时限速信息，当【JZ】应答器组丢失或发送默认报文时，增强型LKJ继续采用【DD】应答器组定义的限速值做为应答器临时限速值监控列车运行。

5)侧线发车出站时，列车越过【CZ】或【FCZ】应答器组后应使用【CZ】或【FCZ】描述的临时限速信息；当【CZ】或【FCZ】应答器组丢失或者发送默认报文时：若发车股道发UU码信号，增强型LKJ采用应答器临时限速最低值45km/h监控列车运行；若发车股道发UUS码信号，增强型LKJ采用应答器临时限速值80km/h监控列车运行。

增强型LKJ兼容使用C2级区段大号码道岔应答器组【DD】中的【CTCS-4】信息包，增强型LKJ在接近区段收到【CTCS-4】信息包，应将对应大号码道岔侧线进路允许速度设置为【CTCS-4】中描述的允许速度；当增强型LKJ在接近区段接收到U2S/UUS码信号时，如未接收到大号码道岔信息，则在侧线进路使用126G数据(LKJ基础数据中定义的当机车信号为UUS码时的缺省股道信息)监控列车进站。

增强型LKJ兼容使用C2区段等级转换预告应答器组【YG0/2】【YG2/0】和执行应答器组【ZX0/2】【ZX2/0】，在LKJ基础数据应答器数据项中定义为等级转换应答器组【ZX1】和【ZX2】，如图2所示，【YG0/2】【YG2/0】LKJ基础数据中定义为【ZX1】，【ZX0/2】【ZX2/0】LKJ基础数据中定义为【ZX2】。

1)CS/C2等级转换分为以下两种情况：

从CS区段至C2区段，列车越过C0站应答器组，增强型LKJ接收到应答器组【CZ-C01】或【CZ-C02】报文，利用应答器组确定列车位置，获取临时限速信息包【CTCS-2】；列车越过执行应答器组，增强型LKJ接收到应答器组【ZX1】或【ZX2】报文，从应答器数据项获取到CS至C2等级转换信息，执行从CS区段至C2区段的状态转换，即状态转换为CS等级C2区段状态。

从C2区段至CS区段，列车越过执行应答器组，增强型LKJ接收到应答器组【ZX1】或【ZX2】报文，从应答器数据项获取到C2至CS等级转换信息，执行从C2区段至CS区段的状态转换，即状态转换为CS等级CS区段状态。

2)C0/C2等级转换分为以下两种情况：

从C0区段至C2区段，列车越过C0站应答器组，增强型LKJ接收到应答器组【CZ-C01】或【CZ-C02】报文，利用应答器组确定列车位置，获取临时限速信息包【CTCS-2】；列车越过等级转换应答器组，增强型LKJ接收到应答器组【ZX1】或【ZX2】报文，从LKJ基础数据中应答器数据项获取到C0至C2等级转换信息，执行从C0等级至CS等级(C2区段状态)的等级转换。

从C2区段至C0区段，列车越过等级转换应答器组，增强型LKJ接收到应答器组【ZX1】或【ZX2】报文，从LKJ基础数据中应答器数据项获取到C2至C0等级转换信息，执行从CS等级(C2区段状态)至C0等级的等级转换。

实施例一：C2级车站侧线接车时增强型LKJ识别接车股道

增强型LKJ在C2级线路监控列车安全运行时，在侧线接车进站时，使用进站应答器组【JZ】中的应答器链接信息包【ETCS-5】包链接的前方应答器来识别接车股道，如图3所示，实现C2区段车站侧线接车控制，具体流程如下：

1)车站联锁排列侧线接车进路，C2车站列控中心向进站信号机应答器组有源应答器发送相应接车进路报文；

2)C2车站接车进路报文包含应答器链接信息包【ETCS-5】，写有接车股道发车信号机应答器组【FCZ】和【CZ】编号信息，该信息为唯一信息；

3)增强型LKJ利用上述链接应答器组编号，在车载基础数据当前进站信号机后方线路数据中查找对应的应答器数据项；

4)通过解析该应答器数据项获取该链接应答器对应的侧线股道号，该侧线股道号即是列车侧线接车股道号；

5)增强型LKJ利用该侧线股道号实现C2车站侧线股道接车控制。

当【JZ】应答器组故障或发送默认报文时，增强型LKJ可利用车载LKJ基础数据中已定义的缺省股道限速条件继续接车进站。

实施例二：C2区段侧线临时限速

C2区段车站侧线接车进路时应答器临时限速有效区段长度为整条进路加80m，如图4所示。

侧线接车时，列车进入二接近区段收到U2码后，增强型LKJ设备按照127G进岔限速和45km/h(应答器临时限速最低值)作为目标速度，计算动态速度曲线监控列车运行。列车进入三接近区段收到UU码后，增强型LKJ设备按照127G接车进路限速、IC卡临时限速揭示信息以及45km/h(应答器临时限速最低值)限速，计算动态速度曲线监控列车运行。当列车运行通过进站信号机应答器组，接收到应答器临时限速信息，根据接车进路限速、应答器临时限速信息包【CTCS-2】限速、IC卡临时限速揭示信息等，计算动态速度曲线。

侧线发车时，增强型LKJ设备按照发车进路限速、应答器临时限速以及IC卡临时限速揭示信息中最不利限速信息生成动态速度曲线监控列车出站。

当进站或者出站应答器组丢失或接收到应答器默认报文，则增强型LKJ继续采用应答器临时限速最低值45km/h监控列车运行。

实施例三：C2级线路发车方向不唯一时识别对应支线

增强型LKJ在C2级线路监控列车安全运行时，当车站发车方向不唯一，车站需办理转线作业，使用出站应答器组【CZ】中的应答器链接信息包【ETCS-5】包链接的前方应答器来识别支线，如图5所示，具体流程如下：

1)车站联锁排列侧线发车进路，C2车站列控中心向出站信号机应答器组有源应答器发送相应发车进路报文；

2)C2车站发车进路报文包含应答器链接信息包【ETCS-5】，写有前方出站口应答器组编号信息，该信息为唯一信息；

3)增强型LKJ利用上述链接应答器组编号，在车载基础数据当前出站信号机后方线路数据中查找对应的应答器数据项；

3)通过解析该应答器数据项获取该链接应答器对应的支线，增强型LKJ调用基础数据中支线转移数据，生成停车点在出站口第一架通过信号机的动态速度曲线监控列车运行。

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 (10)

1.一种在CTCS-2级线路兼容运行的增强型LKJ，从BTM接收应答器报文信息，所述增强型LKJ在C2级线路运行时，兼容使用C2级线路应答器组；

所述增强型LKJ在车载基础数据中增加应答器索引表和应答器数据项；所述应答器数据项对应线路上的应答器组，写入车载基础数据对应的信号机数据后方；

所述增强型LKJ收到地面应答器组后，通过应答器索引表中应答器编号、经过应答器方向、应答器所在数据方向确定唯一数据地址，根据获取的数据地址调取所述应答器数据项中相应信息和线路数据执行控车；

所述增强型LKJ在C2级线路运行时，若接收到的地面应答器报文中包含特定的应答器信息包，则根据该应答器信息包内容同时结合使用LKJ基础数据执行接发车控制、支线转移或临时限速控车。

2.根据权利要求1所述的增强型LKJ，其特征在于，所述增强型LKJ获取地面应答器数据，兼容使用C2区段进站信号机应答器组、出站信号机应答器组、进路信号机应答器中的特定的应答器信息包来识别线路或车站多方向接发车的进路方向；

所述特定的应答器信息包是“ETCS-5”应答器信息包；所述增强型LKJ使用“ETCS-5”应答器信息包来识别线路或车站多方向接发车的进路方向；

当前方进路存在支线情况时，通过“ETCS-5”应答器信息包链接的前方应答器组识别支线，调用对应的支线线路数据监控列车安全运行。

3.根据权利要求2所述的增强型LKJ，其特征在于，当为侧线发车运行时，若出站信号机应答器组丢失或收到默认报文，所述增强型LKJ使用已存储的所述线路数据继续监控列车运行。

4.根据权利要求2所述的增强型LKJ，其特征在于，当应答器组丢失或发送默认报文时，所述增强型LKJ可利用LKJ基础数据中已定义的缺省股道信息限速条件继续接车进站。

5.根据权利要求1所述的增强型LKJ，其特征在于，所述特定的应答器信息包是“CTCS-2”应答器信息包，即应答器临时限速信息包，其定义应答器组管辖范围内的临时限速信息；所述增强型LKJ利用有源应答器发送的“CTCS-2”应答器信息包执行临时限速监控，同时利用IC卡临时限速揭示信息执行临时限速监控。

6.根据权利要求5所述的增强型LKJ，其特征在于，区间或车站正线临时限速覆盖和限速冗余覆盖，当一组有源应答器组丢失或发送默认报文，所述增强型LKJ继续使用已存储的应答器组临时限速信息。

7.根据权利要求1所述的增强型LKJ，其特征在于，所述增强型LKJ包括两种运用等级模式：1)C0级与既有LKJ设备相同，使用车载集中存储的数据监控列车运行；2)CS级可用于地面和车载均安装点式传输设备，能获取地面数据，结合车载数据共同监控列车运行；

所述增强型LKJ的CS级分为两种状态：运行于CS级线路为CS状态，运行于C2级线路为C2状态；

所述两种等级运用可通过在开车前参数设置选择，或者在收到等级转换应答器时切换到对应等级。

8.根据权利要求7所述的增强型LKJ，其特征在于，从CS区段至C2区段，列车越过C0车站应答器组，所述增强型LKJ接收到应答器组报文，利用应答器组确定列车位置，获取“CTCS-2”应答器信息包；

列车越过执行应答器组，所述增强型LKJ接收报文，从应答器数据项获取到CS至C2等级转换信息，执行从CS区段至C2区段的状态转换，即状态转换为CS等级C2区段状态；

从C2区段至CS区段，列车越过执行应答器组，所述增强型LKJ接收到报文，从应答器数据项获取到C2至CS等级转换信息，执行从C2区段至CS区段的状态转换，即状态转换为CS等级CS区段状态。

9.根据权利要求7所述的增强型LKJ，其特征在于，从C0区段至C2区段，列车越过C0车站应答器组，所述增强型LKJ接收到应答器组报文，利用应答器组确定列车位置，获取“CTCS-2”应答器信息包；

列车越过等级转换应答器组，增强型LKJ接收到应答器组报文，从LKJ基础数据中应答器数据项获取到C0至C2等级转换信息，执行从C0等级至CS等级的等级转换；

从C2区段至C0区段，列车越过等级转换应答器组，增强型LKJ接收到应答器组报文，从LKJ基础数据中应答器数据项获取到C2至C0等级转换信息，执行从CS等级至C0等级的等级转换。

10.根据权利要求1所述的增强型LKJ，其特征在于，所述增强型LKJ兼容使用C2级线路应答器组实现列车定位和位置校正功能，所述增强型LKJ获取地面应答器数据，解析出应答器编号及结合通过应答器方向，在LKJ基础数据中查找对应应答器地址，调用对应线路数据，完成列车位置定位和校正的功能。

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