CN116125877A - 一种地铁隧道自动冲洗方法、设备及存储介质 - Google Patents

一种地铁隧道自动冲洗方法、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种地铁隧道自动冲洗方法，基于信号自主运行系统TACS实现，方法包括：ATS子系统获取隧道冲洗作业计划并发送至ATC车载控制器；ATC车载控制器根据隧道冲洗作业计划控制冲洗列车加水；ATS子系统设置冲洗列车的工作区域WZ，由轨旁资源管理器WRC将WZ的轨旁资源设置为禁止态；ATS子系统向ATC车载控制器发送进入WZ的任务，ATC车载控制器控制冲洗列车进入WZ并到达隧道冲洗范围的起点；ATC车载控制器控制冲洗列车在隧道冲洗范围内运行并进行隧道冲洗；完成冲洗作业后，ATC车载控制器向ATS子系统反馈作业完成信息。与现有技术相比，本发明实现了隧道冲洗列车及冲洗设备与TACS之间的接口，减少了工作人员的工作量，提高了运营的效率及系统的自动化水平。

Description

一种地铁隧道自动冲洗方法、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及地铁隧道运营技术领域，尤其是涉及一种地铁隧道自动冲洗方法、设备及存储介质。
背景技术
地铁在不断运营的过程中，会在隧道内逐步累积大量的粉尘、碎屑等，随着列车的运行所带来的活塞风，会使上述空气污染物卷起，并弥漫在整个隧道内部，不但影响到列车运营的舒适性，也会随着隧道风机的使用进入车站内，严重影响列车内和车站内的空气质量。因此，地铁运营单位会定期进行地铁隧道的清洗。
现有城市轨道交通线路中，无论是在有人驾驶运营线路还是无人驾驶运营线路，地铁隧道清洗目前主要依靠地铁运营人员人工驾驶地铁隧道冲洗列车，在夜间人工进行隧道冲洗。作业过程如列车加水、列车驾驶并到达作业区域、隧道冲洗、退出作业、二次作业等，均需人工进行作业。这种人工作业方式工作量大且作业复杂，自动化水平低，运营效率低、耗费时间长、人力成本高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种地铁隧道自动冲洗方法、设备及存储介质。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的第一方面，提供一种地铁隧道自动冲洗方法，基于信号自主运行系统TACS实现，所述信号自主运行系统TACS包括轨旁资源管理器WRC，ATS子系统和ATC车载控制器，所述ATC车载控制器安装在地铁隧道冲洗列车上；方法包括：
Step1：ATS子系统获取隧道冲洗作业计划并发送至ATC车载控制器；
Step2：ATC车载控制器根据隧道冲洗作业计划控制冲洗列车加水；
Step3：ATS子系统设置冲洗列车的工作区域WZ，所述工作区域WZ覆盖并大于隧道冲洗作业计划中的隧道冲洗范围，由轨旁资源管理器WRC将所述工作区域WZ的轨旁资源设置为禁止态；
Step4：到达隧道冲洗作业计划的计划开始时间时，ATS子系统向ATC车载控制器发送进入工作区域WZ的任务，ATC车载控制器向轨旁资源管理器WRC申请进入工作区域WZ的轨旁资源，资源申请成功后ATC车载控制器控制冲洗列车进入工作区域WZ并到达隧道冲洗范围的起点；
Step5：ATC车载控制器控制冲洗列车在隧道冲洗范围内运行并进行隧道冲洗；
Step6：完成冲洗作业后，ATC车载控制器向ATS子系统反馈作业完成信息，由轨旁资源管理器WRC将所述工作区域WZ的轨旁资源恢复为正常态。
进一步地，所述步骤Step1中，工作人员在ATS子系统设定隧道冲洗作业计划，所述隧道冲洗作业计划包括：冲洗列车加水时间、冲洗作业的计划起止时间、隧道冲洗范围、隧道冲洗方式、在一次作业未完成后是否二次加水并继续冲洗作业。
进一步地，步骤Step2具体为：ATC车载控制器控制冲洗列车在隧道冲洗作业计划规定的冲洗列车加水时间内运行至加水处自动加水，在规定的冲洗列车加水时间内，若加水完毕，则向ATS子系统反馈加水成功完成，若加水未成功或加水未达到所要求的水位，则向ATS子系统反馈加水失败，并在ATS子系统工作站报警，ATS子系统取消此次作业并提示工作人员人工介入。
进一步地，步骤Step4中，ATC车载控制器控制冲洗列车进入工作区域WZ并到达隧道冲洗范围的起点之前，还包括：
ATC车载控制器控制冲洗列车运行至工作区域WZ的边缘，并向ATS子系统反馈冲洗列车的水位信息；
若冲洗列车的水位信息满足预设置的冲洗作业最低水位，ATS子系统发送隧道冲洗工况给ATC车载控制器，ATC车载控制器控制冲洗列车进入工作区域WZ并到达隧道冲洗范围的起点，否则，ATS子系统发出列车水位过低报警，并提醒工作人员介入。
进一步地，采用主动检测的方式确定冲洗列出的实时位置，即：冲洗列车通过读取位于轨道上的信标或根据自身的测速测距设备来确定冲洗列车的实时位置。
进一步地，隧道冲洗方式包括：顶部冲洗、侧面冲洗、下部冲洗中的任一种或多种。
进一步地，步骤Step5中还包括：
获取冲洗列车的实时位置，根据冲洗列车的位置获取当前隧道的断面形状，根据隧道的断面形状调整冲洗列车上出水管的角度。
进一步地，隧道的断面形状包括但不限于圆形、马蹄形、矩形。
进一步地，步骤Step5中还包括：
在冲洗的过程中，ATC车载控制器实时向ATS子系统反馈冲洗列车的水位信息；
当冲洗列车运行至隧道冲洗范围的终点，水位仍大于等于预设置的冲洗作业最低水位，表明本次冲洗作业已完成；
当冲洗列车运行至隧道冲洗范围的终点前，水位已低于预设置的冲洗作业最低水位，则根据隧道冲洗作业计划中的要求：“在一次作业未完成后是否二次加水并继续冲洗作业”的预设进行随后的作业。
进一步地，若预设为不进行二次加水冲洗，则本次冲洗作业已完成；若预设为进行二次加水冲洗，则ATC车载控制器向轨旁资源管理器WRC申请返回车辆段的轨旁资源，控制冲洗列车加水，并在加水结束后返回上一次冲洗停止地点继续进行冲洗作业，直至完成冲洗作业。
根据本发明的第二方面，提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第一方面所述的方法。
根据本发明的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的方法。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本方法实现了隧道冲洗列车及冲洗设备与信号系统之间的接口，除在编制计划及特殊情况下的报警后需工作人员介入外，其余过程均无需工作人员参与，整个列车安全防护、列车运行、加水、信息反馈、隧道冲洗等均可在无人状态下完成，减少了工作人员的工作量，提高了运营的效率及系统的自动化水平.
(2)同时由于可实现对不同隧道断面的出水管角度自动调整，也可提高隧道冲洗的作业有效率，减少了水资源的浪费，降低了作业成本。
(3)轨旁资源管理器WRC将工作区域WZ的轨旁资源设置为禁止态，禁止除冲洗列车以外的其他列车申请进入此区域的资源，从而保证冲洗作业在进行过程中的作业安全。
附图说明
图1为信号自主运行系统TACS与隧道冲洗列车及冲洗设备之间的示意图；
图2为信号自主运行系统TACS与隧道冲洗列车及冲洗设备之间的接口示意图；
图3为工作区域设置范围及隧道冲洗范围示例；
图4为地铁线路常见隧道断面形状示意图；
图5为隧道冲洗作业判断流程图；
图6为实施例中地铁隧道自动冲洗方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例，本发明的保护范围不限于下述的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。
本说明书提供了如实施例或流程示意图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)或者调整没有时序限制的步骤的执行顺序。
一种地铁隧道自动冲洗方法，本方法所涉及的系统设备如图1所示。基于信号自主运行系统TACS实现，信号自主运行系统TACS包括轨旁资源管理器WRC，ATS子系统和ATC车载控制器等，ATC车载控制器安装在地铁隧道冲洗列车上，以实现与隧道冲洗列车及冲洗设备之间的接口；在这种情况下，原来不具备ATP防护及自动驾驶功能的隧道冲洗列车，在实现与ATC车载控制器的接口后，就可以实现列车的自动驾驶及ATP防护，并与轨旁资源管理器WRC、ATS子系统通信连接，同时可以根据不同的工况、不同的隧道断面类型，采用不同的速度运行并采用不同的隧道冲洗模式。
信号自主运行系统TACS与隧道冲洗列车及冲洗设备间的接口形式如图2所示，其中点线代表硬线接口，实线代表有线网络接口，点划线代表无线网络接口：
具体的，如图6所示，方法包括：
1)工作人员在ATS子系统设定隧道冲洗作业计划，该计划中包括冲洗列车加水时间(起始时间和结束时间、要求水位)、冲洗作业的计划起止时间(该时间应包含冲洗列车出车辆段及在正线范围内的走行时间)、隧道冲洗范围(以公里标为起止点)、在一次作业未完成后是否二次加水并继续冲洗作业、隧道冲洗方式(单独冲洗隧道顶部、侧面还是道床，或者是多个部位同时冲洗)；还可以在ATS子系统设定要求的冲洗列车冲洗作业最低水位，等等。
2)隧道冲洗作业计划经由ATS子系统发送至ATC车载控制器，ATC车载控制器控制冲洗列车在隧道冲洗作业计划规定的冲洗列车加水时间内运行至加水处自动加水，在规定的冲洗列车加水时间内，若加水完毕，则向ATS子系统反馈加水成功完成，若加水未成功或加水未达到所要求的水位，则向ATS子系统反馈加水失败，并在ATS子系统工作站报警，ATS子系统取消此次作业并提示工作人员人工介入。
3)在加水完成后，冲洗列车上电并等待冲洗作业开始。
4)在冲洗作业开始前(如冲洗作业的计划开始时间前20分钟)，ATS子系统基于隧道冲洗范围设置独立的工作区域WZ，如图3所示，此区域应完全覆盖并大于隧道冲洗范围，同时轨旁资源管理器WRC将进入工作区域WZ的轨旁资源设置为禁止态，禁止除冲洗列车以外的其他列车申请进入此区域的资源，从而保证冲洗作业在进行过程中的作业安全。
5)在到达冲洗作业的计划开始时间时，ATS子系统向ATC车载控制器发送进入工作区域WZ的任务，ATC车载控制器向轨旁资源管理器WRC申请进入工作区域WZ的轨旁资源，当冲洗列车所申请的资源被申请成功后，ATC车载控制器根据ATS子系统发送的运行任务控制冲洗列车运行至工作区域WZ范围边缘并向ATS子系统反馈此时的冲洗列车的水位信息。由于TACS系统不再配置计轴或轨道电路等次级检测设备，列车的位置采用主动检测的方式，即列车通过读取位于轨道上的无源信标RB或射频标签及自身的测速测距设备来确定列车此时的实时位置，如图3示例。
6)若水位仍高于所要求的冲洗作业最低水位，ATS子系统发送隧道冲洗工况给冲洗列车的ATC车载控制器，ATC车载控制器控制冲洗列车以10km/h-15km/h的速度进入工作区域WZ并达到冲洗作业范围的起点，否则ATS子系统工作站进行列车水位过低报警，并提醒工作人员介入，以确定是否继续进行冲洗作业还是返回车辆段内进行补水作业。
7)当列车运行至冲洗作业范围的起点后，ATC车载控制器控制冲洗列车以5km/h运行，并根据隧道冲洗作业计划中的隧道冲洗方式(单独冲洗隧道顶部、侧面还是道床，或者是多个部位同时冲洗)，控制冲洗设备的冲洗水管进行顶部冲洗、侧面冲洗、下部冲洗或者是多个方式同时冲洗。
由于地铁隧道断面具有不同的形状，如圆形、马蹄形、矩形等等，因此如果针对不同的隧道形状采用固定角度的隧道冲洗方式，将会导致部分隧道的一些位置冲洗不彻底，从而未达到清洗的目的，而部分隧道的一些位置则过度冲洗，造成水资源浪费。如图4所示，由于隧道冲洗设备大多采用扇形布置冲洗出水管，则圆形隧道区域将得到有效冲洗，而矩形隧道的左、右两个上角，这两个位置将得不到有效冲洗，而马蹄形隧道区域的部分位置将面临过度冲洗。
因此，ATC车载控制器根据列车所处的位置，获取自身电子地图中对应位置的隧道断面类型，ATC车载控制器再通过与冲洗设备的接口从而动态调整出水管的角度，以保证隧道各位置均获得有效冲洗，并充分利用水源。(注：由于不同的隧道冲洗列车其配置的冲洗系统及出水管布置不同，具体的角度调整方式需结合具体车型及不同的隧道断面进行软件配置)
8)在冲洗的过程中，ATC车载控制器实时获取水位信息。
当列车运行至隧道冲洗范围终点，水位仍大于等于所允许冲洗作业的最低水位，表明本次冲洗作业已完成，则ATC车载控制器向轨旁资源管理器WRC申请返回车辆段的轨旁资源，并返回车辆段停车，结束本次冲洗作业；
如图5所示，当列车运行至隧道冲洗范围终点前，水位已低于所允许冲洗作业最低水位，则根据冲洗计划中的要求：“在一次作业未完成后是否二次加水并继续冲洗作业”的预设进行随后的作业，若预设为不进行二次加水冲洗，则ATC车载控制器向轨旁资源管理器WRC申请返回车辆段的轨旁资源，并返回车辆段停车，结束本次冲洗作业；若预设为进行二次加水冲洗，则ATC车载控制器向轨旁资源管理器WRC申请返回车辆段的轨旁资源，并返回车辆段加水，并在加水结束后返回正线隧道，在上一次作业结束地点继续进行冲洗作业，直至完成冲洗作业，随后向轨旁资源管理器WRC申请返回车辆段的轨旁资源，并返回车辆段相应停车股道停稳。
9)在完成冲洗作业后，ATC车载控制器向ATS子系统反馈本次作业已完成，ATS子系统将已经设定好的工作区域WZ解除，轨旁资源管理器将已经禁止的轨旁资源释放，恢复为正常态。
本方法实现了隧道冲洗列车及冲洗设备与信号系统之间的接口，除在编制计划及特殊情况下的报警后需工作人员介入外，其余过程均无需工作人员参与，整个列车安全防护、列车运行、加水、信息反馈、隧道冲洗等均可在无人状态下完成，减少了工作人员的工作量，提高了运营的效率及系统的自动化水平，同时由于可实现对不同隧道断面的出水管角度自动调整，也可提高隧道冲洗的作业有效率，减少了水资源的浪费，降低了作业成本。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序，处理器执行程序时实现上述的冲洗方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现上述的冲洗方法。
本发明电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。
设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如本发明方法。例如，在一些实施例中，本发明方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的本发明方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行本发明方法。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (12)

1.一种地铁隧道自动冲洗方法，其特征在于，基于信号自主运行系统TACS实现，所述信号自主运行系统TACS包括轨旁资源管理器WRC，ATS子系统和ATC车载控制器，所述ATC车载控制器安装在地铁隧道冲洗列车上；方法包括：
Step1：ATS子系统获取隧道冲洗作业计划并发送至ATC车载控制器；
Step2：ATC车载控制器根据隧道冲洗作业计划控制冲洗列车加水；
Step3：ATS子系统设置冲洗列车的工作区域WZ，所述工作区域WZ覆盖并大于隧道冲洗作业计划中的隧道冲洗范围，由轨旁资源管理器WRC将所述工作区域WZ的轨旁资源设置为禁止态；
Step4：到达隧道冲洗作业计划的计划开始时间时，ATS子系统向ATC车载控制器发送进入工作区域WZ的任务，ATC车载控制器向轨旁资源管理器WRC申请进入工作区域WZ的轨旁资源，资源申请成功后ATC车载控制器控制冲洗列车进入工作区域WZ并到达隧道冲洗范围的起点；
Step5：ATC车载控制器控制冲洗列车在隧道冲洗范围内运行并进行隧道冲洗；
Step6：完成冲洗作业后，ATC车载控制器向ATS子系统反馈作业完成信息，由轨旁资源管理器WRC将所述工作区域WZ的轨旁资源恢复为正常态。
2.根据权利要求1所述的一种地铁隧道自动冲洗方法，其特征在于，所述步骤Step1中，工作人员在ATS子系统设定隧道冲洗作业计划，所述隧道冲洗作业计划包括：冲洗列车加水时间、冲洗作业的计划起止时间、隧道冲洗范围、隧道冲洗方式、在一次作业未完成后是否二次加水并继续冲洗作业。
3.根据权利要求2所述的一种地铁隧道自动冲洗方法，其特征在于，步骤Step2具体为：ATC车载控制器控制冲洗列车在隧道冲洗作业计划规定的冲洗列车加水时间内运行至加水处自动加水，在规定的冲洗列车加水时间内，若加水完毕，则向ATS子系统反馈加水成功完成，若加水未成功或加水未达到所要求的水位，则向ATS子系统反馈加水失败，并在ATS子系统工作站报警，ATS子系统取消此次作业并提示工作人员人工介入。
4.根据权利要求1所述的一种地铁隧道自动冲洗方法，其特征在于，步骤Step4中，ATC车载控制器控制冲洗列车进入工作区域WZ并到达隧道冲洗范围的起点之前，还包括：
ATC车载控制器控制冲洗列车运行至工作区域WZ的边缘，并向ATS子系统反馈冲洗列车的水位信息；
若冲洗列车的水位信息满足预设置的冲洗作业最低水位，ATS子系统发送隧道冲洗工况给ATC车载控制器，ATC车载控制器控制冲洗列车进入工作区域WZ并到达隧道冲洗范围的起点，否则，ATS子系统发出列车水位过低报警，并提醒工作人员介入。
5.根据权利要求1所述的一种地铁隧道自动冲洗方法，其特征在于，采用主动检测的方式确定冲洗列出的实时位置，即：冲洗列车通过读取位于轨道上的信标或根据自身的测速测距设备来确定冲洗列车的实时位置。
6.根据权利要求2所述的一种地铁隧道自动冲洗方法，其特征在于，隧道冲洗方式包括：顶部冲洗、侧面冲洗、下部冲洗中的任一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种地铁隧道自动冲洗方法，其特征在于，步骤Step5中还包括：
获取冲洗列车的实时位置，根据冲洗列车的位置获取当前隧道的断面形状，根据隧道的断面形状调整冲洗列车上出水管的角度。
8.根据权利要求7所述的一种地铁隧道自动冲洗方法，其特征在于，隧道的断面形状包括但不限于圆形、马蹄形、矩形。
9.根据权利要求2所述的一种地铁隧道自动冲洗方法，其特征在于，步骤Step5中还包括：
在冲洗的过程中，ATC车载控制器实时向ATS子系统反馈冲洗列车的水位信息；
当冲洗列车运行至隧道冲洗范围的终点，水位仍大于等于预设置的冲洗作业最低水位，表明本次冲洗作业已完成；
当冲洗列车运行至隧道冲洗范围的终点前，水位已低于预设置的冲洗作业最低水位，则根据隧道冲洗作业计划中的要求：“在一次作业未完成后是否二次加水并继续冲洗作业”的预设进行随后的作业。
10.根据权利要求9所述的一种地铁隧道自动冲洗方法，其特征在于，若预设为不进行二次加水冲洗，则本次冲洗作业已完成；若预设为进行二次加水冲洗，则ATC车载控制器向轨旁资源管理器WRC申请返回车辆段的轨旁资源，控制冲洗列车加水，并在加水结束后返回上一次冲洗停止地点继续进行冲洗作业，直至完成冲洗作业。
11.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～10中任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～10中任一项所述的方法。
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