CN116353664A - 轨旁列车自动保护系统及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及轨道信号系统技术领域，特别是轨旁列车自动保护系统及可读存储介质。由于本申请提供的轨旁列车自动保护系统将不同的报文信息分配至不同的优先级队列中，并且各优先级队列中报文信息的处理顺序能够适应当前运行线路参数和当前运行场景，使得报文信息的处理顺序更加灵和有针对性，可充分利用轨旁列车自动保护系统的计算资源来满足列车运行的要求，从而提高了轨旁列车自动保护系统的信息处理能力。

Description

轨旁列车自动保护系统及可读存储介质
技术领域
本申请涉及轨道信号系统技术领域，特别是轨旁列车自动保护系统及可读存储介质。
背景技术
列车自动保护系统(Automatic Train Protection，简称：ATP)，亦称列车超速防护系统，其功能为列车超过规定速度时即自动制动。基于通信的ATP子系统的组成包括车载ATP系统和轨旁ATP系统(轨旁列车自动保护系统)。其中，ATP子系统中，基于有线通信的轨旁设备为列控中心、基于无线通信的轨旁设备为区域控制器。
轨旁列车自动保护系统必须处理来自车载ATP系统、ATS系统(Automatic TrainSupervision，列车自动监控系统)和CI系统(computer interlocking，计算机联锁系统)的各种信息，以控制列车的安全间隔并生成报文，以及对列车发布移动授权。
当前的轨旁列车自动保护系统使用FIFO队列(first in first out，先进先出)进行管理，数据包都是按照到达的顺序进行处理的，当系统达到处理容量限制时，所有数据流将被丢弃，限制了轨旁列车自动保护系统的信息处理能力。
发明内容
有鉴于此，本申请提出了轨旁列车自动保护系统及可读存储介质，用以提高轨旁列车自动保护系统处理信息的能力，以满足列车运行的要求。
在本申请提供的轨旁列车自动保护系统中，其配置成：接收来自外部的报文信息；根据报文信息中指示其优先级的报文类型，将接收的报文信息分配至不同的优先级队列中；确定在当前运行线路参数和当前运行场景下各优先级队列中报文信息的处理顺序；基于对这些报文信息的处理结果，向外发布报文信息。
从上述方案中可以看出，由于本申请提供的轨旁列车自动保护系统将不同的报文信息分配至不同的优先级队列中，并且各优先级队列中报文信息的处理顺序能够适应当前运行线路参数和当前运行场景，使得报文信息的处理顺序更加灵和有针对性，可充分利用轨旁列车自动保护系统的计算资源来满足列车运行的要求，从而提高了轨旁列车自动保护系统的信息处理能力。
在上述实施例提供的轨旁列车自动保护系统的优选的实施方式中，确定报文信息的处理顺序包括：先处理优先级较高的队列中的报文信息，当优先级较高的队列中的报文信息处理完毕后再处理优先级较低的下一个队列中的报文信息；或者，根据不同优先级队列中的报文信息的数量，调整各优先级队列报文信息处理的数量或处理时间的权重，并根据该权重的分配按照队列的优先级来处理报文信息。
在上述实施例提供的轨旁列车自动保护系统的优选的实施方式中，一部分报文信息按照第一处理顺序进入第一新数据队列，而另一部分报文信息按照第二处理顺序进入第二新数据队列，且各个新数据队列中的报文信息按照处理数量或处理时间的比例轮流进入处理队列中以进行处理。
在另一种实施方式中，确定报文信息的处理顺序还包括：一部分报文信息按照第一处理顺序进入第一新数据队列，而另一部分报文信息按照第二处理顺序进入第二新数据队列，且各个新数据队列中的报文信息按照新队列的优先级进入处理队列中以进行处理。
在上述实施例提供的轨旁列车自动保护系统的优选的实施方式中，针对特定运行线路参数和特定运行场景下，根据各优先级队列中报文信息的数量的不同情况，确定报文信息的处理顺序利用了机器学习的结果；其中，在进行机器学习的过程中，当报文信息的处理满足延时阈值的要求、列车按计划运行的要求及处理系统出现处理极限的频率阈值的要求中至少之一时，机器学习停止；否则，需要重新调整报文信息的优先级或处理顺序规则来继续进行学习，并使得报文信息的处理顺序符合各类报文信息发生的周期性规律。
在上述实施例提供的轨旁列车自动保护系统的优选的实施方式中，包括一个可配置接口，以使人工通过该可配置接口来设定至少部分报文信息的优先级或处理顺序。
在上述实施例提供的轨旁列车自动保护系统的优选的实施方式中，根据不同的运行场景，可为同一报文信息确定不同的优先级，以满足不同的运行场景对报文信息的处理需求；并且/或者，结合各类报文信息发生的周期性规律来调整报文信息的优先级或处理顺序。
在上述实施例提供的轨旁列车自动保护系统的优选的实施方式中，当列车在接近区域时，将处于较低优先级队列中的列车任务相关的报文信息调整为最高优先级或立即处理，以满足列车驶近车站的场景中报文信息的处理需求。
在上述实施例提供的轨旁列车自动保护系统的优选的实施方式中，针对不同的运行线路参数，可确定不同的报文信息的处理顺序，以满足不同的运行线路对报文信息的处理需求。
在上述实施例提供的轨旁列车自动保护系统的优选的实施方式中，所述报文信息的实时性越强，该报文信息的优先级越高；以及，安全相关的报文信息的优先级高于非安全相关的报文信息。
在上述实施例提供的轨旁列车自动保护系统的优选的实施方式中，将来自列车自动监控系统的安全指令报文信息设置为最高优先级，将列车位置相关的报文信息和联锁元件相关的报文信息设置为次优先级，将非安全相关的列车任务的报文信息设置为最低优先级。
在上述实施例提供的轨旁列车自动保护系统的优选的实施方式中，所述安全相关的报文信息包括：车载位置报告、轨旁屏蔽门的状态信息、列车自动监控系统对屏蔽门的控制信息以及来自列车自动监测系统的速度控制命令；非安全相关的报文信息包括：列车的运行命令、停车及跳站命令。
最后，本申请还提供了可读存储介质，所述可读存储介质中存储有机器可读指令，所述机器可读指令当被一个机器执行时，所述机器按照上述任一实施方式中所述的轨旁列车自动保护系统的要求运行。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本申请的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本申请的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为本实施例中轨旁列车自动保护系统的报文信息处理流程图；
图2为本实施例中将不同报文信息分配至不同优先级队列的示意图；
图3为本实施例中确定报文信息的处理顺序的机器学习过程的示意图。
其中，附图标记如下：
1-数据源；
21-第一优先级队列；22-第二优先级队列；23-第三优先级队列；
31-第一新数据队列；32-第二新数据队列；33-第三新数据队列；
4-处理队列。
S1-接收来自外部的报文信息；
S2-根据报文信息中指示其优先级的报文类型，将接收的报文信息分配至不同的优先级队列中；
S3-确定在当前运行线路参数和当前运行场景下各优先级队列中报文信息的处理顺序；
S4-基于对这些报文信息的处理结果，向外发布报文信息。
S31-先处理优先级较高的队列中的报文信息，当优先级较高的队列中的报文信息处理完毕后再处理优先级较低的下一个队列中的报文信息；
S32-根据不同优先级队列中的报文信息的数量，调整各优先级队列报文信息处理的数量或处理时间的权重，并根据该权重的分配按照队列的优先级来处理报文信息；
S33-将一部分报文信息的处理顺序用一种方法确定并进入一个新数据队列，而另一部分报文信息的处理顺序用另一种方法确定并进入另一新数据队列，且各个新数据队列按比例配置有处理数量或处理时间；
S01-在进行机器学习的过程中，当报文信息的处理满足延时阈值的要求、列车按计划运行的要求及处理系统出现处理极限的频率阈值的要求中至少之一时，机器学习停止；否则，需要重新调整报文信息的优先级或处理顺序规则来继续进行学习，并使得报文信息的处理顺序符合各类报文信息发生的周期性规律；
S02-针对不同的运行场景，可为同一报文信息确定不同的优先级。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本申请进一步详细说明。
轨旁ATP(Automatic Train Protection)系统(轨旁列车自动保护系统)必须处理来自车载ATP系统、ATS系统(Automatic Train Supervision，列车自动监控系统)和CI系统(computer interlocking，计算机联锁系统)的各种信息，以控制列车的安全间隔并生成报文，以及对列车发布移动授权。轨旁ATP系统的通讯特点是跟其他系统之间是有线通讯和无线通讯并存，系统为安全系统，接受信息有安全信息也有非安全信息。
本实施例提供的轨旁列车自动保护系统提高了轨旁列车自动保护系统处理信息的能力，以满足列车运行的要求。
参照图1，在本实施例提供的轨旁列车自动保护系统中，其配置成：
S1、接收来自外部的报文信息；例如，该外部的报文信息可以为来自车载列车自动保护系统、列车自动监控系统和联锁系统的报文信息。
S2、根据报文信息中指示其优先级的报文类型，将接收的报文信息分配至不同的优先级队列中。
S3、确定在当前运行线路参数和当前运行场景下各优先级队列中报文信息的处理顺序。
S4、基于对这些报文信息的处理结果，向外发布报文信息。
在步骤S4中，轨旁列车自动保护系统向外发布报文信息时，根据报文信息的类型，该报文信息可被列车、列车自动监控系统或联锁系统收到。
结合图2，轨旁ATP系统的数据源1包括车载ATP系统、ATS系统和CI系统。轨旁ATP系统在收到报文信息后根据各报文信息的报文类型，将报文信息分配至不同的优先级队列中，例如，第一优先级队列21、第二优先级队列22和第三优先级队列23，然后根据某个处理顺序规则将来自三个优先级队列的报文信息推送至处理队列4中，轨旁ATP系统实际按照处理队列4中的报文信息进行处理，而不是轨旁ATP系统按照收到报文信息的先后顺序来处理。
从上述方案中可以看出，从上述方案中可以看出，由于本实施例提供的轨旁列车自动保护系统将不同的报文信息分配至不同的优先级队列中，并且各优先级队列中报文信息的处理顺序能够适应当前运行线路参数和当前运行场景，使得报文信息的处理顺序更加灵和有针对性，可充分利用轨旁列车自动保护系统的计算资源来满足列车运行的要求，从而提高了轨旁列车自动保护系统的信息处理能力。
在该实施方式中，关于报文信息的优先级，报文信息的实时性越强，该报文信息的优先级越高。以及，安全相关的报文信息的优先级高于非安全相关的报文信息。例如，可以将来自列车自动监控系统的安全指令报文信息设置为最高优先级，将列车位置相关的报文信息和联锁元件相关的报文信息设置为次优先级，将非安全相关的列车任务的报文信息设置为最低优先级。此外，安全相关的报文信息还包括：车载位置报告、轨旁屏蔽门的状态信息、列车自动监控系统对屏蔽门的控制信息、来自列车自动监测系统的速度控制命令等。非安全相关的报文信息包括：列车的运行命令、停车及跳站命令等。
参照图3，示例性地，在步骤S3中，该轨旁列车自动保护系统确定报文信息的处理顺序可以为：S31、先处理优先级较高的队列中的报文信息，当优先级较高的队列中的报文信息处理完毕后再处理优先级较低的下一个队列中的报文信息。例如，先处理第一优先级队列21中的报文信息至完毕后，在处理第二优先级队列22中的报文信息至完毕，最后处理第三优先级队列23中的报文信息。
在另一种可选的实施方式中，在步骤S3中，该轨旁列车自动保护系统确定报文信息的处理顺序还可以为：S32、根据不同优先级队列中的报文信息的数量，调整各优先级队列报文信息处理的数量或处理时间的权重，并根据该权重的分配按照队列的优先级来处理报文信息。例如，第一优先级队列21和第二优先级队列22按照N:M的权重来处理，即先处理第一优先级队列21中的N个报文信息，再处理第二优先级队列22中的M个报文信息。可选地，也可以先处理第一优先级队列21中的报文信息达到时长N，再处理第二优先级队列22中的报文信息达到时长M。需要说明的是，设置的优先级队列可以至少有两个，也可以有更多，本发明不对优先级队列的个数进行具体限定。
在一种实施方式中，所有报文信息的处理顺序可以相同，例如均按照步骤S31处理或者均按照步骤S32处理。
此外，在另一种可选的实施方式中，可以为在处理一个优先级队列中的报文信息时要处理至完毕，而对其他优先级队列中的报文信息按照报文信息的数量或处理时间的权重来处理。即步骤S31和步骤S32中的报文信息处理顺序规则的混用。示例性地，在步骤S3中，确定报文信息的处理顺序还可以包括：S33、一部分报文信息按照第一处理顺序进入第一新数据队列31，而另一部分报文信息按照第二处理顺序进入第二新数据队列32，且各个新数据队列中的报文信息按照处理数量或处理时间的比例轮流进入处理队列4中以进行处理。此外，新数据队列的数量并不限于两个，例如图3中还形成有第三新数据队列33。
在另一种实施方式中，确定报文信息的处理顺序还包括：一部分报文信息按照第一处理顺序进入第一新数据队列31，而另一部分报文信息按照第二处理顺序进入第二新数据队列32，且各个新数据队列中的报文信息按照新队列的优先级进入处理队列4中以进行处理。即，给新队列赋予优先级，在将优先级较高的新队列中的报文信息处理完之后，再处理优先级较低的新队列中的报文信息。
此外，虽然在图3处理队列的层数是三层，但具体实施时数据队列的层数可以只有两层，也可以有三层以上。
在上述实施例提供的轨旁列车自动保护系统的优选的实施方式中，针对特定运行线路参数和特定运行场景下，根据各优先级队列中报文信息的数量的不同情况，确定报文信息的处理顺序利用了机器学习的结果。例如，参照图3中的步骤S01、在进行机器学习的过程中，当报文信息的处理满足延时阈值的要求、列车按计划运行的要求及处理系统出现处理极限的频率阈值的要求中至少之一时，机器学习停止；否则，需要重新调整报文信息的优先级或处理顺序规则来继续进行学习，并使得报文信息的处理顺序符合各类报文信息发生的周期性规律。
在该实施方式中，针对特定运行线路参数和特定运行场景进行机器学习，能够使得轨旁列车自动保护系统能更好的适应该特定运行线路和运行场景并发挥强大的性能。
例如，参照图3中的S02，轨旁列车自动保护系统能够根据不同的运行场景，可为同一报文信息确定不同的优先级，以满足不同的运行场景对报文信息的处理需求。在一种实施方式中，当列车在接近区域时，将处于较低优先级队列中的列车任务相关的报文信息调整为最高优先级或立即处理，以满足列车驶近车站的场景中报文信息的处理需求。
再如，该轨旁列车自动保护系统可以针对不同的运行线路参数，可确定不同的报文信息的处理顺序，以满足不同的运行线路对报文信息的处理需求。
此外，还可以结合各类报文信息的周期规律来调整报文信息的优先级或处理顺序。例如，可以结合报文信息发生的周期性规律，进行前述的机器学习。从而进一步提高该轨旁列车自动保护系统的报文信息的处理效果。在一种实施方式中，包括一个可配置接口，以使人工通过该可配置接口来设定至少部分报文信息的优先级或处理顺序。如此，能够减少机器学习的次数和所需时间，提高机器学习的效率。
需要说明的是，在不偏离本实施例的基本原理的前提下，本领域技术人员可以对上述步骤进行组合、拆分及调换顺序，如此修改后的实施范式并没有改变本实施例的基本构思，因此也落入本发明的保护范围之内。
最后，本申请还提供了可读存储介质，所述可读存储介质中存储有机器可读指令，所述机器可读指令当被一个机器执行时，所述机器按照上述任一实施方式中所述的轨旁列车自动保护系统的要求运行。
在这种情况下，从存储介质读取的计算机指令本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此计算机指令和存储计算机指令的存储介质构成了本发明的一部分。用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载计算机指令。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的计算机指令写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于计算机指令的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
本申请涉及轨道信号系统技术领域，特别是轨旁列车自动保护系统及可读存储介质。由于本申请提供的轨旁列车自动保护系统将不同的报文信息分配至不同的优先级队列中，并且各优先级队列中报文信息的处理顺序能够适应当前运行线路参数和当前运行场景，使得报文信息的处理顺序更加灵和有针对性，可充分利用轨旁列车自动保护系统的计算资源来满足列车运行的要求，从而提高了轨旁列车自动保护系统的信息处理能力。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。本专利申请中关于人的名词和代词不限于具体性别。

Claims (12)

1.轨旁列车自动保护系统，其特征在于，其配置成：
接收来自外部的报文信息(S1)；
根据报文信息中指示其优先级的报文类型，将接收的报文信息分配至不同的优先级队列中(S2)；
确定在当前运行线路参数和当前运行场景下各优先级队列中报文信息的处理顺序(S3)；
基于对这些报文信息的处理结果，向外发布报文信息(S4)。
2.根据权利要求1所述的轨旁列车自动保护系统，其特征在于，确定报文信息的处理顺序包括：
先处理优先级较高的队列中的报文信息，当优先级较高的队列中的报文信息处理完毕后再处理优先级较低的下一个队列中的报文信息(S31)；或者，
根据不同优先级队列中的报文信息的数量，调整各优先级队列报文信息处理的数量或处理时间的权重，并根据该权重的分配按照队列的优先级来处理报文信息(S32)。
3.根据权利要求2所述的轨旁列车自动保护系统，其特征在于，确定报文信息的处理顺序还包括：一部分报文信息按照第一处理顺序进入第一新数据队列(31)，而另一部分报文信息按照第二处理顺序进入第二新数据队列(32)，且各个新数据队列中的报文信息按照处理数量或处理时间的比例轮流进入处理队列(4)中以进行处理(S33)；或者，
确定报文信息的处理顺序还包括：一部分报文信息按照第一处理顺序进入第一新数据队列(31)，而另一部分报文信息按照第二处理顺序进入第二新数据队列(32)，且各个新数据队列中的报文信息按照新队列的优先级进入处理队列(4)中以进行处理。
4.根据权利要求1所述的轨旁列车自动保护系统，其特征在于，针对特定运行线路参数和特定运行场景下，根据各优先级队列中报文信息的数量的不同情况，确定报文信息的处理顺序利用了机器学习的结果；其中，
在进行机器学习的过程中，当报文信息的处理满足延时阈值的要求、列车按计划运行的要求及处理系统出现处理极限的频率阈值的要求中至少之一时，机器学习停止；否则，需要重新调整报文信息的优先级或处理顺序规则来继续进行学习，并使得报文信息的处理顺序符合各类报文信息发生的周期性规律(S01)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轨旁列车自动保护系统，其特征在于，包括一个可配置接口，以使人工通过该可配置接口来设定至少部分报文信息的优先级或处理顺序。
6.根据权利要求1所述的轨旁列车自动保护系统，其特征在于，针对不同的运行场景，可为同一报文信息确定不同的优先级(S02)；并且/或者，
结合各类报文信息发生的周期性规律来调整报文信息的优先级或处理顺序。
7.根据权利要求6所述的轨旁列车自动保护系统，其特征在于，当列车在接近区域时，将处于较低优先级队列中的列车任务相关的报文信息调整为最高优先级或立即处理，以满足列车驶近车站的场景中报文信息的处理需求。
8.根据权利要求1所述的轨旁列车自动保护系统，其特征在于，针对不同的运行线路参数，可确定不同的报文信息的处理顺序。
9.根据权利要求1所述的轨旁列车自动保护系统，其特征在于，所述报文信息的实时性越强，该报文信息的优先级越高；以及，
安全相关的报文信息的优先级高于非安全相关的报文信息。
10.根据权利要求9所述的轨旁列车自动保护系统，其特征在于，将来自列车自动监控系统的安全指令报文信息设置为最高优先级，将列车位置相关的报文信息和联锁元件相关的报文信息设置为次优先级，将非安全相关的列车任务的报文信息设置为最低优先级。
11.根据权利要求9所述的轨旁列车自动保护系统，其特征在于，所述安全相关的报文信息包括：车载位置报告、轨旁屏蔽门的状态信息、列车自动监控系统对屏蔽门的控制信息、来自列车自动监测系统的速度控制命令；
非安全相关的报文信息包括：列车的运行命令、停车及跳站命令。
12.可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有机器可读指令，所述机器可读指令当被一个机器执行时，所述机器按照权利要求1至11中任一项所述的轨旁列车自动保护系统的要求运行。
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