CN116750053A - 一种区间免维护兼容ctcs的列控系统及优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种区间免维护兼容CTCS的列控系统及优化方法，涉及轨道列车信号控制技术领域。本发明列控系统的车载设备增加车车通信处理单元、感知信息处理单元，实地面沿线增加隧道运营管理系统，沿线其他系统感知设备，实现列车在困难区段，减少地面设备的布置，少维护及免维护的运营。新增设备能很好地与既有CTCS系统兼容，实现无缝切换。

Description

一种区间免维护兼容CTCS的列控系统及优化方法

技术领域

本发明涉及轨道列车信号控制技术领域，特别涉及一种区间免维护兼容CTCS的列控系统及优化方法。

背景技术

目前大铁线路基本采用的是CTCS技术标准，建设的大铁路网络，基本分为五级，CTCS-0是由通用机车信号和运行监控记录装置组成。CTCS-1是由主体机车信号和安全型运行监控记录装置组成。这两种制式主要应用在既有的普速铁路，CTCS-2是基于轨道电路和点式应答器相单向传输的列控系统；CTCS-3是基于无线通信平台传输列车控制信息，轨道电路实现列车占用检查。CTCS-4基于无线通信平台传输列车控制信息，取消轨道电路，实现移动闭塞。并且CTCS可以实现向下的兼容。

目前的CTCS列控系统主要是以地面设备为基础，车载通过地面实时上传行车许可，线路数据，指挥列车安全运行，这样的结果就是导致地面及轨旁布置大量设备。在条件比较恶劣区段，少维护，甚至免维护成为一种必然选择，例如川藏铁路，大长隧道、高海拔，要求高速度，因此既有传统CTCS系统无法满足建设需求。

目前CTCS系统主要是以地面为中心展开的，传统的依靠地面的轨道电路、应答器。车站联锁、列控中心等设备无法做到少维护和免维护，因此，一种免维护的兼容CTCS的列控系统需求迫在眉睫。在困难区段，采用以车位主体，地面辅助的形式，能很好的解决此项不足。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种区间免维护兼容CTCS的列控系统及优化方法，在既有CTCS的基础上，车载设备增加车车通信处理单元、感知信息处理单元，使地面沿线增加隧道运营管理系统，沿线其他系统感知设备，实现列车在困难区段，减少地面设备的布置，少维护及免维护的运营。

为实现上述目的，本发明提供一种区间免维护兼容CTCS的列控系统，包括车载设备、车站设备和中心设备，

所述车载设备设置有车车信息处理单元及感知信息处理单元，车车信息处理单元与感知信息处理单元连接，其中：

车车信息处理单元，用于相邻列车交互列车运行信息，完成行车许可对比、退行判断，减少对地面设备的依赖；

感知信息处理单元基于环境智能感知，感知信息处理单元通过机器视觉和激光雷达融合，实现线路及限界环境的检测，对列车前方智能感知，并实现自动驾驶；

车站设备，针对特殊困难区段，增设沿线其他系统，具体包括断轨智能检测、隧道管理、救援消防管理、视屏识别系统、电力调度系统、轴温监测系统，沿线其他系统同时接入至控制中心的隧道管理系统，实时监测管理进入隧道区段的列车安全运行；

中心设备，在传统CTCS基础上，控制中心增加隧道运营管理系统，以应急处置预案、历史数据为基础，根据列车运行环境风险的动态识别信息，在发生事故时，快速并针对性地运用各种辅助信息来支持调度员，实时调整运营策略，实现运行环境的在线、及时识别。

进一步的，所述车载设备上还设置有摄像头、激光雷达、毫米波雷达外围设备，所述外围设备与感知信息处理单元连接。

进一步的，所述车载设备上还设置有测速单元、应答器接收天线、轨道电路接收天线和无线通信单元，所述车车信息处理单元与测速单元、应答器接收天线、轨道电路接收天线和无线通信单元连接，接收处理数据信息。

进一步的，所述列车运行信息包括实时位置、行车许可、速度、加速度，相邻列车交互列车运行信息，完成行车许可对比、退行判断。

进一步的，所述车站设备还包括集中连锁车站和远程控制车站，其中：

所述集中连锁车站包括列控联锁一体化设备，目标控制器，CTC车站自律分机；

所述远程控制车站包括目标控制器。

进一步的，所述中心设备包括智能维护中心、无线闭塞中心、隧道运营管理系统，CTC、临时限速服务器、无线通信网络设备。

一种区间免维护兼容CTCS的列控系统优化方法，包括步骤：

车载设备增设有车车信息处理单元及感知信息处理单元，并且车车信息处理单元与感知信息处理单元连接，其中：

车车信息处理单元，用于相邻列车交互列车运行信息，完成行车许可对比、退行判断，减少对地面设备的依赖；

感知信息处理单元基于环境智能感知，感知信息处理单元通过机器视觉和激光雷达融合，实现线路及限界环境的检测，对列车前方智能感知，并实现自动驾驶；

针对特殊困难区段，车站设备增设沿线其他系统，具体包括断轨智能检测、隧道管理、救援消防管理、视屏识别系统、电力调度系统、轴温监测系统，沿线其他系统同时接入至控制中心的隧道管理系统，实时监测管理进入隧道区段的列车安全运行；

在传统CTCS基础上，控制中心的中心设备增加隧道管理系统，以应急处置预案、历史数据为基础，根据列车运行环境风险的动态识别信息，在发生事故时，快速并针对性地运用各种辅助信息来支持调度员，实时调整运营策略，实现运行环境的在线、及时识别。

进一步的，所述车载设备上还设置有摄像头、激光雷达、毫米波雷达外围设备，所述外围设备与感知信息处理单元连接。

进一步的，所述车载设备上还设置有测速单元、应答器接收天线、轨道电路接收天线和无线通信单元，所述车车信息处理单元与测速单元、应答器接收天线、轨道电路接收天线和无线通信单元连接，接收处理数据信息。

进一步的，所述列车运行信息包括实时位置、行车许可、速度、加速度，相邻列车交互列车运行信息，完成行车许可对比、退行判断。

本发明的有益效果如下：

本发明是一种区间免维护兼容CTCS的列控系统及优化方法，在隧道等困难区段，减少地面设备的布置，做到少维护，同时增加安全感知设备，实现列车安全运行。本发明的方法可实现在国铁CTCS区段按照传统的CTCS制式运行，运行至困难区段，采用车车信息处理单元控制列车安全运行，当设备故障后，可采用感知信息处理单元以低速控制列车安全运行至下一站。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1为列控系统架构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。

实施例一

本实施例提供了一种区间免维护兼容CTCS的列控系统及优化方法，针对的是在高海拔、大长隧道区段，传统CTCS列控系统无法满足其安全运行。提出了一种在CTCS基础上车载设备增加车车信息处理和感知信息处理模块，轨旁减少设备的布置，设置简易装置，达到现场少维护、免维护的效果，控制中心增加隧道管理系统，实现困难区段的列车运行环境的安全管理。

具体实施例如下：

本发明提供一种区间免维护兼容CTCS的列控系统，如图1所示，包括车载设备、车站设备和中心设备，

车载设备：在传统CTCS车载设备的基础上，增加车车信息处理单元及感知信息处理单元，摄像头、激光雷达、毫米波雷达外围设备。其中车车信息处理单元，实现相邻列车交互列车实时位置、行车许可、速度、加速度等运行信息，完成行车许可对比、退行判断等功能，提升系统安全性，减少对地面设备的依赖。感知信息处理单元：是基于环境智能感知技术，通过机器视觉和激光雷达融合，实现线路及限界环境的检测。实现列车前方300米范围内智能感知，并实现自动驾驶。当在困难区段，车车信息处理单元故障后，可利用感知信息控制列车降级后的安全运行，提高目视模式下行车安全及运行速度。

车站设备：车站采用传统的信号设备的基础上，简化远程控制车站设备，实现少维护目标。车站针对特殊困难区段，增加断轨智能检测、隧道管理、救援消防管理、视屏识别系统、电力调度系统、轴温监测系统外围系统，同时接入至中心的隧道管理系统，实时监测管理进入隧道区段的列车安全运行。

中心设备：在传统CTCS基础上，控制中心增加隧道运营管理系统，以应急处置预案、历史数据为基础，根据列车运行环境风险的动态识别信息，在发生事故时能够快速并针对性地运用各种辅助信息来支持调度员，实时调整运营策略。实现运行环境的在线、及时识别，提高应急处置能力。

本发明的区间免维护兼容CTCS的列控系统及优化方法，在传统CTCS基础上，根据上述介绍增设车车信息处理单元、感知信息处理单元、沿线其他设备以及在控制中心增设隧道运营管理系统，实现在隧道等困难区段，减少地面设备的布置，做到少维护，同时增加安全感知设备，实现列车安全运行。整体可实现在国铁CTCS区段按照传统的CTCS制式运行，运行至困难区段，采用车车信息处理单元控制列车安全运行，当设备故障后，可采用感知信息处理单元以低速控制列车安全运行至下一站。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种区间免维护兼容CTCS的列控系统，包括车载设备、车站设备和中心设备，其特征在于：

所述车载设备设置有车车信息处理单元及感知信息处理单元，车车信息处理单元与感知信息处理单元连接，其中：

车车信息处理单元，用于相邻列车交互列车运行信息，完成行车许可对比、退行判断，减少对地面设备的依赖；

感知信息处理单元基于环境智能感知，感知信息处理单元通过机器视觉和激光雷达融合，实现线路及限界环境的检测，对列车前方智能感知，并实现自动驾驶；

车站设备，针对特殊困难区段，增设沿线其他系统，具体包括断轨智能检测、隧道管理、救援消防管理、视屏识别系统、电力调度系统、轴温监测系统，沿线其他系统同时接入至控制中心的隧道管理系统，实时监测管理进入隧道区段的列车安全运行；

中心设备，在传统CTCS基础上，控制中心增加隧道管理系统，以应急处置预案、历史数据为基础，根据列车运行环境风险的动态识别信息，在发生事故时，快速并针对性地运用各种辅助信息来支持调度员，实时调整运营策略，实现运行环境的在线、及时识别。

2.根据权利要求1所述的一种区间免维护兼容CTCS的列控系统，其特征在于：所述车载设备上还设置有摄像头、激光雷达、毫米波雷达外围设备，所述外围设备与感知信息处理单元连接。

3.根据权利要求2所述的一种区间免维护兼容CTCS的列控系统，其特征在于：所述车载设备上还设置有测速单元、应答器接收天线、轨道电路接收天线和无线通信单元，所述车车信息处理单元与测速单元、应答器接收天线、轨道电路接收天线和无线通信单元连接，接收处理数据信息。

4.根据权利要求1所述的一种区间免维护兼容CTCS的列控系统，其特征在于：所述列车运行信息包括实时位置、行车许可、速度、加速度，相邻列车交互列车运行信息，完成行车许可对比、退行判断。

5.根据权利要求1所述的一种区间免维护兼容CTCS的列控系统，其特征在于：所述车站设备还包括集中连锁车站和远程控制车站，其中：

所述集中连锁车站包括列控联锁一体化设备，目标控制器，CTC车站自律分机；

所述远程控制车站包括目标控制器。

6.根据权利要求3所述的一种区间免维护兼容CTCS的列控系统，其特征在于：所述中心设备包括智能维护中心、无线闭塞中心、隧道运营管理系统，CTC、临时限速服务器、无线通信网络设备。

7.一种区间免维护兼容CTCS的列控系统优化方法，其特征在于：包括步骤：

车载设备增设有车车信息处理单元及感知信息处理单元，并且车车信息处理单元与感知信息处理单元连接，其中：

车车信息处理单元，用于相邻列车交互列车运行信息，完成行车许可对比、退行判断，减少对地面设备的依赖；

感知信息处理单元基于环境智能感知，感知信息处理单元通过机器视觉和激光雷达融合，实现线路及限界环境的检测，对列车前方智能感知，并实现自动驾驶；

针对特殊困难区段，车站设备增设沿线其他系统，具体包括断轨智能检测、隧道管理、救援消防管理、视屏识别系统、电力调度系统、轴温监测系统，沿线其他系统同时接入至控制中心的隧道管理系统，实时监测管理进入隧道区段的列车安全运行；

在传统CTCS基础上，控制中心的中心设备增加隧道管理系统，以应急处置预案、历史数据为基础，根据列车运行环境风险的动态识别信息，在发生事故时，快速并针对性地运用各种辅助信息来支持调度员，实时调整运营策略，实现运行环境的在线、及时识别。

8.根据权利要求7所述的一种区间免维护兼容CTCS的列控系统优化方法，其特征在于：所述车载设备上还设置有摄像头、激光雷达、毫米波雷达外围设备，所述外围设备与感知信息处理单元连接。

9.根据权利要求8所述的一种区间免维护兼容CTCS的列控系统优化方法，其特征在于：所述车载设备上还设置有测速单元、应答器接收天线、轨道电路接收天线和无线通信单元，所述车车信息处理单元与测速单元、应答器接收天线、轨道电路接收天线和无线通信单元连接，接收处理数据信息。

10.根据权利要求7所述的一种区间免维护兼容CTCS的列控系统优化方法，其特征在于：所述列车运行信息包括实时位置、行车许可、速度、加速度，相邻列车交互列车运行信息，完成行车许可对比、退行判断。