CN116985871A - 一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法和系统 - Google Patents

一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法，包括：列车进入单线铁路区间无轨道电路信息区域后，接收应答器组提供顶棚速度监控转入指令，列车进入顶棚速度监控模式，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速；列车进入车站进站外方轨道电路区段时，在接近轨道电路区段接收到轨道电路信息，同时接收无源应答器组提供的目标距离曲线监控转入指令，列车由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号。本发明通过分区域顶棚速度监控和目标距离曲线监控实现了单线铁路区间的列车超速自动防护，区间无需贯通设置轨道电路来提供行车许可信息，保障列车安全运行并可节省投资。

Description

一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法和系统
技术领域
本发明涉及的是铁路信号领域，特别涉及一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法和系统。
背景技术
现有单线铁路区间的列车超速自动防护控制方法存在的问题是：
(1)线路数据存储于列车上，当线路发生改变需对每列车进行相应修改，数据更换工作量较大，若没有及时更新将影响行车安全；
(2)区间无轨道电路区域，仅依赖于列车自身速度传感器进行定位，随着列车长距离运行的累计误差较大，需要人工进行校核，存在安全隐患。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法和系统。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法，包括：
S100.列车在单线铁路区间运行，当列车从一个车站出发，进入单线铁路区间无轨道电路信息区域后，接收应答器组提供顶棚速度监控转入指令，列车进入顶棚速度监控模式，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速；
S200.列车进入车站进站外方轨道电路区段时，在接近轨道电路区段接收到轨道电路信息，同时接收无源应答器组提供的目标距离曲线监控转入指令，列车由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号。
进一步地，S100中，列车进入顶棚速度监控模式，具体包括：列车从进站口有源应答器组接收到临时限速数据Vt，并从单线铁路区间无源应答器组接收线路允许速度数据Vl，实时获取列车位置数据d，根据应答器提供的线路允许速度Vl、临时限速Vt和实时位置数据d，实时计算当前位置数据d的顶棚速度Vc(d)＝min(Vl(d),Vt(d))，按照顶棚速度Vc(d)监控列车运行。
进一步地，S100中，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速，第一预设规则包括：当列车实时运行速度V大于顶棚速度Vc(d)时，向列车发出制动指令；当列车实时运行速度V小于并接近顶棚速度Vc(d)时，向列车司机发出警告信息，防止列车超速。
进一步地，S200中，列车接收到轨道电路区段的无源应答器组提供的目标距离曲线监控转入指令，由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，具体包括：在接近轨道电路区段接收到轨道电路提供的行车许可目标距离数据T，结合行车许可和应答器提供的线路允许速度Vl、坡度SP数据，按照列车牵引制动原理(F)，实时计算列车当前位置d允许速度曲线Vp(d)＝F(T,Vl，SP)，按照允许速度曲线Vp(d)监控列车运行。
进一步地，S200中，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号，具体包括：当列车实时运行速度V大于允许速度Vp(d)时，向列车发出制动指令；当列车实时运行速度V小于并接近允许速度时Vp(d)，向司机发出警告信息，防止列车超速和冒进禁止信号。
本发明还公开了一种单线铁路区间的列车超速自动防护的系统，包括：顶棚速度监控模块和目标距离曲线监控模块；其中：
顶棚速度监控模块，用于列车在单线铁路两车站区间运行，列车从一个车站发车，进入单线铁路区间无轨道电路信息区域后，接收应答器组提供顶棚速度监控转入指令，列车进入顶棚速度监控模式，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速；
目标距离曲线监控模块，用于列车进入车站进站外方轨道电路区段时，在接近轨道电路区段接收到轨道电路信息，同时接收无源应答器组提供的目标距离曲线监控转入指令，列车由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号。
进一步地，顶棚速度监控模块，将列车进入顶棚速度监控模式，具体包括：列车从进站口有源应答器组接收到临时限速数据Vt，并从单线铁路区间无源应答器组接收线路允许速度数据Vl，并实时获取列车位置数据d，根据应答器提供的线路允许速度Vl、临时限速Vt和实时位置数据d，实时计算当前位置数据d的顶棚速度Vc(d)＝min(Vl(d),Vt(d))，按照顶棚速度Vc(d)监控列车运行。
进一步地，顶棚速度监控模块，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速，具体包括：当列车实时运行速度V大于顶棚速度Vc(d)时，向列车发出制动指令；当列车实时运行速度V小于但接近顶棚速度Vc(d)时，向列车司机发出警告信息，防止列车超速。
进一步地，目标距离曲线监控模块，将列车由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，具体包括：在接近轨道电路区段接收到轨道电路提供的行车许可目标距离数据T，结合行车许可和应答器提供的线路允许速度Vl、坡度SP数据，按照列车牵引制动原理(F)，实时计算列车当前位置d允许速度曲线Vp(d)＝F(T,Vl，SP)，按照允许速度曲线Vp(d)监控列车运行。
进一步地，目标距离曲线监控模块，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号，具体包括：当列车运行实时速度V大于允许速度Vp(d)时，向列车发出制动指令；当列车实时运行速度V小于但接近允许速度时Vp(d)，向司机发出警告信息，防止列车超速和冒进禁止信号。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
本发明公开的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法，与现有技术相比，具有以下优势：
(1)基于接近区段轨道电路信息和区间应答器数据，通过分区域顶棚速度监控和目标距离曲线监控实现了单线铁路区间的列车超速自动防护，区间无需贯通设置轨道电路来提供行车许可信息，保障列车安全运行并可节省投资。
(2)线路数据不再存储于列车上，由应答器组提供，当地面数据修改时数据能及时更新到列车上，同时可以通过应答器进行精确定位和位置自动校正，控车精度更高。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为现有单线铁路区间信号设备布置示意图；
图2为本发明实施例1中，单线铁路区间信号设备布置示意图；
图3为本发明实施例1中，一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法和系统。
实施例1
为了更好的理解本发明实施例公开的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法，如图2，展示了本实施中单线铁路区间信号设备布置示意图。
针对单线铁路区间，在进站信号机外方设置接近区段，接近区段长度应满足最高速度制动距离要求，接近区段设置移频轨道电路或车站电码化，移频信息传输方向为车站接车方向。
进站信号机外方设置有源应答器组，区间按一定距离间隔设置无源应答器组DQ。同时，接近轨道电路区段的尽头绝缘附近设置无源应答器组JY。
(1)进站信号机外方有源应答器组JZ包含链接信息、坡度数据、速度数据、临时限速、位置信息，发车方向另包含顶棚速度监控指令信息；
(2)区间无源应答器组DQ包含链接信息、坡度数据、速度数据、里程信息、顶棚速度监控指令信息等；
(3)区间应答器组DQ间距一般为2km～3km，应答器组数据进行冗余覆盖，当任意一组应答器数据丢失，不影响正常工作。
(4)接近轨道电路区段的尽头绝缘附近的无源应答器组JY包含链接信息、坡度数据、速度数据、里程信息，其发车方向另包含顶棚速度监控指令，接车方向另包含由顶棚监控进入目标距离曲线监控转入指令信息。
基于单线铁路区间信号设备布置示意图，本实施例公开了一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法，如图3，包括：
S100.列车在单线铁路区间运行，当列车从一个车站出发，进入单线铁路区间无轨道电路信息区域后，接收应答器组提供顶棚速度监控转入指令，列车进入顶棚速度监控模式，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速；
在本实施例S100中，列车进入顶棚速度监控模式，具体包括：列车从进站口有源应答器组接收到临时限速数据Vt，并从单线铁路区间无源应答器组接收线路允许速度数据Vl，实时获取列车位置数据d，根据应答器提供的线路允许速度Vl、临时限速Vt和实时位置数据d，实时计算当前位置数据d的顶棚速度Vc(d)＝min(Vl(d),Vt(d))，按照顶棚速度Vc(d)监控列车运行。
在本实施例S100中，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速，第一预设规则包括：当列车实时运行速度V大于顶棚速度Vc(d)时，向列车发出制动指令；当列车实时运行速度V小于并接近顶棚速度Vc(d)时，向列车司机发出警告信息，防止列车超速。
S200.列车进入车站进站外方轨道电路区段时，在接近轨道电路区段接收到轨道电路信息，同时接收无源应答器组提供的目标距离曲线监控转入指令，列车由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号。
在本实施例S200中，列车接收到轨道电路区段的尽头绝缘附近的无源应答器组提供的目标距离曲线监控转入指令，由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，具体包括：在接近轨道电路区段接收到轨道电路提供的行车许可目标距离数据T，结合行车许可和应答器提供的线路允许速度Vl、坡度SP数据，按照列车牵引制动原理(F)，实时计算列车当前位置d允许速度曲线Vp(d)＝F(T,Vl，SP)，按照允许速度曲线Vp(d)监控列车运行。
在本实施例S200中，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号，具体包括：当列车实时运行速度V大于允许速度Vp(d)时，向列车发出制动指令；当列车实时运行速度V小于并接近允许速度时Vp(d)，向司机发出警告信息，防止列车超速和冒进禁止信号。
通过对单线铁路区间分区域进行顶棚速度监控和目标距离曲线监控，实现了单线铁路区间的列车超速自动防护，保障了列车安全运行。
本实施例公开的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法，与现有技术相比，具有以下优势：
(1)基于接近区段轨道电路信息和区间应答器数据，通过分区域顶棚速度监控和目标距离曲线监控实现了单线铁路区间的列车超速自动防护，区间无需贯通设置轨道电路来提供行车许可信息，保障列车安全运行并可节省投资。
(2)线路数据不再存储于列车上，由应答器组提供，当地面数据修改时数据能及时更新到列车上，同时可以通过应答器进行精确定位和位置自动校正，控车精度更高。
实施例2
基于实施例1的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法，本实施例公开了一种单线铁路区间的列车超速自动防护的系统，包括：顶棚速度监控模块和目标距离曲线监控模块；其中：
顶棚速度监控模块，用于列车在单线铁路两车站区间运行，列车从一个车站发车，进入单线铁路区间无轨道电路信息区域后，接收应答器组提供顶棚速度监控转入指令，列车进入顶棚速度监控模式，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速；
目标距离曲线监控模块，用于列车进入车站进站外方轨道电路区段时，在接近轨道电路区段接收到轨道电路信息，同时接收无源应答器组提供的目标距离曲线监控转入指令，列车由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号。
具体的，顶棚速度监控模块，将列车进入顶棚速度监控模式，具体包括：从进站口有源应答器组接收到临时限速数据Vt，并从单线铁路区间无源应答器组接收线路允许速度数据Vl，并实时获取列车位置数据d，根据应答器提供的线路允许速度Vl、临时限速Vt和实时位置数据d，实时计算当前位置数据d的顶棚速度Vc(d)＝min(Vl(d),Vt(d))，按照顶棚速度Vc(d)监控列车运行。
顶棚速度监控模块，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速，具体包括：当列车实时运行速度V大于顶棚速度Vc(d)时，向列车发出制动指令；当列车实时运行速度V小于但接近顶棚速度Vc(d)时，向列车司机发出警告信息，防止列车超速。
在本实施例中，目标距离曲线监控模块，将列车由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，具体包括：在接近轨道电路区段接收到轨道电路提供的行车许可目标距离数据T，结合行车许可和应答器提供的线路允许速度Vl、坡度SP数据，按照列车牵引制动原理(F)，实时计算列车当前位置d允许速度曲线Vp(d)＝F(T,Vl，SP)，按照允许速度曲线Vp(d)监控列车运行。
具体的，目标距离曲线监控模块，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号，具体包括：当列车实时运行速度V大于允许速度Vp(d)时，向列车发出制动指令；当列车实时运行速度V小于但接近允许速度时Vp(d)，向司机发出警告信息，防止列车超速和冒进禁止信号。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (10)

1.一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法，其特征在于，包括：
S100.列车在单线铁路区间运行，当列车从一个车站出发，进入单线铁路区间无轨道电路信息区域后，接收应答器组提供顶棚速度监控转入指令，列车进入顶棚速度监控模式，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速；
S200.列车进入车站进站外方轨道电路区段时，在接近轨道电路区段接收到轨道电路信息，同时接收无源应答器组提供的目标距离曲线监控转入指令，列车由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号。
2.如权利要求1所述的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法，其特征在于，S100中，列车进入顶棚速度监控模式，具体包括：列车从进站口有源应答器组接收到临时限速数据Vt，并从单线铁路区间无源应答器组接收线路允许速度数据Vl，实时获取列车位置数据d，根据应答器提供的线路允许速度Vl、临时限速Vt和实时位置数据d，实时计算当前位置数据d的顶棚速度Vc(d)＝min(Vl(d),Vt(d))，按照顶棚速度Vc(d)监控列车运行。
3.如权利要求2所述的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法，其特征在于，S100中，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速，第一预设规则包括：当列车实时运行速度V大于顶棚速度Vc(d)时，向列车发出制动指令；当列车实时运行速度V小于并接近顶棚速度Vc(d)时，向列车司机发出警告信息，防止列车超速。
4.如权利要求1所述的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法，其特征在于，S200中，列车接收无源应答器组提供的目标距离曲线监控转入指令，由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，具体包括：在接近轨道电路区段接收到轨道电路提供的行车许可目标距离数据T，结合行车许可和应答器提供的线路允许速度Vl、坡度SP数据，按照列车牵引制动原理(F)，实时计算列车当前位置d允许速度曲线Vp(d)＝F(T,Vl，SP)，按照允许速度曲线Vp(d)监控列车运行。
5.如权利要求4所述的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的方法，其特征在于，S200中，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号，具体包括：当列车实时运行速度V大于允许速度Vp(d)时，向列车将发出制动指令；当列车实时运行速度V小于并接近允许速度时Vp(d)，向司机发出警告信息，防止列车超速和冒进禁止信号。
6.一种单线铁路区间的列车超速自动防护的系统，其特征在于，包括：顶棚速度监控模块和目标距离曲线监控模块；其中：
顶棚速度监控模块，用于列车在单线铁路两车站区间运行，列车从一个车站发车，进入单线铁路区间无轨道电路信息区域后，接收应答器组提供顶棚速度监控转入指令，列车进入顶棚速度监控模式，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速；
目标距离曲线监控模块，用于列车进入车站进站外方轨道电路区段时，在接近轨道电路区段接收到轨道电路信息，同时接收无源应答器组提供的目标距离曲线监控转入指令，列车由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号。
7.如权利要求6所述的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的系统，其特征在于，顶棚速度监控模块，将列车进入顶棚速度监控模式，具体包括：列车从进站口有源应答器组接收到临时限速数据Vt，并从单线铁路区间无源应答器组接收线路允许速度数据Vl，并实时获取列车位置数据d，根据应答器提供的线路允许速度Vl、临时限速Vt和实时位置数据d，实时计算当前位置数据d的顶棚速度Vc(d)＝min(Vl(d),Vt(d))，按照顶棚速度Vc(d)监控列车运行。
8.如权利要求6所述的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的系统，其特征在于，顶棚速度监控模块，按第一预设规则对列车进行控制，防止列车超速，具体包括：当列车实时运行速度V大于顶棚速度Vc(d)时，向列车发出制动指令；当列车实时运行速度V小于但接近顶棚速度Vc(d)时，向列车司机发出警告信息，防止列车超速。
9.如权利要求6所述的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的系统，其特征在于，目标距离曲线监控模块，将列车由顶棚监控模式进入目标距离曲线监控模式，具体包括：在接近轨道电路区段接收到轨道电路提供的行车许可目标距离数据T，结合行车许可和应答器提供的线路允许速度Vl、坡度SP数据，按照列车牵引制动原理(F)，实时计算列车当前位置d允许速度曲线Vp(d)＝F(T,Vl，SP)，按照允许速度曲线Vp(d)监控列车运行。
10.如权利要求6所述的一种单线铁路区间的列车超速自动防护的系统，其特征在于，目标距离曲线监控模块，按第二预设规则对列车进行控制，防止列车超速和冒进禁止信号，具体包括：当列车实时运行速度V大于允许速度Vp(d)时，向列车发出制动指令；当列车实时运行速度V小于但接近允许速度时Vp(d)，向司机发出警告信息，防止列车超速和冒进禁止信号。
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