CN1863700A - 辅助作业列车运动的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在建的铁路线，其具有两个由PC负责人从中央区块PC(90)进行管理的相邻双向轨道，轨道被分成在两个端部区块P_i (i和i+2)之间延伸的区段S_i，列车能在其上成区段地或者以作业模式运动。该系统包括计算机(94)，其具有管理和数据处理设备(95，96，97)以及操作区块图表显示板(70)；在PC负责人和作业列车的押运员之间通讯的设备(81，91)，以对从列车的押运员到PC负责人的请求(M1)进行授权，从而让列车在给定区段S_i上以一个方向(101，102)成区段地运动；连接(81，LR，91)到计算机、定位列车的设备(121，122；82)；连接(81，LR，91)到计算机、检测列车行进方向的设备(123)，和连接到计算机、输入区段的作业状态(CE)的设备(98)，和对来自检测和定位设备的数据进行处理的处理设备(96)以使得，如果没有其它列车在所述区段S_i上运动或者以相反方向在随后区段S_i+2上运动，并且相邻轨道的区段S_i的相邻区段S_i+1不处于工作模式时，PC负责人授权列车的押运员，让列车在所述区段S_i上成区段地从端部i运动到端部i+2。

Description

辅助作业列车运动的方法和系统

技术领域

本发明主要涉及一种辅助作业列车在在建铁路线上运动的方法。

背景技术

在操作中的铁路线上，轨道被分为400至2500m的区段，列车在每一区段上以根据该区段入口处所显示信号而以一定速度运动，所述信号通常是三色交通灯的颜色，如果该区段是空闲的，则为绿色；如果下一区段被列车占用则为橙色-因此在该下一区段入口处的灯为红色；如果前面的区段被占用，则灯为红色。

对于能在一个区段上以该铁路线的速度运行的列车，也就是说“成区段地”运行，优选地，该区段之后的至少两个区段中没有任何其它列车。在这些情况下所述区段入口处的信号为绿色。

通过轨道电路来检测在一个区段上存在的列车，所述轨道电路对刚刚被唤醒的信号元件进行控制。

将这种信号系统安装到在建铁路线是不成问题的。其成本将得以抑制。

迄今为止，作业地点人员依据经验，并借助标志板和其它控制板以及无线电和电话设备，已经提出作业列车在在建铁路线的轨道上运动的信号指示。这种依据经验的解决方案的主要缺点是，其限制了列车在轨道上的速度，驾驶员不得不“以作业模式”来驾驶，也就是说凭目视来运行，更不用说还具有需要很多人员的缺点。

发明内容

因此，本申请人在这里提出了一种新的解决方案，不过是针对在建的新铁路线的有限环境中：

-具有两个相邻的轨道，

-每个轨道是双向的，也就是说列车能在其上以两个方向运动。

因而，本申请主要涉及一种辅助作业列车在在建铁路线上运动的方法，所述铁路线具有两个相邻且双向的轨道，所述轨道由PC负责人从中央区块PC进行管理，其中

-轨道被分成在两个端部区块(i和i+2)之间延伸的区段S_i，列车能在所述轨道上成区段地或者以作业模式运动，

-列车的押运员向PC负责人发送授权请求，以在给定区段S_i上以一个方向成区段地运动，

-进行检查以确定是否另一列车在所述区段S_i上运动，

-进行检查以确定是否另一列车在随后的区段S_i+2上以相反的方向运动，

-进行检查以确定是否相邻轨道的相邻区段S_i+1上在进行工作，并且

-如果三种检查的结果是否定的，

-由PC负责人给予押运员授权来让其列车成区段地运动。

本发明方法的技术效果在于，在某种情况下，能让作业列车以该铁路线的速度运动，该速度要远大于仅凭目视运行的运动速度，因此赢得了宝贵的时间。给出一个概念，本发明能在10至15km的区段上获得80km/h的工作速度，而不是30km/h，并且当其凭目视运行的运动速度仅为20-25km/h时，能以平均40-45km/h的速度运动。

优选地，每个区块限定了一个延伸一定长度的区段，

-进行检查以确定是否没有列车在终止所述区段S_i的区块i+2上以相反的方向运动，

-授权所述区段S_i上成区段的运动。

有利地，离开作业基部的编组区域的一组编组旁轨的列车在铁路线上运动之前，行进经过轨道连接区块，道岔-编组区块的经办人在获得PC负责人的许可之后，控制轨道连接区块上的预测路线。

在此情况下，在致动轨道连接区块的道岔之后，道岔-编组区块的经办人传送对于列车的授权，以使列车离开该组编组旁轨，从而在铁路线上运动。

再次优选地，向已经达到区块P_i的起点或终点的作业列车发出信号，并且

-当其达到区块P_i的起点时，列车运动直到其完全处于该段区块上，并且押运员随后向PC负责人发出请求，以在随后的区段S_i上进行区段运动，和

-当其达到区块P_i的终点时，其遵照指令来等待或者遵照授权来在区段S_i上运动。

本发明还涉及一种辅助作业列车在具有两个相邻且双向的轨道的在建铁路线上运动的系统，所述轨道由PC负责人从中央区块PC进行管理，轨道被分成在两个端部区块P_i(i和i+2)之间延伸的区段S_i，列车能在其上成区段地或者以作业模式运动，该系统包括

-中央区块处的计算机，其包括管理设备和数据处理设备，以及至少利用其轨道、其区段和其终点区块来操纵在建铁路线的区块图表显示板，

-在PC负责人和作业列车的押运员之间的通讯设备，以对从列车的押运员到PC负责人的请求进行授权，从而使作业列车在给定区段S_i上以一个方向成区段地运动的，

-存储信息(M_i)的设备，

-与计算机相连、用于在铁路线的区段上定位列车的设备，

-与计算机相连、用于在铁路线区段上检测列车行进方向的设备，和

-与计算机相连、用于输入区段的工作状态的设备，和

-对来自检测和定位设备的数据进行处理的处理设备以使得，如果

a)没有其它列车在所述区段S_i上运动，

b)没有其它列车以相反方向在随后区段S_i+2上运动，

c)相邻轨道的区段S_i的相邻区段S_i+1不处于工作模式，

则PC负责人授权列车的押运员，让列车在所述区段S_i上成区段地从端部i运动到端部i+2。

优选地，当作业列车在区段S_i上运动时，该区段S_i在中央区块PC的区块显示板上显示为完全被占用。

再次优选地，在区段上定位列车的设备包括

-区块P_i的起点和终点的信号元件，其在侧面与区段S_i相接并标识区块和区段，

-在列车和中央区块之间通讯的设备，其布置来交换信息(M_i)，尤其是请求(M1)、等待的命令(N2)或授权(M3)。

再次优选地，信号元件是指示标志板，但是根据一个更详细的实施例，也可以是无线电信标。

在第一种情况中，押运员对产生的请求信息进行传输，并解释PC负责人的响应，而在第二种情况中，这种传输可以是自动的。

附图说明

参照附图，借助于对于辅助根据本发明的作业列车运动的系统及其使用方法的下述描述，能更好地理解本发明，其中

-图1示出了根据本发明方法的作业列车成区段地运动的一般原理；

-图2、3和4示出了装备在铁路线上指示列车在区段上的位置的信号元件的例子，分别包括一个单向轨道、一个双向轨道和两个双向轨道；

-图5是根据本发明的辅助运动系统的功能框图；

-图6是示出在作业列车和中央区块之间根据本发明进行信息交换的一个典型例子的流程图；

-图7是根据本发明方法的辅助系统的操作流程图，和

-图8示出了根据本发明方法的在建铁路线的区块图表显示板和运动控制的显示实例。

具体实施方式

参照图1，在建铁路线200的轨道100`和100``将至少一个基本作业地点(elementary work-site)CE连接到其作业基部(works base)BT。

作业基部BT被布置为允许作业列车TTX A、B等构造和分布在铁路线200上，并且将基本作业地点CE作为它们的目的地。

因而，在铁路线上运动之前，从作业基部198的编组区域197的一组编队旁轨196离开的列车经由轨道连接区块199行进，道岔编组区块195的经办人在得到PC负责人194的许可之后，控制轨道连接区块199上的预定路线。

铁路线的布置如下所述：

在轨道100`上，铁路线200被分为连续相邻区段S_i、S_i+2等，在相邻轨道100``上，则被分为S_i+1、S_i+3等。区块P_i、P_i+2等和P_i+1，P_i+3等分别在轨道上限定了这些区段。

区块P_i、P_i+2等具有至少1500米长的轨道120、140等，而区段S_i、S_i+2等可具有长度大得多(大约10km)的轨道130、150等，以使得它们能以大约80km/h的速度“成区段地”运行。相比之下，区块一直通过凭目视运行而行进，除非它们用作泊车轨道。

基于这种成区段的布置，辅助作业列车运动的系统400(图5)主要包括沿着轨道布置的信号元件，以允许押运员(escort agent)定位他们所押运的列车TTX的位置。

这些信号元件可以是频率被锁定到由列车上设备所识别的特殊频道上的无线电信标，但是这里，优先选择如下所述更加简单的指示标志板。

此外，辅助运动系统400包括列车上的押运管理人员可用的车载电子设备，以帮助位于中央区块PC的PC负责人来调整和控制列车的运动。下面将描述这些电子设备。

对于信号元件，参照图2，在以单向101行进的单向轨道100上，布置有位于区块P_i、P_i+2起点处的标志板121、141等，其中每个都具有标志，比如DP 21(区块No.21的起点)，DP 41(区块No.41的起点)等，以及区块P_i、P_i+2等终点处的标志板122、142等，其中每个都具有标志FP 21、FP 41等(区块21、41的终点等)。这些标志标识作业列车所到达的每个区块P_i，同时定位可以停泊的轨道部分120、140的起点和终点。它们只是从在方向101上运动的列车上可见。

参照图3，在允许两个相反运动方向101和102的双向轨道100上，区块P_i、P_i+2的轨道120、140等的长度具有端部，所述端部在成为区块在一个方向上运动起点的同时，也是区块在相对运行方向上的终点。

这就是为何在这些双向轨道上，在标志板122、121、142、141等的背面上布置另外的标志板221、222、241、242等，这些标志板只是从在方向102上运动的列车上可见。

为了区分运动方向101和102，另外的标志板123、124指示出作业列车TTX必须在哪个无线电频道LR上与中央区块PC相通讯，这两个标志板上的频道是不同的。

所用无线电频道，或者所经历区块和区段的数目顺序，构成了检测列车运动方向的数据。

在铁路线200包括两个相邻的双向轨道100`和100``的情况下，参照图4，轨道被组织成轨道100`上的区块P_i和区段S_i以及相邻轨道100″上的相邻区块P_i+1(220，240)和区段S_i+1(230，250)，并且包括如前所述那样布置的标志板(221、222等-122、121等以及421、422等-322、321等)。另外的标志板指示出轨道数目V1或V2。最后，道岔301和302被布置来连接和允许两个相邻轨道的双向工作，如果需要则绕过基本作业地点，并使列车在同一条轨道上以相反方向运动。

这些各种各样的信号元件允许押运员在区段和区块中定位列车，并且将有关其所押运列车的运动和/或位置的数据传递给PC负责人。每个作业列车TTX 80(图5)包括无线电收发机81和结合到后者的人机接口(MMI)82，并具有未示出的键盘和显示屏，并且允许押运员通过将其具有的无线电链接频道LR向与中央区域90发送信息和接收信息。

中央区块90本身包括中央通讯设备91，该中央通讯设备包括无线电收发机92和调制解调器93，所述调制解调器对可由计算机94进行同化的基带中所接收的信号进行转化，从而调节和控制列车的运动。

计算机94主要包括与区块图表显示板70相通信联络的管理设备和数据处理设备(这里为视频显示屏)、信息存储设备50和数据存储设备60，尤其是用于控制区块图表显示板上显示的铁路线、区段、区块以及作业列车和基本作业地点位置的显示数据特点。

计算机94包括对调制解调器93上接收的信息进行管理的设备95、对包含在所接收信息中的检测和位置信息进行处理的设备96、以及对通过调制解调器93而发送的信息进行管理的设备97。其还连接到输入设备98，这里是至少包括字母键盘和显示屏的人机接口MMI，尤其是用于输入对区块图表显示屏进行控制的数据，包括显示数据，并将它们存储在设备60中，或者提出请求以日志形式对存储在设备50中的信息进行显示。

模块95显示设备50所接收信息的日期并将其存储，管理待发送信息的模块97产生日期并存储这些同样设备50中发送的信息。对于用于对检测和位置数据进行处理的模块96，其被布置为解释所接收的信息、验证运动情况、推断待发送信息的进程、以及在需要时更新区块图表显示板。

现在将描述辅助作业列车成区段运动的系统400的操作。

参照图6，当作业列车80的押运员已经获得授权离开其作业基部BT时，由道岔-编组区块的经办人传送后，列车80可以在步骤1过程中，从由标志板121指示的区块起点到由标志板122指示的区块终点，通过在区块的轨道120部分上凭目视运行来运动并接近铁路线200的轨道100`的区块P_i。

然后在步骤2中，押运员(也就是说列车80)通过利用其无线电收发机81在频道LR上发送无线电信息M1来请求PC负责人(也就是说中央区块90)授权，以在区段Si的轨道130的长度上运动。所用频道LR(前面用标志板123或124显示)在这里特指运动方向101(或102)  。

为此，押运员在MMI 82上输入包括信息M1的数据，也就是说至少有列车的标识A和表示所达到区块P_i的数目P，这个数目由该区块起点(DP21)处的标志板121来显示。

在步骤3中，这个信息M1由PC 90的无线电收发机92接收、被调制解调器93数字化和解码，然后在后续的步骤4中，在由模块95存储在设备50中和在MMI 98上显示之后，所述信息由处理模块96进行分析。这种分析根据随后开发的某种规范来执行，用来确定在区段S_i的轨道130长度上运动的模式或者列车在区块P_i的轨道120长度上停止的模式。

如果分析结果是否定的，在步骤5，由管理待发送信息的模块97产生等待信息M2，并且在其存储于设备50中的同时，所述信号由无线电收发机92通过例如相同的频道LR发送到列车A的无线电收发机81。

在步骤7，信息M2由押运员接收具有以下作用：使列车在区块标志板122的终点处停止。

如果分析结果是肯定的，在步骤6，管理待发送信息的模块97产生一个信息M3，其授权列车A在区段S_i的轨道130的长度上成区段地运动。这个信息M3也存储在设备50中。

在步骤8中，这个信息由无线电收发机92传送到列车1。随后，在步骤9，押运员向PC负责人发送确认信息M4，并且在步骤10中，列车A在区段S_i上成区段地运动。

在步骤11，确认信息M4由管理模块95管理，并且处理模块96更新区块图表显示板70，同时在设备60中存储列车所占据的区块S_i。

每次列车TTX接近一个新的区块P_i直到其抵达基本作业地点CE时，同样地重复上述控制运动的方法。

如前所述存储在存储器50中的日志可以在任何时候在屏幕上观察，并且例如在PC负责人通过MMI 98要求时使用，这与在需要时能给其提供帮助的区块图表显示屏70相关。

更确切地说，参照图7，在通过中央区块PC 90的接收机92收到源自于列车80的信息Mi时，在步骤21，无线电收发机92将信息Mi传输到调制解调器93，调制解调器93以本领域技术人员公知的方式将所接收的模拟信息转变为计算机94能所理解的数字信息。在步骤22中，管理所接收信息的模块95从其中提取所达到区块P_i的数目P、列车80的标志A、请求性质，例如请求在频道LR所指示的列车的行进方向上、在区块Pi后面的区段S_i上运动，以及在后续的步骤23中，用存储器50中可用的和PC负责人利用MMI所输入的任何其它数据来对这些检测和位置数据A、P、LR进行补充。这些其它数据可以例如规定列车A的组成、区块Pi的详细说明、根据轨道和运动方向所使用的各种无线电频道、列车A路线的紧急程度等等。

检测和位置数据被传输到处理模块96，处理模块96在后续步骤中在存储器60中顺序地进行搜索：

-在步骤25中，轨道100`上紧邻地位于列车A前面、且在相同方向101上运行的列车TTX，并且其已经到达的区段S_j或区块P_i，

-在步骤26中，在轨道100`上朝着列车A前进(如果这个轨道是双向的)的最靠近的列车TTX，并且其已经到达的区段S_k或区块P_k，

-在步骤27中，不管铁路线是否包括两个轨道，最靠近区段Si、并且位于与列车A所使用的轨道100邻近的轨道100``上的基本作业地点CE的位置S1。

步骤25、26、27中的每个随后计算区段S_i与区段S_j和S_k之间没有列车的区段的数目N1、N2、N3，或者位置S2。在步骤28中，将这些数目N1、N2、N3与决不能超出的最小值n1、n2、n3相比较，从而根据是否超出了相关的最小值来确定：

-列车TTX A可以在区段S_i上成区段地运动，在此情况下，在步骤31中，发出相应于“在区段S_i上成区段的运动”的信息M1的信息M，

-列车TTX A可以通过凭目视运行而在区段S_i上运动，在此情况下，在步骤32中所发送的信息M3包括“在区段S_i上以作业模式运动”的信息，

-在区块P_i的区块终点显示板处，列车TTX A必须等待后续授权来在区段S_i上运动，在此情况下，在步骤33中，向其发送信息M2。

在该过程结束时，在步骤40，管理模块95更新存储设备50中的日志和存储设备60中的区块图表显示板70。

根据事先建立的安全条件而确定所述不得超过的最小值n1、n2、n3。

在该系统的普通使用中，可以采用下述条件：

在此情况下，列车B不会进入在相同方向上已经被列车A占据的区段S_i：

$\left\{\begin{array}{c}N2=|k-i|/2\\ n2=2,N2\≥n2\end{array}\right.$

在此情况下，如果在相同轨道上以相反方向运行的列车A占据了区段S_i+2，则在此方向上运行的列车B不会进入区段S_i：

在此情况下，只有相邻区段S_i+1处于基本作业地点条件CE时，才在区段S_i上以作业模式进行运动，否则列车可成区段地运动。

根据上述安全水平，显示在显示屏70上的区块图表显示板可具有如图8所示的样子。在此图中，表示出了三条在建的铁路线L1、L2、L3，每个都包括两个轨道V1和V2，并且在每个轨道上，区段S_i(i-2，i，i+2等)根据运动方向在的终点或起点区块P_i之间延伸，并且相邻区段S_i+1在区块P_i+1之间延伸。

每个铁路线L1、L2、L3显示了由辅助系统400施加的三种前述控制情况之一，也就是说：

在铁路线L1、轨道V1上，作业列车B占据区段S1_(i-2)或区块P1_i(占据情况显示在显示板70上)，并要求在区段S1_i上成区段地运动。辅助系统400确定其前面有占据区段S1_j的作业列车A(也显示)，j在这里等于i+2。j-i等于或大于n1，因为没有列车在区段S_i上运动，从而可以给予授权，。

在铁路线L2上，列车B的情况也相同，但是列车A占据区段S1_k或区块P1_k，k等于i+4。k-1等于或大于n2，因为没有列车在区块或区段Pi和P_i+2，S_i和S_i+2上运动，从而可以再次给予授权。

在铁路线L3上，相邻轨道V2的区段S31处于基本作业地点条件CE，其中l＝i+1，l-i-1等于零，则可能只是授权在区段S3_i上工作地运动。

只有在进行这三个验证并且达到安全条件时才给予授权。

Claims (15)

1.一种辅助作业列车(TTXA，TTXB等)在在建铁路线(200)上运动的方法，所述铁路线(200)具有两个相邻且双向(101，102)的轨道(100`，100``)的，所述轨道由PC负责人从中央区块PC进行管理，其中：

-轨道(100`，100``)被分成在两个端部区块P_i(i和i+2)之间延伸的若干区段S_i，列车能在这些区段上成区段地或者以作业模式运动，

-列车(B)的押运员向PC负责人发送授权(M1)请求(2)，以在给定区段S_i上以一个方向(101)成区段地运动，

-进行检查以确定是否另一列车(A)在所述区段S_i上运动，

-进行检查以确定是否另一列车(A)在随后的区段S_i+2上以相反的方向(102)运动，

-进行检查以确定是否相邻轨道(100``)的相邻区段S_i+1上在进行工作(CE)，并且

-如果三种检查的结果是否定的，

-由PC负责人给予押运员授权(M3)来让其列车(B)成区段地运动。

2.根据权利要求1的方法，其中，每个区块(P_i)限定了一个延伸一定长度(120，140等)的区段(S_i)，

-进行检查以确定是否没有列车(A)在终止所述区段S_i的区块i+2上以相反的方向运动，

-授权所述区段S_i上成区段的运动(8)。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，离开作业基部(198)的编组区域(197)的一组编队旁轨(196)的列车在铁路线上运动之前，行进经过轨道连接区块(199)，道岔-编组区块(195)的经办人在获得PC负责人(194)的许可之后，控制轨道连接区块(199)上的预测路线。

4.根据权利要求3的方法，其中，在致动轨道连接区块(199)的道岔之后，道岔-编组区块(195)的经办人传送授权，以便让列车离开该组编队旁轨(196)，从而在铁路线(200)上运动。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中向已经到达区块P_i的起点(121，141，221，241等)或终点(122，142，222，242等)的作业列车(TTXA，TTXB)发出信号，并且

-当其到达区块P_i的起点时，列车运动直到其完全处于该段区块上，并且押运员随后向PC负责人发出请求(M1)，以在随后的区段S_i上进行成区段地运动，和

-当其到达区块P_i的终点(122，222，142，242等)时，其遵照指令(M2)来等待(7)或者遵照授权(M3)来在区段S_i上运动(8)。

6.一种辅助作业列车(TTXA，TTXB等)在在建铁路线上运动的系统，所述铁路线具有两个相邻且双向(101，102)的轨道(100`，100``)所述轨道由PC负责人从中央区块PC(90)进行管理，轨道被分成在两个端部区块P_i(i和i+2)之间延伸的若干区段S_i(130，150等)，列车能在所述这些区段上成区段地或者以作业模式运动，所述系统包括

-中央区块(90)处的计算机(94)，其包括管理设备和数据处理设备(95，96，97)，以及至少利用其轨道、其区段和其端部区块来操纵在建铁路线的区块图表显示板(70)，

-在PC负责人和作业列车的押运员之间的通讯设备(81，91)，以对从列车的押运员到PC负责人的请求(M1)进行授权，从而让列车在给定区段S_i上以一个方向(101，102)成区段地运动，

-存储信息(M_i)的设备(50)，

-与计算机相连(81，LR，91)、用于在铁路线的区段上定位列车的设备(121，122，141，142等，221，222，241，242等；82)，

-与计算机相连(81，LR，91)、用于在铁路线的区段上检测列车行进方向的设备(123，124)，和

-与计算机相连、用于输入区段的工作状态(CE)的设备(98)，和

-对来自检测和定位设备的数据进行处理的处理设备(96)以使得，如果

a)没有其它列车在所述区段S_i上运动，

b)没有其它列车以相反方向在随后区段S_i+2上运动，

c)相邻轨道的区段S_i的相邻区段S_i+1不处于工作模式，

则PC负责人授权(8)列车的押运员，让列车在所述区段S_i上成区段地从端部i运动到端部i+2。

7.根据权利要求6的系统，其中，当作业列车在区段S_i上运动时，该区段S_i在中央区块PC的区块显示板(70)上显示为完全被占用。

8.根据权利要求6和7中任一项的系统，其中，在区段S_i上定位列车的设备包括

-端部区块P_i的起点和终点的信号元件(121，122，141，142等，221，222，241，242等)，其限定了区段S_i的端部并标识区块和区段，

-在列车和中央区块(90)之间通讯的设备(81，82)，其布置来交换信息(M_i)，尤其是请求(M1)、等待的命令(N2)或授权(M3)。

9.根据权利要求8的系统，其中信号元件包括指示标志板。

10.根据权利要求8的系统，其中信号元件包括无线电信标。

11.根据权利要求6至10之一的系统，其中信号元件供应多个(P)区块P_i。

12.根据权利要求6至11之一的系统，其中信号元件供应多个频道LR。

13.根据权利要求12的系统，其中频道LR规定为运动方向。

14.根据权利要求6至13之一的系统，其中授权请求(M1)包括列车的标识(A)。

15.根据权利要求6至14之一的系统，其中处理设备(96)这样布置，从而根据存储在存储设备(60，50)中的区段S_i的占用状态以及来自列车TTXA的运动请求信息(M1)，以推断该列车的运动条件并确定其是否可以成区段地运动。

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