本發(fā)明涉及城市軌道交通信號控制領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于有軌電車運行控制系統(tǒng)的車載控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，有軌電車運行系統(tǒng)中，車載控制系統(tǒng)功能單一，只是簡單按照預(yù)先制定的運行計劃控制列車行駛，運行計劃制定不當(dāng)，就會造成列車運行擁堵或者道口過于空閑，道岔控制、列車控制的靈活性和列車運營效率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于有軌電車運行控制系統(tǒng)的車載控制方法及系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種應(yīng)用于有軌電車運行系統(tǒng)的車載控制方法，包括步驟：

接收監(jiān)控中心服務(wù)器發(fā)送的有軌電車運行計劃整備數(shù)據(jù)，配置本車運行計劃的控制信息；

向道岔控制器發(fā)送接近消息以及道岔轉(zhuǎn)換標(biāo)志信息，或向道口控制器發(fā)送接近消息；

根據(jù)本車運行計劃的控制信息、接收到的道岔控制器的反饋信息或道口控制器的反饋信息，控制本車是否繼續(xù)行進(jìn)及行進(jìn)速度。

根據(jù)本發(fā)明實施例，所述方法還包括步驟：

接收電子標(biāo)簽讀卡器將通過讀取設(shè)置于軌道旁的電子標(biāo)簽獲得的位置信息，及測速裝置測得的車速信息；

向后方行駛的有軌電車發(fā)送所述位置信息和所述車速信息；

所述根據(jù)本車運行計劃的控制信息、接收到的道岔控制器的反饋信息或道口控制器的反饋信息，控制本車是否繼續(xù)行進(jìn)及行進(jìn)速度，包括：根據(jù)本車運行計劃的控制信息、接收到的道岔控制器的反饋信息或道口控制器的反饋信息，或前方行駛的有軌電車發(fā)送的位置信息和車速信息，控制本車是否繼續(xù)行進(jìn)及行進(jìn)速度。

一種應(yīng)用于有軌電車運行系統(tǒng)的車載控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理單元和邏輯控制單元；

所述數(shù)據(jù)處理單元用于識別接收到的信息并存儲，所述接收到的信息包括監(jiān)控中心服務(wù)器發(fā)送的有軌電車運行計劃整備數(shù)據(jù)；

所述邏輯控制單元包括數(shù)據(jù)整備模塊、移動授權(quán)計算模塊、超速防護(hù)模塊、正線道岔控制模塊和道口優(yōu)先申請模塊；

數(shù)據(jù)整備模塊用于根據(jù)監(jiān)控中心服務(wù)器發(fā)送的有軌電車運行計劃整備數(shù)據(jù)配置本車運行計劃的控制信息；

移動授權(quán)計算模塊用于有軌電車在運行過程中前方可安全運行里程的最大距離的計算；

超速防護(hù)模塊用于有軌電車運行過程中的最大安全速度控制；

正線道岔控制模塊用于有軌電車按運行計劃行車過程中接近、進(jìn)入和離開道岔列車速度控制；

道口優(yōu)先申請模塊用于有軌電車按運行計劃行車過程中接近、進(jìn)入和離開道口列車速度控制。

根據(jù)本發(fā)明實施例，所述接收到的信息還包括電子標(biāo)簽讀卡器將通過讀取設(shè)置于軌道旁的電子標(biāo)簽獲得的位置信息，及測速裝置測得的車速信息，前方行駛的有軌電車發(fā)送的位置信息和車速信息，所述移動授權(quán)計算模塊、超速防護(hù)模塊、正線道岔控制模塊和道口優(yōu)先申請模塊分別在進(jìn)行速度控制時，參考前方行駛的有軌電車的位置信息和車速信息進(jìn)行速度控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

車載控制系統(tǒng)根據(jù)這些整備數(shù)據(jù)控制有軌電車行車，并在道口或道岔前詢問當(dāng)前道岔、道口狀態(tài)，若道口空閑則允許優(yōu)先通過道口，若道岔鎖閉則允許通過道岔，與傳統(tǒng)按照固定計劃行車的方式相比，提高了列出運行控制的靈活性及運行效率，避免了列出運行堵塞或資源浪費。

通過與追蹤隊列中的有軌電車無線通信獲取前車位置和速度，進(jìn)而車載運行控制系統(tǒng)再根據(jù)道岔、道口和車站的位置計算移動授權(quán)完成列車安全運行控制。車載控制系統(tǒng)登錄到監(jiān)控中心服務(wù)器后，監(jiān)控中心服務(wù)器自動向登錄的車載控制系統(tǒng)下發(fā)整備數(shù)據(jù)從而完成當(dāng)次有軌電車的行車計劃、追蹤隊列的初始化和聯(lián)鎖表的建立；車載控制系統(tǒng)根據(jù)這些整備數(shù)據(jù)控制有軌電車行車，并通過與追蹤隊列中的有軌電車無線通信獲取前車位置和速度，進(jìn)而車載控制系統(tǒng)再根據(jù)道岔、道口和車站的位置計算移動授權(quán)完成列車安全運行控制。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明實施例中車載控制系統(tǒng)的應(yīng)用場景示意圖。

圖2是發(fā)明實施例中車載控制系統(tǒng)的功能模塊框圖。

圖3是發(fā)明實施例中車載控制方法流程圖。

圖4是發(fā)明實施例中基于車-車通信的有軌電車運行控制系統(tǒng)道口優(yōu)選申請場景示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，有軌電車運行控制系統(tǒng)包括路由器、ac網(wǎng)絡(luò)控制器、交換機和ap控制器及其射頻信號發(fā)射天線等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；道岔控制器、道口控制器等軌旁信號設(shè)備；以及監(jiān)控中心服務(wù)器、有軌電車及其車載設(shè)備。有軌電車車載設(shè)備包括測速單元、讀卡器、ap控制器及其射頻信號發(fā)射天線和車載計算機。有軌電車車載設(shè)備中的車載計算機通過路由器、ac網(wǎng)絡(luò)控制器、交換機和ap控制器部署的無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心服務(wù)器、道岔控制器、道口控制器進(jìn)行通信；車載計算機運行的車載控制系統(tǒng)對有軌電車進(jìn)行實時控制。

有軌電車的測速單元將測到的有軌電車速度實時地通過總線方式傳輸?shù)杰囕d計算機。車載控制系統(tǒng)根據(jù)測到的有軌電車速度實時計算有軌電車?yán)锍毯蛯τ熊夒娷囁俣冗M(jìn)行控制。

有軌電車在經(jīng)過電子標(biāo)簽上方時，有軌電車上的電子標(biāo)簽讀卡器將讀到的電子標(biāo)簽卡號通過總線方式傳輸?shù)杰囕d計算機；車載控制系統(tǒng)根據(jù)卡號信息進(jìn)行有軌電車位置校準(zhǔn)。

有軌電車接近道岔時，車載控制系統(tǒng)向道岔控制器發(fā)送接近消息以及道岔轉(zhuǎn)換標(biāo)志信息，與此同時控制有軌電車限速運行，等待道岔控制器反饋道岔鎖閉狀態(tài)。車載控制系統(tǒng)根據(jù)道岔控制器反饋的道岔鎖閉狀態(tài)控制有軌電車速度。

有軌電車接近道口時，車載控制系統(tǒng)向道口控制器發(fā)送接近消息，與此同時控制有軌電車限速運行、等待道口控制器返回道口狀態(tài)。車載控制器系統(tǒng)根據(jù)道口控制器反饋的道口狀態(tài)控制有軌電車速度。

有軌電車正線運行時，如果有軌電車前方無有軌電車，則當(dāng)前有軌電車的車載控制系統(tǒng)將授權(quán)距離計算到距離車站、道岔和道口最近處。

有軌電車正線運行時，如果有軌電車前方有有軌電車，則當(dāng)前有軌電車的車載控制系統(tǒng)通過無線通信實時接收前車的位置和速度數(shù)據(jù)，并將授權(quán)距離計算到距離前車、車站、道岔和道口最近處；如果與此同時當(dāng)前有軌電車后面也有有軌電車則同時向后車的車載控制系統(tǒng)發(fā)送當(dāng)前有軌電車的位置和速度。

監(jiān)控中心服務(wù)器任務(wù)有：第一，負(fù)責(zé)車載計算機、軌旁信號設(shè)備(例如道口控制器、道岔控制器)登錄的身份識別信息記錄。這些身份識別信息包括ip地址、端口號以及設(shè)備類型號和設(shè)備編號；第二，負(fù)責(zé)有軌電車追蹤隊列的選排；第三，負(fù)責(zé)車載計算機與軌旁信號設(shè)備(包括道口控制器和道岔控制器)通信的控制信息轉(zhuǎn)發(fā)；第四，負(fù)責(zé)向車載控制系統(tǒng)報告在線信號設(shè)備意外斷網(wǎng)故障從而使運行控制系統(tǒng)從故障導(dǎo)向安全。

圖2是車載控制系統(tǒng)功能模塊示意圖，車載控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理單元、邏輯控制單元和人機界面單元。其中數(shù)據(jù)處理單元包括數(shù)據(jù)通信模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。

數(shù)據(jù)通信模塊能夠?qū)崟r地將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解幀，以此識別出數(shù)據(jù)來源以及該數(shù)據(jù)的具體含義；與此同時將這些數(shù)據(jù)初始化到數(shù)據(jù)存儲模塊、人機界面單元和車載邏輯控制單元。

數(shù)據(jù)存儲模塊將列車運行狀態(tài)信息實時地存儲到車載數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)通信模塊解析得到的數(shù)據(jù)來源信息包括設(shè)備類型、編號、ip地址、端口、設(shè)備狀態(tài)和有軌電車運行速度、定位信標(biāo)里程數(shù)據(jù)存儲到車載邏輯控制單元緩沖區(qū)，以便于有軌電車車載控制系統(tǒng)針對于不同的車旁信號設(shè)備信息交換來確定列車能否繼續(xù)運行和以多大速度運行的控制信息。

邏輯控制單元包括數(shù)據(jù)整備模塊、移動授權(quán)計算模塊、超速防護(hù)模塊、正線道岔控制模塊和道口優(yōu)先申請模塊。其中，數(shù)據(jù)整備模塊用于接收監(jiān)控中心服務(wù)器發(fā)送的有軌電車運行計劃整備數(shù)據(jù)，根據(jù)所述整備數(shù)據(jù)配置本車運行計劃的控制信息。運行計劃包括有軌電車所屬車次的行車線路所需要的道岔轉(zhuǎn)換表、正線沿線車站是否停車的控制表以及發(fā)車時間；移動授權(quán)計算模塊用于有軌電車在運行過程中前方可安全運行里程的最大距離的計算；超速防護(hù)模塊用于有軌電車運行過程中的最大安全速度控制；正線道岔控制模塊用于有軌電車按計劃行車過程中接近、進(jìn)入和離開道岔列車速度控制，具體的控制策略是：在接近道岔的區(qū)域連續(xù)等間隔敷設(shè)5個定位信標(biāo)(定位信標(biāo)個數(shù)和間距可根據(jù)實際需求進(jìn)行調(diào)整)，當(dāng)有軌電車運行到電子標(biāo)簽1時，稱為1接近，車載控制系統(tǒng)立即向道岔控制器發(fā)送接近消息，消息幀中包含道岔的轉(zhuǎn)換計劃，道岔控制器接收到該信息幀后與自身的整備數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，一旦一致則按計劃轉(zhuǎn)動道岔。如果列車在5接近之前收到道岔控制器轉(zhuǎn)換的道岔鎖閉消息，則列車停止向道岔控制器發(fā)送接近消息而直接低速度通過道岔。如果在5接近道岔時候，道岔控制器還未反饋消息則控制有軌電車制動，接著以固定頻率向道岔控制器發(fā)送接近消息，直到收到道岔控制器發(fā)送的道岔鎖閉消息后停止發(fā)送接近消息，之后車載控制系統(tǒng)中允許有軌電車重新啟動標(biāo)志置位，才可允許有軌電車接受速度給定控制。但直到列車駛過道岔區(qū)間的時候才允許加速。道口優(yōu)先申請模塊用于有軌電車按計劃行車過程中接近、進(jìn)入和離開道口列車速度控制，具體控制策略是：按照如圖4所示，在接近道口的區(qū)域連續(xù)等間隔敷設(shè)5個定位信標(biāo)(定位信標(biāo)個數(shù)和間距可根據(jù)實際需求進(jìn)行調(diào)整)，當(dāng)有軌電車運行到電子標(biāo)簽1時，稱為1接近，車載控制系統(tǒng)立即向道口控制器發(fā)送接近消息。如果列車在5接近之前收到道口綠燈且空閑狀態(tài)，則不再發(fā)送接近消息而直接通過道口，否則控制有軌電車制動，接著以固定頻率向道口發(fā)送接近消息，直到收到道口綠燈且空閑狀態(tài)后停車發(fā)送接近消息，之后車載控制系統(tǒng)中允許有軌電車重新啟動標(biāo)志置位，才可允許有軌電車接受速度給定控制，但直到列車駛過道口區(qū)間的時候才允許加速。在上述道岔和道口接近區(qū)間范圍內(nèi)車載控制系統(tǒng)控制列車以低速限速行駛。有軌電車離開道口或道岔標(biāo)志可根據(jù)其距離道口或道岔的相對距離確定，相對距離大小根據(jù)具體運行實際線路進(jìn)行調(diào)整。

人機界面單元通過人機交互實現(xiàn)有軌電車車輛基本參數(shù)設(shè)置；在運行過程中將列車運行狀態(tài)包括速度、警示信息實時顯示；實現(xiàn)對有軌電車運行記錄的查看、打印和報表生成功能。

如圖3所示，在應(yīng)用于有軌電車運行系統(tǒng)的車載控制方法中，包括步驟：

車載控制器接收監(jiān)控中心服務(wù)器發(fā)送的有軌電車運行計劃整備數(shù)據(jù)，配置本車運行計劃的控制信息；

車載控制器向道岔控制器發(fā)送接近消息以及道岔轉(zhuǎn)換標(biāo)志信息，或向道口控制器發(fā)送接近消息；

車載控制器根據(jù)本車運行計劃的控制信息、接收到的道岔控制器的反饋信息或道口控制器的反饋信息，控制本車是否繼續(xù)行進(jìn)及行進(jìn)速度。

上述方法通過在道口或道岔前循問當(dāng)前道岔、道口狀態(tài)，若道口空閑則允許優(yōu)先通過道口，若道岔鎖閉則允許有軌電車通過道岔，解決了傳統(tǒng)車載控制方法靈活性差、效率低的問題。

在進(jìn)一步優(yōu)化的方案中，上述方法還包括步驟：

接收電子標(biāo)簽讀卡器將通過讀取設(shè)置于軌道旁的電子標(biāo)簽獲得的位置信息，及測速裝置測得的車速信息；

向后方行駛的有軌電車發(fā)送所述位置信息和所述車速信息；

在控制本車是否繼續(xù)行進(jìn)及行進(jìn)速度的步驟中，具體策略是：根據(jù)本車運行計劃的控制信息、接收到的道岔控制器的反饋信息或道口控制器的反饋信息，或前方行駛的有軌電車發(fā)送的位置信息和車速信息，控制本車是否繼續(xù)行進(jìn)及行進(jìn)速度。

在進(jìn)一步優(yōu)化的方案中，實現(xiàn)了有軌電車與有軌電車之間的通信，減少了有軌電車與地面控制系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)量，解決了目前車載控制器與地面控制系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)量大，地面控制系統(tǒng)復(fù)雜的問題。

本發(fā)明實施例中，車載控制系統(tǒng)增加了移動授權(quán)計算功能和列車數(shù)據(jù)整備模塊，通過數(shù)據(jù)整備模塊可獲取聯(lián)鎖表和正線追蹤隊列，實現(xiàn)部分計算機聯(lián)鎖功能。列車追蹤更加靈活，在正線上運行的兩列以上列車進(jìn)行追蹤時，追蹤方式是前車向后車主動發(fā)送自身位置和速度，后車被動接收前車定位數(shù)據(jù)，通信方式是兩列車之間通告無線通信方式進(jìn)行信息交互。追蹤實現(xiàn)方式是車載控制系統(tǒng)登錄時，監(jiān)控中心服務(wù)器立即根據(jù)運行里程對在線列車進(jìn)行排序，排在前面的為前行列車，后面的為后行列車。監(jiān)控中心服務(wù)器在確定了車輛順序之后，依次通過無線通信向每列車車載控制系統(tǒng)的發(fā)送后車車載網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)據(jù)，列車車載控制系統(tǒng)收到后立即向后車發(fā)送自己的位置和速度。每列車車載控制系統(tǒng)都有接收定位數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)據(jù)的接口。列車車載系統(tǒng)收到前車定位數(shù)據(jù)后，邏輯控制單元采用輪詢方式不斷比較當(dāng)前列車位置和前車位置、當(dāng)前列車速度和前車速度。從而得到兩組數(shù)據(jù)：相對速度和相對距離。車載邏輯控制單元以此為依據(jù)進(jìn)行移動授權(quán)的計算、列車速度控制和超速防護(hù)，從而保證有軌電車安全行駛。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。