车载控制器的故障恢复系统及故障恢复方法与流程

[0001]
本发明涉及城市轨道交通技术领域，尤其涉及车载控制器的故障恢复系统及故障恢复方法。


背景技术：

[0002]
目前在轨道交通的cbtc(基于通信的列车自动控制系统)信号系统中，车载控制器执行列车的atp/ato控制功能，其架构通常采用2*2oo2或2*2oo3的热备冗余架构。当其中一套2oo2或2oo3车载控制器故障失效时，另一套车载控制器可以成为主用并无缝接管列车列车控制。系统将支持两种方式使故障的车载控制器恢复：一、是司机或维护人员人工登车，直接对故障设备做现地重启操作；二、是利用信号系统的远程手动命令或自动命令，由当前主用的控制器去重启另一套故障的控制器。重启方式通常为硬重启，即通过断电再上电的方式实现。在重启后如故障恢复，则车载系统仍将具有双套控制器可用。
[0003]
当采用全自动运行(fao)的轨道交通系统时，列车上将不再配备有驾驶员。如发生双套车载控制器均故障的情况，则列车将失去控制而可能迫停在区间。传统的远程控制手段将由于失去冗余而无法实现。而现地控制方式则需要派遣多职能队员登车以处理故障，这势必会造成列车重大晚点事故，从而影响全自动运行的可用性。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种车载控制器的故障恢复系统和故障恢复方法，使得故障的车载控制器能够在无需人员登车操作的情况下自动恢复，特别适用于针对车上无司乘人员的全自动运行系统场景下。
[0005]
实现上述目的的技术方案是：
[0006]
一种车载控制器的故障恢复系统，包括：
[0007]
用于输出“全部控制器重启”命令的轨旁的中央控制器(ats)；
[0008]
安装在列车两端，并分别通过车地无线通信系统和车载有线通信系统连接中央控制器的两个车载控制器；
[0009]
安装在列车两端，并分别通过车地无线通信系统和车载有线通信系统连接中央控制器的两个车载辅助控制器；所述车载辅助控制器接收“全部控制器重启”命令，并采用脉冲信号输出“全部控制器重启”命令；以及
[0010]
根据所述车载辅助控制器输出的“全部控制器重启”命令，对两端的车载控制器实施断电重启操作的相关控制继电器。
[0011]
优选的，所述相关控制继电器包括：
[0012]
对应于输出“全部控制器重启”命令的所述车载辅助控制器，根据“全部控制器重启”命令而激活，并输出使能信号的内部控制继电器；
[0013]
对应于输出使能信号的内部控制继电器，根据使能信号而得电吸起，并通过本端车辆电路及列车线至对端车辆电路，向列车两端输出激活信号的“全部控制器重启控制”继
电器；以及
[0014]
分别根据激活信号而对各自对应所述车载控制器实施断电重启操作的两个“车载控制器供电控制”接触器。
[0015]
优选的，当全部车载控制器故障且列车迫停时，操作人员在中央控制器上向所述车载辅助控制器发送“全部控制器重启”命令。
[0016]
优选的，所述车载辅助控制器由列车永久供电系统供电。
[0017]
本发明基于上述车载控制器的故障恢复系统的故障恢复方法，包括：
[0018]
当全部车载控制器故障且列车迫停时，操作人员在中央控制器上发送“全部控制器重启”命令，并通过车地无线通信系统和车载有线通信系统传输给两个车载辅助控制器；
[0019]
每个所述车载辅助控制器独立校验并计算命令有效性，在完成校验后，采用脉冲信号输出“全部控制器重启”命令；列车根据“全部控制器重启”命令配合相关控制继电器，对两端的车载控制器实施断电重启操作。
[0020]
优选的，当中央控制器判断与列车的两个车载控制器均失去通信后，中央控制器上增加报警提示；调度人员或维护人员根据报警提示，在判断全部车载控制器均故障失效，并且车载辅助控制器正常的情况下，在中央控制器界面发送“全部控制器重启”命令。
[0021]
优选的，中央控制器在发送“全部控制器重启”命令前，判断列车是否具备施加主控器重启命令的条件：列车处于全自动驾驶模式、列车处于静止状态、与车载辅助控制器通信良好；当条件不满足时，中央控制器拒绝发出“全部控制器重启”命令并生成报警；当条件满足时，中央控制器发出“全部控制器重启”命令。
[0022]
优选的，所述车载辅助控制器完成校验后，采用脉冲信号输出“全部控制器重启”命令，并激活内部控制继电器；得电导通的内部控制继电器使能外部车辆接口的对应的“全部控制器重启控制”继电器；“全部控制器重启控制”继电器在得电吸起后，通过本端车辆电路及列车线至对端车辆电路，激活列车两端的“车载控制器供电控制”接触器；每个“车载控制器供电控制”接触器在得电激活后，断开本端车载控制器的供电电源；当“全部控制器重启”命令作为脉冲信号恢复常态时，“全部控制器重启控制”继电器以及“车载控制器供电控制”接触器均失电；“车载控制器供电控制”接触器在失电落下后，恢复本端车载控制器的供电。
[0023]
优选的，所述车载辅助控制器持续监控内部控制继电器以及“全部控制器重启控制”继电器的状态，并将状态实时反馈给中央控制器，并在状态异常时生成报警。
[0024]
优选的，调度人员或维护人员在中央控制器上远程查看列车上车载控制器重启后的工作状态。
[0025]
本发明的有益效果是：本发明在全部车载控制器发生故障时，可由中央控制器向车载辅助控制器下发控制器复位命令。车载辅助控制器将通过车辆电路对全部故障的车载控制器实施断电上电的重启操作，使其可在故障恢复后投入运营，无须维护人员实地登车作业，提高了全自动运行系统的整理可用性，最大程度的降低晚点运营的影响。极大提高全自动运行系统的可用性与使用效率。车载辅助控制器与中央控制器保持持续的通信连接状态，能够持续监控继电器状态，且每列车上均为双套激活的冗余架构，且由列车永久电源供电，具备充分冗余性以及更高的可用性。
附图说明
[0026]
图1是本发明的车载控制器的故障恢复系统的架构图；
[0027]
图2是本发明的车载控制器的故障恢复系统的控制原理示意图。
具体实施方式
[0028]
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0029]
现有信号系统的车载控制器多为双套热备冗余架构，每套系统为2oo2或2oo3配置。为了保证列车控制的安全性，同时至多仅有1套车载控制器为主控的控车状态，另1套为备用状态。当现有车载控制器在发生故障(失电、接口故障、内部设备故障失效等)的情况下，如另1套车载控制器可用，则将直接成为主用控制器并接管列车控制任务。如另1套车载控制器同样不可用，则将失去全部车载控制器，根据“故障导向安全”的原则，将主动施加紧急制动使列车立即停车。但如此时全部车载控制器均不可用，则故障的控制器将无法通过重启的方式完成故障恢复，并且可能导致列车在载客情况下迫停区间内，造成重大事故。
[0030]
请参阅图1-2，本发明的车载控制器的故障恢复系统，包括：中央控制器1、两个车载控制器2、两个车载辅助控制器3。
[0031]
车载辅助控制器3采用“双活”的冗余架构，由列车永久电源(列车上的蓄电池电源)供电，实现永久工作的形式。因此在车载控制器2发生意外掉电故障后仍可继续工作。
[0032]
中央控制器1与两个车载控制器2、两个车载辅助控制器3均通过车地无线通信系统和车载有线通信系统保持通信状态。与两个车载控制器2、两个车载辅助控制器3均安装在列车两端。车地无线通信系统可采用2.8ghz的wlan无线通信系统，或1.8ghz的lte无线通信系统。车载有线通信系统支持2套车载辅助控制器3可独立的与中央控制器实现通信连接。
[0033]
当全部车载控制器2故障且列车迫停时，操作人员在中央控制器1上向所述车载辅助控制器3发送“全部控制器重启”命令。车载辅助控制器3接收“全部控制器重启”命令，并采用脉冲信号输出“全部控制器重启”命令。
[0034]
相关控制继电器根据车载辅助控制器3输出的“全部控制器重启”命令，对两端的车载控制器2实施断电重启操作。相关控制继电器包括：与车载辅助控制器3对应的两个内部控制继电器、与车载辅助控制器3对应的两个“全部控制器重启控制”继电器、与车载控制器2对应的两个“车载控制器供电控制”接触器。
[0035]
内部控制继电器根据对应车载辅助控制器3输出的“全部控制器重启”命令而激活，并输出使能信号。“全部控制器重启控制”继电器4根据使能信号而得电吸起，并通过本端车辆电路及列车线至对端车辆电路，向列车两端输出激活信号。两个“车载控制器供电控制”接触器5分别根据激活信号而对各自对应车载控制器2实施断电重启操作。
[0036]
本发明基于上述车载控制器的故障恢复系统的故障恢复方法，包括下列步骤：
[0037]
步骤一、当全部车载控制器2故障且列车迫停时，操作人员在中央控制器1上发送“全部控制器重启”命令，并通过车地无线通信系统和车载有线通信系统传输给两个车载辅助控制器3。
[0038]
具体低，当中央控制器1判断与列车的两个车载控制器2均失去通信后，即列车成为非通信车后，中央控制器1上增加报警提示；调度人员或维护人员根据报警提示，在判断
全部车载控制器2均故障失效，并且车载辅助控制器3正常的情况下，在中央控制器1界面发送“全部控制器重启”命令。调度人员或维护人员可在中央控制器1界面上查看到该车上，与中央控制器1通信的车载辅助控制器3的工作情况。
[0039]
中央控制器1在发送“全部控制器重启”命令前，判断列车是否具备施加主控器重启命令的条件：列车处于全自动驾驶模式、列车处于静止状态、与车载辅助控制器通信良好；当条件不满足时，中央控制器1拒绝发出“全部控制器重启”命令并生成报警；当条件满足时，中央控制器1发出“全部控制器重启”命令。
[0040]
步骤二、每个车载辅助控制器3独立校验并计算命令有效性，即：每个车载辅助控制器3独立完成对中央控制器1下发命令的报文通信健康性的校验，并进而计算执行该命令的有效性条件，包括列车当前运行模式、列车故障状态以及辅助控制器自身健康状况等。在完成校验后，采用脉冲信号输出“全部控制器重启”命令；列车根据“全部控制器重启”命令配合相关控制继电器，对两端的车载控制器2实施断电重启操作。具体地：
[0041]
车载辅助控制器3完成校验后，采用脉冲信号输出“全部控制器重启”命令，并激活内部控制继电器；得电导通的内部控制继电器使能外部车辆接口的对应的“全部控制器重启控制”继电器4；“全部控制器重启控制”继电器4在得电吸起后，通过本端车辆电路及列车线至对端车辆电路，激活列车两端的“车载控制器供电控制”接触器5；每个“车载控制器供电控制”接触器6在得电激活后，断开本端车载控制器的供电电源；当“全部控制器重启”命令作为脉冲信号恢复常态(不激活)时，“全部控制器重启控制”继电器4以及“车载控制器供电控制”接触器5均失电；“车载控制器供电控制”接触器5在失电落下后，恢复本端车载控制器的供电。从而实现车载控制器的重启恢复工作；当前为主控模式下的车载控制器2将保持供电状态，不会被断电重启。
[0042]
车载辅助控制器3持续监控内部控制继电器以及“全部控制器重启控制”继电器4的状态，并将状态实时反馈给中央控制器1，并在状态异常时生成报警。
[0043]
调度人员或维护人员在中央控制器1上远程查看列车上车载控制器2重启后的工作状态。
[0044]
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

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