带降级管理装置的列车自主运行系统及其应用的制作方法

[0001]
本发明涉及一种列车自主运行系统，尤其是涉及一种带降级管理装置的列车自主运行系统及其应用。


背景技术：

[0002]
与传统cbtc系统相比，基于车车通信的列车自主运行系统(tacs系统)以“列车为核心”，由列车自主计算移动授权，不再经由传统的轨旁zc计算后转发给列车，tacs系统的本质是将传统cbtc系统的轨旁核心控制功能移植至列车上，优化系统架构，同时减少轨旁设备数量，使设备维护工作量明显减少。
[0003]
然而，由于tacs系统大大简化了轨旁设备，尤其去掉了轨旁次级检测设备，因此在列车发生故障无法汇报列车位置时，tacs将无法跟踪故障列车的位置，现有的常用方法是人工介入故障列车的处理，封锁相应的区域，由人工控制故障列车安全退出并释放相应的资源，安全性和故障处理效率不能完全满足运营的要求，因此在tacs系统中，设计一种故障列车的位置跟踪装置具有十分重要的意义。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带降级管理装置的列车自主运行系统及其应用，跟踪故障列车的位置并能提供列车id信息，实现故障列车的降级运行，维持故障列车及其他列车的正常运行，保证整个系统的可用性和安全性。
[0005]
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]
根据本发明的一个方面，提供了一种带降级管理装置的列车自主运行系统，包括：
[0007]
列车自动监控系统ats，用于负责监督和控制列车的运营；
[0008]
轨旁资源管理器，用于负责线路资源分配与回收；
[0009]
轨旁列车控制器，用于负责管理及跟踪故障列车，接管故障列车进行资源申请及释放，并与相邻列车进行交互；
[0010]
目标控制器oc，用于实现轨旁设备状态采集及驱动；
[0011]
车载控制器cc，用于根据计划进行线路资源请求及释放，主动进行列车控制；
[0012]
应答器，用于结合线路地图负责提供列车所处的位置信息；
[0013]
降级管理装置bls，用于根据获取的应答器信息，向轨旁列车控制器提供相应的列车id及列车位置信息。
[0014]
作为优选的技术方案，所述的降级管理装置bls布置在列车上，配合轨旁列车控制器完成降级列车的运行。
[0015]
作为优选的技术方案，所述的降级管理装置bls提供故障列车的位置及id信息，所述的轨旁列车控制器通过该信息来接管对应故障列车，自动维持故障列车及其他列车的正常运行。
[0016]
作为优选的技术方案，所述的降级管理装置bls和车载控制器cc为两个独立的子
系统，当所述的车载控制器cc发生故障或失位时，此时由所述的降级管理装置bls跟踪故障列车位置。
[0017]
作为优选的技术方案，列车头尾各布置一套相互独立的所述的降级管理装置bls，各自使用冗余网络对外通信。
[0018]
作为优选的技术方案，每端所述的降级管理装置bls使用独立于车载控制器cc的应答器天线，或者与车载控制器cc共用一个应答器天线。
[0019]
作为优选的技术方案，所述的降级管理装置bls采用冗余配置或非冗余配置。
[0020]
作为优选的技术方案，所述的列车自动监控系统ats具有列车追踪运行、报警和事件报告，运行调整，以及操作控制功能。
[0021]
作为优选的技术方案，所述的车载控制器cc采用头尾冗余设置。
[0022]
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于权利要求1所述的带降级管理装置的列车自主运行系统的应用，包括以下步骤：
[0023]
步骤1)降级管理装置bls处于正常上电工作状态，同时列车自主运行系统其他部分也正常运行；
[0024]
步骤2)判断车载控制器cc是否发生故障，如果没有发生故障，则列车自主运行系统正常运行，如果车载控制器发生故障，则车载控制器无法向轨旁资源管理器及其他列车提供有效的列车位置信息，并执行步骤3)；
[0025]
步骤3)轨旁列车控制器接管故障列车，维持故障列车故障前的位置；
[0026]
步骤4)降级管理装置bls判断是否读到轨旁应答器，如果没有读到应答器，则保持之前的位置信息，如果读到新的应答器，则将应答器信息组包后发给轨旁列车控制器；
[0027]
步骤5)轨旁列车控制器根据新收到的应答器信息更新故障列车的位置及状态；
[0028]
步骤6)轨旁列车控制器判断当前故障列车是否出清所占用资源区域，如果没有出清，则继续保持资源占用，如果出清所占用资源区域，则向轨旁资源管理器申请释放占用的资源；
[0029]
步骤7)轨旁列车控制器申请释放出清的资源，根据新收到的运动任务申请新的资源，保证故障列车顺利退出运营。
[0030]
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0031]
1)本发明降级管理装置利用线路上既有的应答器，在不需要增加轨旁设备的情况下，通过列车中的独立检测系统来实现列车位置的跟踪，大大简化了系统轨旁设备的数量。
[0032]
2)本发明降级管理方法通过利用线路上应答器的信息，自动实现了故障列车的位置跟踪，并替代车载控制器cc对故障列车进行资源申请与释放，减少了人工的干预，大大提高了tacs系统对故障列车管理的安全性和可用性，同时也减少了对运营的影响；
[0033]
3)本发明降级管理装置独立于车载控制器cc，可以使用独立的应答器天线与车地无线通信设备，使得车载故障不影响bls的正常工作，保证了系统的可用性。
附图说明
[0034]
图1为基于车车通信的列车自主运行系统的控制过程流程示意图；
[0035]
图2为基于车车通信的列车自主运行系统结构图；
[0036]
图3为基于车车通信的列车自主运行系统的车载结构示意图；
[0037]
图4为基于车车通信的列车自主运行系统正常运行的数据流示意图；
[0038]
图5为基于车车通信的列车自主运行系统车载故障运行的数据流示意图；
[0039]
图6为基于车车通信的列车自主运行系统的降级管理装置工作流程示意图；
具体实施方式
[0040]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
[0041]
为了降低列车故障对tacs系统的影响，本发明开发一种能提供故障列车位置检测系统，跟踪故障列车的位置并能提供列车id信息，实现故障列车的降级运行，维持故障列车及其他列车的正常运行，保证整个系统的可用性和安全性。
[0042]
本发明基于车车通信的列车自主运行系统的降级管理装置bls分别与轨旁列车控制器，线路上的应答器接口，与tacs系统的车载控制器cc同时并存且互相没有接口，tacs系统正常工作时，由车载控制器cc负责列车位置的跟踪及计算，当列车发生故障无法提供定位信息时，此时由bls来跟踪列车的位置，代替车载控制器cc执行下列任务：
[0043]
1)bls利用自身的应答器天线获取线路上的应答器信息，以安全的方式解析应答器id信息，并与列车id等信息进行安全消息组包；
[0044]
2)通过安全通信向轨旁列车控制器发送列车位置及列车id信息；
[0045]
基于车车通信的列车自主运行系统的降级管理装置主要在列车降级的情况下使用，当车载控制器cc发生故障无法恢复时，为了能够让tacs系统跟踪到该故障列车，因此需要使用bls来提供列车的位置及列车id等信息，通过轨旁列车控制器来接管该故障列车，自动维持故障列车及其他列车的正常运行，保证整个系统的可用性和安全性，减少了人工干预的处理。
[0046]
基于车车通信的列车自主运行系统的降级管理装置在实际应用中的工作流程如图1所示：
[0047]
步骤101)降级管理装置bls处于正常上电工作状态，同时列车自主运行系统其他部分也正常运行；
[0048]
步骤102)判断车载控制器cc是否发生故障，如果没有发生故障，则列车自主运行系统正常运行，如果车载控制器发生故障，则车载控制器无法向轨旁资源管理器及其他列车提供有效的列车位置信息，并执行步骤103)；
[0049]
步骤103)轨旁列车控制器接管故障列车，维持故障列车故障前的位置；
[0050]
步骤104)降级管理装置bls判断是否读到轨旁应答器，如果没有读到应答器，则保持之前的位置信息，如果读到新的应答器，则将应答器信息组包后发给轨旁列车控制器；
[0051]
步骤105)轨旁列车控制器根据新收到的应答器信息更新故障列车的位置及状态；
[0052]
步骤106)轨旁列车控制器判断当前故障列车是否出清所占用资源区域，如果没有出清，则继续保持资源占用，如果出清所占用资源区域，则向轨旁资源管理器申请释放占用的资源；
[0053]
步骤107)轨旁列车控制器申请释放出清的资源，根据新收到的运动任务申请新的
资源，保证故障列车顺利退出运营。
[0054]
如图2所示，基于车车通信的列车自主运行系统主要包括轨旁资源管理器、轨旁列车控制器、目标控制器oc、列车自动监控系统ats、车载控制器cc、降级管理装置bls、应答器。其中列车自动监控系统ats负责监督和控制列车的运营，具有列车追踪运行、报警和事件报告，运行调整，操作控制等功能；轨旁资源管理器负责线路资源分配与回收，列车序列管理等功能；轨旁列车控制器主要负责管理及跟踪故障列车，接管故障列车进行资源申请及释放，并与相邻列车进行交互；目标控制器主要实现轨旁设备状态采集及驱动；车载控制器cc根据计划进行线路资源请求及释放，主动进行列车控制，实现列车安全防护功能和列车自动驾驶功能；应答器结合线路地图负责提供所处的位置信息；降级管理装置bls主要根据获取的应答器信息，向轨旁列车控制器提供相应的列车id及列车位置信息；其中降级管理装置bls布置在列车上，配合轨旁列车控制器完成降级列车的运行。
[0055]
基于车车通信的列车自主运行系统的车载包括车载控制器cc和降级管理装置bls这两个独立的子系统，如图3所示，在tacs正常情况下，车载控制器cc负责列车的安全防护及自动驾驶，车载控制器cc头尾冗余，当车载控制器cc发生故障或失位时，cc无法向轨旁及其他列车提供位置及运行方向信息，此时由降级管理装置bls跟踪故障列车位置，列车头尾各布置一套相互独立的降级管理装置bls，各自使用冗余网络对外通信，每端bls可以使用独立于cc的应答器天线，也可以与cc共用一个应答器天线，当cc发生故障后，不会影响bls的正常工作，bls具备列车故障情况下的位置跟踪功能，并且具备简单的结构，其中bls可根据项目需求采用冗余配置或非冗余配置。
[0056]
基于车车通信的列车自主运行系统以列车为核心，由列车负责申请及释放轨旁资源，列车之间直接通信，列车根据申请到的资源及相邻列车之间的位置信息，进行移动授权计算，控制列车运行，如图4所示，首先cc从ats接收运动任务，cc根据当前列车位置规划运行路径，向轨旁资源管理器申请轨旁资源，轨旁资源管理器收到资源申请后向oc发送资源控制命令，然后oc驱动轨旁设备并回采设备状态，oc发送设备状态给轨旁资源管理器，最后轨旁资源管理器向cc发送资源分配状态，同时向ats反馈设备状态信息，列车根据资源分配情况计算移动授权，控制列车运行；
[0057]
当tacs模式运行列车发生故障不能给列车定位后，由bls负责跟踪列车，如图5所示，bls读到应答器后，将应答器及列车信息发送给轨旁列车控制器，然后轨旁列车控制器计算列车位置信息，并发送给ats，ats根据列车位置，由调度将新的运行任务发送给轨旁列车控制器制命令，oc驱动轨旁设备并采集状态，然后向轨旁资源管理器反馈设备状态信息，轨旁资源管理器向轨旁列车控制器反馈资源分配信息并向ats发送轨旁设备状态信息，由轨旁列车控制器、司机及调度防护故障列车的运行，同时也保证了其他列车的正常运营；
[0058]
基于车车通信的列车自主运行系统的降级管理装置工作流程如图6所示：
[0059]
①
在列车正常运行时，bls一直正常工作；
[0060]
②
bls判断是否读到轨旁的应答器，如果没有读到应答器，则向轨旁列车控制器发送之前的应答器信息，如果读到线路上的应答器，则解析应答器消息；
[0061]
③
bls根据解析的应答器消息，提取应答器id，并更新列车位置消息包；
[0062]
④
向轨旁列车控制器发送更新后的列车位置消息包；
[0063]
⑤
轨旁列车控制器根据收到的消息包，更新故障列车的定位，并代替cc接管故障
列车。
[0064]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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以权利要求的保护范围为准。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除