兼容数字轨道电路与CBTC制式的列车运行控制系统的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制系统。

背景技术：

在国内，北京地铁5号线、广州地铁1好像、广州地铁2号线、南京地铁1号线、深圳地铁1号线、深圳地铁4号线等轨道交通均采用了准移动闭塞列车运行控制系统，列车运行控制系统简称为atc系统，按照准移动闭塞建设的线路逐步进入大修改造阶段，各线路均不同程度的靠站了相关改造方案的研究。目前基于数字轨道电路的准移动闭塞系统改造基于采用增车全套替换的方式或采用车载兼容不同制式地面设备的方式，采用兼容方案时，列车可在不同制式的地面运行，但所有地面区域必须采用相同制式地面设备。

目前基于数字轨道电路的atc系统改造采用数字轨道电路与cbtc制式兼容方案时，列车可在不同制式的地面运行，但所有地面区域必须采用相同制式的地面设备。因改造时列车不能停运，既有方案实现难度较大且改造成本较高，无法实现地面系统同时兼容数字轨道电路及cbtc制式的场景，也无法实现列车自动跨越不同地面制式的场景，未形成较为完整全套atc系统兼容解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制系统，用以解决现有技术中无法实现列车自动跨越不同地面制式场景的缺陷，实现完整全套列车运行控制系统的兼容解决方案。

本发明实施例提供一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制系统，包括：中心ats设备、车站ats设备、联锁设备、zc设备、继电器接口、计轴设备、数字轨道电路和车载vobc设备，其中：

所述车载vobc设备通过无线网络与所述zc设备的第一端连接，所述zc设备的第二端与所述数字轨道电路连接，所述zc设备的第三端与所述联锁设备的第一端连接，所述zc设备的第四端与所述车站ats设备的第一端连接；

所述中心ats设备与所述车站ats设备的第二端连接，所述车站ats设备的第三端与所述联锁设备的第二端连接，所述联锁设备的第三端与所述继电器接口连接的一端连接，所述继电器接口的第二端与所述计轴设备连接。

根据本发明一个实施例的兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制系统，若所述数字轨道电路为所述列车轨道线路的后备系统，所述列车轨道线路为cbtc制式，相应地，所述列车运行控制系统还包括无源应答器。

根据本发明一个实施例的兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制系统，若所述数字轨道电路为所述列车轨道线路的既有线，cbtc区域为所述列车轨道线路的新增线，相应地，所述无线网络位于所述cbtc区域，且所述列车运行控制系统还包括有源应答器和无源应答器。

本发明实施例还提供一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制方法，包括：

所述车载vobc上电后，经过两个无源应答器后，建立cbtc级别定位，自动向所述zc设备注册，注册成功并获得cbtc移动授权后，升级为cbtc控制等级，通过cbtc控制系统控制目标列车运行；

所述车载vobc上电后，经过数字轨道电路边界后，建立数字轨道电路制式下定位，并接收来所述zc设备的数字轨道电路移动授权，存储备用。

根据本发明一个实施例的一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制方法，还包括：

若所述车载vobc判断当前不处于cbtc控制等级时，使用数字轨道电路制式移动授权进行控车，通过数字轨道电路制式系统对所述目标列车进行控制。

根据本发明一个实施例的一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制方法，还包括：

当所述目标列车处于cbtc控制等级时，若所述目标列车与地面的无线通信中断，或者所述zc设备与所述联锁设备的通信中断，所述车载vobc无法获取cbtc移动授权，自动使用数字轨道电路制式移动授权，无缝切换至数字轨道电路制式控制等级；

所述目标列车处于数字轨道电路制式控制等级时，若与所述zc设备注册成功并获得cbtc移动授权后，自动升级为cbtc控制等级，控制所述目标列车运行。

根据本发明一个实施例的一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制方法，包括：

若所述目标列车从数字轨道电路运行至cbtc区域，所述目标列车以数字轨道电路制式级别运行至转换区域，所述目标列车在进入转换区域时，识别应答器，进行重定位，完成重定位后，将驾驶模式转换为rm模式，并与所述zc设备建立通信；

所述zc设备完成车载atp的注册，并完成头筛后，向所述车载atp发送移动授权；

所述车载atp根据重定位信息结合电子地图，自动识别列车已进入转换至cbtc级别的转换轨，在获得所述zc设备发送的cbtc移动授权后，并自动升级为cm模式，转换至cbtc级别。

根据本发明一个实施例的一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制方法，包括：

若所述目标列车从cbtc区域运行至数字轨道电路区域，所述目标列车以cbtc级别运行至转换区域，所述目标列车在进入转换区域时，与所述zc设备注销，保留定位信息并自动将驾驶模式转换为rm模式；

所述zc设备根据cbtc级别的进路信息和轨道电路检查信息，计算数字轨道电路制式级别的移动授权发送至所述数字轨道电路；

rm模式下根据接收到的来自于数字轨道电路的移动授权，升级为数字轨道电路制式级别的cm模式。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制方法的步骤。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制方法的步骤。

本发明实施例提供的一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制系统，为基于数字轨道电路制式的信号系统升级提供了完整的解决方案，有利于加快改造进度及节约改造成本，不影响既有系统的运行，实现无感改造。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中全线升级改造为cbtc系统的结构示意图；

图3为本发明实施例中既有线保持数轨制新建延伸线为cbtc系统的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中为了降低改造难度和节约成本，提供了一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的atc系统，可实现列车从准移动闭塞制式到cbtc制式间的自动切换。

图1为本发明实施例提供的一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：中心ats设备101、车站ats设备102、联锁设备103、zc设备104、继电器接口105、计轴设备106、数字轨道电路107和车载vobc设备108，其中：

所述车载vobc设备通过无线网络与所述zc设备的第一端连接，所述zc设备的第二端与所述数字轨道电路连接，所述zc设备的第三端与所述联锁设备的第一端连接，所述zc设备的第四端与所述车站ats设备的第一端连接；

所述中心ats设备与所述车站ats设备的第二端连接，所述车站ats设备的第三端与所述联锁设备的第二端连接，所述联锁设备的第三端与所述继电器接口连接的一端连接，所述继电器接口的第二端与所述计轴设备连接。

本发明实施例在cbtc系统的基础上，叠加数字轨道电路，将轨道电路相关处理逻辑及核心算法移植至cbtc系统中，实现cbtc系统对轨道电路信息的处理，兼容数字轨道电路与cbtc制式的系统主要由中心ats设备、车站ats设备、联锁设备、zc设备、车载vobc设备、数字轨道电路、应答器和计轴设备组成。

其中，中心ats设备和车站ats设备主要负责列车自动识别、跟踪和显示、列车运行图或时刻表的管理、列车进路的控制、列车运行和信号设备状态自动监视、列车运行数据记录和统计、站台发车指示、系统的时钟同步功能、事件及故障记录等功能。

联锁设备确保列车运行进路的安全，联锁设备按一定的程序和条件控制轨旁的道岔转辙机和信号机，建立列车运行进路，确保进路上轨道区段、道岔、信号机之间的安全联锁，实现进路控制、信号机监控、轨道监控和道岔监控等功能。

zc(区域控制器)设备负责全线列车的控制，在轨道电路制式下，根据来自轨道电路的轨道占压情况生成移动授权以及临时限速，以数字轨道电路编码的形式通过数字轨道电路发送到车载atp。在cbtc制式下，通过与ci、ats、车载atp、相邻zc、维护设备接口，根据所控列车的状态，其控制范围内的走行位置、联锁进路信息、临时限速命令等信息，实时生成列车行车许可命令，并通过车地无线通信系统传输给atp车载子系统，保证其管辖内的所有列车的运行安全，实现移动闭塞。

车载vobc含车载atp及车载ato设备，车载vobc设备同时安装无线通信设备，轨道电路接收天线、应答器接收天线，车载atp根据来自无线通信设备的cbtc移动授权、来自数字轨道电路的移动授权或来自应答器的点式移动授权，依据线路固定限速及临时限速，生成安全防护曲线，监督列车在安全防护曲线下运行。车载ato主要功能为完成列车的自动运行控制，在atp子系统的安全防护下，根据ats子系统的指令，高效、经济、合理地控制列车的牵引和制动，实现列车自动驾驶、区间运行的自动调整、精确停车、节能控制、自动开关门、自动报站等功能，确保达到设计间隔及旅行速度要求。

数字轨道电路作为轨道电路制式下的轨道空闲设备或占用检查设备，将列车占用信息传送至zc设备，同时，接受zc设备的列车运行的目标速度、空闲轨道区段、临时限速信息、运行方向及进路信息等经轨道电路传送给列车。

本发明实施例中的列车运行控制系统的连接结构示意图如图1所示，本发明实施例为基于数字轨道电路制式的信号系统升级提供了完整的解决方案，有利于加快改造进度及节约改造成本，不影响既有系统的运行，实现无感改造。

图2为本发明实施例中全线升级改造为cbtc系统的结构示意图，如图2所示，在上述实施例的基础上，优选地，若所述数字轨道电路为所述列车轨道线路的后备系统，所述列车轨道线路为cbtc制式，相应地，所述列车运行控制系统还包括无源应答器109。

如果对轨道的改造方式为将数字轨道电路作为列车轨道线路的后备系统，即将轨道全线升级为cbtc系统，只有在cbtc系统发生故障的情况下，才使用数字轨道电路，在该种情况下，在该轨道上增加无源应答器109。

图3为本发明实施例中既有线保持数轨制新建延伸线为cbtc系统的示意图，如图3所示，在上述实施例的基础上，优选地，若所述数字轨道电路为所述列车轨道线路的既有线，cbtc区域为所述列车轨道线路的新增线，相应地，所述无线网络位于所述cbtc区域，且所述列车运行控制系统还包括有源应答器110和无源应答器109。

具体地，如果对轨道电路的改造方式为在数字轨道电路后面接入cbtc系统，将数字轨道电路作为既有线，cbtc区域作为新建延伸线，在该种情况下，目标列车运行控制系统中还包括有源应答器和无源应答器。

在上述实施例的基础上，优选地，针对全线进行cbtc升级改造线路，为了节约改造成本，将既有轨道电路制式作为后备系统保留，其控制方法如下：

(1)车载vobc上电后，经过两个无源应答器后，建立cbtc级别定位，自动向zc设备注册，注册成功并获得cbtc移动授权后，升级为cbtc控制等级，即通过cbtc系统控制目标列车运行。

(2)车载vobc上电后，经过数字轨道电路边界后，建立数字轨道电路制式下定位，并接收来自zc设备的数字轨道电路移动授权，存储备用。

在上述实施例的基础上，优选地，还包括：

若所述车载vobc判断当前不处于cbtc控制等级时，使用数字轨道电路制式移动授权进行控车，通过数字轨道电路制式系统对所述目标列车进行控制。

车载vobc判断当前不处于cbtc控制等级时，使用数字轨道电路移动授权进行控车，升级为数字轨道电路控制等级。

在上述实施例的基础上，优选地，还包括：

当所述目标列车处于cbtc控制等级时，若所述目标列车与地面的无线通信中断，或者所述zc设备与所述联锁设备的通信中断，所述车载vobc无法获取cbtc移动授权，自动使用数字轨道电路制式移动授权，无缝切换至数字轨道电路制式控制等级；

所述目标列车处于数字轨道电路制式控制等级时，若与所述zc设备注册成功并获得cbtc移动授权后，自动升级为cbtc控制等级，控制所述目标列车运行。

具体地，当目标列车处于cbtc控制等级时，如果目标列车与地面的无线通信中断，或者zc与联锁设备的通信中断，车载vobc无法获得cbtc移动授权，则自动使用数字轨道电路移动授权，无缝切换至数字轨道电路控制等级。

列车处于数字轨道电路控制等级时，如果与zc设备注册成功并获得cbtc移动授权后，自动升级为cbtc控制等级，即通过cbtc系统控制目标列车运行。

当zc设备故障时，车载vobc降级为rm模式，以联锁控制等级控制列车运行，rm模式表示人工限速模式。

针对既有线为数字轨道电路制式，延长线为cbtc制式的改造项目，该项目的列车运行控制方法包括：

若所述目标列车从数字轨道电路运行至cbtc区域，所述目标列车以数字轨道电路制式级别运行至转换区域，所述目标列车在进入转换区域时，识别应答器，进行重定位，完成重定位后，将驾驶模式转换为rm模式，并与所述zc设备建立通信；

所述zc设备完成车载atp的注册，并完成头筛后，向所述车载atp发送移动授权；

所述车载atp根据重定位信息结合电子地图，自动识别列车已进入转换至cbtc级别的转换轨，在获得所述zc设备发送的cbtc移动授权后，并自动升级为cm模式，转换至cbtc级别。

对于既有线保留为数字轨道电路制式，延长线为cbtc制式，延长线以点式级别作为后备模式，既有线地面设备与zc、ats接口，不予联锁设备接口，联锁逻辑功能由zc设备实现。

当目标列车从数字轨道区域运行至cbtc区域时：

如果目标列车以数字轨道电路级别运行至转换区域，在电子级别中配置运行级别转换轨属性，目标列车进入转换区域时，识别应答器，可进行列车重定位，完成重定位后，并将驾驶模式转换为rm模式，并开始与zc设备建立通信。地面zc设备完成车载atp的注册，并完成头筛后，向车载atp发送移动授权。车载atp根据重定位信息结合电子地图可以自动识别列车已进入转换至cbtc级别的转换轨，在获得zc设备发送的cbtc移动授权后，并自动升级为cm模式，cm模式表示atp防护下的控制模式，转换至cbtc级别。

在上述实施例的基础上，优选地，该列车运行控制方法还包括：

若所述目标列车从cbtc区域运行至数字轨道电路区域，所述目标列车以cbtc级别运行至转换区域，所述目标列车在进入转换区域时，与所述zc设备注销，保留定位信息并自动将驾驶模式转换为rm模式；

所述zc设备根据cbtc级别的进路信息和轨道电路检查信息，计算数字轨道电路制式级别的移动授权发送至所述数字轨道电路；

rm模式下根据接收到的来自于数字轨道电路的移动授权，升级为数字轨道电路制式级别的cm模式。

列车以cbtc级别运行至转换区域，列车在进入转换区域时，开始与zc设备注销，保留定位信息并自动将驾驶模式转换为rm模式。

zc设备需根据cbtc级别的进路信息和轨道电路占用信息或检查信息，计算数字轨道电路制式级别的移动授权发送至数字轨道电路。

rm模式下根据接收到的来自于数字轨道电路的移动授权信息可自动升级为数字轨道电路制式级别的cm模式。

综上，本发明实施例为基于数字轨道电路制式的信号系统改造升级提供了完整的解决方案，有利于加快改造进度及节约改造成本，不影响既有系统的运营，实现无感改造。

图4为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(communicationsinterface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制方法，该方法包括：

所述车载vobc上电后，经过两个无源应答器后，建立cbtc级别定位，自动向所述zc设备注册，注册成功并获得cbtc移动授权后，升级为cbtc控制等级，通过cbtc控制系统控制目标列车运行；

所述车载vobc上电后，经过数字轨道电路边界后，建立数字轨道电路制式下定位，并接收来所述zc设备的数字轨道电路移动授权，存储备用。

此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制方法，该方法包括：

所述车载vobc上电后，经过两个无源应答器后，建立cbtc级别定位，自动向所述zc设备注册，注册成功并获得cbtc移动授权后，升级为cbtc控制等级，通过cbtc控制系统控制目标列车运行；

所述车载vobc上电后，经过数字轨道电路边界后，建立数字轨道电路制式下定位，并接收来所述zc设备的数字轨道电路移动授权，存储备用。

又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的一种兼容数字轨道电路与cbtc制式的列车运行控制方法，该方法包括：

所述车载vobc上电后，经过两个无源应答器后，建立cbtc级别定位，自动向所述zc设备注册，注册成功并获得cbtc移动授权后，升级为cbtc控制等级，通过cbtc控制系统控制目标列车运行；

所述车载vobc上电后，经过数字轨道电路边界后，建立数字轨道电路制式下定位，并接收来所述zc设备的数字轨道电路移动授权，存储备用。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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