一种用于山地轨道的列车控制系统及控制方法与流程

本发明涉及轨道交通通信技术，特别是一种用于山地轨道的列车控制系统及控制方法。

背景技术：

当今城市轨道交通信号控制技术的主流系统的特点是采用列车与地面的双向通信的方式，实时汇报列车的位置和计算移动授权的移动闭塞来实现列车运行控制，该系统通过地面轨旁设置点式设备(应答器、信标)，当列车驶过点式设备时，通过车载天线与地面点式设备进行信息交互，列车获取新的正确位置，保证移动授权的准确性、正确性，更大程度的保证列车安全性能。

该系统严重依赖点式设备对列车周期性的定位，通过定位校正列车行驶过程过程中由于车轮打滑等情况产生的偏差位移，保证移动授权的准确性。该系统实时汇报列车位置是根据系统依据精确定位以及速度传感器/雷达、加速度计等设备计算出列车的实际位置。

在实际工程项目中，山地轨道项目(目前适用于最大坡度不超过480‰的山地(齿轨)轨道交通)存在大的上下坡道区段，此区段设置齿轨段满足列车爬坡需求，保证大坡道区段列车安全行驶。齿轨安装于两钢轨中间的位置，高于两钢轨轨面一定距离。由于两侧钢轨和齿轨之间的距离有限，齿轨在线路中间，当列车在齿轨区段行驶时，齿轨会对点式设备的车载天线造成大金属干扰，大概率会使点式设备的车载天线产生误判、误报警、宕机等情况出现，从而影响设备的正常工作，导致车载列控系统紧急制动，从而影响运营效率。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的齿轨会对点式设备的车载天线造成大金属干扰，导致点式设备的车载天线产生误判、误报警、宕机等情况的问题，提供一种用于山地轨道的列车控制系统及控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于山地轨道的列车控制系统，山地轨道的轨道区段分为轮轨区段与齿轨区段，所述列车控制系统包括：卫星定位装置、列控车载设备、地面列控设备及多个点式应答器；

所述点式应答器设置在轮轨区段，在轮轨区段每公里至少设置一个点式应答器，且齿轨区段与轮轨区段的交界处设置点式应答器；列车上有卫星定位装置与列控车载设备；

所述卫星定位装置，用于周期性的接收卫星定位信息并发送给列控车载设备；

所述点式应答器，用于将存储的点式定位信息发送给列控车载设备；

所述列控车载设备，用于根据卫星定位信息或点式定位信息，计算列车在各个运行方向的速度信息，实现列车定位并发送实时的列车位置信息至地面列控设备；

所述列控车载设备，用于根据实时的列车位置信息以及运营计划，排列出相应的进路，计算移动授权，生成目标速度曲线反馈给列控车载系统。

一种用于山地轨道的列车控制系统，以卫星定位为主要定位手段，在轮轨区段设置较少的点式应答器，在齿轨区段则不设置点式应答器，减少了地面点式应答器的使用，减少了现场维护的工作量，同时避免了齿轨会对点式设备的车载天线造成大金属干扰导致点式设备的车载天线产生误判、误报警、宕机等情况的出现，保证了设备正常工作，提高了运营效率。

优选的，还包括轨旁设置的差分定位基站，所述差分定位基站用于获取卫星定位信息并发送给所述卫星定位装置。

一种采用了以上所述的列车控制系统的控制方法，包括如下步骤：

s1列车在轮轨区段采用点式定位结合卫星定位的方式，进行定位，计算得到实时的列车位置信息；所述点式定位结合卫星定位的方式，包括：

根据卫星定位信息，得到列车卫星定位；

在报文数据库中，找出所述列车卫星定位对应的虚拟点式设备的报文信息，并用虚拟点式设备的坐标信息作为列车定位的参考点；

利用点式应答器的定位核对并校正所述列车卫星定位；

s2收到的进入齿轨区段的点式定位信息时，切换至卫星定位的方式，若切换成功则采用卫星定位的方式进行定位，计算得到实时的列车位置信息；

s3根据卫星定位信息，判断出列车驶出齿轨区段时，切换至点式定位结合卫星定位的方式，若切换成功则采用点式定位结合卫星定位的方式进行定位，计算得到实时的列车位置信息。

一种用于山地轨道的列车控制方法，轮轨区段采用点式定位结合卫星定位的方式，齿轨区段采用卫星定位的方式，并且能够根据齿轨、轮轨区段的切换自动切换定位方式，避免了齿轨会对点式设备的车载天线造成大金属干扰导致点式设备的车载天线产生误判、误报警、宕机等情况的出现。

优选的，所述步骤s1中，根据每周期获取的卫星定位信息，确定列车位置的经度、纬度以及海拔变化，计算列车在各个运行方向的速度信息，得到列车卫星定位。

优选的，所述报文数据库，包括轨道区段各位置对应虚拟点式设备的报文信息及坐标信息。

优选的，所述步骤s2还包括：

若切换失败，则输出第一提示信息，手动切换至卫星定位的方式。

优选的，所述步骤s2还包括：

若切换失败，根据驶入齿轨区段的地面标识牌位置提示，手动切换至卫星定位的方式。

优选的，所述步骤s3还包括：

若切换失败，则输出第二提示信息，手动切换至点式定位结合卫星定位的方式。

优选的，所述步骤s3还包括：

若切换失败，根据驶出齿轨区段的地面标识牌位置提示，手动切换至点式定位结合卫星定位的方式。

优选的，列车控制系统的控制方法除了步骤s1、s2、s3之外，还包括：

s4根据实时的列车位置信息以及运营计划，排列出相应的进路，计算移动授权，生成目标速度曲线。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

一种用于山地轨道的列车控制系统及控制方法，以卫星定位为主要定位手段，在轮轨区段设置较少的点式应答器，在齿轨区段则不设置点式应答器，减少了地面点式应答器的使用，减少了现场维护的工作量，同时避免了齿轨会对点式设备的车载天线造成大金属干扰导致点式设备的车载天线产生误判、误报警、宕机等情况的出现，保证了设备正常工作，提高了运营效率。

附图说明

图1是本发明所述的一种用于山地轨道的列车控制系统结构连接示意图。

图2为本发明所述的一种列车控制系统的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，一种用于山地轨道的列车控制系统，山地轨道的轨道区段分为轮轨区段与齿轨区段，所述列车控制系统包括：卫星定位装置、列控车载设备、地面列控设备及多个点式应答器；

所述点式应答器设置在轮轨区段，在轮轨区段每公里至少设置一个点式应答器，且齿轨区段与轮轨区段的交界处设置点式应答器；列车上有卫星定位装置与列控车载设备；

所述卫星定位装置，用于周期性的接收卫星定位信息并发送给列控车载设备；

所述点式应答器，用于将存储的点式定位信息发送给列控车载设备；

所述列控车载设备，用于根据卫星定位信息或点式定位信息，实现列车定位并发送实时的列车位置信息至地面列控设备；具体的，利用从一个位置到达另一个位置所花的时间，可计算列车在各个运行方向的速度信息，再用当前速度乘以当前用时，即实现了列车的实时定位。

所述列控车载设备，用于根据实时的列车位置信息以及运营计划，排列出相应的进路，计算移动授权，生成目标速度曲线反馈给列控车载系统。

具体的，还包括轨旁设置的差分定位基站，所述差分定位基站用于获取卫星定位信息并发送给所述卫星定位装置。

实施例2

如图2所示，一种采用了实施例1的列车控制系统的控制方法，包括如下步骤：

s1列车在轮轨区段采用点式定位结合卫星定位的方式，进行定位，计算得到实时的列车位置信息；所述点式定位结合卫星定位的方式，包括：

根据卫星定位信息，实现列车卫星定位；

在报文数据库(包括轨道区段各位置对应虚拟点式设备的报文信息及坐标信息)中，找出列车卫星定位对应的虚拟点式设备的报文信息，并用虚拟点式设备的坐标信息作为列车定位的参考点；

利用点式应答器的定位核对并校正列车卫星定位；在卫星信号失效区域，使用点式应答器的定位；

s2收到的进入齿轨区段的点式定位信息时，切换至卫星定位的方式，若切换成功则采用卫星定位的方式进行定位，计算得到实时的列车位置信息；

若切换失败，司机收到信号车载界面进入齿轨区段的提示信息/根据驶入齿轨区段的地面标识牌位置提示，手动切换至卫星定位的方式。

s3根据卫星定位信息，判断出列车驶出齿轨区段时，齿轨区段与轮轨区段的交界处有点式应答器，用点式应答器的定位核准校正卫星定位，此时的卫星定位信息与点式应答器的定位相同，切换至点式定位结合卫星定位的方式，若切换成功则采用点式定位结合卫星定位的方式进行定位，计算得到实时的列车位置信息；

若切换失败，司机收到信号车载界面驶出齿轨区段的提示信息/根据驶出齿轨区段的地面标识牌位置提示，手动切换至点式定位结合卫星定位的方式。

具体的，点式定位技术：点式应答器存储固定报文数据，当列车经过点式应答器上方时，点式应答器接收到车载天线发射的电磁能量后，将其转换成电能，使点式应答器从休眠中工作，把存储在点式应答器中的数据循环发送出去，直至电能消失(即车载天线已经离去)。点式应答器可提供列车的绝对位置信息，但定位精度受限于应答器设置间隔，要求高精度则需要缩小间隔，导致成本和维护工作量增加。卫星定位技术：车载设备根据每周期获取的卫星信号，确定列车位置的经度、纬度以及海拔变化，计算列车在各个运行方向的速度信息，实现列车定位。点式+卫星的定位方案，是以卫星定位为主要定位手段，点式设备(包括车载点式天线与轨旁点式应答器)为定位校核作用，通过虚拟点式设备技术，实现采用卫星定位技术的列控系统采用点式定位技术的列控系统的互联互通。

s4根据实时的列车位置信息以及运营计划，排列出相应的进路，计算移动授权，生成目标速度曲线。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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