FZL300型全自动运行系统的制作方法
本发明涉及城市轨道交通列车运行控制系统技术领域,尤其涉及一种fzl300型全自动运行系统。
背景技术:
目前应用于城市轨道交通系统的列车控制系统主要包括三种,即基于移频轨道电路的固定闭塞系统、基于数字轨道电路的准移动闭塞系统、基于通信的列车控制系统(cbtc)。其中,cbtc系统是主流的列车控制系统,它实现了移动闭塞,进一步缩短列车间隔时分、增大线路通过能力,进而提高城市轨道交通运输管理水平和综合服务质量。
cbtc系统主要由zc子系统、ci子系统、ats子系统、atp子系统、ato子系统组成,图1为现有技术提供的cbtc系统的结构示意图,如图1所示,cbtc系统中包括zc子系统、ci子系统、ats子系统、atp子系统、ato子系统,其中连接箭头的方向表示信号的发送方向。
随着城市轨道交通进一步建设,上述cbtc系统已无法满足更高级别需求,主要包括如下两方面原因:
1、在已开通轨道交通的城市中,使用cbtc系统的各线路普遍采用单线运营,约20%的线路采用分段分期开通建设的方式。因不同信号厂商的cbtc系统在系统架构、系统功能分配、子系统间通信协议、工程设计原则方面均存在差异,线间尚不能实现互联互通,线路间的配线利用率较低,各线路间资源不能共享,不能完全实现网络化运营的需求,给线网运营带来了不便,城市轨道交通投资成本较高;
2、在待开通线路中,存在着轨道交通全面智能化、自动化的需求,即:提升列车控制系统的可靠性、安全性、可用性、可维护性;提升运营/系统应急处置水平,降低作业人员的劳动强度;提高线路资源利用率、分散客流、减少旅客换乘时间;降低建设与运营成本,提高旅客出行的服务品质。
因此,如何避免现有技术中的cbtc系统各个不同信号厂商在系统架构、系统功能分配、子系统间通信协议、工程设计原则方面存在的差异造成的同一城市轨道交通线网中不同线路之间无法资源共享,列车不能进行共线和跨线作业,以及不能实现自动的车门和站台门的故障隔离,不能实现自动的障碍物检测区域防护,自动化程度低,仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素:
本发明实施例提供一种fzl300型全自动运行系统,用以解决现有技术中的cbtc系统各个不同信号厂商在系统架构、系统功能分配、子系统间通信协议、工程设计原则方面存在的差异造成的同一城市轨道交通线网中不同线路之间无法资源共享,列车不能进行共线和跨线作业,以及不能实现自动的车门和站台门的故障隔离,不能实现自动的障碍物检测区域防护,自动化程度低的问题。
本发明实施例提供一种fzl300型全自动运行系统,包括:tias子系统、ci子系统、zc子系统和vobc子系统,所述vobc子系统包括atp子系统、ato子系统和aom子系统;其中,
所述vobc子系统与所述zc子系统之间统一通信协议,所述vobc子系统与所述ci子系统之间统一通信协议,所述vobc子系统与所述tias子系统之间统一通信协议,所述zc子系统与相邻zc子系统之间统一通信协议,所述ci子系统与相邻ci子系统之间统一通信协议,所述tias子系统与相邻tias子系统之间统一通信协议;
所述vobc子系统,用于与所述tias子系统和所述ci子系统进行信息交互以实现车门故障隔离和站台门故障隔离;
所述vobc子系统,还用于与所述zc子系统和所述tias子系统进行信息交互以实现障碍物检测区域防护。
优选地,该fzl300型全自动运行系统中,所述tias子系统、所述ci子系统、所述zc子系统、所述atp子系统、所述ato子系统和所述aom子系统的工程设计原则进行统一;
所述tias子系统、所述ci子系统、所述zc子系统、所述atp子系统、所述ato子系统和所述aom子系统的构成架构进行统一。
优选地,该fzl300型全自动运行系统中,所述tias子系统、所述ci子系统、所述zc子系统、所述atp子系统、所述ato子系统和所述aom子系统的工程设计原则进行统一,具体包括:
对hmi显示界面、车载电子地图、应答器报文、轨旁设备的布置原则、车载设备的安装要求、信号元素的计算原则分别进行统一。
优选地,该fzl300型全自动运行系统中,所述信号元素,具体包括:
保护区段、接近区段、触发区段、计轴区段和移交重叠区。
优选地,该fzl300型全自动运行系统中,所述tias子系统、所述ci子系统、所述zc子系统、所述atp子系统、所述ato子系统和所述aom子系统的构成架构进行统一,具体包括:
所述zc子系统、所述ci子系统和所述atp子系统均采用二乘二取二结构的安全计算机硬件平台;
所述ato子系统和所述aom子系统均采用二乘二结构的计算机硬件平台;
所述tias子系统关键设备采用热备冗余技术。
优选地,该fzl300型全自动运行系统中,统一通信协议,具体包括:
统一物理接口,统一协议类型,统一通信机制和统一通信信息。
优选地,该fzl300型全自动运行系统中,所述vobc子系统与所述zc子系统之间统一通信协议,所述vobc子系统与所述ci子系统之间统一通信协议,所述vobc子系统与所述tias子系统之间统一通信协议,所述zc子系统与相邻zc子系统之间统一通信协议,所述ci子系统与相邻ci子系统之间统一通信协议,所述tias子系统与相邻tias子系统之间统一通信协议,具体包括:
将所述vobc子系统与所述zc子系统记为第一交互系统,将所述vobc子系统与所述ci子系统记为第二交互系统,将所述vobc子系统与所述tias子系统记为第三交互系统,将所述zc子系统与相邻zc子系统记为第四交互系统,将所述ci子系统与相邻ci子系统记为第五交互系统,将所述tias子系统与相邻tias子系统记为第六交互系统;
所述第一交互系统、所述第二交互系统、所述第三交互系统、所述第四交互系统、所述第五交互系统和所述第六交互系统的网络拓扑结构都统一采用a网-a网和b网-b网两个链路;所述第一交互系统、所述第二交互系统、所述第三交互系统、所述第四交互系统、所述第五交互系统和所述第六交互系统都统一采用rssp-i铁路信号安全通信协议;所述第一交互系统、所述第二交互系统、所述第三交互系统、所述第四交互系统、所述第五交互系统和所述第六交互系统都采用大端字节序进行数据传输;所述第一交互系统按照第一预设信息包互发信息;所述第二交互系统按照第二预设信息包互发信息;所述第三交互系统按照第三预设信息包互发信息;所述第四交互系统按照第四预设信息包互发信息;所述第五交互系统按照第五预设信息包互发信息;所述第六交互系统按照第六预设信息包互发信息。
优选地,该fzl300型全自动运行系统中,所述vobc子系统与所述tias子系统和所述ci子系统进行信息交互以实现车门故障隔离,具体包括:
所述vobc子系统接收列车周期性发送的车门消息,若检测到所述车门消息中的第一故障信号,则提取所述第一故障信号中故障车门的编号,并基于所述故障车门的编号确定所述故障车门对应的隔离站台门的编号;
所述vobc子系统向所述tias子系统转发第一故障消息,以供所述tias子系统将所述故障车门对应的隔离站台门的编号转发给站台门系统,所述第一故障消息中包括所述故障车门对应的隔离站台门的编号;
当列车进站停准停稳,
所述vobc子系统控制打开车门,列车根据已获得的车门消息中的故障车门的编号控制不打开故障车门;
所述vobc子系统还向所述ci子系统发送打开站台门指令以触发所述ci子系统控制打开站台门,所述站台门系统根据已获得的所述故障车门对应的隔离站台门的编号控制不打开所述隔离站台门;
所述vobc子系统与所述tias子系统和所述ci子系统进行信息交互以实现站台门故障隔离,具体包括:
所述tias子系统接收站台门系统周期性发送的站台门消息,若检测到所述站台门消息中的第二故障信号,则提取所述第二故障信号中故障站台门的编号;
所述tias子系统向所述vobc子系统转发第二故障消息,以供所述vobc子系统基于所述故障站台门的编号确定所述故障站台门对应的隔离车门的编号,并将所述故障站台门对应的隔离车门的编号转发给列车,所述第二故障消息中包括所述故障站台门的编号;
当列车进站停准停稳,
所述vobc子系统控制打开车门,列车根据已获得的所述故障站台门对应的隔离车门的编号控制不打开所述隔离车门;
所述vobc子系统还向所述ci子系统发送打开站台门指令以触发所述ci子系统控制打开站台门,所述站台门系统根据已获得的所述站台门消息中的所述故障站台门的编号控制不打开所述故障站台门。
优选地,该fzl300型全自动运行系统中,所述vobc子系统,还用于与所述zc子系统和所述tias子系统进行信息交互以实现障碍物检测区域防护,具体包括:
所述vobc子系统接收到列车发送的障碍物检测激活消息,将所述障碍物检测激活消息转发给所述zc子系统以触发所述zc子系统执行下列步骤:
建立对应于列车当前位置的防护区域,并向所述防护区域内的其他相邻zc子系统发送激活防护距离信息以供所述其他相邻zc子系统激活对应于所述激活防护距离的防护区域;
向所述列车所在线路上的其他列车所属vobc子系统发送ma,所述ma用于控制列车安全包络与所述防护区域不重合的列车不得进入防护区域,或者控制列车安全包络与所述防护区域重合的列车紧急制动停车;
将防护区域激活信息发送到所述tias子系统;
当所述zc子系统同时收到所述tias子系统发送的解除防护区域命令和所述vobc子系统发送的障碍物检测未激活消息,或者收到所述tias子系统发送的解除防护区域命令并检测出与所述vobc子系统通信中断时,所述zc子系统解除所述防护区域,并取消向所述防护区域内的其他相邻zc子系统发送激活防护距离信息以供其他相邻zc子系统解除对应于所述激活防护距离的防护区域;
当所述防护区域解除后,所述zc子系统向所述列车所在线路上的其他列车所属vobc子系统发送ma,所述ma用于控制列车安全包络与所述防护区域不重合的列车可进入防护区域,或者控制列车安全包络与所述防护区域重合的列车缓解紧急制动继续运行。
本发明实施例提供的fzl300型全自动运行系统,通过以tias子系统替代了现有技术的cbtc系统中的ats子系统,相对于现有技术的cbtc系统新增了aom子系统,并对tias子系统、ci子系统、zc子系统和vobc子系统进行各交互子系统之间的通信协议的统一,实现了系统中需要通信各个交互子系统可以使用统一协议通信,对系统架构、系统功能分配、工程设计原则进行了统一,同时,通过设置vobc子系统与tias子系统和ci子系统之间进行信息交互以实现车门故障隔离和站台门故障隔离,以及设置vobc子系统与zc子系统和tias子系统之间进行信息交互以实现障碍物检测区域防护。如此,该系统可以解决现有技术的cbtc系统各个不同信号厂商在系统架构、系统功能分配、子系统间通信协议、工程设计原则方面存在的差异造成的同一城市轨道交通线网中不同线路之间无法资源共享的问题,以及通过实现自动的车门和站台门的故障隔离、实现自动的障碍物检测区域防护来提高cbtc系统的自动化程度。本发明实施例提供的fzl300型全自动运行系统,实现了互联互通,使得列车可以进行共线和跨线作业,同时还提高了自动化程度。
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做一简单地介绍,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为现有技术提供的cbtc系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的fzl300型全自动运行系统的结构示意图。
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付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。
目前现有技术中的cbtc系统普遍存在因为各个不同信号厂商在系统架构、系统功能分配、子系统间通信协议和工程设计原则方面存在的差异造成的同一城市轨道交通线网中不同线路之间无法资源共享,列车不能进行共线和跨线作业,以及不能实现自动的车门和站台门的故障隔离,不能实现自动的障碍物检测区域防护,自动化程度低的问题。对此,本发明实施例提供了一种fzl300型全自动运行系统。图2为本发明实施例提供的fzl300型全自动运行系统的结构示意图,如图2所示,双向箭头表示双向箭头连接的两方之间存在交互,该系统中的车载子系统包括vobc子系统,所述vobc子系统中最重要的即aom子系统、atp子系统和ato子系统,该cbtc系统中的轨旁子系统包括tias子系统、ci子系统和zc子系统,其中,
所述tias子系统是替代了现有技术的cbtc系统中的ats子系统,它相对于原有的ats子系统的改进在于其是一个分布式的计算机监控系统,而所述aom子系统是相对于现有的cbtc系统中的车载子系统新增的一个子系统,
所述vobc子系统与所述zc子系统之间统一通信协议,所述vobc子系统与所述ci子系统之间统一通信协议,所述vobc子系统与所述tias子系统之间统一通信协议,所述zc子系统与相邻zc子系统之间统一通信协议,所述ci子系统与相邻ci子系统之间统一通信协议,所述tias子系统与相邻tias子系统之间统一通信协议;
具体地,要实现互联互通,需要统一的最重要的一个方面就是各个需要交互的子系统之间的通信协议,交互分为车地交互和地面子系统之间的交互,因此,需要统一通信协议的车地交互子系统包括:vobc子系统与zc子系统之间统一通信协议、vobc子系统与ci子系统之间统一通信协议、vobc子系统与tias子系统之间统一通信协议;需要统一协议的地面子系统包括:zc子系统与相邻zc子系统之间统一通信协议、ci子系统与相邻ci子系统之间统一通信协议、tias子系统与相邻tias子系统之间统一通信协议。
所述vobc子系统,用于与所述tias子系统和所述ci子系统进行信息交互以实现车门故障隔离和站台门故障隔离;
所述vobc子系统,还用于与所述zc子系统和所述tias子系统进行信息交互以实现障碍物检测区域防护。
具体地,要提高列车运行控制系统的自动化程度,需要该系统中的各个子系统之间能够协作完成一些自动化操作。车门故障隔离、站台门故障隔离、障碍物检测区域防护在现有技术中的cbtc系统中是无法自动完成的,而本发明实施例提供的fzl300型全自动运行系统可以通过特定子系统之间的交互协作自动完成上述功能,因此,提高了该系统的自动化程度。
本发明实施例提供的fzl300型全自动运行系统,通过以tias子系统替代了现有技术的cbtc系统中的ats子系统,相对于现有技术的cbtc系统新增了aom子系统,并对tias子系统、ci子系统、zc子系统和vobc子系统进行各交互子系统之间的通信协议的统一,实现了系统中的需要通信各个交互子系统可以使用统一协议通信,对系统架构、系统功能分配、工程设计原则进行统一,同时,通过设置vobc子系统与tias子系统和ci子系统之间进行信息交互以实现车门故障隔离和站台门故障隔离,以及设置vobc子系统与zc子系统和tias子系统之间进行信息交互以实现障碍物检测区域防护。如此,该系统可以解决现有技术中的cbtc系统各个不同信号厂商在系统架构、系统功能分配、子系统间通信协议、工程设计原则方面存在的差异造成的同一城市轨道交通线网中不同线路之间无法资源共享的问题,以及通过实现自动车门故障隔离和站台门故障隔离、障碍物检测区域防护来提高cbtc系统的自动化程度。本发明实施例提供的fzl300型全自动运行系统,实现了互联互通,使得列车可以进行共线和跨线作业,同时还提高了自动化程度。
基于上述实施例,该fzl300型全自动运行系统中,
所述tias子系统、所述ci子系统、所述zc子系统、所述atp子系统、所述ato子系统和所述aom子系统的工程设计原则进行统一;
所述tias子系统、所述ci子系统、所述zc子系统、所述atp子系统、所述ato子系统和所述aom子系统的构成架构进行统一。
具体地,为了进一步地克服现有技术中因不同信号厂商的cbtc系统在系统架构和工程设计原则方面均存在差异,因此,对各个子系统的工程设计原则和构成架构进行统一,以辅助该系统互联互通的实现。其中,对各个子系统的工程设计原则进行统一包括:对hmi的显示界面、车载电子地图、应答器报文、轨旁设备的布置原则、车载设备的安装要求和信号元素的计算原则进行统一;对各个子系统的构成架构进行统一,优选地,所述zc子系统、所述ci子系统和所述atp子系统均采用二乘二取二结构的安全计算机硬件平台,所述ato子系统和所述aom子系统均采用二乘二结构的计算机硬件平台,所述tias子系统关键设备采用热备冗余技术。
同时,还可以通过对各个子系统的功能分配的统一来克服现有技术中因不同信号厂商的cbtc系统的各个子系统在功能分配方面均存在差异而对互联互通的负面影响。可以提供如下各个子系统的统一功能分配规则:
1、zc子系统的功能包括:
通过zc子系统与ci子系统、atp子系统进行信息交互实现移动授权与安全列车间隔;通过zc子系统与ci子系统、atp子系统进行信息交互实现列车位置管理;通过zc子系统与ci子系统、atp子系统进行信息交互实现封锁区域防护;通过zc子系统与ci子系统、atp子系统进行信息交互实现列车跳跃防护;通过zc子系统与ci子系统、atp子系统进行信息交互实现停车保证;通过zc子系统与ci子系统、atp子系统进行信息交互实现保护区段快速解锁;通过zc子系统与atp子系统进行信息交互实现列车折返防护;通过zc子系统与tias子系统、atp子系统进行信息交互实现临时限速防护;通过zc子系统与ci子系统、atp子系统进行信息交互实现列车筛选;通过zc子系统与ci子系统、atp子系统进行信息交互实现防淹门区域防护;通过zc子系统与ci子系统、atp子系统进行信息交互实现人工筛选;通过zc子系统与相邻zc子系统、atp子系统进行信息交互实现列车跨区移交防护;通过zc子系统与tias子系统、atp子系统进行信息交互实现远程紧急制动命令管理;通过zc子系统与tias子系统、atp子系统进行信息交互实现休眠唤醒列车管理。
2、ci子系统的功能包括:
通过ci子系统与zc子系统、相邻ci子系统进行信息交互实现封锁区域防护;通过ci子系统与atp子系统进行信息交互实现洗车区域防护;通过ci子系统与zc子系统进行信息交互实现列车跳跃防护;通过ci子系统与zc子系统进行信息交互实现停车保证;通过ci子系统与atp子系统进行信息交互实现站台间隙探测;通过ci子系统与tias子系统、atp子系统进行信息交互实现临时限速防护;通过ci子系统与zc子系统进行信息交互实现防淹门区域防护;通过ci子系统与tias子系统、相邻ci子系统进行信息交互实现进路控制;通过ci子系统与tias子系统、相邻ci子系统进行信息交互实现信号机控制;通过ci子系统与tias子系统、相邻ci子系统进行信息交互实现道岔控制;通过ci子系统与tias子系统、相邻ci子系统进行信息交互实现引导总锁闭;通过ci子系统与tias子系统、相邻ci子系统、zc子系统、atp子系统进行信息交互实现保护区段控制;通过ci子系统与tias子系统进行信息交互实现区段故障解锁;通过ci子系统与tias子系统进行信息交互实现计轴复位/预复位;通过ci子系统与tias子系统进行信息交互实现区段封锁与解封。
3、tias子系统的功能包括:
通过tias子系统与ci子系统进行信息交互实现计轴复位;通过tias子系统与ci子系统进行信息交互实现道岔强扳;通过tias子系统与zc子系统、ci子系统进行信息交互实现临时限速;通过tias子系统与atp子系统、ci子系统进行信息交互实现列车自动识别及自动追踪;通过tias子系统与atp子系统进行信息交互实现列车运行调整;通过tias子系统实现控制权转换;通过tias子系统实现时刻表编制与管理;通过tias子系统实现运行图绘制;通过tias子系统与atp子系统进行信息交互实现列车运行监视。
4、atp子系统的功能包括:
通过atp子系统实现列车完整性防护;通过atp子系统实现列车测速测距;通过atp子系统实现列车位置计算与校准;通过atp子系统实现防护曲线计算与监控;通过atp子系统实现紧急制动监控;通过atp子系统与zc子系统进行信息交互实现封锁区域防护;通过atp子系统与ci子系统进行信息交互实现洗车区域防护;通过atp子系统实现列车停稳与停准;通过atp子系统实现车门防护;通过atp子系统实现列车退行防护;通过atp子系统实现列车无意识移动防护;通过atp子系统实现列车发车监控;通过atp子系统实现列车驾驶模式转换;通过atp子系统实现列车轮径校验;通过atp子系统实现应答器处理;通过atp子系统与zc子系统、tias子系统进行信息交互实现列车唤醒;通过atp子系统与zc子系统、tias子系统进行信息交互实现列车休眠;通过atp子系统与zc子系统进行信息交互实现列车跳跃防护;通过atp子系统与zc子系统进行信息交互实现停车保证;通过atp子系统与zc子系统、ci子系统进行信息交互实现保护区段立即解锁;通过atp子系统与ci子系统进行信息交互实现站台间隙探测;通过atp子系统实现列车折返防护;通过atp子系统与zc子系统进行信息交互实现人工筛选;通过atp子系统与zc子系统、tias子系统进行信息交互实现列车跨区移交防护;通过atp子系统与zc子系统、tias子系统进行信息交互实现远程紧急制动命令响应。
5、ato子系统的主要功能包括:
通过ato子系统实现自动车门开关控制;通过ato子系统与atp子系统进行信息交互实现车门与站台门联动;通过ato子系统与atp子系统进行信息交互实现列车折返;通过ato子系统实现列车自动控制;通过ato子系统与atp子系统进行信息交互实现列车运行调整;通过ato子系统实现自动列车运行管理;通过ato子系统实现紧急情况自动检测与处理。
6、aom子系统的主要功能包括:
通过aom子系统与tias子系统进行信息交互实现远程休眠指令响应;通过aom子系统与tias子系统进行信息交互实现远程唤醒指令响应;通过aom子系统实现车辆检修按钮监控。
基于上述任一实施例,该fzl300型全自动运行系统中,所述tias子系统、所述ci子系统、所述zc子系统、所述atp子系统、所述ato子系统和所述aom子系统的工程设计原则进行统一,具体包括:
对hmi显示界面、车载电子地图、应答器报文、轨旁设备的布置原则、车载设备的安装要求、信号元素的计算原则分别进行统一。
具体地,通过对hmi显示界面、车载电子地图、应答器报文、轨旁设备的布置原则、车载设备的安装要求和信号元素的计算原则统一来进行工程设计原则的统一。
基于上述任一实施例,该fzl300型全自动运行系统中,所述信号元素,具体包括:
保护区段、接近区段、触发区段、计轴区段和移交重叠区。
基于上述任一实施例,该fzl300型全自动运行系统中,所述tias子系统、所述ci子系统、所述zc子系统、所述atp子系统、所述ato子系统和所述aom子系统的构成架构进行统一,具体包括:
所述zc子系统、所述ci子系统和所述atp子系统均采用二乘二取二结构的安全计算机硬件平台;
所述ato子系统和所述aom子系统均采用二乘二结构的计算机硬件平台;
所述tias子系统关键设备采用热备冗余技术。
具体地,对fzl300型全自动运行系统中各个子系统进行构成架构的统一,是通过对zc子系统、ci子系统、atp子系统、tias子系统、ato子系统和aom子系统的设备构成进行统一来实现。此处优选zc子系统、ci子系统和atp子系统均采用二乘二取二结构的安全计算机硬件平台,ato子系统和aom子系统均采用二乘二结构的计算机硬件平台,tias子系统关键设备采用热备冗余技术。
此处对于fzl300型全自动运行系统中各个子系统的构成架构进行具体介绍:
1、zc子系统
zc子系统采用二乘二取二结构的安全计算机硬件平台,符合故障-安全原则,并采用硬件冗余结构提高设备可靠性。zc子系统采用双系主备工作方式,根据开机顺序,首先投入运行的为主系,后投入运行的为备系。在运行中,备系与主系保持同步,如果其中一系发生故障,按故障程度不同降级为待机或退出运行,另一系自动升为主系,维持系统控制功能。
2、ci子系统
ci子系统采用二乘二取二结构的安全计算机硬件平台,符合故障-安全原则,并采用硬件冗余结构提高设备可靠性。ci子系统采用双系主备工作方式,根据开机顺序,首先投入运行的为主系,后投入运行的为备系。在运行中,备系与主系保持同步,如果其中一系发生故障,按故障程度不同降级为待机或退出运行,另一系自动升为主系,维持系统控制功能。
3、tias子系统
tias子系统是一个分布式的计算机监控系统,主要分布于控制中心、备用控制中心、正线设备集中站、正线非设备集中站和车辆段/停车场。该子系统关键设备采用热备冗余的方式,保证系统有高度的可靠性和可用性。
备用控制中心设备与控制中心设备基本相同,为异地冗余配置,控制中心与备用控制中心可实现人工/自动的无缝切换。正常情况下,控制中心与备用控制中心保持数据同步;在控制中心不能正常工作时,可通过人工干预或自动的方式将控制权移交至备用控制中心;在控制中心从故障恢复时,可实现与备用控制中心数据同步,并在同步完成后通过人工干预或自动的方式将控制权交还给控制中心。
4、atp子系统
atp子系统采用单端二乘二取二结构的安全计算机硬件平台,其中冗余“取二”模式采用基于硬件二取二的双套输入、处理、输出的冗余模式,冗余“乘二”模式支持交叉互换并列双重输出。atp子系统采用双系主备工作方式,根据开机顺序,首先投入运行的为主系,后投入运行的为备系。在运行中,备系与主系保持同步,如果其中一系发生故障,按故障程度不同降级为待机或退出运行,另一系自动升为主系,维持系统控制功能。
5、ato子系统
ato子系统采用单端二乘二结构的计算机硬件平台,其中功能板卡及主机板采用2套冗余控制。ato子系统采用双系主备工作方式,根据开机顺序,首先投入运行的为主系,后投入运行的为备系。在运行中,备系与主系保持同步,如果其中一系发生故障,按故障程度不同降级为待机或退出运行,另一系自动升为主系,维持系统控制功能。
6、aom子系统
aom子系统采用单端二乘二结构的计算机硬件平台,并支持头尾冗余。aom子系统采用双系主备工作方式,根据开机顺序,首先投入运行的为主系,后投入运行的为备系。在运行中,备系与主系保持同步,如果其中一系发生故障,按故障程度不同降级为待机或退出运行,另一系自动升为主系,维持系统控制功能。
基于上述任一实施例,该fzl300型全自动运行系统中,所述统一通信协议,具体包括:
统一物理接口,统一协议类型,统一通信机制和统一通信信息。
具体地,通信协议的统一需要从四个方面进行统一:统一物理接口,统一协议类型,统一通信机制和统一通信信息。因此,vobc子系统与zc子系统之间需要统一物理接口、统一协议类型、统一通信机制和统一通信信息;vobc子系统与ci子系统之间需要统一物理接口、统一协议类型、统一通信机制和统一通信信息;vobc子系统与tias子系统之间需要统一物理接口、统一协议类型、统一通信机制和统一通信信息;zc子系统与相邻zc子系统之间需要统一物理接口、统一协议类型、统一通信机制和统一通信信息;ci子系统与相邻ci子系统之间需要统一物理接口、统一协议类型、统一通信机制和统一通信信息;tias子系统与相邻tias子系统之间需要统一物理接口、统一协议类型、统一通信机制和统一通信信息。
基于上述任一实施例,该fzl300型全自动运行系统中,所述vobc子系统与所述zc子系统之间统一通信协议,所述vobc子系统与所述ci子系统之间统一通信协议,所述vobc子系统与所述tias子系统之间统一通信协议,所述zc子系统与相邻zc子系统之间统一通信协议,所述ci子系统与相邻ci子系统之间统一通信协议,所述tias子系统与相邻tias子系统之间统一通信协议,具体包括:
将所述vobc子系统与所述zc子系统记为第一交互系统,将所述vobc子系统与所述ci子系统记为第二交互系统,将所述vobc子系统与所述tias子系统记为第三交互系统,将所述zc子系统与相邻zc子系统记为第四交互系统,将所述ci子系统与相邻ci子系统记为第五交互系统,将所述tias子系统与相邻tias子系统记为第六交互系统;
所述第一交互系统、所述第二交互系统、所述第三交互系统、所述第四交互系统、所述第五交互系统和所述第六交互系统的网络拓扑结构都统一采用a网-a网和b网-b网两个链路;所述第一交互系统、所述第二交互系统、所述第三交互系统、所述第四交互系统、所述第五交互系统和所述第六交互系统都统一采用rssp-i铁路信号安全通信协议;所述第一交互系统、所述第二交互系统、所述第三交互系统、所述第四交互系统、所述第五交互系统和所述第六交互系统都采用大端字节序进行数据传输;所述第一交互系统按照第一预设信息包互发信息;所述第二交互系统按照第二预设信息包互发信息;所述第三交互系统按照第三预设信息包互发信息;所述第四交互系统按照第四预设信息包互发信息;所述第五交互系统按照第五预设信息包互发信息;所述第六交互系统按照第六预设信息包互发信息。
具体地,依次具体描述各个需要交互的子系统之间的通信协议的统一的过程。
1、具体地,vobc子系统与zc子系统之间的通信为atp子系统与zc子系统之间的通信,统一atp子系统与zc子系统之间的通信协议的过程如下:
a、物理接口的统一
atp子系统与zc子系统之间采用冗余网络进行通信,atp子系统与zc子系统之间的网络拓扑结构采用a网-a网,b网-b网两个链路。
b、协议类型的统一
atp子系统与zc子系统之间通信采用rssp-i铁路信号安全通信协议。
c、通信机制的统一
1)仅能由atp子系统发起安全连接的建立过程;
2)atp子系统与zc子系统采用周期发送和消息触发的方式进行通信;
3)通信双方均采用大端字节序进行数据传输;
4)atp子系统与zc子系统均应对接收的应用信息进行判断和逻辑运算。
d、通信信息的统一
1)zc子系统向atp子系统发送的信息包括以下信息包:列车控制信息包、应用层注册/注销响应信息包、zc主动注销请求信息包、特殊控制报文信息包、zc城市自定义信息包、zc厂商自定义信息包、zc全自动运行交互信息包;
2)atp子系统向zc子系统发送的信息包括以下信息包:列车位置信息包、应用层注册/注销请求信息包、vobc城市自定义信息包、vobc厂商自定义信息包、vobc全自动运行交互信息包。
2、具体地,vobc子系统与ci子系统之间的通信为atp子系统与ci子系统之间的通信,统一atp子系统与ci子系统之间的通信协议的过程如下:
a、物理接口的统一
atp子系统与ci子系统之间采用冗余网络进行通信,atp子系统与ci子系统之间的网络拓扑结构采用a网-a网,b网-b网两个链路。
b、协议类型的统一
atp子系统与ci子系统之间通信采用rssp-i铁路信号安全通信协议。
c、通信机制的统一
1)仅能由atp子系统发起安全连接的建立过程;
2)atp子系统与ci子系统采用周期发送和消息触发的方式进行通信;
3)通信双方均采用大端字节序进行数据传输;
4)atp子系统与ci子系统均应对接收的应用信息进行判断和逻辑运算。
d、通信信息的统一
1)ci子系统向atp子系统发送的信息包括以下信息包:ci心跳信息包、ci状态信息包、ci城市自定义信息包、ci厂商自定义信息包、ci注销回复信息包、ci全自动运行洗车信息包、ci全自动运行站台状态信息包;
2)atp子系统向ci子系统发送的信息包括以下信息包:vobc心跳信息包、vobc控制信息包、vobc城市自定义信息包、vobc厂商自定义信息包、vobc注销请求信息包、vobc全自动运行洗车信息包、vobc全自动运行站台状态信息包。
3、vobc子系统与tias子系统之间的通信包括atp子系统与tias子系统之间的通信、aom子系统与tias子系统之间的通信两部分,统一atp子系统与tias子系统之间通信协议、aom子系统与tias子系统之间通信协议的过程如下:
a、物理接口的统一
atp子系统与tias子系统之间采用冗余网络进行通信,atp子系统与tias子系统之间的网络拓扑结构采用a网-a网,b网-b网两个链路;aom子系统与tias子系统之间采用冗余网络进行通信,aom子系统与tias子系统之间的网络拓扑结构采用a网-a网,b网-b网两个链路。
b、协议类型的统一
atp子系统与tias子系统之间通信采用rssp-i铁路信号安全通信协议,aom子系统与tias子系统之间通信采用rssp-i铁路信号安全通信协议。
c、通信机制的统一
1)仅能由atp子系统、aom子系统发起安全连接的建立过程;
2)atp子系统与tias子系统之间采用周期发送和消息触发的方式进行通信,aom子系统与tias子系统之间采用周期发送的方式进行通信;
3)通信双方均采用大端字节序进行数据传输;
4)atp子系统与tias子系统均应对接收的应用信息进行判断和逻辑运算,aom子系统与tias子系统均应对接收的应用信息进行判断和逻辑运算。
d、通信信息的统一
1)tias子系统向atp子系统发送的信息包括以下信息包:tias心跳信息包、ato命令信息包、fao周期控制命令信息包、fao远程人工命令信息包、fao远程紧急制动缓解首次设置命令信息包、fao远程紧急制动缓解再次设置命令信息包、fao远程关门首次设置命令信息包、fao远程关门再次设置命令信息包、fao发给tcms远程命令信息包、fao发给tcms周期命令信息包、tias城市自定义信息包、tias厂商自定义信息包、站台门故障隔离车门信息包;tias子系统向aom子系统发送的信息包括以下信息包:tias休眠唤醒命令信息包;
2)atp子系统向tias子系统发送的信息包括以下信息包:ato状态信息包、列车信息包、fao周期运行信息包、fao远程人工命令确认信息包、fao远程紧急制动缓解首次确认命令信息包、fao远程紧急制动缓解再次确认命令信息包、fao远程关门首次确认命令信息包、fao远程关门再次确认命令信息包、fao发给tcms远程命令确认信息包、fao发给tcms周期命令确认信息包、车载设备报警信息包、车载设备日检状态信息包、vobc城市自定义信息包、vobc厂商自定义信息包、fao车载设备报警信息包、车门故障隔离站台门信息包;aom子系统向tias子系统发送的信息包括以下信息包:aom休眠唤醒状态信息包。
4、统一zc子系统与zc子系统之间的通信协议的过程如下:
a、物理接口的统一
zc子系统与zc子系统之间采用冗余网络进行通信,zc子系统与zc子系统之间的网络拓扑结构采用a网-a网,b网-b网两个链路。
b、协议类型的统一
zc子系统与zc子系统之间通信采用rssp-i铁路信号安全通信协议。
c、通信机制的统一
1)zc子系统与zc子系统间通信采用周期发送的方式进行通信;
2)通信双方均采用大端字节序进行数据传输。
d、通信信息的统一
zc子系统与zc子系统之间互相发送的信息包括以下信息包:道岔状态信息包、物理区段状态信息包、移交状态信息包、移交列车信息包、站场信息延时信息包、轨道区段列车排序信息包、zc城市自定义信息包、zc厂商自定义信息包。
5、统一ci子系统与ci子系统之间的通信协议的过程如下:
a、物理接口的统一
ci子系统与ci子系统之间采用冗余网络进行通信,ci子系统与ci子系统之间的网络拓扑结构采用a网-a网,b网-b网两个链路。
b、协议类型的统一
ci子系统与ci子系统之间通信采用rssp-i铁路信号安全通信协议。
c、通信机制的统一
1)ci子系统与ci子系统间通信采用周期发送的方式进行通信;
2)通信双方均采用大端字节序进行数据传输。
d、通信信息的统一
ci子系统与ci子系统之间互相发送的信息包括以下信息包:道岔状态信息包、物理区段状态信息包、逻辑区段状态信息包、信号机状态信息包、站台门状态信息包、紧急关闭按钮状态信息包、照查状态信息包、防淹门信息包、上电锁闭状态信息包、临时限速信息包、ci城市自定义信息包、ci厂商自定义信息包。
6、统一tias子系统与tias子系统之间的通信协议的过程如下:
a、物理接口的统一
tias子系统与tias子系统之间采用冗余网络进行通信,tias子系统与tias子系统之间的网络拓扑结构采用a网-a网,b网-b网两个链路。
b、协议类型的统一
tias子系统与tias子系统之间通信采用rssp-i铁路信号安全通信协议。
c、通信机制的统一
1)tias子系统与tias子系统间通信采用周期发送和消息触发的方式进行通信;
2)通信双方均采用大端字节序进行数据传输。
d、通信信息的统一
tias子系统与tias子系统之间互相发送的信息包括以下信息包:心跳信息包、站场显示信息包、列车信息包、列车运行调整信息包、列车接入站跳停命令信息包、列车接入站跳停回执信息包、fao周期运行信息包、aom状态信息包、tias城市自定义信息包、tias厂商自定义信息包。
此处需要说明的是:zc子系统与zc子系统之间的通信是指zc子系统与相邻zc子系统之间的通信;ci子系统与ci子系统之间的通信是指ci子系统与相邻ci子系统之间的通信;tias子系统与tias子系统之间的通信是指tias子系统与相邻tias子系统之间的通信。
为了更好地满足各个子系统之间的通信协议的统一,提高fzl300型全自动运行系统的覆盖范围,采用如下方法:
1、在车辆段/停车场的设备室内增设zc子系统,tias子系统(包括增设实时服务器、调度工作站、派班工作站等);
2、将车辆段/停车场的部分区域设置为全自动运行区域(包括停车列检线群、洗车线、咽喉区和试车线等),在zc子系统、ci子系统、atp子系统、ato子系统的电子地图中增加相应数据配置(包括线路、区段、信号机、道岔、应答器、折返区域、休眠/唤醒区域、停车点等数据),以支持列车全自动运行。
基于上述任一实施例,该fzl300型全自动运行系统中,所述vobc子系统与所述tias子系统和所述ci子系统进行信息交互以实现车门故障隔离,具体包括:
所述vobc子系统接收列车周期性发送的车门消息,若检测到所述车门消息中的第一故障信号,则提取所述第一故障信号中故障车门的编号,并基于所述故障车门的编号确定所述故障车门对应的隔离站台门的编号;
所述vobc子系统向所述tias子系统转发第一故障消息,以供所述tias子系统将所述故障车门对应的隔离站台门的编号转发给站台门系统,所述第一故障消息中包括所述故障车门对应的隔离站台门的编号;
当列车进站停准停稳,
所述vobc子系统控制打开车门,列车根据已获得的车门消息中的故障车门的编号控制不打开故障车门;
所述vobc子系统还向所述ci子系统发送打开站台门指令以触发所述ci子系统控制打开站台门,所述站台门系统根据已获得的所述故障车门对应的隔离站台门的编号控制不打开所述隔离站台门;
所述vobc子系统与所述tias子系统和所述ci子系统进行信息交互以实现站台门故障隔离,具体包括:
所述tias子系统接收站台门系统周期性发送的站台门消息,若检测到所述站台门消息中的第二故障信号,则提取所述第二故障信号中故障站台门的编号;
所述tias子系统向所述vobc子系统转发第二故障消息,以供所述vobc子系统基于所述故障站台门的编号确定所述故障站台门对应的隔离车门的编号,并将所述故障站台门对应的隔离车门的编号转发给列车,所述第二故障消息中包括所述故障站台门的编号;
当列车进站停准停稳,
所述vobc子系统控制打开车门,列车根据已获得的所述故障站台门对应的隔离车门的编号控制不打开所述隔离车门;
所述vobc子系统还向所述ci子系统发送打开站台门指令以触发所述ci子系统控制打开站台门,所述站台门系统根据已获得的所述站台门消息中的所述故障站台门的编号控制不打开所述故障站台门。
具体地,要实现该系统的自动化程度的提高,本发明实施例提供了自动的车门故障隔离和站台门故障隔离。车门故障隔离指的是当某个车门发生故障无法开闭时,当列车进站需要开门时,能自动控制该故障车门对应的站台门不开启进行隔离,站台门故障隔离指的是当某个站台门发生故障无法开闭时,当列车进入该站台需要开门时,能自动控制该故障站台门对应的车门不开启进行隔离。
对于车门故障隔离,vobc子系统会检测列车周期性发送来的车门消息,查看该车门消息中是否存在第一故障信号,若存在则提取该第一故障信号中的故障车门的编号,并基于所述故障车门的编号确定所述故障车门对应的隔离站台门的编号,所述列车是独立于该fzl300型全自动运行系统之外的提供载客运行功能的系统。然后,vobc子系统向tias子系统转发第一故障消息,所述第一故障消息中包括对应于故障车门的需要隔离的站台门的编号,tias子系统接收到第一故障消息后就将需要隔离的站台门的编号发送给站台门系统,所述站台门系统是独立于该fzl300型全自动运行系统之外的控制站台门开关的系统。当列车进站停准停稳,vobc子系统控制打开车门,列车根据已获得的车门消息中的故障车门的编号控制不打开故障车门,同时,vobc子系统还向ci子系统发送打开站台门指令以触发ci子系统控制打开站台门,站台门系统根据之前就获得的需要隔离的站台门的编号控制不打开该需要隔离的站台门,如此实现了当车门出现故障的时候,进站后故障车门对应的需要隔离的站台门也不会开启。
对于站台门故障隔离,tias子系统会检测站台门系统周期性发送来的站台门消息,查看该站台门消息中是否存在第二故障信号,若存在则提取该第二故障信号中的故障站台门的编号,然后,tias子系统向vobc子系统转发第二故障消息,所述第二故障消息中包括故障站台门的编号,vobc子系统接收到第二故障消息后就基于所述故障站台门的编号确定所述故障站台门对应的需要隔离的车门的编号并发送给列车。当列车进站停准停稳,vobc子系统控制打开车门,列车根据已获得的需要隔离的车门的编号控制不打开该需要隔离的车门,同时,vobc子系统还向ci子系统发送打开站台门指令以触发ci子系统控制打开站台门,站台门系统根据之前就获得的站台门消息中的故障站台门的编号控制不打开该故障站台门,如此实现了当站台门出现故障的时候,进站后故障站台门对应的需要隔离的车门也不会开启。
基于上述任一实施例,该fzl300型全自动运行系统中,所述vobc子系统,还用于与所述zc子系统和所述tias子系统进行信息交互以实现障碍物检测区域防护,具体包括:
所述vobc子系统接收到列车发送的障碍物检测激活消息,将所述障碍物检测激活消息转发给所述zc子系统以触发所述zc子系统执行下列步骤:
建立对应于列车当前位置的防护区域,并向所述防护区域内的其他相邻zc子系统发送激活防护距离信息以供所述其他相邻zc子系统激活对应于所述激活防护距离的防护区域;
向所述列车所在线路上的其他列车所属vobc子系统发送ma,所述ma用于控制列车安全包络与所述防护区域不重合的列车不得进入防护区域,或者控制列车安全包络与所述防护区域重合的列车紧急制动停车;
将防护区域激活信息发送到所述tias子系统;
当所述zc子系统同时收到所述tias子系统发送的解除防护区域命令和所述vobc子系统发送的障碍物检测未激活消息,或者收到所述tias子系统发送的解除防护区域命令并检测出与所述vobc子系统通信中断时,所述zc子系统解除所述防护区域,并取消向所述防护区域内的其他相邻zc子系统发送激活防护距离信息以供其他相邻zc子系统解除对应于所述激活防护距离的防护区域;
当所述防护区域解除后,所述zc子系统向所述列车所在线路上的其他列车所属vobc子系统发送ma,所述ma用于控制列车安全包络与所述防护区域不重合的列车可进入防护区域,或者控制列车安全包络与所述防护区域重合的列车缓解紧急制动继续运行。
具体地,要实现该系统的自动化程度的提高,本发明实施例还提供了自动的障碍物检测区域防护。
在列车的正常行驶中,若列车接收到障碍物检测激活消息后,会触发紧急制动停车,所述列车是独立于该fzl300型全自动运行系统之外的提供载客运行功能的系统。同时,列车将该障碍物检测激活消息通过列车安全接口发送至vobc子系统,vobc子系统接收到列车发送的障碍物检测激活消息后,将障碍物检测激活消息设置为有效信息并转发给zc子系统,同时,vobc子系统输出紧急制动停车,列车停稳后切除牵引,等待救援。zc子系统在接收到vobc子系统转发的障碍物检测激活消息后,会执行以下步骤:
建立对应于列车当前位置的防护区域,所述防护区域通常是以列车当前位置为中心,在列车所在线路上前后设置一定距离划出一定范围的区域。若防护区域跨移交边界,则该zc子系统向防护区域内的其他相邻zc子系统发送激活防护距离信息以供所述其他zc子系统激活对应于所述激活防护距离的防护区域。zc子系统为列车所在线路上的其他列车计算ma(移动授权)并向它们发送,若其他在该线路上运行的第一列车所属vobc子系统计算的安全包络与所述防护区域没有重叠,则该第一列车所属vobc子系统在接收到它的ma时,它的ma能控制它在到达防护区域之前停车;若其他在该线路上运行的第二列车所属vobc子系统计算的安全包络与所述防护区域有重叠,则zc子系统给第二列车所属vobc子系统发送的ma携带紧急制动施加命令,使得第二列车所属vobc子系统接收到ma后,紧急制动停车。zc子系统在建立好防护区域后,还将防护区域激活信息发送到tias子系统。
当障碍物故障排除后,需要释放防护区域恢复运行。此时,zc子系统解除防护区域的条件为:同时收到所述tias子系统发送的解除防护区域命令和所述vobc子系统发送的障碍物检测未激活消息,或者收到所述tias子系统发送的解除防护区域命令并检测出与所述vobc子系统通信中断。其中,tias子系统发送的解除防护区域命令是需要调度员经二次确认后人工下发的命令。
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。
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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