高速铁路复杂长进路的自动分段排路方法与流程

本发明涉及轨道交通
技术领域：
，尤其涉及一种高速铁路复杂长进路的自动分段排路方法。
背景技术：
：高速铁路行车调度系统是铁路运输日常组织工作的指挥中枢。分散自律控制模式下，中心调度员编写阶段计划，通过一系列设备下发至车站自律机系统。自律机依据管辖范围过滤有效时段，分别构造接车指令与接车计划对应，发车指令与发车计划对应。之后，自律机以单条完整接发车进路为检查单元，轮询执行各类检查逻辑。在包括预排进路完全出清超过6秒等各类条件满足后，自律机适时将排路命令发送至本站联锁设备，一次性执行完整接车排路操作或完整发车排路操作。条件不满足时，自律机退出指令检查逻辑，申请人工介入。随着高铁建设的深入，这种一次排列完整进路的方式越来越不能适应包含大量复杂长进路的繁忙枢纽大站的运行模式。这是由于此类车站行车密度大，列调车作业交错，业务运输繁忙；车站站型复杂，繁多的渡线使同一咽喉不同接发车端口的关联进路交叉重叠。一次性完整锁闭进路往往导致同一咽喉区的其他进路检查失败，延缓排路时机，大幅降低行车效率；人工的频繁介入增大调度员劳动强度和行车安全隐患；自律机输出的大量无效冲突和报警严重干扰值班员正常行车指挥工作。在高速铁路智能调度指挥系统框架下，通过信息交互，研究复杂长接发车进路的自动分段排路方法，实现多列车、多进路的高效协同控制，对提高路网接发车调度效率，降低人员劳动强度，促进系统自动化和智能化发展水平有帮助作用。目前主要采用如下两类方案：方案一、对接车指令或发车指令，自律机执行一次性完整排路操作。对进路排路操作，无论该进路是简单的基本进路还是含有进路信号机的复杂长进路，自律机均以完整的接车进路或发车进路为检查单元。当进路完整空闲后，自律机才尝试执行排路操作。在此之前，自律机不向联锁发送任何排路命令，只轮询监控并及时报警。但是，该方案在指令计划触发和指令进路完整出清、自律机向联锁发送排路命令的中间时刻，列车处于静止等待状态，复杂长进路的已空闲部分未被有效利用，运输资源浪费，行车效率较低；大量无效报警干扰调度员正常操作，在加重其劳动负担的同时，影响了行车指挥安全。方案二、自律机无法一次性完整排路场景下，及时申请人工介入执行分段排路操作。在自律机无法一次性完整排路场景下，行车调度指挥系统由分散自律控制模式转为非常站控控制模式。值班员在控制终端以点按钮的强制排路方式，人工实现复杂长进路的分段排路操作。分段排路结束，车站与中心交互，再由非常站控控制模式转回分散自律控制模式。但是，在非常站控模式下，人工点按钮的强制排路方式绕过了行车调度系统的大部分安全卡控逻辑，包括事前预警和事后监督，无法有效保证行车安全；进路分段排路采集状态无法与调度系统内部指令状态建立准确映射关系，排路操作中间异常状况极易打乱调度系统指令的状态跳转逻辑；无论是人工的点按钮排路操作，还是方案涉及的频繁控制模式转换交互操作，极大增加操作员的劳动强度，人工处理速度直接影响行车效率。技术实现要素：本发明的目的是提供一种高速铁路复杂长进路的自动分段排路方法，可以使现有高密度行车下的冲突报警大幅减少，调度员指挥工作更为连续，调度员劳动强度大幅减少，有利于保障行车安全，提升行车效率。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种高速铁路复杂长进路的自动分段排路方法，包括：检查自动分段排路逻辑开关是否处于开启状态；若是，则进入自动分段排路；若否，则进入半自动分段排路；所述复杂长进路被拆分为若干子进路的组合，子进路的标识顺序匹配列车运行方向；所述复杂长进路是指除进路始端的防护信号机以外，进路中间位置还存在分隔进路信号机的进路；检查当前子进路是否空闲，若子进路空闲，则发送当前子进路的排路命令至车站联锁设备，并进行超时监控；若排路命令通过超时监控，则认为当前子进路排路成功；否则，认为当前子进路排路未成功，进入半自动分段排路；当前子进路排路成功后，按照子进路标识顺序依次检查下一子进路是否空闲，直至所有子进路排路完毕，表示复杂长进路分段排路完毕。由上述本发明提供的技术方案可以看出，一方面，复杂长进路数据被拆分，配置数据粒度细化，进路数据描述规则清晰明确；精细化数据使行车调度系统业务流程更为灵活，也为后续智能铁路和智能调整的研究提供基础。另一方面，复杂长进路数据被拆分，对于复杂枢纽站型，行车排路不必等待长进路完全空闲，列车即排即走，追踪间隔缩短，行车效率大幅提升。同时，复杂长进路的自动分段排路逻辑使现有高密度行车下的冲突报警大幅减少，调度员指挥工作更为连续，调度员劳动强度大幅减少。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。图1为本发明实施例提供的一种高速铁路复杂长进路的自动分段排路方法的流程图；图2为本发明实施例提供的复杂长进路配置示意图；图3为本发明实施例提供的实际站场中的分段进路示意图。具体实施方式下面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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例提供一种高速铁路复杂长进路的自动分段排路方法，如图1底部的虚线框中所示，其主要包括：检查自动分段排路逻辑开关是否处于开启状态；若是，则进入自动分段排路逻辑；若否，则进入半自动分段排路逻辑；所述复杂长进路被拆分为若干子进路的组合，子进路的标识顺序匹配列车运行方向；所述复杂长进路是指除进路始端的防护信号机以外，进路中间位置还存在分隔进路信号机的进路；检查当前子进路是否空闲。若空闲，则发送该子进路的排路命令至车站联锁设备，并进行超时监控。子进路在超时阈值范围外仍未完整排路，转入半自动分段排路逻辑；否则，按照子进路标识顺序，依次检查下一子进路是否空闲，直至所有子进路排路完毕，表示复杂长进路分段排路完毕。还参见图1，自动分段排路的整个流程还包含完整排路逻辑部分与基础逻辑部分。1)所述基础逻辑部分包括：行车调度系统车站设备启动，并初始化系统；车站设备接收中心行调台阶段计划，并生成对应指令后加入指令链表；以设定的时间间隔执行对指令链表的轮询监控操作，检查指令链表中指令是否到达计划触发时机；当指令未到达触发时机时，等待下一次轮询；若满足触发时机，则执行指令的基础静态安全卡控检查；若通过检查，则进入完整排路，即检查复杂长进路是否完整空闲。2)所述完整排路逻辑部分包括：检查复杂长进路是否完整空闲；若是，则发送复杂长进路排路命令至车站联锁设备；再对排路命令进行超时监控，若超时结束仍未确认进路开放，则转入自动分段排路，即检查自动分段排路逻辑开关是否处于开启状态。为了便于理解，下面针对进路拆分方式、整个业务流程以及异常处理方式做详细的介绍。一、复杂长进路拆分。进路是车站站内列调车或车列由一个地点到另一个地点所运行的经路，在行车调度系统中映射为股道、道岔、无岔和信号机等运输设备集合。复杂长进路是除进路始端信号机以外，进路中间位置还存在分隔进路信号机的进路。始端信号机和中间进路信号机将复杂长进路拆分为若干基本子进路，且其完整排路可通过在联锁端各子进路的依次排路实现。本发明实施例中，所述复杂长进路包括但不限于包括：单一分割进路信号机，按类型分为长接车进路和长发车进路。相应的，计划类型包括站内通过计划的接车部分、通过计划的发车部分、到开计划的接车部分、到开计划的发车部分、始发计划和终到计划。本发明实施例中，将原始的复杂长进路配置拆分为若干子进路的组合。将复杂长进路记为ra，ra拆分为n个子进路，依次记为r1、r2,...,rn；r1、r2,...,rn标识匹配列车运行方向，即无论是接车进路还是发车进路，列车总是首先驶入子进路r1，再驶入子进路r2，最后驶入子进路rn。示例性的，n≥2。不失一般性，设复杂长进路ra的id(routeid)为ia，所含进路对象个数为na，始端信号机为ss；子进路r1、r2,...,rn的id分别为i1、i2,...,in，所含进路对象个数对应为n1、n2,...,nn，对应的进路信号机记为ss、s2,...,sn；其中，ia、i1、i2,...,in为各不同的非零自然数；复杂长进路ra的对象数na等于所有子进路的对象数之和，即na＝(n1+n2+...+nn)；r1、r2,...,rn之间的的进路对象集合无交集；首段子进路r1的信号机即为复杂长进路ra的始端信号机。上述操作，将原始的复杂长进路的完整进路对象记录，分散到各简单的子进路中，复杂长进路只记录组合子进路的链接信息。如图2所示，为复杂长进路的配置演进示意图。图3为含复杂长进路的枢纽车站下行咽喉示意图，图中已剔除无关对象。长进路3g-xn(routeid为32，signal为si-3)由简单的子进路si-3-107/111wg(routeid为45，signal为si-3)和107/111wg-xn(routeid为46，signal为szi)组成。长进路3g-xn与长进路4g-x在si-3-107/111wg的105道岔和103道岔处冲突。分段自动排路模式下，4g发车列车占用105道岔时，3g发车进路可以先排首段子进路si-3-107/111wg。二、业务流程。1、正常自动分段触发业务流程。上述操作，将复杂长进路配置拆分为若干简单子进路配置组合，为行车调度系统执行长进路的自动分段排路操作提供了数据基础。在业务层面，将长进路自动分段排路业务逻辑划分为3个单元：基础逻辑单元、进路ra的完整排路逻辑单元和各子进路依次分段自动排路逻辑单元。各逻辑单元及完整的长进路正常自动分段触发业务流程如图1所示。1)基础逻辑单元。s01、行车调度系统车站设备启动。系统初始化过程包括读取各简单子进路配置、组合子进路为复杂长进路、读取系统运行所需其他参数和数据等。s02、车站设备接收中心行调台阶段计划，并对其进行解析和过滤；根据计划中站间关系、接发车股道和端口、站内行车时间以及列车超长超限和区间交汇等附属信息，生成相应接发车指令，加入指令链表。对站内通过计划或到开计划，生成一接一发两条指令；对终到或始发计划，生成单一接车或发车指令。s03、以时间间隔t执行对指令链表的轮询监控操作，检查链表中指令是否到达计划触发时机。当指令不满足触发时机时，等待下一次轮询间隔。s04、执行指令的基础静态安全卡控检查，包括但不限于：区间封锁/停电条件、区间交汇条件、股道作业条件、站内设备分路不良及防溜条件和车次一致性条件等。作为后续业务的基础，静态检查中的异常事件在无外力干扰的情况下不会自行消除，故在静态检查失败后，需立即报警申请人工介入。2)完整排路逻辑单元。同基础逻辑单元一样，完整排路逻辑单元也是既有业务逻辑中的已存在部分，且该单元的执行优先级高于自动分段排路逻辑单元。s11、检查复杂长进路ra是否完整空闲，涉及图2中所有子进路对象。车站控制设备检查进路对象无占用、无锁闭且联锁出清超过6秒。当复杂长进路ra完整空闲时，发送多按钮排路命令至车站联锁设备。s12、对发送至联锁的排路命令进行超时检查。由于进路道岔扳动需要时间，车站设备需根据长进路ra包含的道岔数量灵活控制命令超时逻辑。超时时限期内，车站设备收到联锁采集信息表示长进路已完整排列(进路对象锁闭，始端信号机开放)，则该条指令的排路命令执行成功，业务逻辑结束；超时结束仍未确认进路开放的，转入自动分段排路逻辑单元。本领域技术人员可以理解，这个按钮命令，是行车调度中的一个概念。一条进路(比如由进站口到股道的接车进路)，行车调度系统会在进站信号机和股道位置，也就是在进路的始端和终端，各设置一个按钮，用于标识这条进路。对于简单进路，两个按钮即可唯一标识该进路。对于中间含无岔的复杂进路，就需要两个以上的按钮来标识这条进路。总之，一条进路与唯一的一组按钮集合对应。将按钮集合(也即多按钮排路命令)发送车站联锁，车站联锁就能够获取所需要进行排路的具体进路信息。3)自动分段排路逻辑单元。功能开关，可以根据现场运输需求，灵活控制业务走向。自动分段排路逻辑也需在对应开关控制下运行。s21、检查是否开启自动分段排路逻辑开关。开关关闭时，表明复杂长进路ra完整排路失败，需申请人工干预。开关打开时，进入自动分段排路逻辑，转s22。s22、设定rx依次为ra的子进路r1、r2...rn。车站设备检查列车当前驶入子进路rx是否空闲。当进路rx不空闲时，进入轮询检查逻辑。不同于指令触发时机的轮询检查，s22中的rx空闲轮询检查设置了最晚时刻限制。当最晚时刻结束后，rx仍未空闲，车站设备不再尝试分段排路，报警申请人工介入。s23、子进路rx空闲，发送子进路rx的2个按钮命令至车站联锁设备。s24、对rx排路命令进行超时检查。命令执行成功的判断条件为进路rx的所有进路对象锁闭且信号机开放。超时未成功，报警退出。s25、子进路rx排路成功后，如果rx是最后一条子进路rn，即所有子进路都已排路成功，表明完整进路ra排路成功，结束本条指令排路业务流程；否则，rx变更为下一条子进路，转s22。2、人工介入下的半自动排路业务逻辑。自律机排路的依据是行车计划。排路操作可以按位置触发，即列车运行于某一个特定位置，触发前方站排路(如提前15个闭塞分区，就是列车离当前车站不足15个闭塞分区时，就会触发本站排路)；也可以按时间触发，即列车计划时间提前若干分钟(如计划10点20分进站，提前参数为5分钟，那10点15分就会触发排路)；还有其他的触发方式。每一种触发方式，都是由参数控制。而参数，针对不同的车型(一般动车、高速动车、特快列车、货车等)，又有所不同。考虑排路过程复杂多变，本发明实施例还设计了人工介入下的半自动排路业务逻辑。但无论是自动排路逻辑，还是半自动排路逻辑，指令均需处于自动触发方式下。人工排路，是在系统计算的指令自动排路触发时机到来前，通过人工方式从操作终端已有进路序列中选取目标指令进行人工排列进路操作；部分场景下，行车调度值班人员需要进行提前人工排路，即在特定节点，人工介入图1中的指定逻辑，将完全自动分段排路流程变为人工介入下的半自动排路流程。人工排路，依然要遵循现有阶段计划、车次追踪、本站站细规则、当前信号道岔设备状态、列车位置等一系列约束条件，在不改变安全卡控逻辑的基础上，调整排路时机。导致人工介入的因素较多，但主要的两点是：1)(由于各类行车冲突、突发事件和网络异常等)自律机自动处理失败后，报警并退出自动排路逻辑，触发人工介入。如之前自动排路下步骤s04、步骤s24可能导致报警退出，从而由人工介入进行半自动排路。2)为保证特定行车顺序而引入的人工提前排路。比如对于军用列车、领导专列等重点列车，调度员会优先保证此类高优先级列车进路及时排列。引入分段排路逻辑后，在操作终端已有的排路命令按钮基础上，新设分段排路命令按钮。依据人工介入的时机以及现场已排进路情况，两条命令按钮对应操作见表1所示。注：当分段排路开关关闭时，分段排路命令按钮不可用。当选择排路命令，且自动分段排路逻辑开关开启时：若整个复杂长进路中的全部子进路都未排路，则执行基础逻辑部分的基础静态安全卡控检查操作；若复杂长进路中的第一个子进路已排路，之后的子进路都未排路，或者第一个子进路未排路，之后的子进路都已排路，则按照自动分段排路的方式为相应子进路执行自动排路；当选择排路命令，且自动分段排路逻辑开关关闭时：若整个复杂长进路中的全部子进路都未排路，则执行基础逻辑部分的基础静态安全卡控检查操作；若复杂长进路中的第一个子进路已排路，之后的子进路都未排路，或者第一个子进路未排路，之后的子进路都已排路，则报警后退出流程；当选择分段排路命令，且自动分段排路逻辑开关开启时：若整个复杂长进路中的全部子进路都未排路，则执行基础逻辑部分的基础静态安全卡控检查操作；若复杂长进路中的第一个子进路已排路，之后的子进路都未排路，或者第一个子进路未排路，之后的子进路都已排路，则按照自动分段排路的方式为相应子进路执行自动排路。表1人工介入下的半自动排路业务本发明实施例中，由于完整排路逻辑单元优先级高于分段自动排路逻辑单元，在表格1中，当子进路r1、r2...rn都未排路时，无论是点击排路命令按钮执行排路命令，还是点击分段排路命令按钮执行分段排路命令，都是从前文的步骤s04开始处理。分段排路开关开启时，子进路r1及之后子进路分别未排路时，车站设备逻辑处理基础入口为步骤s04，但后续部分逻辑迅速检查通过，实际业务操作入口为步骤s22。当开关关闭时，子进路分别未排路，则复杂长进路不满足完整空闲条件，在步骤s11检查失败，报警退出。上文介绍的是人工介入下半自动排路逻辑所考虑的各种情况。自动排路时，需要按照子进路的标识顺序来依次排路。由于半自动排路存在人工介入的因素，在此场景下，会存在标识顺序靠前的进路未排路，标识靠后的进路已排路的这类情况。三、异常处理。行车调度过程中，受现场设备故障等突发事件影响，排路操作可能随时被异常事件打断。无论是应用程序报错等软件层面异常故障，还是道岔信号机异常等运输设备异常故障，在铁路故障导向安全原则下，所述异常情况分为两类：进路信号机关闭和人工取消进路这两大类。如表2所示，进路信号机关闭包括两种情况：第一种为复杂长进路信号机异常关闭，也即第一个子进路信号机异常关闭，此时执行d1、d2、d3与d4四个操作；第二种为第一个子进路之后的其余子进路信号机异常关闭；此时若自动分段排路逻辑开关处于开启状态，则执行d2与d3两个操作；此时若自动分段排路逻辑开关处于关闭状态，则执行d2、d3与d4三个操作。人工取消进路包括两种情况：第一种为复杂长进路的进路总取消，此时执行d1、d2、d3与d4四个操作；第二种为第一个子进路之后的其余子进路人工总取消(也即，由人工执行的总取消操作)。此时若自动分段排路逻辑开关处于开启状态，则执行d1、d2、d3与d4四个操作；此时若自动分段排路逻辑开关处于关闭状态，则执行d2、d3与d4三个操作。表2异常处理本领域技术人员可以理解，总取消，是行车调度中的专业术语或操作，是指进路信号已开放时，想要取消这相应进路所采取的一种操作方式。说明1：信号机异常关闭类别中，长进路ra与其首段子进路共用同一进路信号机，故ra信号机异常关闭等于其子进路r1信号机异常关闭，其对应操作不受开关开启与否影响。说明2：子进路r2...rn的异常关闭非人工介入的结果，现场车站设备暂不报警提示，相应指令仍处于分段排路模式，设备尝试从图1的步骤s25再次排路r2及之后子进路。说明3：在此场景下，指令本不处于分段排路模式，子进路r2信号机的异常关闭必然导致长进路ra的信号机连带关闭。说明4：长进路ra的总取消处理操作同ra信号机异常关闭，但其报警内容根据操作的不同略有差异。说明5：子进路r2...rn的进路总取消操作也会导致相应子进路信号机关闭，但由于本异常是人工主动介入，指令退出分段排路模式。说明6：同开关开启下的r2进路总取消类似，但当前指令本不在分段排路模式，自然不涉及d1操作。前文涉及的四种操作如表3所示。标识符操作d1调度程序退出分段排路模式，不再执行自动执行分段排路逻辑d2指令触发模式由自动触发修改为人工触发d3指令状态复位为初始等待状态d4报警提示表3异常处理操作归类如之前所述，无论是复杂长进路的自动排路逻辑还是半自动排路逻辑，指令均需处于自动触发模式下。也就是，根据位置或者时间等因素，自动触发指令。但是，此处考虑到发生了异常情况，因此，指令改为人工触发，采用人工的方式来控制触发时机，从计算机的角度来看，就是在某个时刻收到用户发送的控制信号时，再触发相应指令。指令状态是自律机内部程序实现中赋予指令的一种状态描述。自律机接收到行车计划后构造行车指令。此时的指令都是“等待”状态(最初始的状态)。然后自律机判断指令是否到达触发时机(如提前5分钟)，若已到触发时间，则自律机尝试发送排路命令。如果进路实际已排列，自律机将指令的状态由“等待”变为“排列成功”。如果进路未排列，则指令的状态变为“失败”。指令状态依赖现场进路排列状态。指令状态复杂多变，此处只列了其中几种。本发明实施例上述方案，主要能够获得如下有益效果：1、复杂长进路数据被拆分，配置数据粒度细化，进路数据描述规则清晰明确；精细化数据使行车调度系统业务流程更为灵活，也为后续智能铁路和智能调整的研究提供基础。2、复杂长进路数据被拆分，对于复杂枢纽站型行车排路不必等待长进路完全空闲，列车即排即走，追踪间隔缩短，行车效率大幅提升。3、复杂长进路的自动分段排路逻辑使现有高密度行车下的冲突报警大幅减少，调度员指挥工作更为连续，调度员劳动强度大幅减少。4、各类突发事件的异常处置更为灵活，行车安全性大幅提高。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上述实施例可以通过软件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)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的方法。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。当前第1页1 2 3 

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