基于线路地图辅助设计的列车容限安全防护系统及方法与流程

本发明属于轨道交通信号系统技术领域。

背景技术：

城市轨道交通信号系统中，cbtc控制等级下，对于在特殊区域内(如有负重限制的桥梁区域、有通风流通性要求的风井区域)只允许一定数量的列车运行时，信号系统通过cbi或ats系统实现。

如图1所示，以有容量限制的桥梁区域为例，若要求同时仅允许一辆列车在此桥梁上运行，则信号系统ats对进路s01-s03和s02-s04做关联的最大允许运行列车数量(如仅允许一辆)设置，当这两条进路内已到达最大允许运行列车数目(如仅允许一辆)时，ats不再自动向cbi发送进入这两条进路的进路申请命令；或者cbi系统在建立s01-s03和s02-s04进路开放信号时，检查计轴区段t1、t2、t3、t4、t5、t6均在空闲状态，若信号已开放，容限区域内若任一区段出现占用，则立即关闭信号。

现有技术中，在cbtc控制等级下，若信号已开放，容限区域内若任一区段出现占用，则立即关闭信号，包括计轴故障占用zc未给出计轴不可用的情况以及列车未真实占用时的计轴占用情况，影响cbtc控制等级下基于移动闭塞模式的正常运行；另外，如果一辆车已驶入有容限要求的桥梁，如果此时前方已驶离该桥梁的列车退行再进入桥梁，后车并未立即停车而是继续运行至前方危险区域边界，存在超过容限要求的多辆车可同时在同一有容限要求的桥上运行的情况，考虑桥梁共振以及桥梁负重等因素，会出现桥梁断裂等危险情况，这样将会造成轨道交通安全事故或运行线路上运营能力的大幅下降甚至阻塞；而且现有技术仅能处理针对特殊区域内仅允许有一辆车运行安全防护的情况，对于特殊区域内有两辆及以上安全防护要求的情况无法处理，仅通过ats系统实现的多辆车容限防护方式无法满足安全要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于线路地图辅助设计的列车容限安全防护系统及方法，可以实现特殊区域内有多辆车的容限防护。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于线路地图辅助设计的列车容限安全防护系统，包括加载有对特殊区域进行列车容限属性标识的线路地图的车载cc和区域控制器zc，所述区域控制器zc设有特殊区域列车容限判断模块、特殊区域列车移动授权计算模块、特殊区域列车紧急停车模块，所述特殊区域列车容限判断模块根据对其管辖范围内所有列车的vb管理以及线路地图，对特殊区域是否已超过列车容限要求进行判断，所述特殊区域列车移动授权计算模块用于计算列车移动授权，计算移动授权所需信息包括列车容限是否超限判断，如果特殊区域内的vb数量已达到容限，则zc给cc的移动授权不允许越过特殊区域边界，如果特殊区域内的vb数量未达到容限，则zc给cc的移动授权允许越过特殊区域边界，所述特殊区域列车紧急停车模块在监督到该特殊区域内的列车数量超过容限要求，则向侵入该特殊区域的所有cbtc列车发送紧急停车命令。

本发明还提供了一种基于线路地图辅助设计的列车容限安全防护方法，包括如下步骤：

步骤一：车载cc和区域控制器zc加载对特殊区域进行列车容限属性标识的线路地图；

步骤二：在cbtc控制等级下，联锁基于移动闭塞原理为cbtc列车建立进路，开放信号；

步骤三：cbtc控制等级列车驶向特殊区域；

步骤四：zc根据对其管辖范围内所有列车的vb管理以及线路地图，对特殊区域是否已超过列车容限要求进行判断；

步骤五：zc根据计算移动授权所需信息为列车计算移动授权，计算移动授权所需信息包括列车容限是否超限判断、cbi提供的轨旁设备状态信息、进路状态信息以及cc汇报的列车位置信息；

步骤六：如果特殊区域内的vb数量已达到容限，则zc给cc的移动授权不允许越过特殊区域边界，限制列车在特殊区域边界前停车，不允许列车驶入该特殊区域；如果特殊区域内的vb数量未达到容限，则zc给cc的移动授权允许越过特殊区域边界，允许列车驶入该特殊区域；

步骤七：列车驶入该特殊区域后，若zc监督到该特殊区域内的列车数量超过容限要求，则zc向侵入该特殊区域的所有cbtc列车发送紧急停车命令；

步骤八：cc收到紧急停车指令后控制列车紧急制动直到停车，若列车停车后已不在该特殊区域内，则在缓解紧急制动后信号系统可控制列车继续运行；

步骤九：cc收到紧急停车指令后控制列车紧急制动直到停车，若列车停车后仍在特殊区域内，则在超过容限未解除前，信号系统禁止该特殊区域内的cbtc列车移动；如果超过容限已解除，则zc继续为该区域内的cbtc列车计算移动授权，cc根据移动授权控制列车驶离该特殊区域；

步骤十：对驶向特殊区域的所有cbtc列车，循环执行步骤四至步骤九。

本发明采用的技术方案，通过对信号系统所使用线路地图的特殊区域(如桥梁，风井等)进行列车容限的属性标识，使得在cbtc控制等级下，当系统检测到该特殊区域内已达到列车容限时，禁止该特殊区域外的列车驶入，已驶入该特殊区域的列车禁止移动。

因而，本发明具有如下有益效果：

可实现对特殊区域列车容限的连续安全防护，有效解决前车退行以及atp切除列车反向运行等情况下列车再驶入有容限要求区域时的连续安全防护问题。

从根本上解决列车容限的安全防护问题，而且不局限于仅解决特殊区域仅允许一辆车运行的容限要求问题，对任何区域实现任何列车容限要求的安全防护均能适用，适用范围广。

涉及的信号系统处理方法简单，在不影响既有列车运行以及追踪的前提下即可做到问题的优化解决。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为现有技术特殊区域容限场景示意图；

图2为本发明特殊区域场景示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

在轨道交通cbtc控制系统中，zc为区域控制器，cbi为计算机联锁，cc为车载控制器，atp为车载控制器中的列车自动防护系统。

轨旁zc会根据列车是否会实时向其汇报列车位置信息对所有列车进行跟踪，为方便后续描述，将zc管理的所有列车分为cbtc车和非cbtc车，cbtc车标识为tvb，所有列车以vb进行标识。

实施例一

基于线路地图辅助设计的列车容限安全防护系统，包括加载有对特殊区域进行列车容限属性标识的线路地图的车载cc和区域控制器zc，所述区域控制器zc设有特殊区域列车容限判断模块、特殊区域列车移动授权计算模块、特殊区域列车紧急停车模块，所述特殊区域列车容限判断模块根据对其管辖范围内所有列车的vb管理以及线路地图，对特殊区域是否已超过列车容限要求进行判断，所述特殊区域列车移动授权计算模块用于计算列车移动授权，计算移动授权所需信息包括列车容限是否超限判断，如果特殊区域内的vb数量已达到容限，则zc给cc的移动授权不允许越过特殊区域边界，如果特殊区域内的vb数量未达到容限，则zc给cc的移动授权允许越过特殊区域边界，所述特殊区域列车紧急停车模块在监督到该特殊区域内的列车数量超过容限要求，则向侵入该特殊区域的所有cbtc列车发送紧急停车命令。

实施例二

结合图2，基于线路地图辅助设计的列车容限安全防护方法包括如下步骤：

步骤一：车载cc和zc已加载对特殊区域(如桥梁，风井等)进行列车容限属性标识的线路地图；

步骤二：在cbtc控制等级下，联锁基于移动闭塞原理(不检查进路内区段是否占用)为cbtc列车建立进路，开放信号；

步骤三：cbtc控制等级列车(车1)驶向特殊区域；

步骤四：zc根据对其管辖范围内所有列车的vb管理以及线路地图，对特殊区域(有列车容限属性标识)是否已超过列车容限要求进行判断；

步骤五：zc根据列车容限是否超限判断、cbi提供的轨旁设备状态信息、进路状态信息以及车载cc汇报的列车位置信息等信息为列车计算移动授权；

步骤六：如果特殊区域内的vb数量已达到容限，则zc给cc的移动授权不允许越过特殊区域边界，限制列车在特殊区域边界前停车，不允许列车驶入该特殊区域；如果特殊区域内的vb数量未达到容限，则zc给cc的移动授权允许越过特殊区域边界，允许列车驶入该特殊区域；

步骤七：列车驶入该特殊区域后，若zc监督到该特殊区域内的列车数量超过容限要求(考虑前车退行以及atp切除列车反向运行等情况)，则zc向侵入(以vb包络为基础判断是否侵入)该特殊区域的所有cbtc列车发送紧急停车命令；

步骤八：车载cc收到紧急停车指令后控制列车紧急制动直到停车，若列车停车后已不在该特殊区域内，则在解除紧急制动后信号系统可控制列车继续运行；

步骤九：车载cc收到紧急停车指令后控制列车紧急制动直到停车，若列车停车后仍在特殊区域内，则在超过容限未解除前，信号系统禁止该特殊区域内的cbtc列车移动；如果超过容限已解除(如超限容限部分的列车已通过其他非cbtc方式驶离该特殊区域)，则zc继续为该区域内的cbtc列车计算移动授权，cc根据移动授权控制列车驶离该特殊区域。

步骤十：对驶向特殊区域的所有cbtc列车，循环执行步骤四至步骤九。

本发明通过对线路地图的辅助设计和信号系统间的相互配合实现对列车容限安全防护，不仅适用于特殊区域内仅允许有一辆车运行安全防护的情况，也适用于特殊区域内有两辆及以上安全防护要求的情况。

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，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

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