一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统的制作方法

1.本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统。


背景技术：

2.在城市轨道交通控制系统中，列车运行路径是通过进路来实现的，一般是通过联锁系统对进路进行相关控制，再由列控系统控制列车运行。而联锁进路的划分和控制大多都是基于信号机的，但根据实际运营需求，现有控制方式存在如下问题：
3.1、列车的进路以信号机为对象的，且信号机的布置数量，直接影响进路的范围，建设投资成本高。
4.2、联锁控制的进路，在进路建立并被列车使用后，无法灵活的取消为该列车分配的进路，需列车完全驶离该进路后才能释放进路，对运营使用来说不够灵活。
5.3、针对于全自动运行有长大区间的线路，发生区间阻塞或区间火灾等场景时，无法任意点对列车进行折返，影响对列车的救援。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.根据本发明的第一方面，提供了一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，该系统包括列车计划管理系统ats、列车进路管理系统rms、轨旁设备管理系统tems、列控系统和车地无线传输系统；所述列控系统包括轨旁区域控制系统zc和车载控制系统cc；
9.所述列车计划管理系统ats分别与轨旁区域控制系统zc和列车进路管理系统rms连接，所述列车进路管理系统rms分别与轨旁区域控制系统zc、车载控制系统cc和轨旁设备管理系统tems连接。
10.作为优选的技术方案，所述的列车计划管理系统ats和列车进路管理系统rms为集中式一体化设计，具有全线管理功能，部署在控制中心。
11.作为优选的技术方案，所述的列车计划管理系统ats分别与列车进路管理系统rms、轨旁设备管理系统tems通过网络连接，对列车的运行计划及交路进行管理。
12.作为优选的技术方案，所述的轨旁区域控制系统zc根据线路长度分区域控制。
13.作为优选的技术方案，所述的轨旁区域控制系统zc与列车计划管理系统ats通过有线网络连接，与车载控制系统cc通过车地无线传输系统相连接，对区域内列车进行防护。
14.作为优选的技术方案，所述的轨旁设备管理系统tems为分体式设计，部署在设备集中区，通过骨干网络与列车进路管理系统rms相连接。
15.作为优选的技术方案，所述的列车进路管理系统rms分别与列车计划管理系统ats、轨旁设备管理系统tems、轨旁区域控制系统zc通过有线网络连接，与车载控制系统通
过车地无线网络相连接，负责对线路上的进路进行管理。
16.作为优选的技术方案，所述的轨旁设备管理系统tems与列车进路管理系统rms通过有线网络连接，通过硬线接口与轨旁设备进行连接，负责对轨旁设备的管理。
17.作为优选的技术方案，所述的车地无线传输系统采用lte和或wlan。
18.作为优选的技术方案，所述的列车计划管理系统ats的计划任务中包含每列车的目的地信息以及全线运行交路信息，其中目的地信息又分为：下一停车点目的地和单程列车的终点目的地；
19.所述列车计划管理系统ats将目的地信息及运行交路信息实时发送给列车进路管理系统rms，作为建立进路的必要条件。
20.作为优选的技术方案，所述的列车进路管理系统rms包括道岔进路管理模块和区间进路管理模块，其中道岔进路管理模块用于对道岔所在区域的进路进行管理；区间进路管理模块用于对区间无岔区域的进路进行管理。
21.作为优选的技术方案，所述的列车进路管理系统rms负责对全线范围的进路进行划分和管理以列车为建立对象，采用虚拟进路的方式进行管理，最小进路单元为单个计轴区段，所述的列车进路管理系统rms与列车计划管理系统ats实时共享全线交路信息，能获取全线所有进路的路径信息。
22.作为优选的技术方案，所述的列车进路管理系统rms对所有进路进行统一管理，包括进路建立、进路锁闭、进路解锁、进路取消以及进路的冲突检查；
23.所述的列车进路管理系统rms根据列车运行计划中的目的地信息和触发区段的占用信息来建立和锁闭进路，结合全线交路信息，对冲突进路进行检查，同时检查道岔位置是否在规定位置，如不在规定位置，将进路信息发送给轨旁设备管理系统tems，将相关道岔操动到规定位置。
24.作为优选的技术方案，所述的列车进路管理系统rms实时对全线进路占用状态进行检查，进路建立时，实时检查至下一停车点之间是否有进路被占用，如已被占用，进路的末端为前序列车的尾部防护点处，如未被占用，进路的末端为下一停车点；
25.所述的列车进路管理系统rms将进路锁闭状态、方向信息、信号机状态、道岔位置等信息发送给列控系统，控制列车运行。
26.作为优选的技术方案，所述的列车进路管理系统rms控制进路根据列控系统发送的列车实时位置信息，控制进路随着列车的移动而动态解锁，进路可通过人工取消列车目的地的方式，延时或立即自动取消进路；
27.所述的列车进路管理系统rms对目的地信息具有记忆功能，当列车进路管理系统rms与列车计划管理系统ats失去通信后，列车进路管理系统rms能维持当前列车运行至下一停车点。
28.作为优选的技术方案，所述的轨旁设备管理系统tems根据列车进路管理系统rms发送的进路建立信息，实时检查道岔位置信息，当道岔位置和进路规定的一致时，立即锁闭进路；当道岔位置和进路要求位置不一致时，输出道岔操动命令，道岔操动到规定位置后锁闭进路；进路建立锁闭后，轨旁设备管理系统tems根据列车进路管理系统rms发送的进路建立和锁闭信息，控制对应信号机的开放。
29.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
30.1、本发明支持列车在区间任意点进行折返运行，有利于长大区间的列车救援和疏散。
31.2、本发明支持线路上任意点摆车运营的需求，提高运营组织效率。
32.3、本发明进路的设置不再依赖于信号机的布置，节省建设投资。
33.4、本发明列车进路的设置以列车为对象，需要使用时才占用相关进路，提高进路资源的使用效率。
附图说明
34.图1为灵活进路控制系统结构框图；
35.图2为列车计划目的地控制示意图；
36.图3为进路划分及列车正向运行示意图；
37.图4为列车反向运行操作示意图。
具体实施方式
38.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的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
39.如图1所示，一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，包括列车计划管理系统ats、进路管理系统rms、轨旁设备管理系统tems、列控系统、车地无线传输系统；进路管理系统又包含道岔区域管理模块、区间管理模块；列控系统又包含轨旁区域管理系统和车载控制系统。
40.ats和进路管理系统分别为集中式一体化设计，具有全线管理功能，一般部署在控制中心。列控系统的轨旁区域控制系统可以根据线路长度分区域控制。轨旁设备管理系统为分体式设计，部署在设备集中区，通过骨干网络与列车进路管理系统相连接。
41.列车计划管理系统采用ats系统，与列车进路管理系统、轨旁区域管理系统通过网络连接，对列车的运行计划及交路进行管理。
42.轨旁区域管理系统与ats系统、进路管理系统通过有线网络连接，与车载控制系统通过车地无线网络相连接，对区域内列车进行防护。
43.进路管理系统与ats系统、轨旁设备管理系统、轨旁区域管理系统通过有线网络连接，与车载控制系统通过车地无线网络相连接，负责对线路上的进路进行管理。
44.轨旁设备管理系统与进路管理系统通过有线网络连接，通过硬线接口与轨旁设备(如计轴、道岔、信号机等)进行接口，负责对轨旁设备的管理。
45.车地无线传输子系统采用lte和或wlan。
46.ats系统的计划任务中包含每列车的目的地信息以及全线运行交路信息，其中目的地信息又分为：下一停车点目的地和单程列车的终点目的地。ats系统将目的地信息及运行交路信息实时发送给进路管理系统，作为建立进路的必要条件。
47.进路管理系统包含道岔进路管理模块、区间进路管理模块，其中道岔进路管理模块主要对道岔所在区域的进路进行管理；区间进路管理模块主要对区间无岔区域的进路进
行管理。
48.列车进路管理系统负责对全线范围的进路进行划分和管理，进路的划分不依赖于信号机，以列车为建立对象，采用虚拟进路的方式进行管理，最小进路单元为单个计轴区段。进路管理系统与ats系统实时共享全线交路信息，能获取全线所有进路的路径信息。
49.进路管理系统对所有进路进行统一管理，包括进路建立、进路锁闭、进路解锁、进路取消以及进路的冲突检查等。
50.进路管理系统根据列车运行计划中的目的地信息和触发区段的占用信息来建立和锁闭进路，结合全线交路信息，对冲突进路进行检查，同时检查道岔位置是否在规定位置，如不在规定位置，将进路信息发送给轨旁设备管理系统，将相关道岔操动到规定位置。
51.进路管理系统实时对全线进路占用状态进行检查，进路建立时，实时检查至下一停车点之间是否有进路被占用。如已被占用，进路的末端为前序列车的尾部防护点处，如未被占用，进路的末端为下一停车点。
52.进路管理系统将进路锁闭状态、方向信息、信号机状态、道岔位置等信息发送给列控系统，控制列车运行。
53.进路管理系统控制进路根据列控系统发送的列车实时位置信息，控制进路随着列车的移动而动态解锁。进路可以通过人工取消列车目的地的方式，延时或立即自动取消进路。
54.进路管理系统对目的地信息具有记忆功能，当进路管理系统与ats系统失去通信后，进路管理系统能维持当前列车运行至下一停车点。
55.轨旁设备管理系统根据进路管理系统发送的进路建立信息，实时检查道岔位置信息，当道岔位置和进路规定的一致时，立即锁闭进路；当道岔位置和进路要求位置不一致时，输出道岔操动命令，道岔操动到规定位置后锁闭进路；进路建立锁闭后，轨旁设备管理系统根据进路管理系统发送的进路建立和锁闭信息，控制对应信号机的开放。
56.具体实施例
57.如图1所示，基于灵活进路控制的列车运行控制系统，包括ats、zc、cc、rms、tems。其中ats为列车计划管理系统、zc为轨旁区域控制系统、cc为车载控制系统、rms为列车进路管理系统、tems轨旁设备管理系统。
58.进路管理系统rms与ats通过有线网络连接，rms接收ats发送的目的地信息，并根据目的地建立和锁闭进路，并将进路状态、轨旁设备状态、计轴状态等反馈给ats系统。
59.rms与列控系统相连接，接收列车的位置信息、列车停稳信息等，rms根据列车位置信息动态解锁进路，根据列车停稳信息判断是否需要延时解锁进路。
60.tems与rms相连接，当进路条件满足后，接收rms的道岔操动信息，输出道岔操动命令，控制轨旁道岔，同时tems负责采集道岔状态，并将道岔状态反馈给rms系统。
61.当信号机开放条件满足后，tems控制室外信号机，同时采集信号机状态，并反馈给rms系统。
62.rms还负责采集计轴状态，并将计轴状态反馈至rms系统。
63.zc根据进路锁闭状态、进路方向、信号状态、道岔位置等信息动态计算列车的移动授权，cc根据列车的移送授权控制列车运行。
64.对于计划列车，列车运行计划任务中包含每列车的目的地1和目的地2，其中目的
地1为下一目标停车点，目的地2为单程终点目标点。
65.其中当相关进路条件满足后，道岔进路和区间进路根据目的地1建立至目的地1的进路，当列车到达进路的触发区段时，开始锁闭进路。根据进路中所包含的道岔，实时检查道岔位置，如位置不在规定位置，则由轨旁设备管理系统将道岔操动到规定位置并锁闭。进路锁闭后，由进路管理系统控制进路上信号机的开放，并将相关信息发送给列控系统，作为列控系统计算移动授权的凭证。
66.对于cbtc列车，随着列车的移动，cc将列车位置信息实时发送给进路管理系统，进路管理系统根据列车位置的移动，动态解锁进路。对于后备列车，当列车走行完进路区域后，一次自动解锁进路。
67.人工可以对计划列车的进路进行取消，方式如下：
68.当人工取消列车的目的地1，但目的地2仍然存在时，已经为该列车办理的所有进路保持不变，正在运行的列车在区间紧急制动停车，停在区间的列车不发车。
69.当人工取消列车的目的地2，但目的地1仍然存在时，已经为该列车办理的至下一目标点的进路保持不变，列车运行至下一停车点停车，直到人工设置新的目标点。
70.当列车的目的地1和目的地2都被取消时，为该列车办理的所有进路将被延时或立即取消，正在运行的列车在区间紧急制动停车。
71.对于非计划列车，人工为列车设置目的地1，当相关进路条件满足后，道岔进路和区间进路根据目的地1建立至目的地1的进路，当列车到达进路的触发区段时，开始锁闭进路，需要将道岔操动到规定位置，锁闭完成后，进路信号机开放，相关信息发送给列控系统，作为列控系统计算移动授权的凭证。。
72.人工可以对非计划列车的进路进行取消，方式如下：
73.当人工取消列车的目的地1时，为该列车办理的所有进路将被立即取消，正在运行的列车在区间紧急制动停车。
74.通过人工取消目的地1以及人工设置目的地1的方式，可以为区间列车排列反向进路，达到列车在区间反向运行的目的。
75.如列车在区间需要反向运行，通过同时取消目的地1和目的地2。列车正向运行的进路被取消。为该列车指定反向目的地，本列车至反向目的地的所有进路将被建立，列控系统根据移动授权控制列车反向运行。
76.具体实施步骤：
77.如图2所示，ats的计划任务管理中包含列车运行至下一停车点目的地1，和列车单程终点目的地2。列车运行至下一站停车后，自动更新目的地1至下一停车点。列车运行至终点折返站后，自动更新目的地2至下一单程的终点。
78.如图3所示，车站a至车站b布置有计轴点ac1～ac5,划分三条进路，分别为ac1至ac2的进路r1，ac2至ac3的进路v1,ac3至ac5的进路v2。
79.列车1在站台a，根据计划为列车1设置至车站b的目的地，车站a为r1,v1,v2的触发区段，分别触发道岔进路r1,和区间进路v1和v2。道岔进路r1需求道岔位置在定位，由tems根据进路命令控制道岔到定位；道岔位置正确后，锁闭进路r1，信号机s1开放允许信号。
80.列车1根据进路锁闭状态、进路方向、信号机状态等信息，控制列车进入r1,并进入区间运行，进路r1和v1随着列车移动动态解锁。
81.列车2达到车站a，办理道岔进路r1’，和区间进路v1’、v2’，由于列车a仍在区间，因此v2’的进路范围到列车1尾部防护点。随着列车1的移动，v2动态解锁，v2’动态建立。
82.如图4所示，列车1和列车2分别处于车站a和车站b之间。人工取消列车2的目的地1和目的地2，此时为列车2办理的进路v2将会被取消，如列车2仍在运行，列车将紧急制动停车。
83.为列车2办理至车站a的反向目的地，至车站a的进路v3,r2,v4建立并锁闭，列车2根据移动授权反向运行。
84.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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，该系统包括列车计划管理系统ats、列车进路管理系统rms、轨旁设备管理系统tems、列控系统和车地无线传输系统；所述列控系统包括轨旁区域控制系统zc和车载控制系统cc；所述列车计划管理系统ats分别与轨旁区域控制系统zc和列车进路管理系统rms连接，所述列车进路管理系统rms分别与轨旁区域控制系统zc、车载控制系统cc和轨旁设备管理系统tems连接。2.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的列车计划管理系统ats和列车进路管理系统rms为集中式一体化设计，具有全线管理功能，部署在控制中心。3.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的列车计划管理系统ats分别与列车进路管理系统rms、轨旁设备管理系统tems通过网络连接，对列车的运行计划及交路进行管理。4.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的轨旁区域控制系统zc根据线路长度分区域控制。5.根据权利要求1或4所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的轨旁区域控制系统zc与列车计划管理系统ats通过有线网络连接，与车载控制系统cc通过车地无线传输系统相连接，对区域内列车进行防护。6.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的轨旁设备管理系统tems为分体式设计，部署在设备集中区，通过骨干网络与列车进路管理系统rms相连接。7.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的列车进路管理系统rms分别与列车计划管理系统ats、轨旁设备管理系统tems、轨旁区域控制系统zc通过有线网络连接，与车载控制系统通过车地无线网络相连接，负责对线路上的进路进行管理。8.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的轨旁设备管理系统tems与列车进路管理系统rms通过有线网络连接，通过硬线接口与轨旁设备进行连接，负责对轨旁设备的管理。9.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的车地无线传输系统采用lte和或wlan。10.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的列车计划管理系统ats的计划任务中包含每列车的目的地信息以及全线运行交路信息，其中目的地信息又分为：下一停车点目的地和单程列车的终点目的地；所述列车计划管理系统ats将目的地信息及运行交路信息实时发送给列车进路管理系统rms，作为建立进路的必要条件。11.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的列车进路管理系统rms包括道岔进路管理模块和区间进路管理模块，其中道岔进路管理模块用于对道岔所在区域的进路进行管理；区间进路管理模块用于对区间无岔区域的进路进行管理。12.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，
所述的列车进路管理系统rms负责对全线范围的进路进行划分和管理，以列车为建立对象，采用虚拟进路的方式进行管理，最小进路单元为单个计轴区段，所述的列车进路管理系统rms与列车计划管理系统ats实时共享全线交路信息，能获取全线所有进路的路径信息。13.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的列车进路管理系统rms对所有进路进行统一管理，包括进路建立、进路锁闭、进路解锁、进路取消以及进路的冲突检查；所述的列车进路管理系统rms根据列车运行计划中的目的地信息和触发区段的占用信息来建立和锁闭进路，结合全线交路信息，对冲突进路进行检查，同时检查道岔位置是否在规定位置，如不在规定位置，将进路信息发送给轨旁设备管理系统tems，将相关道岔操动到规定位置。14.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的列车进路管理系统rms实时对全线进路占用状态进行检查，进路建立时，实时检查至下一停车点之间是否有进路被占用，如已被占用，进路的末端为前序列车的尾部防护点处，如未被占用，进路的末端为下一停车点；所述的列车进路管理系统rms将进路锁闭状态、方向信息、信号机状态、道岔位置等信息发送给列控系统，控制列车运行。15.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的列车进路管理系统rms控制进路根据列控系统发送的列车实时位置信息，控制进路随着列车的移动而动态解锁，进路可通过人工取消列车目的地的方式，延时或立即自动取消进路；所述的列车进路管理系统rms对目的地信息具有记忆功能，当列车进路管理系统rms与列车计划管理系统ats失去通信后，列车进路管理系统rms能维持当前列车运行至下一停车点。16.根据权利要求1所述的一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，其特征在于，所述的轨旁设备管理系统tems根据列车进路管理系统rms发送的进路建立信息，实时检查道岔位置信息，当道岔位置和进路规定的一致时，立即锁闭进路；当道岔位置和进路要求位置不一致时，输出道岔操动命令，道岔操动到规定位置后锁闭进路；进路建立锁闭后，轨旁设备管理系统tems根据列车进路管理系统rms发送的进路建立和锁闭信息，控制对应信号机的开放。

技术总结
本发明涉及一种基于灵活进路控制的列车运行控制系统，该系统包括列车计划管理系统ATS、列车进路管理系统RMS、轨旁设备管理系统TEMS、列控系统和车地无线传输系统；所述列控系统包括轨旁区域控制系统ZC和车载控制系统CC；所述列车计划管理系统ATS分别与轨旁区域控制系统ZC和列车进路管理系统RMS连接，所述列车进路管理系统RMS分别与轨旁区域控制系统ZC、车载控制系统CC和轨旁设备管理系统TEMS连接。与现有技术相比，本发明具有提高运营组织效率、提高进路资源的使用效率等优点。提高进路资源的使用效率等优点。提高进路资源的使用效率等优点。


技术研发人员：刘德伟 梁宇
受保护的技术使用者：卡斯柯信号有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/4/18