一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护方法和系统与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及列车防护技术。


背景技术：

2.目前城市轨道交通标准的基于通信的列车控制系统cbtc系统，一般采用的基于全线连续部署的无线通信的列车安全防护、基于计轴/轨道电路等次级列车占用检测设备的联锁防护、基于点式应答器系统的点式降级方式的列车安全防护。无论是全线路连续的无线覆盖，计轴/轨道电路或点式应答器的列车安全防护系统，都属于高成本的列车防护系统。而当前已知的不依赖与计轴/轨道电路以及点式应答器的基于通信的列车防护，也依赖于全线路的连续的无线通信。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题就是提供一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护方法和系统，不依赖于全线路的连续的无线通信，实现列车安全防护。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统，包括用于实现车地无线通信的无线通讯装置、设置于列车上的车载控制器、设置于地面的地面控制器，所述无线通讯装置沿线路延伸方向间隔设置，并使整个线路具有间隔设置的车地无线通信覆盖区域和在车地无线通信覆盖区域之间的无线通讯中断区域；
6.在车地无线通信覆盖区域，车载控制器与地面控制器配合、实现列车闭塞分区的占用和出清检查；
7.系统以固定闭塞方式实现列车安全防护；
8.在车地无线通信覆盖区域，车载控制器从地面控制器，获取进入闭塞分区的移动授权；
9.在无线通讯中断区域，车载控制器根据列车离开车地无线通信覆盖区域前的移动授权，依据联锁进路锁闭规则维持该移动授权的有效性，直至进入车地无线通信覆盖区域。
10.优选的，所述车地无线通信覆盖区域设于闭塞分区边界、道岔区域、出入段。
11.优选的，对应闭塞分区边界设置的无线通讯装置的无线通信区域覆盖闭塞分区边界两侧，且在闭塞分区边界两侧的覆盖区域至少包括一个车长距离，用于判断列车是否完整驶出旧的闭塞分区并驶入新的闭塞分区。
12.优选的，对应道岔区域设置的无线通讯装置的无线通信区域在道岔区域两侧至少延伸一个车长距离，用于判断列车是否完整驶出了道岔分区，并驶入新的闭塞分区。
13.优选的，对应出入段区域设置的无线通讯装置的无线通信区域与计轴/轨道电路覆盖区域具有重叠部分，重叠部分至少包括两个闭塞分区。
14.优选的，所述地面控制器中设有列车追踪与闭塞分区占用管理功能单元以及联锁功能单元。
15.优选的，车载控制器在车地无线通信覆盖区域，实时上报列车位置；地面控制器根据实时列车位置以及记录的列车追踪序列，对闭塞分区占用进行检测，方法为：
16.a)对于无岔区域，在计算闭塞分区占用时，不对进入列车数量上限进行假设，当通过闭塞分区边界检测到有列车驶入时，将该列车信息按顺序加入到闭塞分区占用列车表中，且仅当在闭塞分区边界检测到该列车按次序完全驶出该闭塞分区时，才将该列车从闭塞分区占用列车中清除，仅当闭塞分区占用列车列表为空时，判断闭塞分区空闲，否则判断闭塞分区处于占用状态；
17.b)道岔区域采用连续追踪方式，当列车任意部分进入道岔闭塞分区时，判断道岔分区处于占用状态，道岔处于占用锁闭状态，将不再允许对道岔进行操作，当列车完全驶出道岔分区后，取消道岔占用锁闭状态；
18.c)计轴/轨道电路覆盖区域与车地无线通讯覆盖区域的重叠区，至少包括两个闭塞分区，列车在边界第一个分区完成列车定位并与地面设备建立通信，以区分正常驶入列车和异常驶入列车；当第二分区的计轴/轨道电路表示闭塞分区处于占用状态，且无列车位置汇报占用该闭塞分区时，需要判定相邻无线通信的闭塞分区处于占用状态，且该占用状态，需要通过人工确认的方式进行清除。
19.本发明还提供了一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护方法，采用所述的一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统进行防护，包括如下步骤：
20.s1:在车地无线通信覆盖区域，车载控制器实时向地面控制器发送位置报告，地面控制器完成闭塞分区的占用检测；
21.s2:当列车允许驶入下一闭塞区分前，向地面控制器发送进路请求，地面控制器接收到进路请求后，联锁功能单元完成进路以及闭塞分区锁闭；闭塞分区锁闭检查时，若闭塞分区处于占用状态，则禁止列车驶入；
22.s3:车载控制器获取到进路开放状态后，结合自身列车位置以及前方线路状态、道岔状态、计算移动授权，并根据移动授权完成列车安全防护；
23.s4:当列车离开车地无线通信覆盖区域后，依据联锁进路锁闭规则，维持该移动授权的有效性；
24.s5:当列车完全驶出闭塞分区，地面控制器在判断闭塞分区出清后，联锁功能单元解锁该闭塞分区。
25.本发明采用的技术方案，在在闭塞分区边界、道岔区域、出入段等特定区域部署车地无线通信装置，利用车地双向通信以固定闭塞方式实现列车安全防护。由于在特定区域实现车地无线通讯覆盖即可实现全过程的列车安全防护，实施成本低；并且，仅车地两套设备即实现了列车安全防护，设备节点少，系统可用性高。
26.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进行详细的说明。
附图说明
27.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
28.图1是无线通讯装置的部署示意图；
29.图2是本发明非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统示意图。
具体实施方式
30.下面对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
31.本发明提出一种基于非连续无线通信的固定闭塞列车防护方法和系统，只需要在闭塞分区边界、道岔区域、出入段等关键区域部署无线通信，利用车地双向通信以固定闭塞方式实现列车安全防护。不需要再部署计轴、轨道电路，非岔区不需要部署信号机，完全利用车载设备实现列车安全防护。
32.结合本发明的特点，本发明主要应用于中低运量，运行间隔不高的线路。
33.参考图1和图2所示，一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统，包括用于实现车地无线通信的无线通讯装置、设置于列车上的车载控制器、设置于地面的地面控制器，所述无线通讯装置沿线路延伸方向间隔设置，并且具有间隔设置的车地无线通信覆盖区域和车地无线通信覆盖区域之间的无线通讯中断区域；
34.在车地无线通信覆盖区域，车载控制器与地面控制器配合实现列车闭塞分区的占用和出清检查；
35.系统以固定闭塞方式实现列车安全防护；在车地无线通信覆盖区域，车载控制器从地面控制器，获取进入闭塞分区的移动授权；在无线通讯中断区域，车载控制器根据列车离开车地无线通信覆盖区域前的移动授权，依据联锁进路锁闭规则(该规则属于现有技术)维持该移动授权的有效性，直至进入车地无线通信覆盖区域。
36.其中，所述无线通讯装置设于闭塞分区边界、道岔区域、出入段。当然，可以理解的是，其他非关键区域也可以设置无线通讯装置。
37.可以理解的是，对应闭塞分区边界设置的无线通讯装置的无线通信区域覆盖闭塞分区边界两侧，且在闭塞分区边界两侧的覆盖区域至少包括一个车长距离，用于判断列车是否完整驶出旧的闭塞分区并驶入新的闭塞分区。该布置规则适应于列车双向运行的场景。
38.可以理解的是，对应道岔区域设置的无线通讯装置的无线通信区域应完整覆盖道岔分区，以满足道岔区域安全防护需求以及列车位置追踪需求。
39.并且，在道岔区域两侧至少延伸一个车长距离，用于判断列车是否完整驶出了道岔分区，并驶入新的闭塞分区。
40.可以理解的是，出入段区域设置的无线通讯装置的无线通信区域与计轴/轨道电路覆盖区域具有重叠部分；重叠部分至少包括两个闭塞分区，确保位置追踪的连续性并实现异常列车驶入的检测防护。
41.为提高系统集成度，降低成本，本实施方式不再独立设立用于列车追踪与闭塞分区占用管理的控制设备。本实施方式中，将列车追踪与闭塞分区占用管理功能单元以及联锁功能单元均集成在地面控制器中，当然，列车追踪与闭塞分区占用管理功能单元，也可以独立于地面控制器设备，作为独立的设备模块。
42.另外，一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护方法，采用所述的一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统进行防护，包括如下步骤：
43.s1:在车地无线通信覆盖区域，车载控制器实时向地面控制器发送位置报告，地面
控制器完成闭塞分区的占用检测；
44.s2:当列车允许驶入下一闭塞区分前，需要获取来自地面控制器的进路开放信息，车载控制器向地面控制器发送进路请求，地面控制器接收到进路请求后，联锁功能单元完成进路以及闭塞分区锁闭；
45.s3:车载控制器获取到进路开放状态后，结合自身列车位置以及前方线路状态计算移动授权，并根据移动授权完成列车安全防护；
46.s4:当列车离开车地无线通信覆盖区域后，依据联锁进路锁闭规则，维持该移动授权的有效性；
47.s5:当列车完全驶出闭塞分区，地面控制器在判断闭塞分区出清后，联锁功能单元解锁该闭塞分区。
48.其中，步骤s1、s2、s3、s5均可以参考现有技术有无线通信覆盖的方式进行处理，步骤s4对于无线通讯中断区域，基于现有的联锁进路锁闭规则，可以维持移动授权的有效性，即可以固定闭塞方式实现列车安全防护。
49.解锁后空闲的闭塞分区，可以用于新的进路锁闭。特别的在道岔区域，可以根据道岔划分闭塞分区，可实现分段解锁，提高道岔区域利用效率。
50.闭塞分区占用检测由车载控制器和地面控制器配合完成；车载控制器在车地无线通信覆盖区域，实时上报列车位置；地面控制器根据实时列车位置以及记录的列车追踪序列，对闭塞分区占用进行检测。
51.在不同类型的无线覆盖区域，检测原理如下：
52.a)无岔区域，通过设立在闭塞分区两侧的车地无线通信区域，对驶入和驶出闭塞分区的列车序列进行维护。从固定原理而言，一个闭塞分区仅允许一列车占用。但在计算闭塞分区占用时，不对进入列车数量上限进行假设。当通过闭塞分区边界检测到有列车驶入时，将该列车信息按顺序加入到闭塞分区占用列车表中。且仅当在闭塞分区检测到该列车按次序完全驶出该闭塞分区时，才将该列车从闭塞分区占用列车中清除。仅当闭塞分区占用列车列表为空时，判断闭塞分区空闲，否则判断闭塞分区处于占用状态。
53.b)道岔区域采用连续追踪方式，当列车任意部分进入道岔闭塞分区时，判断道岔分区处于占用状态，道岔处于占用锁闭状态，将不再允许对道岔进行操作。当列车完全驶出道岔分区后，取消道岔占用锁闭状态。
54.c)计轴/轨道电路覆盖区域与无线覆盖区域的重叠区，至少包括两个闭塞分区。列车需要在边界第一个分区完成列车定位并与地面设备建立通信。以区分正常驶入列车和异常驶入列车。当第二分区的计轴/轨道电路表示闭塞分区处于占用状态，且无列车位置汇报占用该闭塞分区时，需要判定相邻无线通信的闭塞分区出于占用状态。且该异常占用状态，需要通过人工确认的方式进行清除。
55.d)列车的安全防护，由车载子系统和地面子系统协作完成。
56.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。

技术特征：
1.一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统，其特征在于，包括用于实现车地无线通信的无线通讯装置、设置于列车上的车载控制器、设置于地面的地面控制器，所述无线通讯装置沿线路延伸方向间隔设置，并使整个线路具有间隔设置的车地无线通信覆盖区域和在车地无线通信覆盖区域之间的无线通讯中断区域；在车地无线通信覆盖区域，车载控制器与地面控制器配合、实现列车闭塞分区的占用和出清检查；系统以固定闭塞方式实现列车安全防护；在车地无线通信覆盖区域，车载控制器从地面控制器，获取进入闭塞分区的移动授权；在无线通讯中断区域，车载控制器根据列车离开车地无线通信覆盖区域前的移动授权，依据联锁进路锁闭规则维持该移动授权的有效性，直至进入车地无线通信覆盖区域。2.根据权利要求1所述的一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统，其特征在于：所述车地无线通信覆盖区域设于闭塞分区边界、道岔区域、出入段。3.根据权利要求2所述的一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统，其特征在于：对应闭塞分区边界设置的无线通讯装置的无线通信区域覆盖闭塞分区边界两侧，且在闭塞分区边界两侧的覆盖区域至少包括一个车长距离，用于判断列车是否完整驶出旧的闭塞分区并驶入新的闭塞分区。4.根据权利要求2所述的一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统，其特征在于：对应道岔区域设置的无线通讯装置的无线通信区域在道岔区域两侧至少延伸一个车长距离，用于判断列车是否完整驶出了道岔分区，并驶入新的闭塞分区。5.根据权利要求2所述的一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统，其特征在于：对应出入段区域设置的无线通讯装置的无线通信区域与计轴/轨道电路覆盖区域具有重叠部分，重叠部分至少包括两个闭塞分区。6.根据权利要求1所述的一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统，其特征在于：所述地面控制器中设有列车追踪与闭塞分区占用管理功能单元以及联锁功能单元。7.根据权利要求1至6所述的一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统，其特征在于：车载控制器在车地无线通信覆盖区域，实时上报列车位置；地面控制器根据实时列车位置以及记录的列车追踪序列，对闭塞分区占用进行检测，方法为：a)对于无岔区域，在计算闭塞分区占用时，不对进入列车数量上限进行假设，当通过闭塞分区边界检测到有列车驶入时，将该列车信息按顺序加入到闭塞分区占用列车表中，且仅当在闭塞分区边界检测到该列车按次序完全驶出该闭塞分区时，才将该列车从闭塞分区占用列车中清除，仅当闭塞分区占用列车列表为空时，判断闭塞分区空闲，否则判断闭塞分区处于占用状态；b)道岔区域采用连续追踪方式，当列车任意部分进入道岔闭塞分区时，判断道岔分区处于占用状态，道岔处于占用锁闭状态，将不再允许对道岔进行操作，当列车完全驶出道岔分区后，取消道岔占用锁闭状态；c)计轴/轨道电路覆盖区域与车地无线通讯覆盖区域的重叠区，至少包括两个闭塞分区，列车在边界第一个分区完成列车定位并与地面设备建立通信，以区分正常驶入列车和异常驶入列车；当第二分区的计轴/轨道电路表示闭塞分区处于占用状态，且无列车位置汇报占用该闭塞分区时，需要判定相邻无线通信的闭塞分区处于占用状态，且该占用状态，需
要通过人工确认的方式进行清除。8.一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护方法，其特征在于，采用权利要求1至7中任意一项所述的一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护系统进行防护，包括如下步骤：s1:在车地无线通信覆盖区域，车载控制器实时向地面控制器发送位置报告，地面控制器完成闭塞分区的占用检测；s2:当列车允许驶入下一闭塞区分前，向地面控制器发送进路请求，地面控制器接收到进路请求后，联锁功能单元完成进路以及闭塞分区锁闭；闭塞分区锁闭检查时，若闭塞分区处于占用状态，则禁止列车驶入；s3:车载控制器获取到进路开放状态后，结合自身列车位置以及前方线路状态、道岔状态计算移动授权，并根据移动授权完成列车安全防护；s4:当列车离开车地无线通信覆盖区域后，依据联锁进路锁闭规则，维持该移动授权的有效性；s5:当列车完全驶出闭塞分区，地面控制器在判断闭塞分区出清后，联锁功能单元解锁该闭塞分区。

技术总结
本发明公开了一种非连续无线通信的固定闭塞列车防护方法和系统，整个线路具有间隔设置的车地无线通信覆盖区域和无线通讯中断区域；在车地无线通信覆盖区域，车载控制器与地面控制器配合，实现列车闭塞分区占用和出清检查；系统以固定闭塞方式实现列车安全防护；在车地无线通信覆盖区域，车载控制器从地面控制器，获取进入闭塞分区的移动授权；在无线通讯中断区域，车载控制器根据列车离开车地无线通信覆盖区域前的移动授权，依据联锁进路锁闭规则维持该移动授权的有效性，直至进入车地无线通信覆盖区域。本发明仅在特定区域部署车地无线通信装置，利用车地双向通信以固定闭塞方式实现列车安全防护，安全性高、实施成本低。实施成本低。实施成本低。


技术研发人员：胡顺定 齐进宽 周斌 边劲飞
受保护的技术使用者：浙江众合科技股份有限公司
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/1/31