一种列车重定位方法、装置、电子设备及介质与流程

1.本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种用于tacs系统或cbtc系统的列车重定位方法、装置、电子设备及介质。


背景技术：

2.cbtc(communication based train control，基于通信的列车控制)系统近年来已经成为国内城市轨道交通信号系统的首选。tacs(train autonomous control system，自主化列车控制)系统则是在cbtc系统基础上，通过结合传感器、人工智能、图像识别等新技术，提升列车控制系统的自主控制水平和智能水平的新型城轨列车控制系统，能够在保障安全的前提下，实现运营效率和成本的优化。
3.在tacs系统中，列车定位模块作为支持列车“移动闭塞”的核心功能发挥着至关重要的作用，是支持tacs系统高效运营的基础。一旦系统由于种种原因失去列车定位信息(如定位系统故障、通信系统故障等)，tacs系统将无法对该列车当前的位置和状态进行实时监控，无法对列车进行atp防护，也不能支持其他列车与该列车之间进行移动闭塞级别的追踪。因此必须为系统提供一种列车重新定位的方法，在上述故障情况下向系统提供列车的位置信息，保证系统对于故障列车的安全防护，并让系统能够释放故障列车占用的非必要资源(如区段、道岔等)以恢复其他列车的运营。
4.目前既有cbtc系统的故障列车重定位方法主要依赖于次级列车定位设备如计轴、轨道电路等。这些次级列车定位设备是独立于信号系统的单独设备，实现功能时需在系统设计中将全线划分为若干轨道区段，每个区段都需在轨旁安装专用设备以计算区段进出的车轮对数或各个区段的电磁信息短路状态来判断列车对于该轨道区段的占用情况，轨旁设备将各个区段的占用状态上传中央处理机柜进行统计后，通过硬线继电器或有线网络发送给信号系统。这些方法不依赖于列车自身的定位系统，也不依赖于无线网络的传输，故可实现对于故障列车的粗略定位。但上述既有的故障列车重定位方案缺点在于：
5.1、需要定义全线的轨道区段信息，轨道区段长度一旦定义即是固定的，不可变更，若想提高定位精度，则需缩短轨道区段长度，增加轨道区段数量；
6.2、轨道区段的占用状态无法反应列车在区段内的实际位置；
7.3、需要增加信号系统与次级列车定位设备的接口，包括硬线继电器接口、网络接口等；
8.4、次级列车定位设备需要在全线沿线和中央设备室设置大量设备以及相应的线缆、机柜等，轨道区段数量越多，轨旁设备的数量也越多，这样造成故障点多，安装调试量大，运营使用后维保工作量大。
9.随着城轨cbtc系统技术的不断进步，信号设备的可靠性及可用性也在不断提升，列车设备和通信设备的故障率也进一步降低，列车降级运行的情况鲜少发生。同时运营公司管理经验也逐渐丰富，即使个别列车发生故障后，运营人员也能够快速将列车下线，以恢复全线的移动闭塞运行，上述次级列车定位系统所提供的固定闭塞式列车定位方案，逐渐
无法适应快速恢复的运营需求。为解决上述问题，更好的适应运营需求，须设计一种更方便和简单的故障列车定位方法，能够不依赖于次级列车定位设备，而且也能够满足运营人员快速下线列车恢复正常运营的需求，并能够降低维保人员的工作量。
10.同时tacs系统作为新一代的cbtc列车控制系统，其故障列车重定位方案需考虑降低系统架构的复杂性，简化系统设备，同时兼顾运营人员的运营需求和运维成本优化需求，因此如何来实现成为需要解决的技术问题。


技术实现要素：

11.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便捷、低成本、安全的列车重定位方法、装置、电子设备及介质，能够恢复并优化轨旁设备对故障列车的安全防护范围。
12.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
13.根据本发明的第一方面，提供了一种列车重定位方法，该方法包括以下步骤：
14.步骤s101，记录全线既有轨旁可识别标识物的位置，将其对应的坐标里程录入系统数据库中；
15.步骤s102，当列车在线路上发生设备或通信故障导致定位丢失时，由中心调度终端与司机终端确认列车当前的实际状态；
16.步骤s103，当确认列车状态后，中心调度终端指挥司机终端以人工模式按当前运行方向，并将列车驾驶至前方防护范围内最近一处轨旁可识别标识物前停车；
17.步骤s104，中心调度终端与司机终端确认当前列车停车位置和状态后，向轨旁控制系统发送列车重定位请求；
18.步骤s105，轨旁控制系统收到列车重定位请求后，通过验证后向ats系统反馈该请求的回执；
19.步骤s106，在安全命令有效时间内，中心调度终端发送列车重定位的确认命令，进行该重定位的第二次确认；
20.步骤s107，轨旁控制系统在有效期内收到ats系统发送的正确的确认命令，在该标识物前有限范围内创建故障列车防护包络，并将结果反馈给ats系统。
21.作为优选的技术方案，所述的步骤s101中的可识别标识物包括信号机和停车牌。
22.作为优选的技术方案，所述的步骤s101中信息在ats界面上进行显示。
23.作为优选的技术方案，所述的步骤s102中，当列车丢失定位时，列车将自动制动至停车，ats系统无法更新列车位置，在容忍时间间隔后，将其标记列车丢失定位状态，并维持列车丢失定位前的位置显示。
24.作为优选的技术方案，所述的步骤s102中的中心调度终端与司机终端确认列车当前状态具体为：
25.如果当前列车已经停车，且故障未恢复，则此时列车的安全防护由轨旁控制系统接管，列车无法以自动模式驾驶，只能通过司机终端切换人工驾驶模式驾驶列车。
26.作为优选的技术方案，所述的步骤s104中的中心调度终端以hilc命令方式向轨旁控制系统发送请求。
27.作为优选的技术方案，所述的步骤s104中的步骤s104中，中心调度终端通过点击
该轨旁指定标识物图标的方式向轨旁控制系统发送请求。
28.作为优选的技术方案，所述的步骤s104中的步骤s104中，中心调度终端通过输入轨旁指定标识物序号方式向轨旁控制系统发送请求。
29.作为优选的技术方案，所述的步骤s104中的请求内容为：轨旁控制系统在该标识物前创建列车位置。
30.作为优选的技术方案，所述的步骤s104中的步骤s107中的轨旁控制系统在时效内检查hilc命令确认码的正确性，如正确则完成该列车的重定位并反馈重定位成功；如错误则反馈重定位失败。
31.作为优选的技术方案，所述的步骤s107中的故障列车防护包络创建具体为：
32.以轨旁可识别标识物为参照物，在该标识物对应方向上游有限区域内创建故障列车的防护包络。
33.作为优选的技术方案，所述的方法还包括：
34.步骤s108，ats系统显示重定位命令成功提示，更新列车位置状态和位置显示。
35.根据本发明的第三方面，提供了一种用于所述列车重定位方法的装置，包括轨旁控制系统和ats系统，所述ats系统通过hilc命令完成与轨旁控制系统之间的列车重定位信息交互。
36.作为优选的技术方案，所述的ats系统包括控制中心ats服务器和中心ats工作站，负责列车状态和位置显示、监控列车的运行功能；所述轨旁控制系统负责对故障列车的管理和控制，包括列车定位管理、追踪，任务管理，资源申请和释放。
37.根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。
38.根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。
39.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
40.1)本发明不依赖于计轴或轨道电路等轨旁次级列车定位设备，节省了大量的次级列车定位设备及电缆成本；
41.2)本发明由于不需要次级列车定位设备，减少了tacs系统与该设备的接口和软件逻辑，简化了tacs系统的架构；
42.3)本发明无需定义全线固定长度的轨道区域，所以故障列车重定位后的影响范围不受固定区段长度的限制，可以最大程度的缩小故障列车占用范围；
43.4)本发明不需增加任何轨旁设备，仅需通过ats安全软件协议，由中央级和车站级工作人员或司机终端双重确认来完成列车重定位；
44.5)本发明原理上是以轨旁参考标识物为参考点对故障列车位置的重新创建，操作便捷，无需依赖外部设备，理论上可以做到全线范围内任意位置的灵活故障列车重定位；
45.6)本发明对于cbtc移动闭塞系统，本重定位方法，由于取消了固定闭塞区段，从而能够最大限度的释放非必要资源，使线路内其他正常列车能够继续维持移动闭塞运营，提高了列车故障情况下的运营效率。
附图说明
46.图1为本发明装置的结构示意图；
47.图2为本发明方法的具体流程图；
48.图3为本发明具体实施的效果图。
具体实施方式
49.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。
50.如图2所示，本发明一种tacs系统的列车重定位方法，过程如下：
51.步骤s101，当列车由于设备故障或通信故障而丢失定位时，列车将自动制动至停车，ats系统无法更新列车位置，在容忍时间间隔后，将标记列车丢失定位状态，并维持列车丢失定位前的位置显示；
52.步骤s102，中心调度终端与司机终端确认列车当前状态，如果当前列车已经停车，且故障未恢复，则此时列车的安全防护由轨旁控制系统接管，列车无法以自动模式驾驶，只能通过司机终端切换人工驾驶模式驾驶列车；
53.步骤s103，当司机终端确认列车停车后，将列车切换为人工驾驶模式，此时系统不会释放故障列车已获取的资源；
54.步骤s104，中心调度终端根据与司机终端确认后的当前列车位置，指示司机终端人工按一定限速驾驶列车至当前运行方向前方防护范围内最近的轨旁可识别标识物(如信号机、停车牌等)前停车；
55.步骤s105，司机终端根据中心调度终端指示，将列车驾驶至指定标识物前方特定范围内停车，并与中心调度终端进行确认；
56.步骤s106，中心调度终端与司机终端确认列车停车状态和位置后，通过点击该轨旁指定标识物图标(或输入序号)的方式，以hilc请求命令请求轨旁控制系统在该标识物前创建列车位置；
57.步骤s107，轨旁控制系统收到列车重定位的hilc请求后，验证相关条件，通过后向ats反馈该请求的回执；
58.步骤s108，在安全命令有效时间内，中心调度终端发送列车重定位的hilc确认命令，进行该重定位的第二次确认；
59.步骤s109，轨旁控制系统在有效期内收到ats的发送的正确的hilc确认命令，将在该标识物前有限范围内创建故障列车防护包络，并将结果反馈给ats。
60.步骤s110，ats显示重定位命令成功提示，更新列车位置状态和位置显示。
61.如图3所示，当列车在s2至s1区间丢失定位时，系统不会释放已授权列车的资源，但无法确认列车的实际位置，即对系统而言，列车可能位于s2至s1区间内任意位置，所以该区间内所有资源都将处于保护状态，无法分配给其他列车。此时中心调度终端将与司机终端共同确认列车当前的状态，司机终端以人工模式将列车驾驶至运行方向上最近的轨旁标识物(s1信号机)前方停车。停车后，中心调度终端通过hilc命令发送列车重定位请求，经轨
旁控制系统二次确认后，轨旁控制系统将在s1信号机前方有限距离内创建列车位置，s2至s1区间内其他区段则可认为出清，其他列车可以使用，提高了列车故障情况下的资源使用效率。hilc安全命令需要调度员与司机终端二次确认，以防止操作失误。
62.本发明无需增加硬件设备，对于既有次级列车定位系统如计轴、轨道电路等方案的成本优势显而易见，考虑到既有次级列车定位系统后期设备维保的大量工作，本发明的优势将会更为明显。
63.以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。
64.如图1所示，本方法主要涉及的tacs系统包括轨旁控制系统、列车自动监控系统(ats)等。其中ats子系统包括控制中心ats服务器、中心ats工作站等设备，负责列车状态和位置显示、监控列车的运行等功能；轨旁控制系统主要负责对故障列车的管理和控制，包括列车定位管理、追踪，任务管理，资源申请和释放等。本方法即是通过hilc命令(二次确认的安全命令协议)，完成ats系统与轨旁控制系统之间的列车重定位信息交互。
65.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
66.本发明电子设备包括中央处理单元(cpu)，其可以根据存储在只读存储器(rom)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(ram)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在ram中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。cpu、rom以及ram通过总线彼此相连。输入/输出(i/o)接口也连接至总线。
67.设备中的多个部件连接至i/o接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
68.处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法s101～s110。例如，在一些实施例中，方法s101～s110可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到ram并由cpu执行时，可以执行上文描述的方法s101～s110的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，cpu可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法s101～s110。
69.本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、片上系统(soc)、复杂可编程逻辑设备(cpld)等等。
70.用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
71.在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供
指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
72.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：
1.一种列车重定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤s101，记录全线既有轨旁可识别标识物的位置，将其对应的坐标里程录入系统数据库中；步骤s102，当列车在线路上发生设备或通信故障导致定位丢失时，由中心调度终端与司机终端确认列车当前的实际状态；步骤s103，当确认列车状态后，中心调度终端指挥司机终端以人工模式按当前运行方向，并将列车驾驶至前方防护范围内最近一处轨旁可识别标识物前停车；步骤s104，中心调度终端与司机终端确认当前列车停车位置和状态后，向轨旁控制系统发送列车重定位请求；步骤s105，轨旁控制系统收到列车重定位请求后，通过验证后向ats系统反馈该请求的回执；步骤s106，在安全命令有效时间内，中心调度终端发送列车重定位的确认命令，进行该重定位的第二次确认；步骤s107，轨旁控制系统在有效期内收到ats系统发送的正确的确认命令，在该标识物前有限范围内创建故障列车防护包络，并将结果反馈给ats系统。2.根据权利要求1所述的一种列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤s101中的可识别标识物包括信号机和停车牌。3.根据权利要求1所述的一种列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤s101中信息在ats界面上进行显示。4.根据权利要求1所述的一种列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤s102中，当列车丢失定位时，列车将自动制动至停车，ats系统无法更新列车位置，在容忍时间间隔后，将其标记列车丢失定位状态，并维持列车丢失定位前的位置显示。5.根据权利要求1所述的一种列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤s102中的中心调度终端与司机终端确认列车当前状态具体为：如果当前列车已经停车，且故障未恢复，则此时列车的安全防护由轨旁控制系统接管，列车无法以自动模式驾驶，只能通过司机终端切换人工驾驶模式驾驶列车。6.根据权利要求1所述的一种列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤s104中的中心调度终端以hilc命令方式向轨旁控制系统发送请求。7.根据权利要求1所述的一种列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤s104中的步骤s104中，中心调度终端通过点击该轨旁指定标识物图标的方式向轨旁控制系统发送请求。8.根据权利要求1所述的一种列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤s104中的步骤s104中，中心调度终端通过输入轨旁指定标识物序号方式向轨旁控制系统发送请求。9.根据权利要求1所述的一种列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤s104中的请求内容为：轨旁控制系统在该标识物前创建列车位置。10.根据权利要求6所述的一种列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤s104中的步骤s107中的轨旁控制系统在时效内检查hilc命令确认码的正确性，如正确则完成该列车的重定位并反馈重定位成功；如错误则反馈重定位失败。11.根据权利要求1所述的一种列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤s107中的故障列车防护包络创建具体为：
以轨旁可识别标识物为参照物，在该标识物对应方向上游有限区域内创建故障列车的防护包络。12.根据权利要求1所述的一种列车重定位方法，其特征在于，所述的方法还包括：步骤s108，ats系统显示重定位命令成功提示，更新列车位置状态和位置显示。13.一种用于权利要求1所述列车重定位方法的装置，其特征在于，包括轨旁控制系统和ats系统，所述ats系统通过hilc命令完成与轨旁控制系统之间的列车重定位信息交互。14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述的ats系统包括控制中心ats服务器和中心ats工作站，负责列车状态和位置显示、监控列车的运行功能；所述轨旁控制系统负责对故障列车的管理和控制，包括列车定位管理、追踪，任务管理，资源申请和释放。15.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～11中任一项所述的方法。16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～11中任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及一种列车重定位方法、装置、电子设备及介质，该方法包括：S101，记录全线既有轨旁可识别标识物的位置；S102，当列车在线路上发生设备或通信故障导致定位丢失时，确认列车当前的实际状态；S103，将列车驾驶至前方防护范围内最近一处轨旁可识别标识物前停车；S104，向轨旁控制系统发送列车重定位请求；S105，轨旁控制系统收到列车重定位请求后，通过验证后向ATS系统反馈该请求的回执；S106，在安全命令有效时间内，中心调度终端发送列车重定位的确认命令，进行该重定位的第二次确认；S107，轨旁控制系统在有效期内收到ATS系统发送的正确的确认命令，在该标识物前有限范围内创建故障列车防护包络。与现有技术相比，本发明具有便捷、低成本、安全等优点。安全等优点。安全等优点。


技术研发人员：王磊 汪小勇 邢艳阳 凌小雀 徐海贵
受保护的技术使用者：卡斯柯信号有限公司
技术研发日：2022.10.26
技术公布日：2023/1/13