一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法及装置与流程

1.本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法及装置。


背景技术：

2.目前我国城市轨道交通组成的形式多种多样，基本以地铁为主，其他轨道交通形式为辅。目前，随着有轨电车技术的发展，现代有轨电车变得越来越安全、舒适、绿色。其作为一种中等运量的轨道交通方式，成为城市轨道交通的一个重要补充。现代有轨电车可建设于一线城市郊区，拓展城市轨道交通的范围。也可建设在二三线城市的主城区，作为城市轨道交通骨干。通常，有轨电车项目投资成本小，建设速度快，正得到国内多个城市青睐。
3.由于投资少，兼具考虑与城市道路景观的融合，有轨电车站台，折返区域都轻量化设计，以实用为主，这就会导致线路资源有限。有轨电车一般采用半封闭路权，与地面车辆和行人共享部分路权。尤其是在交叉路口，地面交通和有轨电车分享有限的道路资源。现代有轨电车信号控制系统均已引入了路口优先控制策略。此策略可以改善有轨电车的通行效率。但有限的路口资源，日益增多的地面车辆与有轨电车快速通过路口的矛盾，仍然会影响有轨电车的运营效率。有轨电车建设于城郊，潮汐性的客流，导致平高峰客流差异极大，因此对投入运营的车辆差异也极大。有轨电车项目小投资的特性，使得项目不可能采购足量备车，以供高峰时段使用。
4.基于有轨电车上述特点，若能将有轨电车进行动态的连挂解编，可以有效提高有轨电车的运行效率。一般上，车辆在车辆段通过车钩连接的方式进行连挂编组。这种传统连挂方式，不能适应有轨电车运营场景的需求。


技术实现要素：

5.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动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法及装置。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.根据本发明的第一方面，提供了一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法，该方法根据线路运营和不同场景的需要，对两列有轨电车进行动态的连挂和解编，包括：
8.在客流高峰场景下，折返站处将两列有轨电车进行连挂作业；
9.在编组列车进站停车前，若站台前方有道岔，编组有轨电车进行解编作业。
10.作为优选的技术方案，所述的在客流高峰场景下，折返站处将两列有轨电车进行连挂作业具体过程如下：
11.步骤s101、调度管理系统选定停在同一折返轨上的两辆列车作为即将被编组列车，其中上游列车作为被连挂列车1，下游列车作为去连挂列车2；
12.步骤s102、所述去连挂列车2运行至距被连挂列车1设定相对距离，向被连挂列车1
发送建立通信请求，两辆列车建立通信；
13.步骤s103、去连挂列车2给被连挂列车1发送去连挂请求，被连挂列车回复连挂允许消息；
14.步骤s104、去连挂列车2接近被连挂列车1，两车保持连挂允许距离，完成连挂；
15.步骤s105、调度管理系统根据编组列车后续运行计划为其下发运行指令，排列相应进路；
16.步骤s106、根据运行方向，激活与运营方向一致的头车作为激活列车单元。
17.作为优选的技术方案，所述的步骤s104中的去连挂列车2以设定的低速接近被连挂列车1。
18.作为优选的技术方案，所述的步骤s106中的激活列车单元控制编组列车根据后续运行指令运行。
19.作为优选的技术方案，所述的步骤s106中的激活列车单元同步列车运行指令和列车运行状态信息给后车，编组列车作为一个整体，投入运营。
20.作为优选的技术方案，所述的在编组列车进站停车前，若站台前方有道岔，编组有轨电车进行解编作业具体过程如下：
21.步骤s201、调度管理系统根据计划，通知编组列车解编；
22.步骤s202、激活列车单元接收解编指令，同步解编信息给编组列车内列车单元；
23.步骤s203、所有列车单元执行解编指令，完成解编；
24.步骤s204、调度管理系统根据计划分别为解编后的列车单元下达运行指令，排列响应进路；
25.步骤s205、列车根据运行计划依次发车，根据道岔位置，驶入相应等价站台停车。
26.作为优选的技术方案，该方法还包括通过路口的有轨电车连挂解编过程，该过程具体如下：
27.步骤s301，有轨电车运行接近路口，车载子系统向路口优先控制子系统申请路口优先，路口优先控制子系统考虑编组列车长度，延长优先信号开放时间；
28.步骤s302，根据路口的不同情况，进行操作。
29.作为优选的技术方案，若路口为较宽路口场景，所述操作过程具体如下：
30.接近路口时，编组列车执行解编作业，解编后的前车向路口优先控制子系统申请路口优先，路口优先子系统为前车开放路口优先信号；
31.前车根据路口优先信号引导，通过路口；待前车通过路口，路口优先控制子系统择机为后车开放路口信号，待两车都通过路口以后，两车根据需要再行连挂。
32.作为优选的技术方案，若路口为复杂路口场景，所述操作过程具体如下：
33.通过路口后，前后车有两个不同的目的地方向，接近路口时，编组列车执行解编作业；
34.解编后的前车向路口优先控制子系统申请路口优先，向道岔控制器子系统获取道岔资源；
35.路口优先信号开放且道岔进路已办理，前车根据信号引导，通过路口；
36.待后车获悉前车通过路口后，再向路口优先控制子系统申请信号开放，向道岔控制子系统申请道岔资源；
37.待两车都通过路口以后，两车根据各自任务独立运行。
38.根据本发明的第二方面，提供了一种用于所述基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法的装置，包括调度管理子系统、道岔控制子系统、路口优先控制子系统、车载控制子系统和通信管理子系统；
39.所述调度管理子系统、道岔控制子系统、路口优先控制子系统间通过通信管理子系统连接，实现彼此间的通信，所述车载控制子系统通过无线接入点接入通信管理子系统，实现与其他子系统的通信，前后车的车载控制子系统通过无线接入点实现相互间的通信。
40.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。
41.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。
42.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
43.1)本发明满足了有轨电车动态编组的需要，根据线路运营和不同场景的需要，对两列有轨电车进行动态的连挂和解编，提高了车辆的利用效率和线路的运营效率；
44.2)本发明可以充分利用上下行的等价站台，提高线路资源的利用效率；
45.3)本发明可以将两列列车连挂，作为一个编组列车整体运行，可以提高车辆资源的利用效率；
46.4)本发明在路口场景下，根据不同的路口情况，设计不同的连挂解编策略，通过路口，可以提高线路的运营效率，提高运行准点率；
47.5)本发明采用基于车车间通信的虚拟连挂方式，相对于传统的通过车钩进行连挂的方式，虚拟连挂更灵活，更便捷。
附图说明
48.图1为本发明有轨电车信号控制系统结构图；
49.图2为本发明折返轨连挂示意图；
50.图3为本发明连挂过程的流程图；
51.图4为本发明过复杂路口示意图；
52.图5为本发明解编过程的流程图。
具体实施方式
53.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。
54.如图2和图3所示，在折返站场景下，两列有轨电车连挂作业，步骤如下：
55.步骤s101，在调度管理系统上，调度员选定停在折返轨上的两辆列车列车1和列车2作为即将被编组列车。列车1停在位置1作为被连挂列车，列车2停在位置3作为去连挂列车。
56.步骤s102，列车2运行至位置2，距列车1一定相对距离，向被连挂列车发送建立通
信请求，两辆列车建立通信。
57.步骤s103，列车2给列车1发送去连挂请求，列车1回复连挂允许消息。
58.步骤s104，列车2以较低速度接近列车1，两车保持连挂允许距离，完成连挂。
59.步骤s105，调度管理系统根据编组列车后续运行计划自动为其下发运行指令，排列响应进路。
60.步骤s106，根据运行方向，激活与运营方向一致的列车1作为激活列车单元。列车1控制编组列车根据后续运行指令运行。列车1同步列车运行指令，列车运行状态等信息给列车2，编组列车作为一个整体，投入运营。
61.如图4和图5所示，在过复杂路口场景下，前后两列有轨电车有不同的目的地，在进入路口前，编组列车可执行解编作业，步骤如下：
62.步骤s201，调度管理系统根据计划，向在路口区前方的激活列车单元，即列车1，发送解编指令。
63.步骤s202，列车1接收解编指令，同步解编信息给编组列车内的其他列车单元，即列车2。
64.步骤s203，列车1和列车2执行解编指令，完成解编。
65.步骤s204，调度管理系统根据计划为列车1下达由位置1运行至位置3的运行指令，为列车2下达由位置2运行至位置4的运行指令。
66.步骤s205，列车1向路口子系统申请优先，向道岔控制子系统请求进路。待列车1通过路口区，列车2向路口子系统申请优先，向道岔控制子系统请求进路。
67.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。
68.如图1所示，有轨电车信号控制装置包括调度管理子系统，道岔控制子系统，路口优先控制子系统，车载控制子系统和通信管理子系统。调度管理子系统，道岔控制子系统，路口优先控制子系统间通过通信管理子系统连接，实现彼此间的通信。车载控制子系统通过无线接入点，接入通信管理子系统，实现与其他子系统的通信。前后车的车载控制子系统也通过无线接入点实现相互间的通信。
69.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。
70.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。
71.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。
72.处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如本发明方法。例如，在一些实施例中，本发明方法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本发明方法的一个或多个步骤。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)而被配置为执行本发明方法。
73.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。
74.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。
75.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。
76.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：
1.一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法，其特征在于，该方法根据线路运营和不同场景的需要，对两列有轨电车进行动态的连挂和解编，包括：在客流高峰场景下，折返站处将两列有轨电车进行连挂作业；在编组列车进站停车前，若站台前方有道岔，编组有轨电车进行解编作业。2.根据权利要求1所述的一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法，其特征在于，所述的在客流高峰场景下，折返站处将两列有轨电车进行连挂作业具体过程如下：步骤s101、调度管理系统选定停在同一折返轨上的两辆列车作为即将被编组列车，其中上游列车作为被连挂列车1，下游列车作为去连挂列车2；步骤s102、所述去连挂列车2运行至距被连挂列车1设定相对距离，向被连挂列车1发送建立通信请求，两辆列车建立通信；步骤s103、去连挂列车2给被连挂列车1发送去连挂请求，被连挂列车回复连挂允许消息；步骤s104、去连挂列车2接近被连挂列车1，两车保持连挂允许距离，完成连挂；步骤s105、调度管理系统根据编组列车后续运行计划为其下发运行指令，排列相应进路；步骤s106、根据运行方向，激活与运营方向一致的头车作为激活列车单元。3.根据权利要求2所述的一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法，其特征在于，所述的步骤s104中的去连挂列车2以设定的低速接近被连挂列车1。4.根据权利要求2所述的一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法，其特征在于，所述的步骤s106中的激活列车单元控制编组列车根据后续运行指令运行。5.根据权利要求2所述的一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法，其特征在于，所述的步骤s106中的激活列车单元同步列车运行指令和列车运行状态信息给后车，编组列车作为一个整体，投入运营。6.根据权利要求2所述的一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法，其特征在于，所述的在编组列车进站停车前，若站台前方有道岔，编组有轨电车进行解编作业具体过程如下：步骤s201、调度管理系统根据计划，通知编组列车解编；步骤s202、激活列车单元接收解编指令，同步解编信息给编组列车内列车单元；步骤s203、所有列车单元执行解编指令，完成解编；步骤s204、调度管理系统根据计划分别为解编后的列车单元下达运行指令，排列响应进路；步骤s205、列车根据运行计划依次发车，根据道岔位置，驶入相应等价站台停车。7.根据权利要求6所述的一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法，其特征在于，该方法还包括通过路口的有轨电车连挂解编过程，该过程具体如下：步骤s301，有轨电车运行接近路口，车载子系统向路口优先控制子系统申请路口优先，路口优先控制子系统考虑编组列车长度，延长优先信号开放时间；步骤s302，根据路口的不同情况，进行操作。8.根据权利要求7所述的一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法，其特征在于，若路口为较宽路口场景，所述操作过程具体如下：
接近路口时，编组列车执行解编作业，解编后的前车向路口优先控制子系统申请路口优先，路口优先子系统为前车开放路口优先信号；前车根据路口优先信号引导，通过路口；待前车通过路口，路口优先控制子系统择机为后车开放路口信号，待两车都通过路口以后，两车根据需要再行连挂。9.根据权利要求7所述的一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法，其特征在于，若路口为复杂路口场景，所述操作过程具体如下：通过路口后，前后车有两个不同的目的地方向，接近路口时，编组列车执行解编作业；解编后的前车向路口优先控制子系统申请路口优先，向道岔控制器子系统获取道岔资源；路口优先信号开放且道岔进路已办理，前车根据信号引导，通过路口；待后车获悉前车通过路口后，再向路口优先控制子系统申请信号开放，向道岔控制子系统申请道岔资源；待两车都通过路口以后，两车根据各自任务独立运行。10.一种用于权利要求1所述基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法的装置，其特征在于，包括调度管理子系统、道岔控制子系统、路口优先控制子系统、车载控制子系统和通信管理子系统；所述调度管理子系统、道岔控制子系统、路口优先控制子系统间通过通信管理子系统连接，实现彼此间的通信，所述车载控制子系统通过无线接入点接入通信管理子系统，实现与其他子系统的通信，前后车的车载控制子系统通过无线接入点实现相互间的通信。11.一种电子设备，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1～9中任一项所述的方法。12.一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1～9中任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及一种基于动态虚拟连挂的有轨电车信号控制方法及装置，该方法根据线路运营和不同场景的需要，对两列有轨电车进行动态的连挂和解编，包括：在客流高峰场景下，折返站处将两列有轨电车进行连挂作业；在编组列车进站停车前，若站台前方有道岔，编组有轨电车进行解编作业；所述装置包括调度管理子系统、道岔控制子系统、路口优先控制子系统、车载控制子系统和通信管理子系统。与现有技术相比，本发明具有提高了车辆的利用效率和线路的运营效率等优点。率等优点。率等优点。


技术研发人员：王兆耀 汪小勇 刘华祥 阳扬 凌小雀
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：2023/4/25