專利名稱：一種軌道交通車輛段或停車場的全自動運行控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及城市軌道交通技術領域，具體涉及一種軌道交通車輛段或停車場的全自動運行控制系統(tǒng)。
背景技術：
隨著城市范圍的迅速擴大和交通量的迅猛增長，城市軌道交通線路不斷延長，行車密度不斷增加，導致車輛段或停車場存放的列車數量日益增大，作業(yè)日益繁重，給行車指揮和司乘人員帶來前所未有的工作壓力。與此同時，車輛段或停車場內的列車運行的自動防護問題，一直未得到足夠的重視，當列車在車輛段或停車場內運行時，通常以“限制人工駕駛模式”運行，不具備完備的列車自動防護(以下簡稱ATP)功能，車載ATP系統(tǒng)只監(jiān)督列車運行速度不高于“隨時可以停車的速度”，由駕駛員根據地面信號顯示控制列車運行，缺乏對列車冒進信號的自動防護。 在車輛段或停車場內，由于線路拓撲復雜、進路和信號機數量眾多等原因，由駕駛員根據地面信號顯示控制列車運行，不僅勞動強度大，而且容易發(fā)生錯誤。如果駕駛員誤認信號，錯過最佳制動時機，越過顯示紅燈的信號機，可能導致擠壞道岔、與其它列車發(fā)生沖突或列車出軌傾覆等嚴重事故，威脅作業(yè)安全。特別是在早晚高峰時期，列車出入段作業(yè)頻繁，此時發(fā)生事故，對正線列車運行秩序的影響極大。

發(fā)明內容
(一)要解決的技術問題本發(fā)明主要解決下面兩個問題I、實現列車在車輛段或停車場自動運行區(qū)域內完備的ATP功能，包括對列車超速和冒進信號的自動防護，以提高車輛段或停車場內行車作業(yè)的安全性。2、對于裝備列車自動運行(以下簡稱ΑΤ0)系統(tǒng)的列車，實現列車在車輛段或停車場自動運行區(qū)域內的自動運行，降低駕駛員的勞動強度。(二)技術方案本發(fā)明提供了一種車輛段或停車場的全自動運行控制系統(tǒng)，包括車地通信子系統(tǒng)、列車定位子系統(tǒng)、列車自動防護(ATP)子系統(tǒng)和列車自動運行(ATO)子系統(tǒng)，其中，所述車地通信子系統(tǒng)用于向所述列車自動防護子系統(tǒng)發(fā)送速度碼或移動授權信息，所述列車定位子系統(tǒng)用于提供列車位置信息及對所述列車自動防護子系統(tǒng)的測距結果進行校正，所述列車自動防護子系統(tǒng)用于監(jiān)測列車運行速度，所述列車自動運行子系統(tǒng)用于實現列車的自動運行。進一步的，所述車地通信子系統(tǒng)通過在車輛段或停車場自動運行區(qū)域內的股道疊加編碼軌道電路實現，能夠向所述列車自動防護子系統(tǒng)發(fā)送速度碼，所述速度碼由專用編碼設備根據聯鎖提供的進路狀態(tài)編發(fā)，采用所述車地通信子系統(tǒng)的列車具備軌道電路接收器。
進一步的，所述車地通信子系統(tǒng)通過在車輛段或停車場的自動運行區(qū)域內設置可變應答器實現，能夠向所述列車自動防護子系統(tǒng)發(fā)送移動授權信息，所述移動授權信息由軌旁電子單元或專用編碼設備根據聯鎖提供的進路狀態(tài)編發(fā)，采用所述車地通信子系統(tǒng)的列車具備應答器車載查詢器。進一步的，所述車地通信子系統(tǒng)通過在車輛段或停車場內設置無線通信設備實現，能夠通過無線通信方式向所述列車自動防護子系統(tǒng)發(fā)送移動授權信息，所述移動授權信息由區(qū)域控制器編發(fā)，采用所述車地通信子系統(tǒng)的列車具備無線接入設備。其中，前述軌道電路接收器、應答器車載查詢器和無線接入設備，通常為作為車載設備的組成部分，因此在本發(fā)明中，可根據車載設備的類型靈活選擇車輛段或停車場內車地通信形式，以達到與正線系統(tǒng)最大的兼容性。其中，所述速度碼或移動授權信息包括閉塞分區(qū)入口速度、閉塞分區(qū)出口速度、移動授權起點位置、移動授權終點位置、目標速度、永久限速、臨時限速、線路坡度和進路中 道岔信息中的任意一項或任意多項的組合。進一步的，所述列車定位子系統(tǒng)包括設置在車輛段或停車場內線路上的應答器和應答器車載查詢器，當使用可變應答器實現車地通信時，所述車地通信子系統(tǒng)與所述列車定位子系統(tǒng)公用應答器車載查詢器。進一步的，所述應答器設置在車輛段或停車場內線路上小半徑曲線和道岔側線附近；或者，設置在車輛段或停車場自動運行區(qū)域內的每條進路內；或者，連續(xù)設置在車輛段或停車場非自動運行區(qū)域和自動運行區(qū)域的分界處。(三)有益效果本發(fā)明具有以下有益效果I、在車輛段或停車場內實現了完備的ATP功能，包括對列車運行速度和冒進信號的防護，避免列車在人工駕駛工況下存在的安全隱患，提高了行車的安全性。2、實現列車在車輛段或停車場內的自動運行，降低了司機的勞動強度，避免了列車出入段運緩對正線運行秩序的影響。3、與正線及既有系統(tǒng)兼容，適應新建及改造項目，且易于實現，無須增加過多投資。本發(fā)明中，車地通信子系統(tǒng)可采用多種方案實現，最大限度的保證了與正線以及既有系統(tǒng)的兼容性，對新建和改造項目具有較強的適應性?；趹鹌鞯牧熊嚩ㄎ蛔酉到y(tǒng)安裝方便，受現場情況影響小，且全部采用固定應答器時，無需額外鋪設電纜，可有效節(jié)約投資。在正線或既有系統(tǒng)能力足夠的情況下，可以借助正線或既有系統(tǒng)實現全自動車輛段或停車場，新增的設備也與正線或既有系統(tǒng)保持兼容，避免了為開發(fā)新型設備而增加投資。


圖I是本發(fā)明系統(tǒng)的結構框圖；圖2是采用編碼軌道電路實現車地通信的系統(tǒng)架構圖；圖3是采用應答器系統(tǒng)實現車地通信的系統(tǒng)架構圖；圖4是采用無線通信系統(tǒng)實現車地通信的系統(tǒng)架構圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。圖I是本發(fā)明系統(tǒng)的結構框圖，本發(fā)明提供了一種軌道交通車輛段或停車場的全自動運行控制系統(tǒng)，包括車地通信子系統(tǒng)、列車定位子系統(tǒng)、列車自動防護子系統(tǒng)和列車自動運行子系統(tǒng)，其中，車地通信子系統(tǒng)用于向列車自動防護子系統(tǒng)發(fā)送速度碼或移動授權信息，列車定位子系統(tǒng)用于提供列車位置信息及對列車自動防護子系統(tǒng)的測距結果進行校正，所述列車自動防護子系統(tǒng)用于監(jiān)測列車運行速度，所述列車自動運行子系統(tǒng)用于實現列車的自動運行。本發(fā)明能夠實現列車在車輛段或停車場自動運行區(qū)域內完備的ATP功倉泛。所述車地通信子系統(tǒng)在車輛段或停車場內向列車自動防護(ATP)子系統(tǒng)發(fā)送速度碼或移動授權信息可采用下列方法之一來實現
(I)在車輛段或停車場自動運行區(qū)域內的股道疊加編碼軌道電路，向ATP子系統(tǒng)發(fā)送速度碼，系統(tǒng)架構圖如附圖2所示。速度碼由專用編碼設備根據聯鎖提供的進路狀態(tài)編發(fā)。在使用編碼軌道電路實現車地通信時，列車需具備軌道電路接收器。(2)在車輛段或停車場的自動運行區(qū)域內設置應答器系統(tǒng)，通過可變應答器向車載ATP發(fā)送移動授權信息，系統(tǒng)架構圖如附圖3所示。移動授權以應答器報文的形式發(fā)送給ATP子系統(tǒng)，由軌旁電子單元(以下簡稱LEU)或專用編碼設備根據聯鎖提供的進路狀態(tài)編發(fā)。在使用可變應答器實現車地通信時，列車需具備應答器車載查詢器。(3)在車輛段或停車場內設置無線通信設備，使無線信號覆蓋自動運行區(qū)域內的股道，通過無線通信方式向列車發(fā)送移動授權信息，系統(tǒng)架構圖如附圖4所示。移動授權信息由區(qū)域控制器(以下簡稱ZC)編發(fā)。無線信號應滿足對車輛段或停車場內自動運行區(qū)域的無盲區(qū)覆蓋。無線通信設備、ZC的容量應滿足車輛段或停車場的設計容量要求。在使用無線通信設備實現車地通信時，列車需具備無線接入設備。速度碼或移動授權信息應包括但不限于閉塞分區(qū)入口速度、閉塞分區(qū)出口速度、移動授權起點位置、移動授權終點位置、目標速度、永久限速、臨時限速、線路坡度和進路中道岔信息中的任意一項或任意多項的組合。列車定位子系統(tǒng)由設置在車輛段或停車場內線路上的固定應答器和應答器車載查詢器構成。在使用可變應答器實現車地通信時，車地通信子系統(tǒng)與列車定位子系統(tǒng)公用應答器車載查詢器。應答器的設置位置由下列原則確定(I)為了減少運行過程中輪對的空轉打滑對列車測距系統(tǒng)的影響，在小半徑曲線和道岔側線附近的一定范圍內，設置應答器。( 2 )在自動運行區(qū)域內的每條進路內，至少設置一個應答器。(3)任意兩個應答器之間的距離不大于規(guī)定數值，該數值由車載測距系統(tǒng)的誤差容忍程度確定。(4)在非自動運行區(qū)域和自動運行區(qū)域的分界處，為了能夠給列車提供初始定位和運行方向信息，需要設置兩個連續(xù)的應答器?？紤]到故障情況下及未裝備ATP子系統(tǒng)列車的運行需求，以及車輛段或停車場存在內非自動區(qū)域等因素，在采用本發(fā)明實現的車輛段或停車場全自動運行控制系統(tǒng)內，列車仍可以采用“限制人工駕駛模式”進行調車作業(yè)。進一步的，裝備有列車自動運行(ATO)子系統(tǒng)的列車可以根據移動授權中提供的信息，自動為列車計算運行速度曲線，控制列車自動運行。此外，為區(qū)分列車運行在完備的ATP功能或限制人工駕駛模式下，防護車輛段或停車場自動防護區(qū)域內進路的信號機，宜從燈列布置上區(qū)別于調車信號機，宜采用三顯示信號機或采用兩顯示調車信號機外加發(fā)車表示器。三顯示信號機或兩顯示調車信號機外加發(fā)車表示器均可實現三種不同的信號顯 示，分別表示自動防護區(qū)域進路開通信號、調車進路開通信號和禁止信號。當列車在本發(fā)明的全自動運行控制系統(tǒng)內以完備ATP模式運行時，調車信號機可以根據需要滅燈或使其對列車運行不起作用。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種軌道交通車輛段或停車場的全自動運行控制系統(tǒng)，其特征在于，包括車地通信子系統(tǒng)、列車定位子系統(tǒng)、列車自動防護子系統(tǒng)和列車自動運行子系統(tǒng)，其中，所述車地通信子系統(tǒng)用于向所述列車自動防護子系統(tǒng)發(fā)送速度碼或移動授權信息，所述列車定位子系統(tǒng)用于提供列車位置信息及對所述列車自動防護子系統(tǒng)的測距結果進行校正，所述列車自動防護子系統(tǒng)用于監(jiān)測列車運行速度，所述列車自動運行子系統(tǒng)用于實現列車的自動運行。
2.如權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車地通信子系統(tǒng)通過在車輛段或停車場自動運行區(qū)域內的股道疊加編碼軌道電路實現，能夠向所述列車自動防護子系統(tǒng)發(fā)送速度碼，所述速度碼由專用編碼設備根據聯鎖提供的進路狀態(tài)編發(fā)，采用所述車地通信子系統(tǒng)的列車具備軌道電路接收器。
3.如權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車地通信子系統(tǒng)通過在車輛段或停車場的自動運行區(qū)域內設置可變應答器實現，能夠向所述列車自動防護子系統(tǒng)發(fā)送移動授權信息，所述移動授權信息由軌旁電子單元或專用編碼設備根據聯鎖提供的進路狀態(tài)編發(fā)，采用所述車地通信子系統(tǒng)的列車具備應答器車載查詢器。
4.如權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車地通信子系統(tǒng)通過在車輛段或停車場內設置無線通信設備實現，能夠通過無線通信方式向所述列車自動防護子系統(tǒng)發(fā)送移動授權信息，所述移動授權信息由區(qū)域控制器編發(fā)，采用所述車地通信子系統(tǒng)的列車具備無線 接入設備。
5.如權利要求I至4中任何一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述速度碼或移動授權信息包括閉塞分區(qū)入口速度、閉塞分區(qū)出口速度、移動授權起點位置、移動授權終點位置、目標速度、永久限速、臨時限速、線路坡度和進路中道岔信息中的任意一項或任意多項的組合。
6.如權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述列車定位子系統(tǒng)包括設置在車輛段或停車場內線路上的應答器及應答器車載查詢器，當使用可變應答器實現車地通信時，所述車地通信子系統(tǒng)與所述列車定位子系統(tǒng)公用應答器車載查詢器。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述應答器設置在車輛段或停車場內線路上小半徑曲線和道岔側線附近； 或者，所述應答器設置在車輛段或停車場自動運行區(qū)域內的每條進路內； 或者，所述應答器連續(xù)設置在車輛段或停車場非自動運行區(qū)域和自動運行區(qū)域的分界處。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軌道交通車輛段或停車場的全自動運行控制系統(tǒng)，包括車地通信子系統(tǒng)、列車定位子系統(tǒng)、列車自動防護子系統(tǒng)和列車自動運行子系統(tǒng)，其中，所述車地通信子系統(tǒng)用于向所述列車自動防護子系統(tǒng)發(fā)送速度碼或移動授權信息，所述列車定位子系統(tǒng)用于提供列車位置信息及對所述列車自動防護子系統(tǒng)的測距結果進行校正，所述列車自動防護子系統(tǒng)用于監(jiān)測列車運行速度，所述列車自動運行子系統(tǒng)用于實現列車的自動運行。該系統(tǒng)提高了車輛段、停車場內行車作業(yè)的安全性，降低了司機的勞動強度，避免了列車出入段運緩對正線運行秩序的影響。同時，本發(fā)明與正線及既有系統(tǒng)兼容，適應新建及改造項目，易于實現，無須增加過多投資。
文檔編號B61L27/04GK102897197SQ201210379590
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權日2012年9月29日
發(fā)明者牛英明 申請人:北京交控科技有限公司