專利名稱：基于區(qū)域控制器的列車安全位置計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地鐵列車線路運營控制技術(shù)，特別涉及一種基于區(qū)域控制器的列車安全位置計算方法。
背景技術(shù)：
隨著城市軌道交通的迅速發(fā)展，基于通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用；區(qū)域控制器是CBTC系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)，它根據(jù)通信列車匯報的精確位置和聯(lián)鎖匯報的計軸、道岔、信號機狀態(tài)，為每一輛通信列車計算移動授權(quán)，控制列車安全運行。
當(dāng)列車向區(qū)域控制器匯報位置后，由于通信延遲，當(dāng)區(qū)域控制器對該列車進行處理時，列車可能已經(jīng)不在原來的位置，所以需要區(qū)域控制器在列車當(dāng)前位置的基礎(chǔ)上，向前或者向后延伸一段距離，作為列車的安全位置，使其它列車可以根據(jù)新的安全位置進行列車追蹤。安全位置計算是區(qū)域控制器的核心功能之一。它需要考慮的因素包括列車匯報的非安全位置、測距誤差、列車當(dāng)前速度、列車可能的最大加速度、當(dāng)前最大坡度、通信延遲時間和CBTC模式下或者其它模式下列車可能退行的容限，其中某些數(shù)值可能隨著線路土建情況和列車車型的變化而發(fā)生變化；區(qū)域控制器必須保證任何情況下，列車實際位置均位于其重新計算的安全位置范圍內(nèi)。在現(xiàn)有的背景技術(shù)中，大多首先計算列車車頭包絡(luò)和列車車尾包絡(luò)。如圖I所示，列車車頭包絡(luò)LI等于測距誤差加上列車向區(qū)域控制器匯報位置時刻Tl與區(qū)域控制器開始處理列車輸入信息時刻T2的時間差內(nèi)列車潛在行駛距離；列車車尾包絡(luò)L2等于測距誤差加上列車在車載ATP防護時的最大退行距離。在列車車頭當(dāng)前位置的基礎(chǔ)上，沿列車運行方向在電子地圖中向前偏移Llm即為車頭安全位置點；在列車車尾當(dāng)前位置的基礎(chǔ)上，沿列車運行方向在電子地圖中向后偏移L2m即為車尾安全位置點。但是，現(xiàn)有技術(shù)只考慮了列車車頭包絡(luò)LI和列車車尾包絡(luò)L2的范圍在非四開道岔時列車安全位置的計算方法，而當(dāng)LI或L2的范圍內(nèi)有道岔且道岔處于四開狀態(tài)時，在電子地圖中，就無法根據(jù)列車匯報的當(dāng)前位置向前或者向后延伸，導(dǎo)致無法確定列車車頭安全位置和車尾安全位置對應(yīng)于電子地圖中的坐標(biāo)，從而無法確定列車的安全位置，也就無法對列車進行后續(xù)的處理，而且如果不能確定列車安全位置導(dǎo)致列車在前方四開道岔時沒有緊急停車，就可能使列車駛?cè)胨拈_的道岔區(qū)域，造成事故?；诖?，現(xiàn)有技術(shù)確實需要改善。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于區(qū)域控制器的列車安全位置計算方法，使得基于列車當(dāng)前位置的前端安全包絡(luò)和后端安全包絡(luò)范圍內(nèi)的線路有至少一方為四開道岔時，仍能確定列車前端和后端的安全位置點，從而確定列車的安全位置。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)
一種基于區(qū)域控制器的列車安全位置計算方法，包括以下步驟SI、計算列車的安全包絡(luò)；S2、基于列車當(dāng)前位置，在線路電子地圖中，判斷列車的安全包絡(luò)內(nèi)是否有四開道岔；若在基于列車當(dāng)前位置的安全包絡(luò)內(nèi)有四開道岔，則執(zhí)行步驟S3，否則，以列車當(dāng)前位置相應(yīng)延伸列車安全包絡(luò)距離后產(chǎn)生的點作為列車安全位置點；S3、記錄四開的各道岔區(qū)段的ID，并根據(jù)所述ID確定四開道岔對應(yīng)的計軸區(qū)段序列；S4、遍歷所述計軸區(qū)段序列；若該計軸區(qū)段序 列包含的各計軸區(qū)段均為空閑，則將列車安全位置點設(shè)置為距離列車當(dāng)前位置最近的道岔區(qū)段的端點，若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導(dǎo)向安全側(cè)。在所述步驟SI前包括以下步驟S0、由車載設(shè)備實時獲取列車的當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)。所述步驟SI根據(jù)車地通信延遲時間、測距誤差及所述當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)計算列車的安全包絡(luò)，所述列車的安全包絡(luò)包括前端安全包絡(luò)和后端安全包絡(luò)。所述步驟SI還包括根據(jù)所述車地通信延遲時間和當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)計算列車的潛在行駛距離及車載ATP防護的最大退行距離，所述前端安全包絡(luò)為測距誤差和列車在所述車地通信延遲時間內(nèi)潛在行駛距離之和；所述后端安全包絡(luò)為測距誤差和車載ATP防護的最大退行距離之和。所述步驟S2進一步包括基于列車前端當(dāng)前位置，在線路電子地圖中，判斷列車前端安全包絡(luò)內(nèi)是否有四開道岔；若在基于列車前端當(dāng)前位置的前端安全包絡(luò)內(nèi)有四開道岔，則執(zhí)行步驟S3，否則，以列車前端的當(dāng)前位置沿列車期望運行方向向前延伸前端安全包絡(luò)距離后產(chǎn)生的點作為列車前端安全位置點。所述步驟S2進一步包括基于列車后端當(dāng)前位置，在線路電子地圖中，判斷列車后端安全包絡(luò)內(nèi)是否有四開道岔；若在基于列車后端當(dāng)前位置的后端安全包絡(luò)內(nèi)有四開道岔，則執(zhí)行步驟S3，否則，以列車后端的當(dāng)前位置沿列車期望運行方向向后延伸后端安全包絡(luò)距離后產(chǎn)生的點作為列車后端安全位置點。所述步驟S4進一步包括遍歷所述計軸區(qū)段序列；若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段均為空閑，則將列車前端安全位置點設(shè)置為距離列車前端當(dāng)前位置最近的道岔區(qū)段的端點，若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導(dǎo)向安全側(cè)。所述步驟S4進一步包括遍歷所述計軸區(qū)段序列；若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段均為空閑，則將列車后端安全位置點設(shè)置為距離列車后端當(dāng)前位置最近的道岔區(qū)段的端點，若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導(dǎo)向安全側(cè)。本發(fā)明通過提供一種基于區(qū)域控制器的列車安全位置計算方法，在計算列車前端安全包絡(luò)和后端安全包絡(luò)時，充分考慮車地通信延遲時間、測距誤差及所述當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)，為列車計算最大可能的安全包絡(luò)，保證任何時候，列車實際位置均處于安全包絡(luò)范圍內(nèi)；當(dāng)基于列車當(dāng)前位置的前端安全包絡(luò)和后端安全包絡(luò)范圍內(nèi)的線路有至少一方為四開道岔時，根據(jù)道岔區(qū)段占用或空閑的情況，仍能確定列車前端和后端的安全位置點，從而確定列車的安全位置，最大限度地避免了安全位置計算失敗，以保證系統(tǒng)的安全性和可用性。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中計算列車安全位置的原理圖；圖2為本發(fā)明一實施例的流程圖；圖3為本發(fā)明另一實施例中計算列車前端安全位置的流程圖。
具體實施例方式下面對于本發(fā)明所提出的一種基于區(qū)域控制器的列車安全位置計算方法，結(jié)合附圖和實施例詳細說明。 如圖2所示，本發(fā)明提供一種基于區(qū)域控制器的列車安全位置計算方法，包括以下步驟SI、計算列車的安全包絡(luò)；S2、基于列車當(dāng)前位置，在線路電子地圖中，判斷列車的安全包絡(luò)內(nèi)是否有四開道岔；若在基于列車當(dāng)前位置的安全包絡(luò)內(nèi)有四開道岔，則執(zhí)行步驟S3，否則，以列車當(dāng)前位置相應(yīng)延伸列車安全包絡(luò)距離后產(chǎn)生的點作為列車安全位置點；S3、記錄四開的各道岔區(qū)段的ID，并根據(jù)所述ID確定四開道岔對應(yīng)的計軸區(qū)段序列；S4、遍歷所述計軸區(qū)段序列；若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段均為空閑，則將列車安全位置點設(shè)置為距離列車當(dāng)前位置最近的道岔區(qū)段的端點，若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導(dǎo)向安全側(cè)。在所述步驟SI前包括以下步驟S0、由車載設(shè)備實時獲取列車的當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)。所述步驟SI根據(jù)車地通信延遲時間、測距誤差及所述當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)計算列車的安全包絡(luò)，所述列車的安全包絡(luò)包括前端安全包絡(luò)和后端安全包絡(luò)。所述步驟SI還包括根據(jù)所述車地通信延遲時間和當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)計算列車的潛在行駛距離及車載ATP防護的最大退行距離，所述前端安全包絡(luò)為測距誤差和列車在所述車地通信延遲時間內(nèi)潛在行駛距離之和；所述后端安全包絡(luò)為測距誤差和車載ATP防護的最大退行距離之和。所述步驟S2進一步包括基于列車前端當(dāng)前位置，在線路電子地圖中，判斷列車前端安全包絡(luò)內(nèi)是否有四開道岔；若在基于列車前端當(dāng)前位置的前端安全包絡(luò)內(nèi)有四開道岔，則執(zhí)行步驟S3，否則，以列車前端的當(dāng)前位置沿列車期望運行方向向前延伸前端安全包絡(luò)距離后產(chǎn)生的點作為列車前端安全位置點。所述步驟S2進一步包括基于列車后端當(dāng)前位置，在線路電子地圖中，判斷列車后端安全包絡(luò)內(nèi)是否有四開道岔；若在基于列車后端當(dāng)前位置的后端安全包絡(luò)內(nèi)有四開道岔，則執(zhí)行步驟S3，否則，以列車后端的當(dāng)前位置沿列車期望運行方向向后延伸后端安全包絡(luò)距離后產(chǎn)生的點作為列車后端安全位置點。所述步驟S4進一步包括遍歷所述計軸區(qū)段序列；若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段均為空閑，則將列車前端安全位置點設(shè)置為距離列車前端當(dāng)前位置最近的道岔區(qū)段的端點，若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導(dǎo)向安全側(cè)。所述步驟S4進一步包括遍歷所述計軸區(qū)段序列；若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段均為空閑，則將列車后端安全位置點設(shè)置為距離列車后端當(dāng)前位置最近的道岔區(qū)段的端點，若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導(dǎo)向安全側(cè)。圖3為計算列車前端安全位置的流程圖，如圖3所示，包括以下步驟Tl、由車載設(shè)備實時獲取列車的當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)；包括由車載控制器匯報的列車期 望運行方向以及列車前端當(dāng)前位置；T2、計算列車前端安全包絡(luò)；根據(jù)車地通信延遲時間、測距誤差及所述當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)計算列車的前端安全包絡(luò)，根據(jù)所述車地通信延遲時間和當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)計算列車的潛在行駛距離，所述前端安全包絡(luò)為測距誤差和列車在所述車地通信延遲時間內(nèi)潛在行駛距離之和；T3、基于列車前端當(dāng)前位置，在線路電子地圖中，判斷列車前端安全包絡(luò)內(nèi)是否有四開道岔；若在基于列車前端當(dāng)前位置的前端安全包絡(luò)內(nèi)有四開道岔，則執(zhí)行步驟T4，否貝U，以列車前端的當(dāng)前位置沿列車期望運行方向向前延伸前端安全包絡(luò)距離后產(chǎn)生的點作為列車前端安全位置點；T4、記錄四開的各道岔區(qū)段的ID，并根據(jù)所述各ID確定四開道岔對應(yīng)的計軸區(qū)段序列；T5、遍歷所述計軸區(qū)段序列；若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段均為空閑，說明列車輪對并沒有占壓道岔區(qū)段，可以將列車前端安全位置點設(shè)置為距離列車前端當(dāng)前位置最近的道岔區(qū)段的端點，若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段有一個被占用，由于不能確定該占用是否是本列車輪對占壓引起的，則通知列車緊急制動，并導(dǎo)向安全側(cè)。在本發(fā)明中，列車后端安全位置的計算流程和前端安全位置的計算流程基本類似，只是在步驟T3時，是以沿列車期望運行方向向后延伸后端安全包絡(luò)距離后產(chǎn)生的點作為列車后端安全位置點；通過確定列車前后端安全位置點進而確定列車的安全位置；其中，列車的前端和后端可以具體為列車的車頭和車尾。本發(fā)明通過提供一種基于區(qū)域控制器的列車安全位置計算方法，在計算列車前端安全包絡(luò)和后端安全包絡(luò)時，充分考慮車地通信延遲時間、測距誤差及所述當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)，為列車計算最大可能的安全包絡(luò)，保證任何時候，列車實際位置均處于安全包絡(luò)范圍內(nèi)；當(dāng)基于列車當(dāng)前位置的前端安全包絡(luò)和后端安全包絡(luò)范圍內(nèi)的線路有至少一方為四開道岔時，根據(jù)道岔區(qū)段占用或空閑的情況，仍能確定列車前端和后端的安全位置點，從而確定列車的安全位置，最大限度地避免了安全位置計算失敗，以保證系統(tǒng)的安全性和可用性。以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種基于區(qū)域控制器的列車安全位置計算方法，其特征在于，包括以下步驟 51、計算列車的安全包絡(luò)； 52、基于列車當(dāng)前位置，在線路電子地圖中，判斷列車的安全包絡(luò)內(nèi)是否有四開道岔；若在基于列車當(dāng)前位置的安全包絡(luò)內(nèi)有四開道岔，則執(zhí)行步驟S3，否則，以列車當(dāng)前位置相應(yīng)延伸列車安全包絡(luò)距離后產(chǎn)生的點作為列車安全位置點； 53、記錄四開的各道岔區(qū)段的ID，并根據(jù)所述ID確定四開道岔對應(yīng)的計軸區(qū)段序列； 54、遍歷所述計軸區(qū)段序列；若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段均為空閑，則將列車安全位置點設(shè)置為距離列車當(dāng)前位置最近的道岔區(qū)段的端點，若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導(dǎo)向安全側(cè)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟SI前包括以下步驟 SO、由車載設(shè)備實時獲取列車的當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟SI根據(jù)車地通信延遲時間、測距誤差及所述當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)計算列車的安全包絡(luò)，所述列車的安全包絡(luò)包括前端安全包絡(luò)和后端安全包絡(luò)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟SI還包括根據(jù)所述車地通信延遲時間和當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)計算列車的潛在行駛距離及車載ATP防護的最大退行距離，所述前端安全包絡(luò)為測距誤差和列車在所述車地通信延遲時間內(nèi)潛在行駛距離之和；所述后端安全包絡(luò)為測距誤差和車載ATP防護的最大退行距離之和。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟S2進一步包括基于列車前端當(dāng)前位置，在線路電子地圖中，判斷列車前端安全包絡(luò)內(nèi)是否有四開道岔；若在基于列車前端當(dāng)前位置的前端安全包絡(luò)內(nèi)有四開道岔，則執(zhí)行步驟S3，否則，以列車前端的當(dāng)前位置沿列車期望運行方向向前延伸前端安全包絡(luò)距離后產(chǎn)生的點作為列車前端安全位置點。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟S2進一步包括基于列車后端當(dāng)前位置，在線路電子地圖中，判斷列車后端安全包絡(luò)內(nèi)是否有四開道岔；若在基于列車后端當(dāng)前位置的后端安全包絡(luò)內(nèi)有四開道岔，則執(zhí)行步驟S3，否則，以列車后端的當(dāng)前位置沿列車期望運行方向向后延伸后端安全包絡(luò)距離后產(chǎn)生的點作為列車后端安全位置點。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟S4進一步包括遍歷所述計軸區(qū)段序列；若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段均為空閑，則將列車前端安全位置點設(shè)置為距離列車前端當(dāng)前位置最近的道岔區(qū)段的端點，若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導(dǎo)向安全側(cè)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟S4進一步包括遍歷所述計軸區(qū)段序列；若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段均為空閑，則將列車后端安全位置點設(shè)置為距離列車后端當(dāng)前位置最近的道岔區(qū)段的端點，若該計軸區(qū)段序列包含的各計軸區(qū)段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導(dǎo)向安全側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于區(qū)域控制器的列車安全位置計算方法，在計算列車前端安全包絡(luò)和后端安全包絡(luò)時，充分考慮車地通信延遲時間、測距誤差及所述當(dāng)前行駛數(shù)據(jù)，為列車計算最大可能的安全包絡(luò)，保證任何時候，列車實際位置均處于安全包絡(luò)范圍內(nèi)；當(dāng)基于列車當(dāng)前位置的前端安全包絡(luò)和后端安全包絡(luò)范圍內(nèi)的線路有至少一方為四開道岔時，通過記錄四開的各道岔區(qū)段的ID，并根據(jù)所述各ID確定四開道岔對應(yīng)的計軸區(qū)段序列；遍歷所述計軸區(qū)段序列，根據(jù)道岔區(qū)段占用或空閑的情況，確定列車前端和后端的安全位置點，從而確定列車的安全位置，最大限度地避免了安全位置計算失敗，以保證系統(tǒng)的安全性和可用性。
文檔編號B61L27/00GK102963398SQ20121050712
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者孫玉鵬, 張春雨 申請人:北京交控科技有限公司