一種城市軌道交通軌旁運(yùn)控系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種城市軌道交通軌旁運(yùn)控系統(tǒng)及控制方法，該系統(tǒng)包括區(qū)域控制器、聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊、智能聯(lián)鎖控制單元、內(nèi)部安全總線和聯(lián)鎖總線，所述區(qū)域控制器與聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊均采用“二取二乘二”安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)，通過內(nèi)部安全總線聯(lián)接，聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊通過聯(lián)鎖總線與智能聯(lián)鎖控制單元聯(lián)接，智能聯(lián)鎖控制單元控制室外設(shè)備。該方法包括：區(qū)域控制器和管轄區(qū)域內(nèi)的聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊均采用“二取二乘二”安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)，通過內(nèi)部安全總線實(shí)時(shí)交換信息；聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊根據(jù)區(qū)域控制器命令，進(jìn)行核心聯(lián)鎖邏輯的處理，得出信號(hào)設(shè)備控制命令，發(fā)送至相應(yīng)的智能聯(lián)鎖控制單元；智能聯(lián)鎖控制單元根據(jù)控制命令，采集現(xiàn)場信號(hào)設(shè)備狀態(tài)信息，完成室外信號(hào)設(shè)備的控制。
【專利說明】一種城市軌道交通軌旁運(yùn)控系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市軌道交通運(yùn)行控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種軌旁運(yùn)控系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以太網(wǎng)因其標(biāo)準(zhǔn)開放、組網(wǎng)靈活、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)受到各信號(hào)廠商的青睞，在城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在大多數(shù)先進(jìn)的列車運(yùn)控系統(tǒng)都已采用以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加安全協(xié)議，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的信息交換。
[0003]城市軌道交通的軌旁運(yùn)控子系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成:
[0004]I)區(qū)域控制器ZC
[0005]核心功能是根據(jù)管轄區(qū)域內(nèi)各列車的當(dāng)前位置、速度以及運(yùn)行方向等因素，同時(shí)考慮列車進(jìn)路、道岔狀態(tài)、線路限速以及其他障礙物等條件，為管轄區(qū)域內(nèi)的列車計(jì)算移動(dòng)授權(quán)MA，管理區(qū)域內(nèi)的列車，保證列車在系統(tǒng)控制的線路內(nèi)安全運(yùn)行。
[0006]2)聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊Cl
[0007]在規(guī)定的聯(lián)鎖條件和時(shí)序條件下，對(duì)進(jìn)路、信號(hào)機(jī)、道岔、屏蔽門以及站臺(tái)按鈕進(jìn)行控制。對(duì)于來自操作設(shè)備的錯(cuò)誤操作，具備有效的防護(hù)能力，使得進(jìn)路中區(qū)段、道岔、信號(hào)機(jī)等設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖。
[0008]3)智能聯(lián)鎖控制單元
[0009]接收聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊的命令，采集現(xiàn)場信號(hào)設(shè)備狀態(tài)信息，計(jì)算基本的聯(lián)鎖邏輯，完成室外信號(hào)設(shè)備的控制。
[0010]4)冗余內(nèi)部安全總線
[0011]通過冗余的內(nèi)部安全總線，區(qū)域控制器ZC和管轄區(qū)域內(nèi)的多個(gè)聯(lián)鎖Cl實(shí)現(xiàn)信息交換。
[0012]5)冗余聯(lián)鎖總線
[0013]通過冗余的聯(lián)鎖總線，聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊與各智能聯(lián)鎖控制單元實(shí)現(xiàn)控制命令和狀態(tài)信息的交換。
[0014]另外，軌旁運(yùn)控系統(tǒng)接入交換機(jī)，通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)DCS，與列車自動(dòng)監(jiān)督系統(tǒng)ATS以及車載控制器CC通信。
[0015]區(qū)域控制器功能包括接收由其控制區(qū)內(nèi)列車發(fā)出的位置信號(hào)，根據(jù)所有已知障礙物(包括其它列車、封閉區(qū)段、失去狀態(tài)的道岔以及任何外部因素)的位置和運(yùn)行權(quán)限來確定其區(qū)域內(nèi)所有列車的運(yùn)行權(quán)限。
[0016]聯(lián)鎖系統(tǒng)功能包括進(jìn)路控制、道岔控制、信號(hào)機(jī)控制、軌道區(qū)段狀態(tài)檢測等。聯(lián)鎖系統(tǒng)負(fù)責(zé)根據(jù)ATS系統(tǒng)發(fā)送的排路命令為列車排列進(jìn)路，控制道岔轉(zhuǎn)換位置，控制軌旁信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈。
[0017]聯(lián)鎖系統(tǒng)負(fù)責(zé)為區(qū)域控制器提供所有軌旁信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)信息，并接收區(qū)域控制器的屏蔽門開關(guān)指令來實(shí)現(xiàn)對(duì)屏蔽門的開關(guān)控制。另外，取消進(jìn)路時(shí)，列車停車保證功能也需要聯(lián)鎖系統(tǒng)和區(qū)域控制器相互配合實(shí)現(xiàn)。
[0018]可見，區(qū)域控制器和聯(lián)鎖系統(tǒng)均為安全信號(hào)系統(tǒng)，同屬于軌旁運(yùn)控系統(tǒng)，在功能上聯(lián)系緊密，兩者必須協(xié)同一致、相互配合，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行的安全控制。
[0019]在傳統(tǒng)的城市軌道交通的軌旁運(yùn)控子系統(tǒng)中，區(qū)域控制器ZC的設(shè)計(jì)是在原有定型的聯(lián)鎖系統(tǒng)或定型的車載列控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造完成的。由此帶來以下兩個(gè)問題:
[0020]I)架構(gòu)分離
[0021]作為軌旁運(yùn)控系統(tǒng)中功能聯(lián)系緊密的兩個(gè)安全子系統(tǒng)，沒有統(tǒng)一的硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)，導(dǎo)致硬件板卡無法實(shí)現(xiàn)互換，軟件平臺(tái)無法移植。這個(gè)問題進(jìn)而帶來了一系列的其他問題，如軌旁運(yùn)控系統(tǒng)的前期投資成本大幅度攀升，施工難度增大，后期維護(hù)費(fèi)用大幅度增大，對(duì)維護(hù)人員的要求提高等。
[0022]2)通信實(shí)時(shí)性差
[0023]由于未能在功能和接口方面進(jìn)行一體化的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，區(qū)域控制器與聯(lián)鎖作為兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，只能分別接入交換機(jī)連接起來，通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)DCS實(shí)現(xiàn)安全信息和非安全信息的交互，增加了數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)DCS的通信負(fù)擔(dān)，降低了軌旁運(yùn)控系統(tǒng)的通信實(shí)時(shí)性、安全性以及可靠性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0024]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是如何降低通訊負(fù)擔(dān)、提高通信實(shí)時(shí)性、安全性以及
可靠性。
[0025]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種城市軌道交通軌旁運(yùn)控系統(tǒng)，包括:區(qū)域控制器、聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊、智能聯(lián)鎖控制單元、內(nèi)部安全總線和聯(lián)鎖總線，所述區(qū)域控制器與聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊均采用“二取二乘二”安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)，通過內(nèi)部安全總線聯(lián)接，聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊通過聯(lián)鎖總線與智能聯(lián)鎖控制單元聯(lián)接，智能聯(lián)鎖控制單元控制室外設(shè)備。
[0026]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述內(nèi)部安全總線為冗余結(jié)構(gòu)。
[0027]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述聯(lián)鎖總線為冗余結(jié)構(gòu)。
[0028]本發(fā)明還了一種城市軌道交通軌旁運(yùn)控系統(tǒng)控制方法，包括以下步驟:
[0029]I)區(qū)域控制器和管轄區(qū)域內(nèi)的聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊均采用“二取二乘二”安全計(jì)算機(jī)平臺(tái),通過內(nèi)部安全總線實(shí)時(shí)交換信息；
[0030]2)聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊根據(jù)區(qū)域控制器命令，進(jìn)行核心聯(lián)鎖邏輯的處理，得出信號(hào)設(shè)備控制命令，發(fā)送至相應(yīng)的智能聯(lián)鎖控制單元；
[0031]3)智能聯(lián)鎖控制單元根據(jù)控制命令，采集現(xiàn)場信號(hào)設(shè)備狀態(tài)信息，完成室外信號(hào)設(shè)備的控制。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0033]I)本發(fā)明基于完全相同的硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域控制器和聯(lián)鎖的一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域控制器和聯(lián)鎖系統(tǒng)功能的高效整合，有效地解決了現(xiàn)有軌旁運(yùn)控系統(tǒng)安全計(jì)算機(jī)在架構(gòu)方面存在的缺陷，提高了軌旁運(yùn)控系統(tǒng)平臺(tái)的通用性和可移植性；
[0034]2)區(qū)域控制器和管轄區(qū)域內(nèi)的聯(lián)鎖系統(tǒng)之間通過冗余的內(nèi)部安全總線交換信息，保證了信息交互的實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性；[0035]3)聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊通過安全聯(lián)鎖總線與智能聯(lián)鎖控制單元交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)鎖系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的通用性和可擴(kuò)散性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中:
[0037]圖1 一體化軌旁運(yùn)控系統(tǒng)區(qū)域控制器和聯(lián)鎖系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]參照?qǐng)D1對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0039]為使上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0040]下面結(jié)合圖1對(duì)“一種城市軌道交通軌旁運(yùn)控系統(tǒng)”作詳細(xì)描述。
[0041]I)利用成熟的以太網(wǎng)，設(shè)計(jì)安全協(xié)議，在區(qū)域控制器和管轄區(qū)域內(nèi)的聯(lián)鎖之間增加冗余的內(nèi)部安全總線。本系統(tǒng)與現(xiàn)有其它系統(tǒng)根本的不同點(diǎn)是:軌旁運(yùn)控系統(tǒng)內(nèi)部的信息交互不通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)DCS，而是通過獨(dú)立的內(nèi)部安全總線，滿足了信息交互的實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性要求。
[0042]2)為了提高聯(lián)鎖系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)聯(lián)鎖系統(tǒng)的通用性和可擴(kuò)散性，利用成熟的以太網(wǎng)，設(shè)計(jì)安全協(xié)議，在聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊與智能聯(lián)鎖控制單元之間增加冗余的聯(lián)鎖安全總線。與現(xiàn)有傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于:聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊僅完成核心聯(lián)鎖邏輯的運(yùn)算，室外設(shè)備的控制以及狀態(tài)信息采集任務(wù)由各智能聯(lián)鎖控制單元實(shí)現(xiàn)。因此，聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊的硬件和軟件均與站場規(guī)模無關(guān)，在設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工中，只需根據(jù)現(xiàn)場信號(hào)設(shè)備的類型及數(shù)量配置智能聯(lián)鎖控制單元即可，極大的提高了整個(gè)聯(lián)鎖系統(tǒng)的通用性與標(biāo)準(zhǔn)化。
[0043]3)在現(xiàn)場施工中，區(qū)域控制器與聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊可以獨(dú)立布置于不同的機(jī)柜中，也可以根據(jù)需要放置在同一個(gè)機(jī)柜中，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)及安裝施工的靈活性。
[0044]4)智能聯(lián)鎖控制單元通過安全型信號(hào)繼電器接口電路控制室外信號(hào)設(shè)備安全動(dòng)作，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)，滿足故障-安全原則。
[0045]軌旁運(yùn)控系統(tǒng)與城軌交通運(yùn)控系統(tǒng)中的其他子系統(tǒng)(如ATS、車載運(yùn)控子系統(tǒng)等)之間的通信方法，與已有城市軌道交通運(yùn)控系統(tǒng)中的通信方法一致，均利用數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)DCS，提高了系統(tǒng)的兼容性。
[0046]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些【具體實(shí)施方式】僅是舉例說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的情況下，可以對(duì)上述方法和系統(tǒng)的細(xì)節(jié)進(jìn)行各種省略、替換和改變。例如，合并上述方法步驟，從而按照實(shí)質(zhì)相同的方法執(zhí)行實(shí)質(zhì)相同的功能以實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)相同的結(jié)果則屬于本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。
【權(quán)利要求】
1.一種城市軌道交通軌旁運(yùn)控系統(tǒng)，其特征在于，包括:區(qū)域控制器、聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊、智能聯(lián)鎖控制單元、內(nèi)部安全總線和聯(lián)鎖總線，所述區(qū)域控制器與聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊均采用“二取二乘二”安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)，通過內(nèi)部安全總線聯(lián)接，聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊通過聯(lián)鎖總線與智能聯(lián)鎖控制單元聯(lián)接，智能聯(lián)鎖控制單元控制室外設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的城市軌道交通軌旁運(yùn)控系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)部安全總線為幾余結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的城市軌道交通軌旁運(yùn)控系統(tǒng)，其特征在于:所述聯(lián)鎖總線為幾余結(jié)構(gòu)。
4.一種城市軌道交通軌旁控制方法，其特征在于，包括以下步驟:區(qū)域控制器和管轄區(qū)域內(nèi)的聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊均采用“二取二乘二”安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)，通過內(nèi)部安全總線實(shí)時(shí)交換信息； 聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊根據(jù)區(qū)域控制器命令，進(jìn)行核心聯(lián)鎖邏輯的處理，得出信號(hào)設(shè)備控制命令，發(fā)送至相應(yīng)的智能聯(lián)鎖控制單元； 智能聯(lián)鎖控制單元根據(jù)控制命令，采集現(xiàn)場信號(hào)設(shè)備狀態(tài)信息，完成室外信號(hào)設(shè)備的控制。
【文檔編號(hào)】B61L19/06GK103786752SQ201410043859
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】張文靜, 徐洪澤, 仲維鋒, 劉湘黔, 岳強(qiáng), 楊光 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)