专利名称：一种轨道交通列车监控系统及方法
技术领域：
本发明涉及地铁信号系统中的列车自动控制系统(ATC，Automatic Train Control)，特别涉及一种轨道交通列车监控系统及方法。
背景技术：
目前，在城市轨道交通中，列车自动监控系统(ATS，Automatic Train Supervision)是列车自动控制系统(ATC)中一个关键子系统，其以行车调度为主，与计算机联锁系统、列车自动防护系统、列车自动运行系统一起构成完整的ATC系统，以及通过与广播系统、旅客向导系统、轨道交通综合监控系统等地铁自动化系统的互联通信，为控制中心行车调度员和车站行车值班员提供信号和列车的监控功能，并在此基础上实现对列车的自动化调度和运行调整，从而减轻调度员和值班员的工作强度，优化线路运行效率，为安全行车和调度指挥提供丰富的信息，从而保证了行车和乘客的安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，如何将轨道交通综合监控系统和ATS —体化，因此提供一种轨道交通列车监控系统及方法。为了解决上述问题，本发明公开了一种轨道交通列车监控系统，包括信号设备及列车服务对象模型建立模块，利用实时数据库建立信号设备和列车服务对象模型；数据采集模块，通过所建立的信号设备模型实时采集区段信息和信号设备信息， 通过所建立的列车服务对象模型采集列车运行信息；列车跟踪及进路排列模块，根据所采集到的区段信息、信号设备信息以及列车运行信息，结合列车运行时刻表，对列车进行位置跟踪以及进路排列；列车调整模块，在列车位置跟踪以及进路排列的过程中，根据列车运行时刻表对列车的运行进行自动调整。较佳地，上述系统中，所述数据采集模块，通过所建立的信号设备模型实时采集区段信息和信号设备信息指从联锁系统发送的实时数据包中获取区段信息和信号设备信息；所述数据采集模块，通过所建立的列车服务对象模型采集列车运行信息指从列车自动保护系统发送的实时数据包中获取列车运行信息。 较佳地，上述系统中，所述信号设备及列车服务对象模型建立模块，还根据所述数据采集模块实时采集的区段信息和信号设备信息更新所述信号设备模型，根据所述数据采集模块实时采集的列车运行信息更新所述列车服务对象模型。较佳地，上述系统还包括人机界面模块，该模块，根据用户指令设置信号设备信息、列车运行信息以及列车运行时刻表。较佳地，上述系统还包括数据服务单元，该单元存储非实时性数据，所述非实时性数据包括如下一种或几种列车基本运行图、车辆维护信息、列车运行的历史统计信息。本发明还公开了一种轨道交通列车监控方法，包括利用实时数据库建立信号设备和列车服务对象模型；通过所建立的信号设备模型实时采集区段信息和信号设备信息，通过所建立的列车服务对象模型采集列车运行信息，根据所采集到的区段信息、信号设备信息以及列车运行信息，结合列车运行时刻表，对列车进行位置跟踪以及进路排列；其中，在上述列车位置跟踪以及进路排列的过程中，根据列车运行时刻表对列车的运行进行自动调整。较佳地，上述方法中，通过所建立的信号设备模型实时采集区段信息和信号设备信息指从联锁系统发送的实时数据包中获取区段信息和信号设备信息；通过所建立的列车服务对象模型采集列车运行信息指从列车自动保护系统发送的实时数据包中获取列车运行信息。较佳地，上述方法还包括根据实时采集的区段信息和信号设备信息更新所述信号设备模型，根据实时采集的列车运行信息更新所述列车服务对象模型。较佳地，上述方法还包括通过人机界面接收用户指令，根据用户指令设置信号设备信息、列车运行信息以及列车运行时刻表。较佳地，上述方法还包括存储非实时性数据，其中，所述非实时性数据包括如下一种或几种列车基本运行图、车辆维护信息、列车运行的历史统计信息。本发明技术方案实现了现代城市轨道交通综合监控和行车调度指挥，使得电调、 环调、行调成为一体，减少了中间环节，大大节省成本，实现了两者之间的数据的实时安全的交互。并且，提高了轨道交通的自动化水平、服务质量和综合运营效率。
图1为本实施例1提供的优选的轨道交通列车监控系统结构示意图；图2为本实施例2提供的轨道交通列车监控流程示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合，均在本发明的保护范围之内。本发明申请人考虑到目前的轨道交通综合监控系统和ATS系统是两个独立的系统，这两者需要通过中间环节进行资源信息共享以实现互通互联。因此，本发明申请人提出将轨道交通综合监控系统和ATS系统这两个原本独立的系统一体化，这样，就可以实时、可靠地共享这两个系统的资源信息，并提高城市轨道交通的调控性及安全性。实施例1
基于上述思想，本实施例提供一种基于轨道交通综合监控平台的轨道交通列车监控系统。本实施例中，该系统至少包括如下各模块。信号设备及列车服务对象模型建立模块，利用实时数据库建立信号设备和列车服务对象模型。其中，信号设备包括区段、信号机、道岔、站台、连接器等设备。具体地，信号设备及列车服务对象模型建立模块使用实时数据库的组态工具创建信号设备和列车服务对象模型。优选的，信号设备及列车服务对象模型建立模块，还可以根据数据采集模块实时采集的区段信息和信号设备信息更新所述信号设备模型，根据数据采集模块实时采集的列车运行信息更新所述列车服务对象模型。这样，实时更新的信号设备模型以及列车服务对象模型就更准确，从而提高轨道交通列车监控的可靠性。还有一些方案中，信号设备及列车服务对象模型建立模块还进行人工命令处理以及报警、日志的处理。数据采集模块，通过所建立的信号设备模型实时采集区段信息和信号设备信息， 通过所建立的列车服务对象模型采集列车运行信息；其中，区段信息指区段是否占用。信号设备信息包括信号机状态信息、道岔状态信息、站台状态信息以及连接器信号设备信息。列车运行信息包括列车运行轨迹。具体地，数据采集模块从联锁系统发送的实时数据包中获取区段信息和信号设备信息，从列车自动保护系统发送的实时数据包中获取列车运行信息。列车跟踪及进路排列模块，结合所采集到的区段信息、信号设备信息、列车运行信息，以及列车运行时刻表，对列车进行位置跟踪以及进路排列；其中，列车跟踪及进路排列模块，对列车位置进行跟踪指在监视线路区域内探测列车的移动，具体地，可根据数据采集模块从现场接收的连续的(ATC列车位置信息)和不连续的(轨道电路占压)位置指示来确定列车的位置和列车的移动，并将数据采集模块收到的这些信息写入实时数据库的列车服务对象中。为列车排列进路则是指根据对列车对象行驶位置和联锁进路表信息以及计划运行图信息，自动排列前方进路。列车调整模块，在列车位置跟踪以及进路排列的过程中，根据当前的列车运行时刻表对列车的运行进行自动调整。列车调整模块主要实现了根据列车运行时刻表对早晚点列车进行停站时间和运行等级的调整，尽量把列车运行时间调整到与列车运行时间接近，同时把列车早晚点信息和预告信息实时的报告给实时数据库。这样，实时数据库再将收到的列车早晚点信息和预告信息反馈给TDT (发车指示器)、PA (广播系统)、PIS (乘客信息系统)以便列车管理人员更好地进行列车运行时刻管理，以及为列车乘客的提供更好的服务。考虑到列车监控过程中，用户可能会有一些实际的监控要求，因此为了满足不同用户的实际需求，在优选方案中增加了人机交互功能。即在上述各模块的基础上，增加人机界面模块，如图1所示，该模块向用户显示实时采集的区段信息、信号设备信息以及列车运行信息，并提供人工操作命令界面，来控制区段、信号设备以及列车，此时，人机界面模块根据用户指令设置信号设备信息、列车运行信息以及列车运行时刻表。并将新设置的信号设备信息、列车运行信息以及列车运行时刻表发送给实时数据库更新信号设备和列车服务对象模型。具体地，人机界面模块从实时数据库中获取信号设备和列车对象的相关信息，并根据这些数据在轨道交通列车监控系统的显示界面上实时显示信号设备状态和列车运行情况。针对信号设备的人机操作会话主要是通过人为动作后在人机交互对话中实现对实时数据库中信号设备和列车对象的访问，进而实现对现场信号设备的控制操作。在线时刻表以 ActiveX控件的形式嵌入到通用人机界面中，为列车管理人员提供在线监视列车运行轨迹和时刻表的在线修改功能。在另一些方案中提出的轨道交通列车监控系统还包括有时刻表服务模块，该模块加载离线时刻表数据，为列车跟踪及进路排列模块和列车调整模块提供列车运行时刻表， 可通过人机界面显示给操作员。具体地，列车运行时刻表分为离线和在线时刻表。其中，离线时刻表主要用来编制时刻表数据，在线时刻表是列车计划运行图和实时显示列车运行轨迹。为了向用户提供数据查询功能，还可以在上述系统结构的基础上增加数据服务单元，该单元具有关系数据库管理功能，主要存储所有非实时性数据，以便用户查询数据。非实时性数据包括如下一种或几种基本运行图、车辆维护信息、列车运行的历史统计信息。另外，还可以在上述系统结构的基础上增加一与数据采集模块相连的通讯模块， 其与底层联锁系统、列车自动保护系统等信号系统进行数据交互，并交互的数据发送给实时数据库。其中，对于上行数据，通讯模块将底层信号系统数据(即联锁系统、列车自动保护系统发送的数据)解析后采用数据包整包发送给实时数据库进行数据解析；对于下行数据，通讯模块则解析实时数据库发送来的数据并通过安全协议发送给底层信号系统。实施例2本实施例介绍一种轨道交通列车监控方法，该方法如图2所示，包括如下步骤步骤200，利用实时数据库建立信号设备和列车服务对象模型；
其中，信号设备及列车服务对象模型建立模块使用实时数据库的组态工具创建信号设备和列车服务对象模型。步骤201，通过所建立的信号设备模型实时采集区段信息和信号设备信息，通过所建立的列车服务对象模型采集列车运行信息；该步骤中，通过所建立的信号设备模型实时采集区段信息和信号设备信息指从联锁系统发送的实时数据包中获取区段信息和信号设备信息；通过所建立的列车服务对象模型采集列车运行信息指从列车自动保护系统发送的实时数据包中获取列车运行信息。步骤202，根据所采集到的区段信息、信号设备信息以及列车运行信息，结合列车运行时刻表，对列车进行位置跟踪以及进路排列；其中，在上述列车位置跟踪以及进路排列的过程中，根据列车运行时刻表对列车的运行进行自动调整。优选方案中，除了上述操作外，还根据实时采集的区段信息和信号设备信息更新实时数据库中的信号设备模型，根据实时采集的列车运行信息更新实时数据库中的列车服务对象模型。这样，实时更新的信号设备模型以及列车服务对象模型就更加准确，从而提高轨道交通列车监控的可靠性。还有一些方案，考虑到用户的实际监控需求，故可通过人机界面接收用户指令，根据用户指令设置信号设备信息、列车运行信息以及列车运行时刻表。同时，根据设置后的信号设备信息、列车运行信息以及列车运行时刻表更新实时数据库中的信号设备和列车服务对象模型。为了满足用户查询数据的要求，还有一些方案存储非实时性数据以供用户查询。 其中，非实时性数据包括如下一种或几种列车基本运行图、车辆维护信息、列车运行的历史统计信息。本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。从上述实施例可以看出，本申请技术方案基于通用监控软件平台(即轨道交通综合监控平台)的实时数据库建立信号设备及列车服务对象模型，实现了对区段、信号机、道岔、站台、连接器信号设备和列车相关信息实时采集、人工命令处理以及报警、日志的处理， 同时以独立的模块来实现列车跟踪和进路排列，以独立的进程来实现在线时刻表后台服务和列车自动调整的功能。另外，优选的方案中，以通用监控软件平台(即轨道交通综合监控平台)的人机界面为基础建立ATS软件信号设备监控画面，实现对信号设备和列车的人机交互对话，同时在人机界面嵌入在线时刻表以实现列车运行轨迹的实时显示和在线时刻表修改。以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种轨道交通列车监控系统，其特征在于，该系统包括信号设备及列车服务对象模型建立模块，利用实时数据库建立信号设备和列车服务对象模型；数据采集模块，通过所建立的信号设备模型实时采集区段信息和信号设备信息，通过所建立的列车服务对象模型采集列车运行信息；列车跟踪及进路排列模块，根据所采集到的区段信息、信号设备信息以及列车运行信息，结合列车运行时刻表，对列车进行位置跟踪以及进路排列；列车调整模块，在列车位置跟踪以及进路排列的过程中，根据列车运行时刻表对列车的运行进行自动调整。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集模块，通过所建立的信号设备模型实时采集区段信息和信号设备信息指从联锁系统发送的实时数据包中获取区段信息和信号设备信息；所述数据采集模块，通过所建立的列车服务对象模型采集列车运行信息指从列车自动保护系统发送的实时数据包中获取列车运行信息。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述信号设备及列车服务对象模型建立模块，还根据所述数据采集模块实时采集的区段信息和信号设备信息更新所述信号设备模型，根据所述数据采集模块实时采集的列车运行信息更新所述列车服务对象模型。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，该系统还包括人机界面模块，该模块，根据用户指令设置信号设备信息、列车运行信息以及列车运行时刻表。
5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，该系统还包括数据服务单元，该单元存储非实时性数据，所述非实时性数据包括如下一种或几种列车基本运行图、车辆维护信息、列车运行的历史统计信息。
6.一种轨道交通列车监控方法，其特征在于，该方法包括利用实时数据库建立信号设备和列车服务对象模型；通过所建立的信号设备模型实时采集区段信息和信号设备信息，通过所建立的列车服务对象模型采集列车运行信息，根据所采集到的区段信息、信号设备信息以及列车运行信息，结合列车运行时刻表，对列车进行位置跟踪以及进路排列；其中，在上述列车位置跟踪以及进路排列的过程中，根据列车运行时刻表对列车的运行进行自动调整。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，通过所建立的信号设备模型实时采集区段信息和信号设备信息指从联锁系统发送的实时数据包中获取区段信息和信号设备信息；通过所建立的列车服务对象模型采集列车运行信息指从列车自动保护系统发送的实时数据包中获取列车运行信息。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据实时采集的区段信息和信号设备信息更新所述信号设备模型，根据实时采集的列车运行信息更新所述列车服务对象模型。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包括通过人机界面接收用户指令，根据用户指令设置信号设备信息、列车运行信息以及列车运行时刻表。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包括 存储非实时性数据，其中，所述非实时性数据包括如下一种或几种 列车基本运行图、车辆维护信息、列车运行的历史统计信息。
全文摘要
本发明涉及一种轨道交通列车监控系统及方法，属于地铁信号系统中的列车自动控制系统。本发明公开的系统包括信号设备及列车服务对象模型建立模块，利用实时数据库建立信号设备和列车服务对象模型；数据采集模块，通过所建立的信号设备模型实时采集区段信息和信号设备信息，通过所建立的列车服务对象模型采集列车运行信息；列车跟踪及进路排列模块，根据所采集到的区段信息、信号设备信息以及列车运行信息，结合列车运行时刻表，对列车进行位置跟踪以及进路排列；列车调整模块，在列车位置跟踪以及进路排列的过程中，根据列车运行时刻表对列车的运行进行自动调整。本发明技术方实现了两者之间的数据的实时安全的交互。
文档编号B61L27/04GK102358337SQ20111022877
公开日2012年2月22日 申请日期2011年8月10日 优先权日2011年8月10日
发明者宋小莉, 李天辉, 郝青生 申请人:北京和利时系统工程有限公司