用于轨旁系统兼容不同厂商车载系统的中间件适配方法与流程

本发明涉及轨道交通信号系统的轨旁设备与车载设备互联互通领域。

背景技术：

现有的设计中，轨道交通信号系统中的轨旁控制器(mcu)是轨道交通信号系统的重要组成部分之一。在整个信号系统中，轨旁控制器(mcu)与中央控制单元(ccu)通信，接收中央控制单元的指令，例如进路排布指令、轨道关闭指令、临时限速指令等。反馈当前控区内的各种信息，例如当前控区内所有列车的实时位置、进路信息、信号机显示信息等。另外，轨旁控制器还与车载控制器(vcu)通信，接收当前控区内所有列车的实时位置，并计算每辆列车的实时授权。

在计算列车的实时授权的同时，轨旁控制器的主要功能是直接或间接控制各种安全相关的轨旁外围设备：计轴设备(ace)、道岔设备(switch)、各种信号机(signal)、站台屏蔽门(psd)、站台紧急停止按钮(pesb)、站台屏蔽门旁路按钮(psdoverridebutton)等。

目前，各家信号厂商提供的轨旁控制器都只能与本厂商的车载控制器进行互联。在这种情况下，不同线路上的列车无法实现共享运营，带来了资源浪费，也阻碍了我国可持续发展的目标。根据互联互通标准重新设计轨旁控制器从而满足互联互通的需要，也会给各家信号厂商带来较高的研发成本以及安全风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于轨旁系统兼容不同厂商车载系统的中间件适配方法，避免大规模修改现有系统架构所带来的设计成本以及系统风险。

实现上述目的的技术方案是：

一种用于轨旁系统兼容不同厂商车载系统的中间件适配方法，基于设在轨旁系统中的中间件系统接口层，所述中间件适配方法包括：

步骤s1、所述中间件系统接口层通过将互联互通标准电子地图与厂商自己的轨道拓扑图进行映射，实现列车位置适配；

步骤s2，所述中间件系统接口层将互联互通标准中的列车级别信息转化为厂商的轨旁设备能够识别的信息，实现列车模式适配；

步骤s3，所述中间件系统接口层将互联互通标准中的状态信息转化为厂商自定义的状态信息，实现列车状态参数适配；

步骤s4，所述中间件系统接口层将厂商自己的轨道拓扑图与互联互通标准电子地图进行映射，实现移动授权适配。

步骤s5，所述中间件系统接口层将互联互通标准中的限速区域位置映射转化为厂商内部自定义的区域位置，实现临时限速功能适配。

在上述的用于轨旁系统兼容不同厂商车载系统的中间件适配方法中，所述步骤s1中，所述中间件系统接口层采用坐标映射方法将互联互通标准电子地图轨道区段全部映射到厂商自己的轨道拓扑图上，生成一张全线轨道映射表，通过该全线轨道映射表产生软件数据库文件，轨旁设备软件读取该数据库文件即可将采用标准电子地图的列车位置信息转化为轨旁设备自己能够识别的内部位置信息。

在上述的用于轨旁系统兼容不同厂商车载系统的中间件适配方法中，所述步骤s2中，所述中间件系统接口层将标准列车级别信息转化为列车模式和信号灯请求命令信息。

在上述的用于轨旁系统兼容不同厂商车载系统的中间件适配方法中，所述步骤s3中，

所述中间件系统接口层将互联互通标准中的回退距离参数转化为厂商自定义的回退请求命令；

所述中间件系统接口层将互联互通标准中的到达目的地状态信息以及轨旁设备自己的信息综合得出列车已到达站点编号。

在上述的用于轨旁系统兼容不同厂商车载系统的中间件适配方法中，所述步骤s4中，所述中间件系统接口层采用坐标映射方法将厂商自己的轨道拓扑图反向映射到互联互通标准电子地图轨道区，生成一张全线轨道反向映射表，通过反向映射表产生软件数据库文件，轨旁设备软件读取该数据库文件即可将轨旁设备自定义的移动授权位置信息转化为互联互通标准电子地图的移动授权位置信息。

在上述的用于轨旁系统兼容不同厂商车载系统的中间件适配方法中，所述步骤s5中，所述中间件系统接口层采用坐标映射方法将互联互通标准电子地图轨道区段全部映射到厂商自己的轨道拓扑图上，生成一张全线轨道映射表，通过全线轨道映射表，先将互联互通标准中的限速区域位置转化成厂商内部自定义位置，然后通过内部自定义位置可以映射到厂商内部定义的限速区段。

本发明的有益效果是：本发明利用通用接口层将不同厂商车载系统的信息转化为轨旁设备可以识别的信息，然后处理这些信息并将处理结果转化为所有厂商车载系统能够识别的信息。使得装备不同信号厂家车载设备的列车可以在装备不同信号厂家轨旁设备的一条轨道交通线路内或多条轨道交通线路上无缝互通安全可靠运营，避免大规模修改现有系统架构所带来的设计成本以及系统风险。模块化结构使得系统更加灵活，需要支持互联互通标准时装载此模块，不需要支持互联互通标准时可以卸载此模块，减少软件资源的浪费。从而为促进中国城市轨道交通建设，实现并满足城市轨道交通互联互通的需要，达到经济适用、资源共享、技术先进及可持续发展的目标。

附图说明

图1是本发明的中间件适配方法的流程图；

图2是本发明中中间件系统接口层与车载系统和轨旁系统的连接示意图；

图3是本发明中互联互通标准电子地图轨道区段与厂商自己的轨道拓扑图之间的映射关系图；

图4是本发明中标准列车级别信息转化为列车模式和信号灯请求命令信息的适配表；

图5是本发明中回退距离参数转化为厂商自定义的回退请求命令的示意图；

图6是本发明中到达目的地状态信息转化为列车已到达站点编号的示意图；

图7是本发明中厂商自己的轨道拓扑图与互联互通标准电子地图轨道区之间的映射关系图；

图8是本发明中互联互通限速区段与厂商自己的轨道拓扑图之间的映射关系图；

图9是本发明中厂商自己的轨道拓扑图与厂商内部定义的限速区段的映射关系图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的用于轨旁系统兼容不同厂商车载系统的中间件适配方法，基于设在轨旁系统中的中间件系统接口层，如图2所示，在轨旁子系统(mcu)中设计一个中间件系统接口层，以此屏蔽不同厂商车载设备的差异性，减少轨旁设备系统核心模块的修改，比如：移动授权模块、列车追踪模块、列车通信模块、列车模式模块、列车命令处理模块等。

请参阅图1，本发明的中间件适配方法包括：

步骤s1、中间件系统接口层通过将互联互通标准电子地图与厂商自己的轨道拓扑图进行映射，实现列车位置适配。

各家厂商轨旁设备对于列车位置的表现方式可能都不一样，在互联互通标准中，所有车载设备报告给轨旁设备的列车位置都采用统一电子地图拓扑结构信息，对于轨旁设备，需要将这种格式的列车位置进行适配，使得轨旁设备能够识别并进行处理。适配的思想是将互联互通标准电子地图与厂商自己的轨道拓扑图进行映射。例如：标准电子地图采用轨道区段号以及区段内偏移量来确定列车头以及列车尾的位置，而厂商自己的轨道拓扑图通常也会采用区段号以及区段内偏移量来标示列车以及设备位置，因此，采用坐标映射方法将互联互通标准电子地图轨道区段全部映射到厂商自己的轨道拓扑图上，生成一张全线轨道映射表，通过这张表产生软件数据库文件，轨旁设备软件读取该数据库文件即可将采用标准电子地图的列车位置信息转化为轨旁设备自己能够识别的内部位置信息，如图3所示。

步骤s2，中间件系统接口层将互联互通标准中的列车级别信息转化为厂商的轨旁设备能够识别的信息，实现列车模式适配。列车模式用于表明当前列车的运行级别，直接影响到轨旁设备如何计算移动授权。当列车为cbtc(基于通信的列车自动控制系统)级别时，移动授权更精确，列车发车间隔更短，运营效率更高。当列车降级后，轨旁设备提供的移动授权更模糊，会影响运营效率。

在互联互通标准中，列车向轨旁设备报告的列车级别由列车运营级别和列车运营模式两个字段共同决定。在特定厂商轨旁设备中，列车模式有自己的定义，需要通过适配层将互联互通标准中的列车级别信息转化为厂商设备能够识别的信息。例如：某些厂商的轨旁设备使用列车模式和信号灯请求命令来表示列车级别，此时适配层需要将标准列车级别信息转化为此类信息，使得轨旁设备能够识别列车级别信息，适配表如下图4所示。

步骤s3，中间件系统接口层将互联互通标准中的状态信息转化为厂商自定义的状态信息，实现列车状态参数适配。

列车在线路上运行时，轨旁设备需要结合列车当前状态计算移动授权，因此，列车状态信息对于轨旁设备相当重要。在互联互通之前，各厂商轨旁设备对于列车状态都有自己的定义，因此，在互联互通标准中定义的各个列车状态信息不可避免的与厂商自定义的信息有所不同，因此，在不改变厂商设备软件核心架构的前提下，利用适配层将标准中的状态信息转化为厂商自定义的状态信息就非常有必要。

例如：回退距离和到达目的地状态。在有的厂商系统中，列车会发送回退请求给轨旁设备，而没有距离这个参数，轨旁设备根据自定义的回退距离参数来计算移动授权。在这种情况下，适配层需要将互联互通标准中的回退距离参数转化为厂商自定义的回退请求命令(如图5所示)，这样的目的是减少设备软件核心模块的修改。

另一个到达目的地状态，在有的厂商系统中，列车会发送已到达站点的编号以及状态，轨旁设备根据这些参数判断是否可以消除掉当前列车的移动授权信息。因此，适配层将根据互联互通标准中的到达目的地状态信息以及轨旁设备自己的信息(比如：列车的位置)综合得出列车已到达站点编号(如图6所示)，从而达到兼容目的。

步骤s4，中间件系统接口层将厂商自己的轨道拓扑图与互联互通标准电子地图进行映射，实现移动授权适配。各家厂商轨旁设备对于移动授权位置的表现方式可能都不一样，在互联互通标准中，所有轨旁设备报告给车载设备的移动授权位置都采用统一电子地图拓扑结构信息，对于轨旁设备，需要将厂商自定义的拓扑结构位置进行适配，使得最终报告给车载设备的移动授权信息可以被车载设备识别并进行处理。

适配的思想是将厂商自己的轨道拓扑图与互联互通标准电子地图进行映射。与上面所讲的列车位置适配方法正好是一组反向映射。例如：标准电子地图采用轨道区段号以及区段内偏移量来确定列车头以及列车尾的位置，而厂商自己的轨道拓扑图通常也会采用区段号以及区段内偏移量来标示列车以及设备位置，因此，采用坐标映射方法将厂商自己的轨道拓扑图反向映射到互联互通标准电子地图轨道区，生成一张全线轨道反向映射表，通过这张表产生软件数据库文件，轨旁设备软件读取该数据库文件即可将轨旁设备自定义的移动授权位置信息转化为互联互通标准电子地图的移动授权位置信息，如下图7所示。

步骤s5，中间件系统接口层将互联互通标准中的限速区域位置映射转化为厂商内部自定义的区域位置，实现临时限速功能适配。当轨道出现湿滑或者轨道上有工作人员时，需要将这片轨道区域的行驶速度设置为一个较低的水平，以此保证列车行驶的安全。不同厂商对于此功能的实现有所不同，比如有的厂商以自定义的轨道长度作为设置单元，而互联互通标准中，统一制定了限速区域位置的标示标准。

因此，需要通过适配层将互联互通标准中的限速区域位置映射转化为厂商内部自定义的区域位置。下面详细描述映射规则：互联互通标准中的限速区域位置采用电子地图轨道区段以及区段内偏移来确定限速区域的起始位置以及结束位置。在上述步骤中已经描述过如何将电子地图轨道区段拓扑结构映射到厂商自定义拓扑结构中，这里不在赘述。所以通过这种映射关系我们可以先将互联互通标准中的限速区域位置转化成厂商内部自定义位置(如图8所示)。然后通过内部自定义位置可以映射到厂商内部定义的限速区段，从而实现了互联互通标准中限速区域到厂商自定义区段的转化功能(如图9所示)。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。