一种支持列车动态连挂和解编的控制方法与流程

本发明涉及城市轨道交通信号控制领域，尤其是涉及一种支持列车动态连挂和解编的控制方法。

背景技术：

城市轨道交通线路的客流量通常在时间上分布不均，工作日的上下班通勤时段有明显的客流高峰。为尽快将站台滞留乘客运送的目的地，高峰时段需投入更多的列车以提高运营能力；而其他时段则一般会减少运营列车数量，避免空车运行导致的资源浪费。但是，此种运营方式会导致非高峰时段乘客的等待时间过长，满意度下降。

此外，对于连接郊区新城和市中心的线路，为解决客流在空间上分布不均的问题，会将线路设计为“Y”型分岔，即在郊区段分开运行，在市区段共线运行，即列车是间隔发往通向分岔的两个终点的，如上海10、11号线。此种情况下，在分岔路段的列车运行间隔也很长。而且，由于有共线部分的列车运行间隔限制，即便在高峰时段也无法通过增加运营车辆来解决分岔路段的间隔过长问题。

一种即能解决客流在时间空间上分布不均，又能缩短非高峰期或分岔路段运营间隔的方式，是采用不同编组列车进行混合运营。即在高峰时段采用8节或6节长编组列车；而在非高峰时段，将一列长编组列车解编为两列4节或3节的短编组列车运营，这样可在保证运营间隔，不过多延长乘客等待时间的情况下提高载客率，避免空车运行导致资源浪费。对于“Y”型线路，两列短编组列车可在共线段连挂为长编组运行，在分岔站解编为两个短编组列车分别驶往不同目的地。

但是，上述运营模式无法实施的原因之一，是既有的城市轨道交通列车控制系统，不支持列车的动态连挂和解编作业，即要求运营列车的编组必须是固定的。原因是车载控制器中，需要预先存储列车的长度、应答器天线至车头距离等参数信息，在运行过程中不能改变。如果列车编组发生了变化，则必须要重新烧录车载控制器的数据，确保控制器中使用的信息与实际列车相一致，否则会导致列车位置计算错误，引起严重的安全问题。

因此，如何能安全可靠的判断出列车的连挂状态，能正确并自动地加载使用与当前列车连挂状态相匹配的配置参数，是实现列车动态连挂和解编控制的关键。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全性高、可靠性高、且自动化程度高的支持列车动态连挂和解编的控制方法，根据该方法，车载信号系统可以自动识别列车连挂状态并加载匹配的配置，用于列车的自动驾驶和安全防护；在运行过程中，如果列车编组状态发生改变，也会确保列车安全停车，其后存储并使用最新的编组信息。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种支持列车动态连挂和解编的控制方法，包括以下步骤：

步骤A：初始化阶段获取存储的连挂状态信息；

步骤B：根据存储的连挂状态加载对应编组的离线配置；

步骤C：采集连挂相关的三组输入信号；

步骤D：根据采集信号判断列车连挂状态是否合法，如果合法，则转入步骤E；如果不合法，则转入步骤F；

步骤E：判断当前连挂状态是否与步骤B使用的离线配置一致，如果一致，则执行步骤H；如果不一致，则执行步骤G；

步骤F：申请紧急制动，并报错告警；

步骤G：申请紧急制动，在判断列车停稳后，重新写入带编码的连挂状态信息，其后转入步骤A重新初始化；

步骤H：执行信号系统其他功能；

优选地，所述的步骤A中存储的连挂状态信息是经过编码的，假设x表示非编码的连挂状态，采用的编码格式如下：

XH＝x

XL＝-rkx+Bx

式中，rkx为x左移k位运算；Bx为x变量预先分配的签名；XH为原始信息x的编码高位；XL为原始信息x的编码低位；XH和XL组成原始信息x的编码信息；

从存储设备中读取到连挂信息后，需要校验该信息的正确性，采取的校验算法如下：

Bcheckx＝rkx+XL-Bx

如果Bcheckx等于0，表示校验成功；如果Bcheckx不等于0，表示校验失败，初始化失败而退出。

优选地，所述的步骤B中的离线配置包括“未连挂配置”、“司机室1连挂配置”和“司机室2连挂配置”。

优选地，所述的步骤C中的三组输入信号分别为列车未连挂ANS、司机室1被连挂ACS1和司机室2被连挂ACS2，用于确保正确反映列车真实的连挂状态。

优选地，所述的步骤D中的根据采集信号判断列车连挂状态是否合法，其判断逻辑如下表所示，其中组合2，3，5为合法状态，其余为非法状态：

优选地，所述的方法支持定义四种连挂状态，车载控制器可在线存储带安全编码的连挂状态信息和预先存储三组离线配置，同时能从车辆实时采集三组硬线输入信号并进行对应的控制。

优选地，所述的四种连挂状态包括列车未连挂状态、列车的司机室1被连挂状态、列车的司机室2被连挂状态和非法的连挂状态。

优选地，所述的存储带安全编码的连挂状态信息，存储设备支持在线读写，存储的连挂状态信息经过安全编码，读取的时候需要校验编码信息的正确性，确保系统安全。

优选地，所述的存储三组离线配置，存储介质选择板卡上的FLASH，所述的离线配置包括针对不同编组状态下对应的车长、应答器天线到车端距离和列车的牵引制动特性的信息。

优选地，车载信号系统从车辆实时采集三组硬线信号输入，包括列车未连挂信号、司机室1被连挂信号、和司机室2被连挂信号。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明使得长短编组列车混合运营且在线进行连挂和解编成为可能，编组变化前后无需人工烧录配置，极大提高了运营效率；

2)车载控制器能通过车辆输入信息实时判断列车连挂状态的变化，确保使用的列车参数配置与实际连挂状态一致，始终能够正确计算列车定位；

3)通过扩展来自车辆的连挂状态输入，可支持更多更灵活的编组方式。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种支持列车动态连挂和解编的车载控制器的结构，包括存储列车连挂状态信息的存储设备；存储三种离线数据的介质FLASH；执行车载信号功能的CPU。

如图2所示，本发明的工作流程图，详细描述如下：

步骤A：初始化阶段获取存储的连挂状态信息；

步骤B：根据存储的连挂状态加载对应编组的离线配置；

步骤C：通过与车辆接口，采集连挂相关的三组输入信号；

步骤D：根据采集信号判断列车连挂状态是否合法，如果合法，则转入步骤E；如果不合法，则转入步骤F；

步骤E：判断当前连挂状态是否与步骤B使用的离线配置一致，如果一致，则执行步骤H；如果不一致，则执行步骤G；

步骤F：申请紧急制动，并报错告警；

步骤G：申请紧急制动，在判断列车停稳后，重新写入带编码的连挂状态信息，其后转入步骤A重新初始化；

步骤H：执行信号系统其他功能；

上述各步骤还包括以下特征：

所述的步骤A：存储的连挂信息是经过编码的，假设x表示非编码的连挂状态，采用的编码格式如下：

XH＝x

XL＝-rkx+Bx

式中，rkx为x左移k位运算；Bx为x变量预先分配的签名。

从存储设备中读取到连挂信息后，需要校验该信息的正确性，采取的校验算法如下：

Bcheckx＝rkx+XL-Bx

如果Bcheckx等于0，表示校验成功；如果Bcheckx不等于0，表示校验失败，初始化失败而退出。

所述的步骤B：其中列车可能编组的离线配置有三种，包括“未连挂配置”，“司机室1连挂配置”，“司机室2连挂配置”。

所说的步骤C：三组输入信号需要车辆使用不同的继电器单独提供，三组输入分别表示列车未连挂(ANS)，司机室1被连挂(ACS1)，司机室2被连挂(ACS2)，确保正确反映列车真实的连挂状态。

所述的步骤D：根据采集信号判断列车连挂状态是否合法，其判断逻辑如下表所示：

本发明已成功应用于卡斯柯信号有限公司为埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴LRT工程提供的信号系统中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。