一种TACS与TBTC融合的信号系统及其切换方法与流程

一种tacs与tbtc融合的信号系统及其切换方法
技术领域
1.本发明涉及轨道交通信号系统，尤其是涉及一种tacs与tbtc融合的信号系统及其切换方法。


背景技术：

2.在目前轨道交通信号系统中，还有相当部分地铁线路是采用tbtc(track circuit based train control)制式，即基于轨道电路的列车控制系统。采用该制式的线路一般运营年限较长，基本超过了15年的运营时间，即将面临大修改造。
3.改造方案可分为：方案一，全部信号系统升级换代，将既有tbtc系统退役；方案二，保留既有系统，在既有系统上叠加新系统。采用第二种方案的优势在于平时以新系统运营，在新系统出现降级的情况下，可以将旧系统作为备用系统使用。方案一的缺点在于既有tbtc系统将全部废弃，方案二的缺点在于列车上需要共存两套车载信号系统，增加了后期的维护成本。
4.经过检索中国专利公开号cn113320574a公开了一种tacs与ctcs融合的信号系统，该系统包括相互之间通过网络连接的调度集中系统ctc或列车自动监控系统ats、集中维护系统cmss、计算机联锁ci、列控中心tcc、轨道电路、临时限制服务器tsrs、无线闭塞中心rbc、目标控制器oc、轨旁资源管理器wsic、轨旁列车管理器wstc和车载设备；但是该融合系统对于tbtc制式系统无法适用，ctcs和tbtc是两个完全不同的信号系统，因此如何来研发一种tacs系统与tbtc系统融合，实现一套tacs车载系统实现既可以在tacs模式下运行，也可以在tbtc模式下运行，成为需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.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改造成本低、实现效果好的tacs与tbtc融合的信号系统及其切换方法。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.根据本发明的第一方面，提供了一种tacs与tbtc融合的信号系统，包括tacs系统设备、tbtc系统设备以及tacs和tbtc系统接口，所述的信号系统将tacs系统设备和tbtc系统设备进行整合，并新增tacs和tbtc系统接口，实现两个制式的信号系统共存；
8.正常情况下，列车在tacs系统的控制下运行；在列车降级的情况下，由系统自动识别设备降级状态，并将控制模式转为tbtc系统控制，由tbtc系统为列车排列进路开放信号，列车在司机人工驾驶模式下行车。
9.作为优选的技术方案，所述的tacs系统设备包括：
10.中心ats，用于在tacs系统中负责为列车分配行车任务；
11.轨旁资源管理器，用于轨旁资源管理，接收列车发送的资源占用和释放请求，并给列车反馈资源锁定状态；
12.目标控制器，用于接收轨旁资源管理器发送的轨旁资源锁定和释放命令，并进行
输出控制；
13.车载设备，用于在tacs模式下负责向轨旁资源管理器申请资源。
14.作为优选的技术方案，所述的中心ats用于tacs系统与tbtc系统共同使用，当降级为tbtc系统时，所述的中心ats负责向轨旁发送进路排列命令。
15.作为优选的技术方案，所述的车载设备用于tacs系统与tbtc系统共同使用，当降级为tbtc系统时，所述的车载设备负责按轨旁atp的命令行车。
16.作为优选的技术方案，所述的tbtc系统设备包括：
17.轨道电路，用于检测列车占用并向列车发送变量信息；
18.轨旁atp，用来接收来自联锁发送的轨道状态，并向列车发送轨道状态；
19.联锁系统，用于排列进路并将进路状态发送给轨旁atp。
20.作为优选的技术方案，所述的变量信息包括道岔信号机状态、速度等级、区段长度和坡度信息。
21.作为优选的技术方案，所述的轨道状态包括道岔、信号机和轨道电路的状态信息。
22.作为优选的技术方案，所述的tacs和tbtc系统接口包括：
23.轨旁资源管理器与联锁系统接口，用于判断轨旁资源的控制权限；
24.目标控制器与联锁系统接口，用于实现轨旁资源的控制；
25.目标控制器与轨道电路接口，用于实现轨道区段的占用或出清信息传输；
26.车载设备与轨道电路接口，用于轨旁资源申请及模式切换。
27.作为优选的技术方案，所述的轨旁资源管理器与联锁系统接口的具体操作如下：
28.正常情况下，由轨旁资源管理器wrc进行轨旁资源控制，在轨旁资源管理器wrc故障的情况下，由联锁系统接管轨旁资源控制权。
29.作为优选的技术方案，所述的控制权也可由人工进行设置。
30.作为优选的技术方案，所述的目标控制器与联锁系统接口的具体操作如下：
31.在tacs模式下，轨旁资源由轨旁资源管理器和目标控制器控制；在tbtc模式下，轨旁资源由联锁系统和目标控制器控制。
32.作为优选的技术方案，所述的目标控制器与轨道电路接口的具体操作如下：
33.所述的目标控制器采取轨道电路发送的轨道区段的占用或出清信息，并将占用或出清信息发送至联锁系统。
34.作为优选的技术方案，所述的车载设备与轨道电路接口的具体操作如下：
35.在tacs模式下，主动申请轨旁资源；轨旁资源管理器故障时，将列车降级为tbtc模式。
36.根据本发明的第二方面，提供了一种用于所述tacs与tbtc融合的信号系统的切换方法，包括以下步骤：
37.步骤s1，正常情况下，列车在tacs模式下运行；
38.步骤s2，系统实时监测轨旁资源管理器的运行状态，以确定轨旁资源的控制权；
39.步骤s3，当轨旁资源管理器故障后，联锁系统获得轨旁资源控制权，通过中心ats为列车排列进路；
40.步骤s4，通过人工授权将轨旁资源的控制权分配给tbtc系统中的联锁系统；
41.步骤s5，车载设备根据与轨旁资源管理器的通信状态决定以tacs模式运行还是以
tbtc模式运行；在与轨旁资源管理器失去通信或轨旁资源控制权被人工强制分配给联锁系统后转为tbtc模式运行；
42.步骤s6，列车模式转换完成后，列车在tbtc模式下运行。
43.根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。
44.根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。
45.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
46.1、本发明将tacs模式和tbtc模式进行了深度融合，实了两种信号制式在同一线路中共存，并可以实现切换；
47.2、本发明通过控制权转换，实现轨旁资源可以由两套系统分别进行控制；
48.3、本发明通过车载融合轨道电路接口，实现列车可以在两种制式的信号系统中运行；
49.4、本发明为旧线改造提供了全新解决方案，可以在保留既有tbtc信号系统的基础上叠加tacs系统。
附图说明
50.图1为本发明tacs和tbtc融合的结构图；
51.图2为本发明tacs和tbtc融合系统接口的示意图；
52.图3为本发明tacs和tbtc系统切换过程的流程图。
具体实施方式
53.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。
54.如图1所示，一种tacs与tbtc融合的信号系统，包括tacs系统设备、tbtc系统设备以及tacs和tbtc系统接口，所述的信号系统将tacs系统设备和tbtc系统设备进行整合，并新增tacs和tbtc系统接口，实现两个制式的信号系统共存；
55.正常情况下，列车在tacs系统的控制下运行；在列车降级的情况下，由系统自动识别设备降级状态，并将控制模式转为tbtc系统控制，由tbtc系统为列车排列进路开放信号，列车在司机人工驾驶模式下行车。
56.tacs系统设备包括：
57.中心ats(与tbtc系统共用)，在tacs系统中负责为列车分配行车任务。降级为tbtc系统时负责向轨旁发送进路排列命令。
58.轨旁资源管理器，用于轨旁资源管理，接收列车发送的资源占用和释放请求，并给列车反馈资源锁定状态。
59.目标控制器，负责接收轨旁资源管理器发送的轨旁资源锁定和释放命令，并进行输出控制。
60.车载设备(与tbtc系统共用)，tacs模式下负责向轨旁资源管理器申请资源。降级为tbtc模式时，负责按轨旁atp的命令行车。
61.tbtc系统设备包括：
62.轨道电路，检测列车占用并向列车发送变量信息(道岔信号机状态、速度等级、区段长度、坡度等)。
63.轨旁atp，接收来自联锁发送的轨道状态(道岔，信号机和轨道电路)，并向列车发送轨道状态。
64.联锁系统，排列进路并将进路状态发送给轨旁atp。
65.tacs系统与tbtc系统融合后，两个系统间接口关系如下图2所示，其中增加了以下接口：
66.轨旁资源管理器与联锁系统接口，用于判断轨旁资源的控制权限。正常情况下，由轨旁资源管理器wrc进行轨旁资源控制，在wrc故障的情况下，由联锁接管轨旁资源控制权。控制权也可以由人工进行设置。
67.目标控制器与联锁系统接口，联锁不直接与轨旁资源接口，而是通过目标控制器与轨旁资源接口。在tacs模式下，轨旁资源由资源管理器和目标控制器控制；在tbtc模式下，轨旁资源由联锁和目标控制器控制。
68.目标控制器与轨道电路接口，目标控制器采取轨道电路发送的轨道区段的占用/出清信息，并将占用/出清信息通过发送至联锁。
69.车载设备与轨道电路接口，在tacs模式下，列车与轨旁资源管理器接口，主动申请轨旁资源；轨旁资源管理器故障时，系统可降级为tbtc模式。
70.具体实施例
71.某准移动闭塞城市轨道交通线路改造，为了保留既有tbtc信号系统作为备用，采用tbtc叠加tacs系统的方式改造，改造完成的行车方式如下：
72.1)正常情况下，列车在tacs模式下运行；
73.2)轨旁资源管理器故障，此时联锁可以强行获得轨旁资源控制权，中心调度通过ats为列车排列进路故障区域内的行车进路；
74.3)车载与轨旁资源管理器失去通信后，无法下发资源申请命令，此时列车自动转为tbtc模式运行；
75.4)列车模式转换完成后，列车可以在tbtc模式下以atp驾驶模式运行，确保运营不中断。
76.以上是关于系统实施例的介绍，以下通过方法实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。
77.如图3所示，一种用于tacs与tbtc融合的信号系统的切换方法，包括以下步骤：
78.步骤s1，正常情况下，列车在tacs模式下运行；
79.步骤s2，系统实时监测轨旁资源管理器的运行状态，以确定轨旁资源的控制权；轨旁资源的控制权也可以通过人工设置的方式分配，见步骤s4；
80.步骤s3，当轨旁资源管理器故障后，联锁系统获得轨旁资源控制权，通过中心ats为列车排列进路；
81.步骤s4，通过人工授权将轨旁资源的控制权分配给tbtc系统中的联锁系统；这种
情况可以在线路中出现非通过车的场景下实施。
82.步骤s5，车载设备根据与轨旁资源管理器的通信状态决定以tacs模式运行还是以tbtc模式运行；在与轨旁资源管理器失去通信或轨旁资源控制权被人工强制分配给联锁系统后转为tbtc模式运行；
83.步骤s6，列车模式转换完成后，列车在tbtc模式下运行。
84.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
85.本发明电子设备包括中央处理单元(cpu)，其可以根据存储在只读存储器(rom)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(ram)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在ram中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。cpu、rom以及ram通过总线彼此相连。输入/输出(i/o)接口也连接至总线。
86.设备中的多个部件连接至i/o接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
87.处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法s1～s6。例如，在一些实施例中，方法s1～s6可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到ram并由cpu执行时，可以执行上文描述的方法s1～s6的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，cpu可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法s1～s6。
88.本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、片上系统(soc)、复杂可编程逻辑设备(cpld)等等。
89.用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
90.在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
91.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。