一种相邻轨信号泄露的锁频处理方法与流程

本发明实施例涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种相邻轨信号泄露的锁频处理方法。

背景技术：

北京地铁5号线是贯通南北的主干线之一，2007年10月份开通运营，信号系统采用基于多信息无绝缘轨道电路(FS2500)加应答器定位的准移动闭塞系统。近十年来，随着北京北部的迅速发展，5号线的客流量增长迅猛，2015年的日均客流量已达到85万人次，最高达到108.5万人次，远远高于设计初期预估的40万人次的日均客流量。伴随客流量的持续增加，运营公司被迫采取增购车辆、缩短运营间隔等措施以提高运力。随着运营间隔的缩短和信号系统设备的老化，5号线的故障率将进一步提高。近两年，因信号系统故障多次导致5号线列车晚点、运营间隔拉大、运力下降、乘客滞留，受到社会的广泛关注。

为了将来摆脱5号线的轨道电路，将发车间隔压缩，例如，从150秒压缩到100秒。需要在5号线不停运的情况下，对5号线列车进行升级，使其具备将来运行CBTC系统的能力。为了不影响正常运营，5号线信号系统的改造分阶段实施，一期对车载设备进行升级，兼容既有地面轨道电路设备和美标应答器。

由于5号线升级改造分期实施的缘故，一期只改造车载信号设备，地面设备包括轨道电路、应答器、信号机等设备保持不变，这意味着，地面设备，尤其是频繁导致信号系统故障的轨道电路的设备状态将维持不变，其故障模式和故障状态将继续影响信号系统的正常工作；且5号线采用无绝缘节轨道电路(FS2500)，划分轨道区段时在相邻两个区段之间形成模糊区。锁频处理是改造后的车载信号设备的一项重要内容，错误的锁频处理将影响列车的运行安全，而现有技术缺乏对轨道电路模糊区内的相邻轨信号泄露的锁频处理方法。

技术实现要素：

由于现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提出一种相邻轨信号泄露的锁频处理方法。

本发明实施例提出一种相邻轨信号泄露的锁频处理方法，包括：

在预设低速运行状态下，确定相邻轨信号泄露的目标轨道区段；

根据所述目标轨道区段，确定电子地图中与所述目标轨道区段对应的目标逻辑区段；

若判断获知列车当前位置对应所述目标逻辑区段，则向轨道码接收器TCR发送锁频指令。

可选地，所述方法还包括：

所述TCR若接收到所述锁频指令，则根据所述锁频指令对载频和码频进行筛选；

若筛选得到与所述锁频指令对应的第一目标载频和第一目标码频，则将所述第一目标载频和所述第一目标码频发送至车载主处理单元MPU；否则向所述MPU发送无码信息。

可选地，所述方法还包括：

若判断获知列车当前位置远离所述目标逻辑区段，则向所述TCR发送锁频解除指令。

可选地，所述方法还包括：

所述TCR若未接收到所述锁频指令或接收到所述锁频解除指令，则根据筛选得到能量最大的第二目标载频和第二目标码频，并将所述第二目标载频和所述第二目标码频发送至所述MPU。

可选地，所述方法还包括：

所述MPU根据接收的码信息和列车当前位置计算移动授权和防护曲线；

其中，所述码信息包括所述第一目标载频、所述第一目标码频、无码信息、所述第二目标载频和所述第二目标码频。

可选地，所述电子地图为基于通信的列车自动控制系统CBTC中的地图。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过确定电子地图中相邻轨信号泄露的目标逻辑区段，并根据目标逻辑区段判断列车到达相邻轨信号泄露的目标轨道区段，向轨道码接收器发送锁频指令，使得运营线在保持地面不动的情况下，从车载设备内部，较好的解决了因被相临轨泄露的轨道区段的译码错误所导致的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1(A)和(B)为现有技术中相邻轨信号泄露的曲线示意图；

图2为现有技术中相邻轨信号泄露的分析示意图；

图3为本发明一实施例提供的一种相邻轨信号泄露的锁频处理方法的流程示意图；

图4为本发明一实施例提供的一种相邻轨信号泄露的锁频处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

以下首先对相邻轨信号泄露问题进行描述：

地面轨道电路设备器件随着时间推移和环境条件变化其参数会发生漂移，加之对地面设备维护不当等因素，最终导致轨道码信号泄露至与其相邻的轨道区段，如图1(A)为信号正常分布的曲线示意图，图1(B)所示的6G的F6信号泄露至8G，其中，轨道电路发送轨道码是有方向的，发码方向与列车运行方向相反。

设定图1(B)所示的8G为折返轨，列车驶入8G轨后将进行折返作业(在该图1(B)中，折返的意思是列车由右向左行驶至8G轨停车后，完成头尾切换，然后向右方行驶)。地面设备的折返主要是完成反向进路的排列和反向轨道码(即，发码方向会由图1(B)中的向右变为向左)的发送，正常情况下，1端(列车的左端)车载设备控制列车驶入8G并停稳后，车载设备和地面设备均开始折返，车载设备折返完成后由2端(列车的右端)控制列车驶离8G。地面设备判断列车在8G停稳的条件为该8G区段被列车占用若干秒(此数据根据运营间隔和折返能力等确定，一般为30秒至45秒)，也就是说，地面设备判断列车在8G停稳时，并不能确切地知道列车是否已完全驶入8G，也不知道是否已停车。

这样就会带来如下问题：假如列车由于某种原因未能在规定的时间内于8G对位停车，而是继续由1端控制列车低速向前行驶，而此时地面设备已经完成折返，向列车发送折返轨至站台方向的轨道码。这种情况下，8G被列车占用，1端车载设备(因为车载设备未开始折返，所以2端车载设备还未工作)将接收不到8G的轨道码2/2N(表示前方2个轨道区段空闲)，如图2所示，位于8G的1端车载设备将会接收到6G的轨道码0/0N(表示前方无轨道区段空闲)，如果列车当前位置至8G末端的距离大于设定的安全余量，在不考虑其他防护逻辑的情况下，此时车载设备显示为“码有效”且“紧急触发速度(EBI)将不为0”，也不会输出紧急制动，意味着司机可以继续在1端控制列车向前行驶，这就造成了信号系统的逻辑错误，而且是严重的错误。

图3示出了本实施例提供的一种相邻轨信号泄露的锁频处理方法的流程示意图，包括：

S301、在预设低速运行状态下，确定相邻轨信号泄露的目标轨道区段。

具体地，由于轨道码接收器(TCR)对轨道码信号的解调的后处理特性，即只能对采样数据进行数字滤波、FFT等运算，得到当前采样数据所包含的各种频率成分，然后按照能量大小等原则筛选出唯一的载频和码频，将其输出至车载主处理单元(MPU)。可见，TCR无从得知当前的采样数据是否包含泄露过来的频率成分，为此，只能在后续的筛选机制中进行逻辑处理，为了能够筛选出被临轨泄露的轨道区段，需要列车低速运行，用TCR对全线路进行自主解码扫描，并记录数据，后续经过人工分析，即可得出被临轨泄露的轨道区段，再将其配置至设计好的电子地图中，供MPU查询。

举例来说，TCR通过对采样数据进行数字滤波、加窗后重采样，FFT等运算，提取出采样信号中所有的频率成分，在这些频率中筛选出北京5号线所使用的载频及其对应的码频，再筛选出载频信号幅度高于设定的解码门限的载频及其码频，即为符合译码条件的载频及其码频。

S302、根据所述目标轨道区段，确定电子地图中与所述目标轨道区段对应的目标逻辑区段。

其中，轨道区段为现有铁路系统中的度量单位，逻辑区段为铁路新系统中电子地图的度量单位。

所述目标轨道区段为存在相邻轨信号泄露的轨道区段。

所述目标逻辑区段为目标轨道区段对应的电子地图中的逻辑区段。

所述电子地图为基于通信的列车自动控制系统CBTC中的地图。

S303、若判断获知列车当前位置对应所述目标逻辑区段，则向轨道码接收器TCR发送锁频指令。

具体地，MPU获得列车位置后，实时查询本端ATP天线(车头ATP天线或车尾ATP天线)是否进入被临轨泄露的轨道区段，如果进入，则向TCR发送锁频命令，如果离开，则向TCR发送锁频解除命令。锁频命令被设计为与被临轨泄露的轨道区段的载频一致，即，如果被临轨泄露的轨道区段的载频为F3，那么需要锁频时MPU将向TCR发送的锁频命令中包括的频率也为F3。

锁频解除命令被设计为0，即需要解除锁频时MPU将向TCR发送的锁频解除命令。特别地，列车未获得位置或者位置丢失后MPU直接向TCR发送锁频解除命令。

为解决相邻轨信号泄露带来的问题，在列车一期改造中车载设备对轨道码的处理进行了针对性的锁频设计，即先找到相邻轨信号泄露的位置，当列车接近或运行到这些泄露位置时，由MPU向TCR发送锁频指令，TCR优先解调锁频命令规定的载频和码频信息，并将解码结果汇报至MPU，TCR不能解调出锁频命令规定的载频和码频信息时，向MPU汇报无码，无码是导向安全的处理方式，不会引起信号系统的错误。

以北京地铁5号线的相邻轨信号泄露的锁频处理为例，包括以下步骤：

A1、5号线以低速跑一遍轨道，找出地面轨道上有相邻轨泄露的轨道区段；

A2、将被相邻轨泄露的轨道区段的信息编入电子地图，确定电子地图中对应的逻辑区段；

A3、当列车经过这些相邻轨泄露的轨道区段(在电子地图中显示经过对应的逻辑区段)时，MPU发送锁频命令至TCR；

A4、若TCR接收到与锁频命令一致的轨道码，则认为收到正常信号直接输出至MPU；若TCR接收到的轨道码与锁频命令中包含在轨道码不一致，则输出“无码”，MPU导向安全处理。

具体地，相临轨信号泄露问题，根本的解决办法是调整地面，从根本上保证ATP天线收到的轨道码信号就是其当前所在轨道区段发送的信号，而不是相临轨泄露过来的信号。

在实际应用中，由于5号线是运营线路，对地面的调整可能会引入其他风险，锁频处理方案在保持地面不动的情况下，从车载设备内部出发，来解决因被相临轨泄露的轨道区段的译码错误所导致的问题。北京5号线车载设备研发项目已成功解决宋家庄8G、天坛东门20G等轨道区段因被临轨泄露导致的TCR译码错误问题，从而解决相临轨信号泄露带来的问题。进一步地，需要在5号线不停运的情况下，对5号线列车进行升级，使其具备将来运行CBTC系统的能力。在5号线信号系统的阶段性改造过程中，对车载设备进行升级，兼容既有地面轨道电路设备和美标应答器；当5号线信号系统全面改造完成后摆脱5号线的轨道电路，将发车间隔压缩，例如，从150秒压缩到100秒。

本实施例通过确定电子地图中相邻轨信号泄露的目标逻辑区段，并根据目标逻辑区段判断列车到达相邻轨信号泄露的目标轨道区段，向轨道码接收器发送锁频指令，使得运营线在保持地面不动的情况下，从车载设备内部，较好的解决了因被相临轨泄露的轨道区段的译码错误所导致的问题。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，所述方法还包括：

S304、所述TCR若接收到所述锁频指令，则根据所述锁频指令对载频和码频进行筛选。

S305、若筛选得到与所述锁频指令对应的第一目标载频和第一目标码频，则将所述第一目标载频和所述第一目标码频发送至车载主处理单元MPU；否则向所述MPU发送无码信息。

其中，所述第一目标载频为TCR接收到有效的锁频指令后，与该锁频指令中对应的载频。

所述第一目标码频为与所述第一目标载频对应的码频。

具体地，若收到有效的锁频命令，则优先输出符合译码条件的载频及其码频至MPU；若收到有效的锁频命令但没有与其对应的符合译码条件的载频及其码频，则TCR向MPU输出无码；若未收到有效的锁频命令或者收到解除锁频命令的情况，则TCR按照能量大小从符合译码条件的载频中筛选出能量最高的载频及其对应的码频输出至MPU。

通过根据不同的载频和码频筛选结果，向MPU发送不同的码信息，能够使得MPU根据接收的码信息处理相邻轨信号泄露情况。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，所述方法还包括：

S306、若判断获知列车当前位置远离所述目标逻辑区段，则向所述TCR发送锁频解除指令。

通过远离目标逻辑区段后发送锁频解除指令，使得TCR及时获知列车运行状态，即远离相邻轨信号泄露的轨道区段。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，所述方法还包括：

S307、所述TCR若未接收到所述锁频指令或接收到所述锁频解除指令，则根据筛选得到能量最大的第二目标载频和第二目标码频，并将所述第二目标载频和所述第二目标码频发送至所述MPU。

其中，所述第二目标载频为TCR未接收到锁频指令或接收到锁频解除指令后，在所有载频中筛选得到能量最大的载频。

所述第二目标码频为与所述第二目标载频对应的码频。

通过筛选能量最大的载频及其对应码频，发送至MPU，能够使得MPU自行判断并处理相邻轨信号泄露情况。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，所述方法还包括：

S308、所述MPU根据接收的码信息和列车当前位置计算移动授权和防护曲线；

其中，所述码信息包括所述第一目标载频、所述第一目标码频、无码信息、所述第二目标载频和所述第二目标码频。

具体地，通过对被相临轨泄露的轨道区段的锁频处理后，TCR输出至MPU的轨道码信息即为ATP天线所在轨道区段的轨道码或者无码，MPU根据这些信息结合当前位置计算移动授权、防护曲线，并对列车进行防护。

图4示出了本实施例提供的一种相邻轨信号泄露的锁频处理系统的结构示意图，包括：车载主处理单元(MPU)401和轨道码接收器(TCR)402；

所述MPU 401用于：

在预设低速运行状态下，确定相邻轨信号泄露的目标轨道区段；

根据所述目标轨道区段，确定电子地图中与所述目标轨道区段对应的目标逻辑区段；

若判断获知列车当前位置对应所述目标逻辑区段，则向所述TCR402发送锁频指令；

所述TCR 402用于：

接收所述MPU 401发送的所述锁频指令。

本实施例通过确定电子地图中相邻轨信号泄露的目标逻辑区段，并根据目标逻辑区段判断列车到达相邻轨信号泄露的目标轨道区段，向轨道码接收器发送锁频指令，使得运营线在保持地面不动的情况下，从车载设备内部，较好的解决了因被相临轨泄露的轨道区段的译码错误所导致的问题。

进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述TCR 402还用于：

若接收到所述锁频指令，则根据所述锁频指令对载频和码频进行筛选；

若筛选得到与所述锁频指令对应的第一目标载频和第一目标码频，则将所述第一目标载频和所述第一目标码频发送至车载主处理单元MPU 401；否则向所述MPU 401发送无码信息。

进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述MPU 401还用于：

若判断获知列车当前位置远离所述目标逻辑区段，则向所述TCR402发送锁频解除指令。

进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述TCR 402还用于：

若未接收到所述锁频指令或接收到所述锁频解除指令，则根据筛选得到能量最大的第二目标载频和第二目标码频，并将所述第二目标载频和所述第二目标码频发送至所述MPU 401。

进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述MPU 401还用于：

根据接收的码信息和列车当前位置计算移动授权和防护曲线；

其中，所述码信息包括所述第一目标载频、所述第一目标码频、无码信息、所述第二目标载频和所述第二目标码频。

本实施例所述的相邻轨信号泄露的锁频处理系统可以用于执行上述方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。