一种基于轨道电路的移动授权计算方法与流程

本发明实施例涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种基于轨道电路的移动授权计算方法。

背景技术：

基于轨道电路的列车信号系统由车载设备控制器(VOBC)中的列车自动防护系统(Automatic Train Protection，简称ATP)来计算列车的移动授权(Movement Authority，MA)，ATP系统能够接收轨道码接收器(TCR)发送的轨道电路信息，结合车载设备控制器中存储的电子地图，并根据轨道码和列车位置信息计算列车的移动授权。

由于北京五号线目前的信号系统存在老化、故障多和不满足乘客数量日益增多的不足，交控科技股份有限公司(以下简称交控科技)承担了五号线的改造任务，将原五号线车辆的VOBC替换成交控科技的VOBC。五号线的信号系统是基于轨道电路的，轨道电路在物理意义上以轨道区段为基本单位；而交控科技的现有技术都是CBTC的，电子地图是以逻辑区段(link)为基本单位，如何在最短时间内基于现有技术的基础来兼容五号线信号系统是一项难题，具体地，如何结合现有的基于轨道电路的信号系统和基于CBTC的信号系统，来计算列车的移动授权是亟待解决的问题。

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基于轨道电路的移动授权计算方法。

第一方面，本发明实施例提出一种基于轨道电路的移动授权计算方法，包括：

根据列车在电子地图中的目标逻辑区段和预设的轨道区段表，确定与所述目标逻辑区段对应的基于轨道电路的目标轨道区段；

接收轨道码接收器TCR发送的码频，并根据所述码频和所述目标轨道区段确定列车前方的空闲轨道区段信息；

根据所述空闲轨道区段信息计算得到移动授权的起点信息、终点信息和区间障碍物信息；

其中，所述轨道区段表包括所述目标轨道区段和所述目标逻辑区段的对应关系。

可选地，所述根据所述码频和所述目标轨道区段确定列车前方的空闲轨道区段信息，具体包括：

若所述码频的前方道岔状态为定位，则根据列车前方的空闲轨道数量、当前轨道区段以及轨道区段终点正线关联轨道区段，确定列车前方的空闲轨道区段信息。

可选地，所述根据所述码频和所述目标轨道区段确定列车前方的空闲轨道区段信息，具体包括：

若所述码频的前方道岔状态为反位，则根据道岔所在轨道区段的终点关联正线轨道区段、道岔所在轨道区段以及道岔所在轨道区段的终点关联侧线轨道区段，确定列车前方的空闲轨道区段信息。

可选地，所述根据所述空闲轨道区段信息计算得到移动授权的起点信息，具体包括：

根据所述空闲轨道区段信息中列车当前位置在当前运行方向后撤配置的前车最大退行距离，计算得到移动授权的起点信息。

可选地，所述根据所述空闲轨道区段信息计算得到移动授权的终点信息，具体包括：

若判断获知列车前方无空闲轨道区段，则移动授权的终点信息为当前轨道区段对应的逻辑区段中最后一个逻辑区段的起点；

若判断获知列车前方有空闲轨道区段，则根据所述空闲轨道区段信息中当前轨道关联的信号机状态计算得到移动授权的终点信息。

可选地，所述根据所述空闲轨道区段信息计算得到移动授权的区间障碍物信息，具体包括：

根据所述空闲轨道区段信息中列车前方空闲轨道区段的道岔ID，确定所述电子地图中道岔的位置信息，并根据所述空闲轨道区段信息中前方轨道区段的载频确定道岔的状态。

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，本发明实施例通过预设的轨道区段表确定基于CBTC的目标逻辑区段对应的基于轨道电路的目标轨道区段，进一步根据目标轨道区段和码频确定空闲轨道区段信息，并根据空闲轨道区段信息计算移动授权的信息，能够在信号系统升级过程中，作为阶段性的解决方案，支持基于轨道电路的信号系统和基于CBTC的信号系统，为后续信号系统的全面升级后提高运行效率提供便利。

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为本发明一实施例提供的一种基于轨道电路的移动授权计算方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种基于CBTC的电子地图示意图；

图3为本发明一实施例提供的道岔状态为定位的轨道区段示意图；

图4为本发明一实施例提供的道岔状态为反位的轨道区段示意图。

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。

图1示出了本实施例提供的一种基于轨道电路的移动授权计算方法的流程示意图，包括：

S101、根据列车在电子地图中的目标逻辑区段和预设的轨道区段表，确定与所述目标逻辑区段对应的基于轨道电路的目标轨道区段。

其中，所述电子地图为基于CBTC的信号系统中的地图，以逻辑区段为单位。

所述轨道区段表包括所述目标轨道区段和所述目标逻辑区段的对应关系。

具体地，将轨道区段划分成多个逻辑区段(link)，一个轨道区段一般对应的link数量是1-4个，也可以扩展为1-6个。基于CBTC的电子地图(以下未做说明的电子地图均表示基于CBTC的电子地图)的基本单位是link，在基于轨道电路的现有电子地图基础上增加轨道区段表，包含(轨道区段编号、轨道区段载频、轨道区段包含link的数目和link编号)。电子地图包含线路所有数据，车载设备控制器(VOBC)通过查询电子地图采集数据进行计算，这样通过电子地图配置将link和轨道区段联系在一起。

VOBC通过地面应答器和经过应答器的走行距离来定位。电子地图配置了每个应答器所处的link编号和偏移量，查询出列车所在的link区段、偏移量、运行方向。VOBC遍历电子地图中轨道区段对应的link，获取列车当前位置对应的轨道区段，这样将电子地图的link和轨道区段联系起来。若找到link的数目只有1个，所找到的轨道区段就是列车当前位置对应的轨道区段；若找到link的数目是2个，说明列车所处的link是汇合link(道岔区，如图2所示：link387既属于轨道区段297，又属于轨道区段298)，其中载频和当前轨道码载频相等的轨道区段就是列车当前处于的轨道区段。

S102、接收轨道码接收器TCR发送的码频，并根据所述码频和所述目标轨道区段确定列车前方的空闲轨道区段信息。

具体地，ATP系统接收TCR发送的载频和码频，根据收到的码频获取轨道码信息结构(包含：载频、码频、前方空闲轨道区段数量、停车点前的空闲轨道区段数量、前方道岔状态、前方反位道岔所在轨道区段序号、是否允许ATO自动折返、是否需要输出紧急制动、轨道码显示的信号机状态、切除牵引、零目标速度、码频名称)。码序的格式一般分为x/yN或x/yRz。

S103、根据所述空闲轨道区段信息计算得到移动授权的起点信息、终点信息和区间障碍物信息。

本实施例的目的是在最短时间、最小改动量使得具有CBTC制式的VOBC(车载设备)的列车能够在准移动闭塞的目标距离模式下正常工作，为了下一步全线升级成CBTC过渡。具体地，首先设计用轨道区段包含link的电子地图；然后车载VOBC通过地面应答器和经过应答器的走行距离来定位，对应出列车所在的link区段、偏移量、运行方向，VOBC通过查表，找到所在link区段对应的轨道电路的当前轨道区段；下一步接收当前轨道区段的轨道电路码，查询列车前方空闲轨道区段信息，为计算MA做准备；最后计算MA起点、MA终点、MA区间障碍物。

举例来说，根据五号线的线路特点，交控科技在基于轨道电路的现有的电子地图的基础上，增加轨道区段表，每个轨道区段由link组成，制成新的电子地图，这样便将轨道区段和link联合起来；然后列车的定位是基于link的，根据列车所处的link查询到列车当前处于的轨道区段，而查询列车空闲轨道区段是根据轨道码查询的；最后计算出MA的起点和终点都是基于link的。

本实施例通过预设的轨道区段表确定基于CBTC的目标逻辑区段对应的基于轨道电路的目标轨道区段，进一步根据目标轨道区段和码频确定空闲轨道区段信息，并根据空闲轨道区段信息计算移动授权的信息，能够在信号系统升级过程中，作为阶段性的解决方案，支持基于轨道电路的信号系统和基于CBTC的信号系统，为后续信号系统的全面升级后提高运行效率提供便利。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，S102中所述根据所述码频和所述目标轨道区段确定列车前方的空闲轨道区段信息，具体包括：

若所述码频的前方道岔状态为定位，则根据列车前方的空闲轨道数量、当前轨道区段以及轨道区段终点正线关联轨道区段，确定列车前方的空闲轨道区段信息。

具体地，如果当前轨道码的前方道岔状态是定位，码序的格式为x/yN(x为列车前方空闲轨道区段的数量，y为列车在停车点之前的轨道电路数量，N代表无侧向)，如图3所示。

VOBC根据列车前方空闲轨道的数量，从当前轨道区段开始依次查询轨道区段终点正线关联轨道区段，依次遍历获取剩下的空闲轨道区段信息。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，S102中所述根据所述码频和所述目标轨道区段确定列车前方的空闲轨道区段信息，具体包括：

若所述码频的前方道岔状态为反位，则根据道岔所在轨道区段的终点关联正线轨道区段、道岔所在轨道区段以及道岔所在轨道区段的终点关联侧线轨道区段，确定列车前方的空闲轨道区段信息。

具体地，如果当前轨道码的前方道岔状态是反位的，码序一般为x/yRz(x为列车前方空闲轨道电路的数量，y为列车在停车点之前的轨道电路数量，R为侧向道岔反位，z为列车在‘反位’道岔之前轨道电路的数量)，如图4所示。

根据码序分别进行计算。如果道岔前方存在空闲轨道区段，先查询该轨道区段的终点关联正线轨道区段依次获取道岔前方的正线轨道区段信息；然后查询道岔前方的最后一个正线轨道区段的终点关联侧线轨道区段，即道岔所在轨道区段；最后查询道岔所在轨道区段的终点关联侧线轨道区段查询后面的正线轨道区段。由此，分别获取前方空闲轨道区段的信息。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，S103中所述根据所述空闲轨道区段信息计算得到移动授权的起点信息，具体包括：

根据所述空闲轨道区段信息中列车当前位置在当前运行方向后撤配置的前车最大退行距离，计算得到移动授权的起点信息。

具体地，移动授权计算主要包括3个，即，MA起点位置信息、MA终点信息、区间内障碍物信息。

考虑到安全性，MA起点位置为列车当前位置在当前运行方向后撤配置的前车最大退行距离，计算出MA起点link区段、偏移量、方向。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，S103中所述根据所述空闲轨道区段信息计算得到移动授权的终点信息，具体包括：

若判断获知列车前方无空闲轨道区段，则移动授权的终点信息为当前轨道区段对应的逻辑区段中最后一个逻辑区段的起点；

若判断获知列车前方有空闲轨道区段，则根据所述空闲轨道区段信息中当前轨道关联的信号机状态计算得到移动授权的终点信息。

具体地，当列车前方没有空闲轨道区段的时候，MA终点的位置就是当前轨道区段的倒数第一个link起点；当列车前方有空闲区段的时候，需要根据当前轨道关联的信号机状态计算MA终点信息，在五号线线路上信号机分为红色和绿色两种状态。若当前轨道区段关联的信号机为红色，且最后的空闲轨道区段长度大于保护区段、信号机偏移保护区段的新位置被最后的轨道区段包括，则此新位置就是MA终点位置，否则MA终点是最后一个轨道区段的最后一个link起点；若信号机为绿色，查询最后一个空闲轨道区段，MA终点是最后一个轨道区段的最后一个link起点。

此外，移动授权还可以计算终点类型信息，具体地，查询最后的空闲轨道区段是否有终点关联轨道区段，若没有，则置MA终点类型是BLOC(点式)终点；若有，且允许ATO自动折返，MA终点类型就是折返进路；否则MA终点类型就是线路的其他障碍物，不需再查询。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，S103中所述根据所述空闲轨道区段信息计算得到移动授权的区间障碍物信息，具体包括：

根据所述空闲轨道区段信息中列车前方空闲轨道区段的道岔ID，确定所述电子地图中道岔的位置信息，并根据所述空闲轨道区段信息中前方轨道区段的载频确定道岔的状态。

其中，五号线线路中，区间内障碍物只考虑道岔，轨道区段数据结构包含道岔的数量和编号。

具体地，对于列车所在轨道区段道岔信息，VOBC遍历列车所在轨道区段包含的道岔ID，查询电子地图获取道岔位置信息。根据轨道区段的载频，确定包含道岔的状态。

对于车头前方空闲轨道区段的道岔信息查询，VOBC遍历车头前方空闲轨道区段的道岔ID，查询电子地图获取MA区间的道岔的位置信息，根据前方轨道区段的载频确定轨道区段的道岔的状态。

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。