一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控系统及方法与流程

本发明涉及轨道交通控制技术领域，尤其涉及一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控系统及方法。

背景技术：

传统轨道交通中，采用联锁系统板动道岔从而为列车办理进路。即，列车通过无线骨干网与对象控制器进行通信，获取道岔的独占权限/独占锁。在获得权限/锁后，列车通过对象控制器板动道岔。然而，在联锁系统板动道岔的方案中，联锁逻辑复杂，成本较高。列车对联锁有非常大的依赖，不易维护且在联锁出现问题时检修困难。

为解决上述技术问题，现有技术中也有采用列车和对象控制器对道岔进行控制的方案，这样可以实现由分散控制替代集中控制，降低对联锁系统以及无线骨干线的依赖性。

然而，在实现本发明的过程中，发明人发现：在一些环境如稀疏铁路，不便于安装/维护骨干网络，现在上述方案造成制作成本过高。或者在城市轨道交通骨干网通信发生故障时，若没有可靠的替代方案，则在检修过程中会造成交通拥堵。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控系统及方法，用于解决现有技术中不便于安全/维护骨干环境中对骨干线依赖性过高的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控系统，所述系统包括移动终端、至少一个道岔控制器和与每个道岔控制器一一对应的无线通信装置；所述移动终端被布置在列车上；所述至少一个道岔控制器被一一布置在列车运行路线的一个指定区域；每个道岔控制器与对应的无线通信装置通信连接；

所述移动终端用于在列车行进中驶入列车运行路线的其中一个指定区域时通过所述无线通信装置与该指定区域内的所述道岔控制器建立通信连接，以控制所述道岔控制器调整道岔的状态使之与所述列车行驶路线相适应。

可选地，所述系统还包括：

被布置在所述道岔控制器所属指定区域内的用于与所述移动终端进行通信的至少一个电子标签；

所述电子标签中存储有所属指定区域中的道岔控制器的唯一识别码ID信息、所述道岔控制器对应的无线通信装置的网络地址IP信息和道岔唯一识别码ID信息。

可选地，所述移动终端包括数据通信单元、控制单元、显示单元、标签读写单元和主控单元；其中，所述数据通信单元、控制单元、显示单元、标签读写单元分别与所述主控单元连接；

所述数据通信单元用于识别无线通信装置产生的无线热点网络以及与所述无线通信装置进行通信；

所述显示单元用于显示能够连接的由所述无线通信装置产生的无线热点网络、能够连接的道岔控制器和道岔状态，以及移动终端的定位信息；

所述标签读取单元用于激活所述电子标签以及在所述电子标签激活后读取其存储的道岔控制器的唯一识别码ID信息、所述道岔控制器对应的无线通信装置的网络地址IP信息和道岔唯一识别码ID信息；

所述控制单元用于在所述主控单元与道岔控制器建立通信连接后根据道岔的控制流程将各个操作与道岔的各个状态相对应，以及将操作人员所触发的操作信息发送给所述主控单元；

所述主控单元用于处理电子标签的数据得到需要连接的道岔控制器的唯一识别码ID信息、所述道岔控制器对应的无线通信装置的网络地址IP信息和需要控制的道岔的唯一识别码ID信息，以及根据所述控制单元发送的操作信息生成相应的控制指令发送给所述数据通信单元。

可选地，所述无线通信装置集成在对应的道岔控制器中。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控方法，基于第一方面所述的轨道交通道岔遥控系统实现，所述方法包括：

列车驶入列车运行路线的其中一个指定区域时，该列车上的移动终端与该指定区域内需要连接的道岔控制器建立通信连接；

所述移动终端向所述道岔控制器发送申请要控制道岔的独占锁的请求；

所述移动终端接收到所述道岔控制器返回的允许独占锁的信息时向所述道岔控制器发送道岔板动命令，以供所述道岔控制器调整道岔的状态使之与所述列车行驶路线相适应。

可选地，该列车上的移动终端与该指定区域内需要连接的道岔控制器建立通信连接的步骤，包括：

若所述道岔控制器所属指定区域内设置有电子标签，则所述移动终端激活所述电子标签，并从所述电子标签内读取道岔控制器的唯一识别码ID信息、所述道岔控制器对应无线通信装置的网络地址IP信息和道岔唯一识别码ID信息；

所述移动终端根据道岔控制器的唯一识别码ID信息、所述无线通信装置的网络地址IP信息和道岔唯一识别码ID信息获取需要连接的道岔控制器和需要控制的道岔及其状态。

可选地，该列车上的移动终端与该指定区域内需要连接的道岔控制器建立通信连接的步骤，包括：

若所述道岔控制器所属指定区域内没有设置电子标签，则获取能够使用的由所述无线通信装置产生的无线热点网络；

移动终端根据需要连接的道岔控制器选择与该道岔控制器唯一对应的无线热点网络进行通信连接。

可选地，该列车上的移动终端与该指定区域内需要连接的道岔控制器建立通信连接的步骤之后，所述方法还包括：

所述移动终端的界面显示该道岔控制器中能够控制的道岔状态信息和调度中心发送的道岔调度信息；

相应地，所述移动终端接收到所述道岔控制器返回的允许独占锁的信息时向所述道岔控制器发送道岔板动命令，以供所述道岔控制器调整道岔的状态使之与所述列车行驶路线相适应的步骤包括：

所述移动终端接收操作人员触发的用于调整道岔状态的指令，向所述道岔控制器发送道岔板动命令。

可选地，所述方法还包括：

所述移动终端在列车驶离所述道岔控制器所属指定区域后向所述道岔控制器发送释放独占锁的通知信息。

由上述技术方案可知，本发明通过设置移动终端和至少一个道岔控制器，其中移动终端被布置在列车上，至少一个道岔控制器被一一布置在列车运行路线的至少一个指定区域。移动终端用于在列车行进中驶入列车运行路线的其中一个指定区域时与该指定区域内的一个道岔控制器建立通信连接，以供道岔控制器调整道岔的状态使之与列车行驶路线相适应。与现有技术相比，本发明仅需要布置道岔控制器和移动终端即可实现道岔的板动控制，而无需安装骨干网，可减少地面设备，降低成本；并且，移动终端携带方便，操作简单，可扩展性强，方便使用、培训以及改进。另外，本发明可以减少对骨干网的依赖性，提高系统的可靠性。

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一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控系统框图；

图2为本发明实施例提供的包括电子标签的一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控系统框图；

图3为图2所示移动终端显示内容示意图；

图4为本发明实施例提供的包括无线通信装置的一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控系统框图；

图5为本发明实施例提供的一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控方法流程示意图；

图6～图7为图5所示轨道交通道岔遥控方法实现道岔控制示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明提供的一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控系统框图。参见图1，本发明实施例提供的轨道交通道岔遥控系统包括移动终端M1和至少一个道岔控制器M2。移动终端M1被布置在列车上；至少一个道岔控制器M2被一一布置在列车运行路线的至少一个指定区域；

移动终端M1用于在列车行进中驶入列车运行路线的其中一个指定区域时与该指定区域内的一个道岔控制器M2(Switch Controllor，简称SC)建立通信连接，以供道岔控制器M2调整道岔M3的状态使之与列车行驶路线相适应。其中道岔控制器M2包括一一对应的无线通信装置。

需要说明的是，本发明实施例中列车运行路线包括多个指定区域。该指定区域是指，位于列车运行路线上且包括道岔M3的一段轨道，并且该指定区域位于靠近来车方向的边缘与道岔M3之间设置为预设距离。当然，本领域技术人员也可以根据具体场景设置指定区域，例如将道岔M3前后预设距离内的区域作为指定区域，本发明实施例不作限定。

需要说明的是，本发明实施例中道岔控制器M2设置在道岔M3的周围，以控制执行器(图中未示出)板动道岔。可选地，在一些稀疏轨道的环境中，道岔控制器M2设置在道岔M3的旁边，以方便安装/维护，减少地面线缆的长度，提高道岔控制器M2的控制效果。

实际应用中，列车运行过程中，移动终端M1被布置在列车上，这样移动终端M1可以实时的与列车所处指定区域内的道岔控制器M2通信连接，将道岔M3板动到与列车运行路线相适应的位置(正位或者反位)，提高控制效率。当然，在检修过程中，该移动终端M1也可以由维护人员手持操作，依次检修每个道岔M3的板动情况，此时无需将移动终端M1布置在列车上。可见，本发明实施例通过设置移动终端M1携带方便、可扩展性强，并且操作比较简单，有利于现场人员的培训、操作和后续的开发升级。

实际应用中，为保证仅有一列车控制道岔，本发明实施例在道岔控制器M2中设置有控制道岔M3的独占锁。该独占锁是指，独自占用控制该道岔的权力。当一列车申请到独占锁后，其他列车被禁止控制该道岔。独占锁的优先级如表1所示：

例如，移动终端M1与道岔控制器M2建立通信后，在发送需要控制道岔的唯一识别码ID信息之前，移动终端M1向该道岔控制器M2发送申请独占锁的请求；在接收到道岔控制器M2允许使用独占锁的反馈信息后，该移动终端M1再向道岔控制器M2发送需要控制的道岔的唯一识别码ID信息。当该列车通过该指定区域后，移动终端M1向道岔控制器M2发送释放独占锁的通知信息。或者，在预设时间段或者下一列车申请独占锁时，由道岔控制器M2向移动终端M1发送是否释放独占锁的查询信息，在得到移动终端M1的确认释放信息后，取回独占锁。其中独占锁的优先级如表1所示。

表1独占锁优先级

可见，移动终端申请的独占锁仅ATS或者该移动终端可以删除。

可见，本发明实施例通过设置独占锁，可以在同一时刻仅有一列车通过该道岔，其他未申请到独占锁的列车继续申请，直至申请到独占锁为止，这样可以大大提高列车运行的安全性。

图2为本发明实施例提供的包括电子标签的一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控系统框图。参见图2，该轨道交通道岔遥控系统还包括至少一个电子标签M4。该至少一个电子标签M4被布置在道岔控制器M2所属指定区域内，且用于与移动终端M1进行通信。

电子标签M4中存储有所属指定区域中的道岔控制器M2的唯一识别码ID信息、所述道岔控制器对应的网络地址IP信息和道岔唯一识别码ID信息。

需要说明的是，上述电子标签M4被布置在道岔控制器M2所属指定区域内，并且最好设置在该指定区域内靠近来车的位置。即该电子标签M4与道岔M3的距离越远，可以留给移动终端M1足够的时间与道岔控制器M2进行交互，提高移动终端M1与道岔控制器M2在控制道岔M3板动到预设位置(正位或者反位)的准确性以及列车行驶的安全性。

实际应用中，本发明实施例中上述电子标签M4不具备电源，即未与移动终端M1通信时处于休眠状态。当移动终端M1需要从电子标签M4读取数据时，移动终端M1需要先激活该电子标签M4，即为电子标签M4提供电能，当电子标签M4被激活后，向周边发送数据。此时移动终端M1可以及时读取上述数据，然后对数据进行处理，得到需要连接的道岔控制器M2和需要控制的道岔M3。当然，电子标签M4中的数据直接固化，也可以由移动终端M1重新写入。这样，电子标签M4可以长时间使用，无需维护人员更换电池等操作，便于维护与扩展。

为获取电子标签M4所存储的数据，上述移动终端M1包括主控单元M11、数据通信单元M12、控制单元M13、显示单元M14和标签读写单元M15。其中，所述数据通信单元M12、控制单元M13、显示单元M14、标签读写单元M15分别与主控单元M11连接。

数据通信单元M12用于识别无线通信装置产生的无线热点网络以及与所述无线通信装置进行通信；

显示单元M14用于显示能够连接的由无线通信装置产生的无线热点网络、能够连接的道岔控制器和道岔状态，以及移动终端的定位信息；

标签读取单元M15用于激活电子标签M4以及在电子标签M4激活后读取其存储的道岔控制器M2的唯一识别码ID信息、道岔控制器M2对应的无线通信装置的网络地址IP信息和道岔唯一识别码ID信息；

控制单元M13用于在主控单元M11与道岔控制器M2建立通信连接后根据道岔的控制流程将各个操作与道岔的各个状态相对应，以及将操作人员所触发的操作信息发送给所述主控单元M11；

主控单元M11用于处理电子标签M4的数据得到需要连接的道岔控制器M2的唯一识别码ID信息、所述道岔控制器对应的无线通信装置的网络地址IP信息和需要控制的道岔的唯一识别码ID信息，以及根据所述控制单元M13发送的操作信息生成相应的控制指令发送给所述数据通信单元M12。

移动终端M1的工作过程：当移动终端M1进入其中一个指定区域时，若检测到电子标签M4，则标签读写单元M15为其供电。然后，主控单元M11通过标签读写单元M15可以获取电子标签M4发送的数据，通过道岔控制器的唯一识别码ID信息和所述道岔控制器对应的无线通信装置的网络地址IP信息可以得到需要连接的道岔控制器M2并进行通信连接。主控单元M11通过数据通信单元M12与唯一识别码ID对应的道岔控制器M2通信连接，并将需要控制的道岔信息发送给该道岔控制器M2。然后该道岔控制器M2将道岔M3板动到与列车行驶路线相应的预设位置(正位或者反位)。当然，道岔M3的当前位置与预设位置相同即无需板动道岔M3时，此时保持当前状态即可。

如图3所示，显示单元M14在上述过程中可以显示道岔控制器M2的唯一识别码ID信息和网络地址IP信息以及需要控制的道岔M3的唯一识别码ID信息，以供操作人员进行查阅。此外，显示模块M14还会显示信号灯，

当信号灯为红色(图中未示出)时，表示移动终端M1未获得道岔的独占态(只有当列车\ATS(Automatic Train Supervision，列车自动监控系统)\移动终端从道岔控制器M2获得道岔M3的独占锁后，才能对该道岔进行板动)。

当信号灯为黄色(图中未示出)时，表示移动终端M1获得了道岔的独占态，但是道岔还未扳到指定位置。

当信号灯为绿色(图中未示出)时，表示道岔M3板动到移动终端M1要求的位置即与列车行驶路线相适应的预设位置(道岔的正位或者反位)。

又如，控制单元M14可以显示需要控制的道岔和道岔状态：正位、反位或者其他(四开、失表)等。道岔的状态可以单独设置一指示灯表示(绿灯：正位；黄灯：反位；红灯：其他)(图中未示出)，从而辅助操作人员的操作。

当然，在移动终端M1具有定位功能时，还可以在由显示单元M14显示该移动终端M1距离道岔M3的距离。

为方便操作人员对道岔控制器M2进行控制，本发明实施例中控制单元M13还将移动终端M1的内部逻辑将按钮与道岔控制器连接即实现利用移动终端M1上的按钮对道岔进行控制，此过程由显示单元M14进行显示。如图3所示，申请权限按钮a表示：移动终端M1向建立通信连接的道岔控制器M2申请需要控制道岔的独占锁。释放权限按钮b表示：移动终端M1向建立通信连接的道岔控制器M2释放已经控制道岔的独占锁。道岔板到正位按钮c表示：移动终端M1向建立通信连接的道岔控制器M2发送道岔到达正位的命令。道岔板到反位按钮d表示：移动终端M1向建立通信连接的道岔控制器M2发送道岔到达反位的命令。可见，本发明实施例中通过将道岔控制器M2控制道岔的各个功能结合到移动终端M1中，实现远程控制道岔M3控制，提高控制效率。

图4为本发明实施例提供的包括无线通信装置的一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控系统框图。参见图4，本发明实施例提供的轨道交通道岔遥控系统包括移动终端M1、道岔控制器M2和无线通信装置M5。该无线通信装置集成在对应的道岔控制器M2中，并且可以产生与该道岔控制器M2唯一对应的无线热点网络。移动终端M1通过无线热点网络的名称或者识别码可以查询到道岔控制器M2。并且移动终端M1可以通过该无线热点网络与道岔控制器M2通信连接，实现对道岔M3的控制。

本发明实施例提供的轨道交通道岔遥控系统工作过程：移动终端M1在列车驶入到某一指定区域时，若可以搜索到不同的无线热点网络，操作人员通过显示单元显示的能够使用的无线热点网络，通过与调度中心发送的道岔调度指令、本次列车行驶路线或者列车线路图获取需要连接的道岔控制器M2，然后由操作人员通过选择相应的道岔控制器。当移动终端M1接收操作人员触发的用于调整道岔状态的指令时，向道岔控制器M2发送道岔M3板动命令。

实际应用中，本发明实施例提供的基于移动终端的轨道交通道岔遥控系统可以仅包括电子标签M4或者无线通信装置M5，也可以同时包括电子标签M4和无线通信装置M5。这样，维护人员可以在不同的指定区域设置电子标签M4和/或无线通信装置M5，从而使遥控系统更适应不同的轨道环境。

图5为本发明实施例提供的一种基于移动终端的轨道交通道岔遥控方法流程示意图。参见图5，该轨道交通道岔遥控方法基于上文所述的轨道交通道岔遥控系统实现，该方法包括：

S1、列车驶入列车运行路线的其中一个指定区域时，该列车上的移动终端与该指定区域内需要连接的道岔控制器建立通信连接；

S2、所述移动终端向所述道岔控制器发送申请要控制道岔的独占锁的请求；

S3、所述移动终端接收到所述道岔控制器返回的允许独占锁的信息时向所述道岔控制器发送道岔板动命令，以供所述道岔控制器调整道岔的状态使之与所述列车行驶路线相适应。

实际应用中，步骤S1中移动终端M1与道岔控制器M2建立通信连接有两种方式包括：

当轨道交通道岔遥控系统包括至少一个电子标签M4时，此时移动终端M1进入某一个指定区域时，激动该电子标签M4。移动终端M1从电子标签M4中读取其存储的道岔控制器M2的唯一识别码ID信息、道岔控制器对应的无线通信装置的网络地址IP信息和需要控制的道岔的唯一识别码ID信息。然后，移动终端M1根据道岔控制器M2的唯一识别码ID信息、IP信息与对应的道岔控制器M2建立通信连接。然后再将需要控制的道岔M3的唯一识别码ID信息发送给该道岔控制器M2，最终实现将道岔M3板动到预设位置(正位或者反位)以与列车行驶路线相适应。

当轨道交通道岔遥控系统包括至少一个无线通信装置M5时，此时移动终端M1显示所检索到能够使用的无线热点网络，根据无线热点网络与道岔控制器M2唯一对应的关系找到需要连接的道岔控制器。需要说明的是，需要连接的道岔控制器由来自调度中心发送的道岔调度信息或者移动终端所显示的能够控制的道岔状态信息、本次列车行驶路线或者列车线路图获取需要连接的道岔控制器M2。根据操作人员触发的用于调整道岔状态的指令，移动终端M1从建立通信连接的道岔控制器M2中选择需要控制的道岔M3，最终实现将道岔M3板动到预设位置(正位或者反位)以与列车行驶路线相适应。

如图6所示，当列车1在轨道2G上行驶时，布置在该列车1上的移动终端M1进入指定区域时，通过无线通信装置与道岔控制器进行连接。然后，该移动终端与已经建立通信连接的道岔控制器发送申请独占锁的请求信息，在得到该道岔控制器的分配确认信息后，该移动终端向道岔控制器发送需要控制的道岔的唯一识别码ID信息以及板动指令，然后等待接收道岔控制器返回道岔到位确认信息。如图7所示，当道岔板动到预设位置后形成由轨道2G驶向轨道1G的线路，此时列车1驶入到轨道1上。在列车1驶离该指定区域后，移动终端M1向道岔控制器M2发送释放独占锁的确认信息，然后接收道岔控制器M2的释放确认信息。

当某一指定区域内同时包括电子标签M4和无线通信装置M5时，可以从电子标签M4中读取所存储的数据，然后通过无线通信装置M5与道岔控制器M2建立通信连接，后续的操作请参见上文。可见，电子标签与无线通信装置M5同时存储时，本发明实施例提供的轨道交通道岔遥控方法也可以实现。

当列车驶离上述指定区域时，本发明实施例提供的轨道交通道岔遥控方法还包括：

移动终端在列车驶离所述道岔控制器所属指定区域后向所述道岔控制器发送释放独占锁的通知信息。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。