基于干线铁路牵引供电状态信息的列车辅助驾驶系统的制作方法

本发明涉及铁路牵引控制技术领域，尤其涉及一种基于干线铁路牵引供电状态信息的列车辅助驾驶系统。

背景技术：

目前我国干线铁路牵引供电系统一般采用25kV单相工频交流电，由牵引变电所通过架空接触网为区间内的电力机车提供牵引用电。由于干线铁路运营具有里程长、列车密度高等特点，因此采用的是沿线每隔一定距离设置一处牵引变电所，由牵引变电所进行所管辖区间内的列车牵引供电。而各个牵引变电所之间由于交流电相位不同，会由无电的分相区在电气上进行分隔。

目前，现有的上述干线铁路牵引供电系统的供电方式在实际应用过程中带来了两个潜在的问题：一是当区间内同时进行牵引的列车过多时，可能超过牵引变电所的最大负载功率，对电网造成冲击；二是列车在过分相区的时候，列车司机若不清楚分相区的情况，则可能导致列车未能以足够的初始速度进入分相区，导致可能的掉分相事故。

对于第一个问题，目前多采取加大牵引变电站最大负载功率并预留供电裕度的方式，这种方式效果明显，但成本较高；对于第二个问题，目前已有部分列车具备自动过分相的功能，但实际列车运转过程中列车司机依然有一定概率发生判断失误，导致列车掉分相(未能正常驶出分相区甚至停在分相区内)的事故。

技术实现要素：

本发明的实施例提供了一种基于干线铁路牵引供电状态信息的列车辅助驾驶系统，以减少列车牵引供电网受到冲击的情况的发生。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于干线铁路牵引供电状态信息的列车辅助驾驶系统，包括：车载设备列车辅助驾驶系统单元、牵引变电所电压与负载功率监测单元和行车调度中心信息处理及执行单元；

所述的车载设备列车辅助驾驶系统单元，用于设置在列车上，通过定位功能获取列车当前位置，将列车当前位置发送给行车调度中心信息处理及执行单元；

所述的牵引变电所电压与负载功率监测单元，用于设置在牵引变电所，对所在牵引变电所当前的电压与负载功率进行监测，并将监测得到的电压与负载功率信息传输给所述行车调度中心信息处理及执行单元；

所述的行车调度中心信息处理及执行单元，用于设置在行车调度中心，根据车载设备列车辅助驾驶系统单元传送回来的列车当前位置信息，判断列车当前所在的供电区间及所对应的牵引变电站，及是否即将经过分相区；根据牵引变电所电压与负载功率监测单元传送回来的电压与负载功率信息，判断牵引变电所是否接近最大负载功率，进而判断是否需要对该供电区间内的后续列车进行发车时间调节。

进一步地，所述牵引变电所电压与负载功率监测单元与所述行车调度中心信息处理及执行单元之间通过无线通信信道进行双向信息通信。

进一步地，所述行车调度中心信息处理及执行单元与一个或者多个列车上的所述车载设备列车辅助驾驶系统单元之间通过无线通信信道进行双向信息通信。

进一步地，所述行车调度中心信息处理及执行单元，具体用于判断需要对该供电区间内的后续列车进行发车时间调节后，对于正在运行的列车，即将经过分相区时，从线路信息数据库中读取该分相区长度、最低通过速度信息，并将该该分相区长度、最低通过速度信息发送至所述车载设备列车辅助驾驶系统单元；

所述车载设备列车辅助驾驶系统单元，具体用于根据得到的该分相区长度、最低通过速度信息对列车进行相应的距离、长度、最低通过速度、倒计时信息提示，辅助列车经过该分相区。

进一步地，所述行车调度中心信息处理及执行单元，还用于对于需要进行发车时间调节的待发车的列车，计算出各待发列车的发车时间延迟信息，将各待发列车的发车时间延迟信息通过无线通信发送给对应的车载设备列车辅助驾驶系统单元；根据各待发列车的发车时间延迟信息连锁控制各待发列车前方的信号机开放时刻；

所述车载设备列车辅助驾驶系统单元，还用于将收到的行车调度中心信息处理及执行单元发来的发车时间延迟信息进行显示，所述发车时间延迟信息包括发车时间变化的程度、原因及相应的倒计时。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过建立牵引变电站与行车调度中心的联系，可以加强铁路系统的协同性；经由行车调度中心建立牵引变电站与列车之间的信息通信，可以进一步加强列车辅助驾驶系统功能的完善性。。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，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干线铁路牵引供电状态信息的列车辅助驾驶系统的结构图；

图2为本发明实施例提供的一种基于干线铁路牵引供电状态信息的列车辅助驾驶系统的工作原理示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

列车辅助驾驶系统作为一种向列车司机提供其操纵列车相关信息与建议的系统，近年来在学术界和工业界都得到了较多的关注。现有的列车辅助驾驶系统多从两个方面进行考虑：时刻表相关信息(列车早点、晚点情况)与列车节能运行策略(节能操纵建议)相关信息，本发明中将供电系统状态信息及相关功能也集成到列车辅助驾驶系统中，能够向列车司机提供更加全面的决策支持，提高其列车操纵效率，进而提高整个铁路系统的运营效率。

本发明实施例提供了一种基于干线铁路牵引供电状态信息的列车辅助驾驶系统，借助检测技术、通信技术等先进技术，以列车调度控制中心为中间媒介，建立牵引供电所与调度中心、调度中心与列车之间的双向信息通道，使得牵引变电所与列车之间能以更加协同的方式进行运作，提高铁路运行系统及供电系统的运作效率，同时减少机车掉分相事故的发生概率。

本发明实施例提供的基于干线铁路牵引供电状态信息的列车辅助驾驶系统的结构图如图1所示，包括：牵引变电所电压与负载功率监测单元、行车调度中心信息处理及执行单元和车载设备列车辅助驾驶系统单元。

牵引变电所电压与负载功率监测单元与所述行车调度中心信息处理及执行单元之间通过无线通信信道进行双向信息通信。所述行车调度中心信息处理及执行单元与一个或者多个列车上的所述车载设备列车辅助驾驶系统单元之间通过无线通信信道进行双向信息通信。

上述列车辅助驾驶系统的工作原理示意图如图2所示，具体处理流程包括：

1)车载设备列车辅助驾驶系统单元，设置在列车上，运用其定位功能获取列车当前位置，将列车当前位置发送给行车调度中心信息处理及执行单元；

2)牵引变电所电压与负载功率监测单元，设置在牵引变电所，对所在牵引变电所当前的电压与负载功率进行监测，并将监测得到的电压与负载功率信息传输给行车调度中心信息处理及执行单元；

3)行车调度中心信息处理及执行单元，设置在行车调度中心，根据车载设备列车辅助驾驶系统单元传送回来的列车当前位置信息，判断列车当前所在的供电区间及所对应的牵引变电站，及是否即将经过分相区；根据牵引变电所电压与负载功率监测单元传送回来的电压与负载功率信息，判断该变电站是否接近最大负载功率，进而判断是否需要对该区间内的后续列车进行发车时间调节；

4)当行车调度中心信息处理及执行单元判断需要对该区间内的后续列车进行发车时间调节后，对于正在运行的列车，即将经过分相区时，行车调度中心信息处理及执行单元将从线路信息数据库中读取该分相区长度、最低通过速度等信息，并将该信息发送至车载设备列车辅助驾驶系统单元，车载设备列车辅助驾驶系统单元根据得到的信息对列车进行相应的距离、长度、最低通过速度、倒计时等信息提示，辅助列车进行列车过分相操作。

对于待发车的列车，若需要进行发车时间调节，行车调度中心信息处理及执行单元将对区间内各个列车的发车时间延迟做出计算，将计算得到的发车时间延迟信息通过无线通信发送给车载设备列车辅助驾驶系统单元。发车时间调节的决策做出后，行车调度中心信息处理及执行单元将通过连锁控制各待发列车前方的信号机开放时刻的方式对各待发列车的发车时间进行调节，同时，车载设备列车辅助驾驶系统单元将收到的行车调度中心信息处理及执行单元发来的发车时间延迟信息进行显示，告知司机发车时间变化的程度、原因及相应的倒计时。

5)步骤1)—4)将持续进行，牵引变电所电压与负载功率监测单元、行车调度中心信息处理及执行单元、车载设备列车辅助驾驶系统单元三个单元之间形成一个准闭环信息网络，其中的关键信息(分相区相关信息、各后续列车发车时间的调整信息)将不断由行车调度中心信息处理及执行单元根据牵引变电所电压与负载功率监测单元和车载设备列车辅助驾驶系统单元反馈的信息进行实时更新计算。

综上所述，本发明实施例通过建立牵引变电站与行车调度中心的联系，可以加强铁路系统的协同性；经由行车调度中心建立牵引变电站与列车之间的信息通信，可以进一步加强列车辅助驾驶系统功能的完善性。

本发明实施例可以减少列车牵引供电网受到冲击的情况的发生，延长电网寿命，降低维护成本；可以减少掉分相事故的发生，降低整体行车秩序所可能受到的影响，提高运营效率。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的单元或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统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单元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劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。