本发明涉及列车信号控制领域，更具体地，涉及一种列车自动防护系统隔离方法及装置。
背景技术：
在诸如城市轨道交通信号系统之类的列车信号控制系统中，列车自动防护系统(automatictrainprotection，atp)是负责城轨列车安全运行的关键信号设备之一。atp系统实时检测列车的速度和所在位置；根据获取的移动授权、当前线路状态、前行列车位置等信息监控列车的运行，防止列车超过限制速度或越过移动授权的终点，确保列车之间的安全行车间隔距离，实现列车的自动安全防护运行。
在城轨列车的两端均有司机操作台，列车的两端(例如i端和ii端)各装有一套atp系统，两端均可以控制列车。在列车运行时需将前行方向的atp系统激活，对端的atp系统隔离，从而让激活端atp设备正常的控制列车，实现列车运行的防护。此时，需将非激活端atp设备的输出信号(例如紧急制动、牵引释放、车门解锁等信号)进行隔离或旁路。现有的atp系统隔离方式，通常是由司机钥匙的旋钮触点和手动隔离开关来实现。存在以下缺点：
1、在列车有速度的情况下，也可手动进行隔离或旁路，存在着不安全因素。
2、在列车非激活端的atp系统隔离，需要人工操作。
3、隔离装置的状态无反馈，隔离的正常及有效输出无法确保。
技术实现要素：
提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
针对以上问题，本发明提出了一种atp系统隔离的方法及装置，其中在手动隔离开关前端接入了车辆零速信号触点，保证了车辆为零速的前提下，手动隔离开关才能启动隔离，隔离后保持(即隔离后，车辆不为零速，依然保持隔离)。通过司机钥匙信号和atp安全输入/输出模块组合的方式，非激活端的atp设备可输出隔离信号，无须人工操作。此外，还通过atp安全输入模块采集隔离装置的状态，解决了隔离状态未检测的问题，保证了系统的安全性和可靠性。
根据本发明的一个实施例，提供了一种atp系统隔离方法，其中所述方法包括：
确定手动隔离开关是否闭合；
如果所述手动隔离开关断开，则不对atp设备进行隔离，如果所述手动隔离开关闭合，则进一步确定atp设备是否已被隔离；
如果所述atp设备已被隔离，则保持所述atp设备的隔离，如果所述atp设备未被隔离，则进一步确定列车当前车速是否为零；以及
如果列车当前车速不为零，则不对atp设备进行隔离，如果列车当前车速为零，则对atp设备进行隔离。
根据本发明的另一实施例，提供了一种atp系统隔离装置，其中所述atp系统隔离装置包括：
手动隔离电路，所述手动隔离电路被配置成响应于确定列车实时车速为零且手动隔离开关闭合，提供手动隔离信号；
司机钥匙隔离电路，所述司机钥匙隔离电路被配置成：
采集钥匙激活信号；以及
响应于所采集到的钥匙激活信号指示钥匙未激活，提供司机钥匙隔离信号；以及
隔离装置，所述隔离装置被配置成响应于接收到所述手动隔离信号和所述司机钥匙隔离信号中的任意一者，输出隔离输出信号以隔离atp设备的输出。
通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。
附图说明
为了能详细地理解本发明的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本发明的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。
图1是示出根据本发明的一个实施例的atp系统隔离的设计原理的示意图。
图2是根据本发明的一个实施例的atp系统隔离装置200的电路示意图。
图3是根据本发明的一个实施例的atp系统隔离装置200的手动隔离方式的方法流程图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的可由atp安全输入模块m1执行的司机钥匙隔离控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明，本发明的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。
图1是示出根据本发明的一个实施例的atp系统隔离的设计原理的示意图。
如图1中所示，在列车的两端(i端和ii端)各装有一套atp设备。每一套atp设备可经由各自相应端的atp隔离装置(未示出)电气地耦合到同一列车电气回路。atp隔离装置可被配置成接收来自相应端的司机钥匙和手动隔离开关的控制信号，并且基于收到的控制信号对atp设备进行适当地隔离，确保同一时刻只能有一套atp设备向列车电气回路输出atp信号。
根据本发明的一个实施例，手动隔离开关的优先级最高，无论司机钥匙激活或非激活，均可通过按下手动隔离开关(在车辆为零速的前提下)来对atp设备的输出信号进行隔离。
在两端的手动隔离开关均未被手动按下时，atp信号输出也可通过司机钥匙来控制隔离。每一端的atp设备可被配置成采集司机钥匙信号，根据此信号来确定相应端的司机钥匙是激活还是非激活，进而控制该atp设备信号输出是否被应隔离。作为一个示例，如图1所示，列车i端的司机钥匙处于激活状态，i端的隔离触点断开，i端atp设备的信号输出不隔离，进行列车控制和防护。同时，列车ii端的司机钥匙信号处于非激活状态，ii端的隔离触点闭合，ii端atp设备的信号输出被隔离。
图2是根据本发明的一个实施例的atp系统隔离装置200的电路示意图。如图2中所示，根据本发明的一个实施例，本发明的atp系统隔离装置200包括车辆零速触点c1、手动隔离开关k1、隔离装置j1、司机钥匙开关k2、atp安全输入模块m1、atp安全输出模块m2以及钥匙继电器j2。
如上文所提到的，本发明的atp系统隔离可分为手动隔离和司机钥匙隔离两种方式。下面分别对这两种方式进行详细说明。
手动隔离方式
在图2所示的实施例中，手动隔离方式通过图2中的车辆零速信号触点c1、手动隔离开关k1和隔离装置j1实现。在图2中，车辆零速信号触点c1的一端(节点20)可耦合到atp系统隔离装置200的电源输入端，该电源输入端可耦合到外部供电(例如，dc110v)。车辆零速信号触点c1的另一端(节点22)耦合到手动隔离开关k1。车辆零速信号触点c1本身可耦合到列车车速监测传感器输出或能够提供列车实时车速的状态信号的任何合适的信号源。车辆零速信号触点c1可被配置成当列车实时车速为零时，使节点20与节点22导通，而当列车实时车速不为零时，使节点20与节点22断开。
作为一个示例，手动隔离开关k1可以是设置在列车一端驾驶室中控制面板上的可由驾驶员手动操作的开关或旋钮。当开关或旋钮被按下或旋转时，手动隔离开关k1相应地闭合。开关按钮可在再次被按下或旋转时还原，手动隔离开关k1则相应地断开。如上文提到的，手动隔离开关k1的一端与节点22耦合。手动隔离开关k1的另一端则耦合到隔离装置j1的控制触点。
在图2中，隔离装置j1被示为由并联的多个隔离装置组成，用于相应地生成多路隔离输出信号用于隔离atp设备的多路输出。本领域技术人员可以理解，隔离装置也可以是能够提供所需的所有控制功能的单个集成的装置。在一个示例中，多个隔离装置中的每一个可以是隔离继电器j11－j1n。当然，本领域技术人员可以理解，隔离继电器只是一个示例，也可以采用其它的器件来实现类似的功能，诸如接触器、固态继电器等。在如图2中所示的采用多个隔离继电器j11－j1n的情况下，手动隔离开关k1的另一端可耦合到每一个隔离装置(隔离继电器)j11－j1n的控制触点30a1－30an。
隔离继电器j11可具有一对输出触点24a1、24b1。车辆零速信号触点c1的一端(节点22)可耦合到输出触点24a1，而另一端(节点20)则耦合到输出触点24b1。作为一个示例，当隔离继电器j11的控制触点30a1通电时，触点24a1与触点24b1导通，从而将车辆零速信号触点c1短路。需要注意，此处为了节省电路空间和成本，利用了隔离继电器j11的一对输出触点24a1、24b1，然而也可以利用单独的一个继电器来实现类似的功能和控制。
隔离继电器j11还可具有一对输出触点26a1、26b1。触点26a1可同样耦合到atp系统隔离装置200的电源输入端，触点26b1则可耦合到atp安全输入模块m1，作为隔离装置状态信号。作为一个示例，当隔离继电器j11的控制触点30a1通电时，触点26a1与触点26b1断开。
隔离继电器j11还可具有一对输出触点28a1、28b1。这对输出触点可作为隔离输出信号输出到列车电气回路。作为一个示例，这一对输出触点28a1、28b1与上文提到的另一对输出触点26a1、26b1构成联动关系。例如，当继电器j11的控制触点30a1不通电时，触点26a1与触点26b1导通，而触点28a1与触点28b1断开，而当继电器j11的控制触点30a1通电时，触点26a1与触点26b1断开，而触点28a1与触点28b1导通。这一状态互斥的联动关系有助于提高系统的安全性和可靠性，例如通过检验这两组触点的状态是否互斥来确定相关线路是否正常工作。触点28a1与触点28b1可被例如接在列车电气回路中的合适位置用于隔离(例如短路或旁路)。
在如上所述的手动隔离方式实现中，手动隔离开关的优先级最高。如图2中所示，如果手动隔离开关k1断开，则在没有通过司机钥匙产生隔离信号的情况下，无论车辆零速触点c1是否导通，隔离继电器j11的控制触点30a1处都将不会通电，从而使隔离继电器j11的输出触点(触点24a1与触点24b1、触点28a1与触点28b1)都处于断开状态，触点26a1与触点26b1处于闭合状态。触点24a1与触点24b1断开导致车辆零速触点c1不被旁路，触点26a1与触点26b1闭合导致隔离装置状态信号为dc110v(指示atp设备未被隔离)，触点28a1与触点28b1断开同样指示atp设备未被隔离，并且不会导致其耦合的电路被短路或旁路。
如果手动隔离开关k1闭合，则列车是否为“零速”成为前提条件。更具体地，当列车实时车速为零，则车辆零速触点c1将被导通，从而使得atp系统隔离装置200的输入电源(dc110v)将经由车辆零速触点c1以及手动隔离开关k1输入到隔离继电器j11的控制触点30a1，即隔离继电器j11的控制触点30a1将通电，从而使隔离继电器j11的输出触点(触点24a1与触点24b1、触点28a1与触点28b1)都变为导通状态，触点26a1与触点26b1处于断开状态。触点24a1与触点24b1导通导致车辆零速触点c1被旁路。触点26a1与触点24b1断开导致隔离装置状态信号为0(指示atp设备被隔离)。触点28a1与触点28b1导通同样指示atp设备被隔离，并且导致其耦合的电路被短路或旁路。
由于车辆零速触点c1被旁路，这使得即使此后列车不为零速，输入电源仍可沿节点20、触点24b1、触点24a1、节点22、手动隔离开关k1的路径通到触点30a1，从而保持隔离继电器j11的触点28a1与触点28b1的导通状态，从而保持atp设备被隔离。这一状态将一直保持，直到手动隔离开关k1被再次断开。在手动隔离开关k1被再次断开后，上述节点20、触点24b1、触点24a1、节点22、手动隔离开关k1的路径中断，使得触点30a1变为不通电，进而使得隔离继电器j11的输出触点(触点24a1与触点24b1、触点28a1与触点28b1)也都回到断开状态，触点26a1与触点26b1回到闭合状态。
图3是根据本发明的一个实施例的atp系统隔离装置200的手动隔离方式的方法流程图。
方法开始于步骤302，确定手动隔离开关是否闭合。如果确定手动隔离开关未闭合，则方法前进至步骤310，atp设备将不被隔离，方法结束。
如果在步骤302处确定手动隔离开关闭合，则方法前进至步骤304，确定atp设备是否已被隔离。如果确定atp设备已被隔离，则方法前进至步骤308，atp设备继续被隔离，方法结束。如果在步骤304处确定atp设备未被隔离，则方法前进至步骤306，确定列车当前是否为零速。如果列车不为零速，则方法前进至步骤310，atp设备将不被隔离，方法结束。如果在步骤306处确定列车为零速，则方法前进至步骤308，atp设备被隔离，方法结束。
司机钥匙隔离方式
回到图2，作为一个示例性实施例，司机钥匙隔离方式可通过司机钥匙、atp设备安全输入模块m1、atp设备安全输出模块m2、以及隔离装置j1实现。
司机钥匙开关k2的一端(节点32)可耦合到atp系统隔离装置200的电源输入端(dc110v)。司机钥匙开关k2的另一端耦合到钥匙继电器j2的控制触点34。司机钥匙开关k2可通过列车司机将列车钥匙插入钥匙孔并旋转来进行控制。例如，当司机将钥匙旋转至激活档时，司机钥匙开关k2被导通，当司机将钥匙旋转至关闭档或进而拔出钥匙时，司机钥匙开关k2被断开。
作为一个示例，钥匙继电器j2可具有一对输出触点36a、36b、以及另一对输出触点38a、38b。钥匙继电器j2可被配置成使得输出触点36a、36b和输出触点38a、38b输出2路互斥的信号(即一路为高，另一路则为低)。与仅设置一路信号相比，通过输出2路互斥信号，提高了钥匙激活信号采集的安全性和可靠性。例如，如果仅设置1路信号，在信号为低电平时无法判断是钥匙未激活还电路发生故障。与之相对，由于设置了2路互斥信号，当电路正常时，这2路将显示10或01，如果显示为00，则可判断其中一路发生了故障。在图2的示例中，钥匙继电器j2被配置成当司机钥匙开关k2被导通时，触点36a和触点36b被导通，而触点38a和触点38b被断开。反之，当司机钥匙开关k2被断开时，触点36a和触点36b被断开，而触点38a和触点38b被导通。触点36b和触点38b的输出信号被作为钥匙激活信号输出至atp安全输入模块m1。
atp安全输入模块m1除了采集钥匙激活信号，还采集隔离装置的状态。如上文提到的，atp安全输入模块m1可具有一个或多个触点461-46n，用于相应地接收来自隔离装置j1的隔离装置状态信号(例如，分别来自隔离继电器j11-j1n的触点26b1-26bn的隔离装置状态信号)。另外，atp安全输入模块m1还可包括触点44，用于接收来自手动隔离开关的状态信号(未示出)。atp安全输入模块m1还具有输出触点52，该触点52耦合到atp安全输出模块m2的输入触点48。
atp安全输出模块m2还具有一对输出触点50a、50b。触点50a耦合到钥匙继电器j2的输出触点38b，触点50b耦合到隔离装置j1的控制触点。在图2的示例中，触点50b耦合到每一个隔离继电器j11－j1n的控制触点30a1－30an。在一个示例中，atp安全输出模块m2可被实现为一个继电器，其被配置为当输入触点48接收到高电平时，输出触点50a、50b导通，使得来自触点38b的信号被连通到隔离继电器j11－j1n的控制触点30a1－30an，从而使atp设备的输出被隔离(如以上结合图2描述的)。当输入触点48接收到低电平时，输出触点50a、50b断开，使得来自触点38b的信号与隔离装置j1断开，atp设备的输出不被隔离(如以上结合图2描述的)。为了进一步提高安全性和可靠性，atp安全输出模块m2内部可被实现为具有冗余电路，以确保在一路线路故障时仍可正常工作。
atp安全输入模块m1可基于接收到的钥匙激活信号以及隔离装置状态信号来生成atp隔离控制信号，并经由触点52输出给atp安全输出模块m2的输入触点48。本领域技术人员可以理解，虽然在图2中，atp安全输入模块m1和atp安全输出模块m2被示为两个分开的模块，但也可以将这两个模块组合成一个集成模块。
图4示出了根据本发明的一个实施例的可由atp安全输入模块m1执行的司机钥匙隔离控制方法的流程图。
在步骤402，atp安全输入模块m1采集司机钥匙信号以及隔离装置状态信号。接着，在步骤404，atp安全输入模块m1基于采集到的隔离装置状态信号确定隔离装置j1是否正常。如果确定隔离装置j1不正常，则方法前进至步骤420，生成隔离装置状态异常提示。在本发明的一个实施例中，当隔离装置j1，更具体的，当隔离继电器j11－j1n中的任意一个发生故障，来自该故障继电器的触点的隔离装置状态信号就将为零(或低电平)，使得atp安全输入模块m1能采集到该异常状态并给出报警提示信息。该报警提示信息可被呈现给司机，同时该隔离装置状态异常可被提交给列车的控制系统，用于记录并采取相应的措施。例如，列车控制系统可自动旁路该异常的隔离装置并启用相应的备用隔离装置。随后，方法前进至步骤412，atp设备不被隔离，方法结束。在这种情况下，atp安全输入模块m1可不向atp安全输出模块输出隔离信号(或输出低电平信号)，使得atp安全输出模块m2断开，司机钥匙隔离信号无法输出，从而确保了隔离的正常及有效输出。
如果在步骤404处确定隔离装置的状态正常，则方法前进至步骤406，确定钥匙是否被激活。如果确定钥匙处于“非激活”状态，则方法前进至步骤408，向安全输出模块m2输出隔离信号(高电平)，使得安全输出模块m2输出司机钥匙隔离信号。此时，方法前进至步骤410，如图2所示，隔离继电器j11－j1n得电，atp设备被隔离，方法结束。
如果在步骤406处确定司机钥匙处于“激活”状态，则方法前进至步骤414，确定手动隔离开关状态。如可以理解的，当钥匙处于“激活”状态时，表明列车的这一端将作为前进端，因此该端的atp设备不应被隔离。因此，如果在步骤414，判断出该端的手动隔离开关状态为断开，则该状态与钥匙状态所体现的意图相符，则方法前进至步骤412，atp设备不被隔离，方法结束。如果在步骤414，判断出该端的手动隔离开关状态为闭合，则方法前进至步骤416，生成手动隔离开关状态警示确认。该警示确认可被显示在司机室控制台的显示屏幕上，例如“本端atp设备手动隔离开关当前为闭合，请确认是否应复位手动隔离开关”。在步骤418，司机可确认手动隔离开关的状态。如果司机意识到该手动隔离开关闭合属无意操作，则司机可复位该手动隔离开关使其断开，则方法前进至步骤412，atp设备不被隔离，方法结束。如果出于某些特殊原因，司机确实希望在断开本端atp设备的情况下开车(例如，司机知晓atp设备发生故障)，则司机可确认该开关应为闭合，方法前进至步骤410，atp设备被隔离。
以上描述了一种atp系统隔离方法及装置。与现有技术中的方案相比，本发明所提供的atp系统隔离方法及装置至少具有以下优点：
1、仅在车辆为零速时，手动隔离开关才能有效的启动隔离，并且启动后通过隔离装置保持(即启动隔离后即使车辆不为零速了，隔离依然有效)；
2、列车非激活端的atp设备，通过采集司机钥匙的状态，可由安全输出模块输出隔离信号，避免了人工操作；
3、当隔离装置发生故障时，atp设备能检测到并断开司机钥匙隔离信号，保证了此隔离的正常及有效输出和整个系统的安全。
本领域技术人员能够理解，以上的三个技术效果也可任意地独立或组合地提供，因而本发明的atp系统隔离装置可仅包括相关的组件来提供相应的功能。例如，当仅需要在现有技术的手动隔离开关上加入零速约束时，atp系统隔离装置可仅包括图2中的手动隔离电路部分。如果仅希望实现自动隔离功能，则可仅加入自动隔离电路部分。如果希望加入隔离装置状态判断，则可进一步加入上文所描述的与隔离装置状态判断相关的组件和电路。由此产生的电路组合和变化都落在本发明的保护范围内。
以上所已经描述的内容包括所要求保护主题的各方面的示例。当然，出于描绘所要求保护主题的目的而描述每一个可以想到的组件或方法的组合是不可能的，但本领域内的普通技术人员应该认识到，所要求保护主题的许多进一步的组合和排列都是可能的。从而，所公开的主题旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有这样的变更、修改和变化。