一种基于LTE车地连续通信的有轨电车进路控制方法与流程

本发明涉及列有轨电车进路控制方法，尤其是涉及一种基于lte车地连续通信的有轨电车轨旁进路控制方法。

背景技术：

在现代有轨电车信号系统中，车载自动办理进路是作为中心进路办理的一种降级模式，且逐渐成为一种主用的进路办理方式，列车经过道岔之前联锁要先办理完进路、信号开放后，列车司机方能按照轨旁信号行车并通过岔区。目前车载进路办理方式更多的是通过点式信标或环线等短距离通信设备将进路办理命令发送给轨旁的道岔控制器完成进路办理，该种方式在实际运营中会有如下一些弊端：

1、第一列车通过点式或短距离通信方式发送的进路办理命令不能被联锁预先存储，一旦进路不能及时办理出来(如存在其他方向敌对进路)该列车将停在岔区等待其他方式补办进路，此时后方第二列车再次经过该点式信标或环线时给轨旁下发其他方向的进路命令且进路办理成功，从而导致第二列车为第一列办理了错误方向的进路，对行车安全有极大的安全隐患。

2、对于上述第一列车来说，当敌对进路不存在时，需要司机通过其他方式(电话联系调度或车载人工)为该列车补办进路，尤其是交通复杂的路口时，会极大的影响列车的运营效率。

3、现代有轨电车每天都是严格按照事先编制好的列车运行图硬，对列车到发站时间有一定的考核指标，对于一些多方向复杂路口，每列车通过路口的先后顺序会极大的影响列车通过后到达每个站的到发时间，目前基于点式和环线的车轨旁道岔控制器无法根据极其有限的列车信息去管理多方向复杂路口的进路办理的先后顺序，也就无法按照事先编制好的时刻表为每列车有序的办理进路，最终会影响全线列车的正点率、旅客服务水平和运营效率。

4、目前基于点式和环线的车地通信方式需要在轨旁全线岔区附近布置通信设备，也会带来项目成本增加和后期维护的工作量的增加。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于lte车地连续通信的有轨电车轨旁进路控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于lte车地连续通信的有轨电车轨旁进路控制方法，所述的控制方法包括以下步骤：

步骤1：进行轨旁联锁设备初始化；

步骤2：进行车载设备初始化；

步骤3：车载设备与轨旁联锁设备建立通信且周期性发送列车报文给轨旁联锁设备；

步骤4：轨旁联锁设备根据列车报文周期性计算每个列车的前后位置；

步骤5：判断通讯区内车地通信是否中断并重新恢复建立，若是，返回步骤4，否则，执行步骤6；

步骤6：判断列车是否为不同方向的列车，若是，轨旁联锁设备根据每列列车的定位，仅为第一列车办理进路，并执行步骤7，否则，轨旁联锁设备根据每列列车的运行计划为不同方向的列车先后办理进路，并执行步骤7；

步骤7：列车驶出通信区后车载设备与轨旁通信设备断开通信连接。

优选地，所述步骤3和步骤4中的列车报文包括车头绝对定位坐标、车尾绝对定位坐标、列车标识号、列车运行方向、进路办理命令和列车运行计划。

优选地，所述步骤5中的中断为由于车载设备故障导致的通信中断、由于轨旁联锁设备上电重启导致的通信中断或由于车地无线传输通道不可用导致的通信中断。

优选地，所述的中断为由于车载设备故障导致的通信中断时，轨旁联锁设备会记录第一列与轨旁联锁设备失去通信前的来自该列车车载设备的定位信息；所述的定位信息用于推演第一列失去通信列车的车头和车尾位置，保证在轨旁联锁设备中第一列失去通信列车的位置始终处于第二列通信列车和前方进路办理区之间。

优选地，所述的轨旁联锁设备在第一列车恢复与轨旁联锁设备的通信并完成办理进路后，再为第二列车办理进路。

优选地，所述的中断为由于车地无线传输通道不可用导致的通信中断或由于轨旁联锁设备上电重启导致的通信中断时，在轨旁联锁设备首次与某列车建立通信后应延时一段时间再处理来自该列车的进路办理命令。

优选地，所述的延时可设为5秒。

优选地，所述的车载设备与轨旁联锁设备通过lte无线数据通信技术标准进行通信连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、彻底解决后车为前车办理错误进路的问题：本发明时基于车地连续通信进行轨旁进路办理的管理，解决了传统的通过轨旁点式通信管理进路的弊端，能够彻底的解决点式通信导致的后车为前车办理错误进路的问题。

二、效率高：在复杂、行车密度大的路口，本发明可以基于列车运行计划为不同方向列车先后办理进路，提高有轨电车通过路口的效率。

三、成本低：本发明大幅度地减少了轨旁点式信标的布置数量，降低了项目成本和后期维护工作量。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明实施例中正常场景1的场景示意图；

图3为本发明实施例中正常场景2的场景示意图；

图4为本发明实施例中降级场景1的场景示意图；

图5为本发明实施例中降级场景2的场景示意图；

图6为本发明实施例中降级场景3的场景示意图。

具体实施方式

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的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

本发明为了克服现有技术中存在的缺陷而提供的一种安全性高、智能化、高效的轨旁进路控制方法。

实施例：

如图1所示，一种基于lte车地连续通信的有轨电车轨旁进路控制方法，包括以下步骤：

步骤1：轨旁联锁设备上电、自检成功并启动后，方可接收外部车载设备的通信连接，并进入相应的轨旁进路管理逻辑；

步骤2：车载设备上电、自检成功并启动后，根据列车位置、车地通信范围、车地通信状态主动向轨旁联锁设备发起通信连接；

步骤3：当列车进入线路上车地通信区且车载设备与轨旁联锁设备完成通信建立后，车载设备每周期向轨旁联锁设备发送本列车的车头绝对定位坐标、车尾绝对定位坐标、列车标识号、列车运行方向、进路办理命令(左/中/右)、该列车运行计划；

步骤4：轨旁联锁设备每个周期接收来自每列车的车头和车尾位置、列车标识号、列车运行方向、进路办理命令(左/中/右)、列车运行计划信息，并根据列车车头和车尾定位实时计算线路上通信区内所有列车相对前方最近的进路信号机的相对次序；

步骤5：当列车进入通信区前或列车进入通信区(尚未进入进路办理区)时，车地通信中断(之前由于车载设备故障导致与轨旁联锁设备通信中断或由于轨旁联锁设备上电重启后与车载设备重新建立通信连接)，当轨旁联锁设备与进路办理区内某列车重新恢复建立通信后，轨旁联锁设备要延时一段时间保证进路办理区内所有列车都与轨旁联锁设备建立通信后才开始进入进路办理逻辑(以避免多车建立通信的不同步导致后车为前车办理进路的情况)，即转到上述步骤4继续后续逻辑处理；

步骤6：当列车车头进入线路上预定定义好的进路办理区时，轨旁联锁设备将根据列车运行计划、进路办理命令(左/中/右)在正确的时机为同方向列车或不同方向多列车分别办理进路，具体如下：

601)对于进入进路办理区的同方向多列车，轨旁联锁设备仅为距离前方进路信号机最近的第一列通信列车(进路信号机外放第一列车地通信好的列车)办理进路，如是进路外放第一列车但车地通信不好，则也不为其办理进路,后续第二、三等列车处理逻辑同第一列车；

602)对于进入进路办理区的不同方向多列车，轨旁联锁设备根据每列车运行计划为不同方向列车先后办理进路，保证每列车先后通过岔区(路口)的次序；

步骤:7：当列车驶出线路上预先定义好的车地通信区后，车载设备取消与轨旁联锁设备之前建立的通信连接。

图2～6分别对应本发明中几种不同应用场景，图中深色区域代表进路办理区，浅色区域代表车地通信区。

如图2所示，正常场景1为同方向多列车进路场景，本发明在该场景下的具体实施方法为：

1)轨旁联锁设备上电、自检成功并启动后，方可接收外部车载设备的通信连接，并进入相应的轨旁进路管理逻辑；

2)车载设备上电、自检成功并启动后，根据列车位置、车地通信范围、车地通信状态主动向轨旁联锁设备发起通信连接；

3)当车载设备与轨旁联锁设备完成通信建立后，车载设备每周期向轨旁联锁设备发送本列车的车头绝对定位坐标、车尾绝对定位坐标、列车标识号、列车运行方向、进路办理命令(左/中/右)、该列车运行计划；

4)当列车驶出线路上预先定义好的车地通信区后，车载设备取消与轨旁联锁设备之前建立的通信连接；

5)轨旁联锁设备每个周期接收来自每列车的车头和车尾位置、列车标识号、列车运行方向、进路办理命令(左/中/右)、列车运行计划信息，并进行处理和管理；

6)轨旁联锁设备每个周期对某条进路外方的进路办理区内的所有通信列车的车头尾位置进行比较计算，确保仅仅为进路外方进路办理区内最近的第一列车办理进路，直到第一列车进路办理成功且列车的车头车尾完全出清进路外方的进路办理区时，轨旁联锁设备才可以根据收到的第二列车的位置等信息为其办理进路；对后续第三、第四列车以此类推。

7)当列车驶出线路上预先定义好的车地通信区后，车载设备取消与轨旁联锁设备之前建立的通信连接。

如图3所示，正常场景2为不同方向多列车进路场景，本发明在该场景下的具体实施方法为：

步骤1～5同上述场景1；

6)当多列车需要按照运行计划从不同方向依次办理进路并通过岔区时，轨旁联锁设备每个周期根据每列通信列车的车头车尾定位、运行计划、进路办理请求协调为每列车办理进路，实现不同方向列车可以按照运行计划先后通过岔区；

7)当列车驶出线路上预先定义好的车地通信区后，车载设备取消与轨旁联锁设备之前建立的通信连接。

如图4所示，降级场景1为第一列车进入进路办理区后没有成功办理，且第一列车与轨旁联锁设备通信中断的场景，本发明在该场景下的具体实施方法为：

步骤1～5同上述场景1；

6)第一列车进入进路办理区后进路没有成功办理，此时第一列车与轨旁联锁设备通信中断；

7)第二列车进入进路办理区，且第一列车与轨旁联锁设备通信一直处于中断状态，轨旁联锁设备内部会记录下第一列与轨旁联锁设备失去通信前的来自该列车车载设备的定位信息，当第二列车发给轨旁联锁设备的车头位置达到或越过第一列车失去通信前的车尾位置时，轨旁联锁设备将根据第二列通信列车的车头位置自动向前推演第一列失去通信列车的车头和车尾位置，保证在轨旁联锁设备内部第一列失去通信列车的位置始终处于第二列通信列车和前方进路办理区之间；

8)第二列车进入进路办理区，且第一列车与轨旁联锁设备通信一直处于中断状态，轨旁联锁设备即使收到来自第二列车的进路办理命令，也不会为其(第二列车)办理进路，直到第一列车恢复与轨旁联锁设备的通信且轨旁联锁设备计算出第二列车车头前方的进路办理区内没有其它列车时，轨旁联锁设备方能为第二列车办理进路；

9)轨旁联锁设备处理第二列车后续的其它列车的进路办理方式同第二列车。

如图5所示，降级场景2为车地无线传输通道不可用(车载设备通信模块故障或轨旁联锁设备通信模块故障等)时的场景，本发明在该场景下的具体实施方法为：

1)轨旁联锁设备上电、自检成功并启动后，方可接收外部车载设备的通信连接，并进入相应的轨旁进路管理逻辑；

2)车载设备上电自检完成；

3)每列车进入车地通信区之前车载设备和轨旁联锁设备均正常，但车地无线传输通道不可用(车载设备通信模块故障或轨旁联锁设备侧通信模块故障等)；

4)列车依次进入进路办理区后停车，此时由于通道问题轨旁联锁设备仍然收不到车载设备的任何信息；

5)每列车停车在进路办理区等待信号开放，车地无线通道恢复后，轨旁联锁开始接收通信区内的每列车的通信建立请求；

6)为了规避不同车载设备与轨旁联锁设备重新建立连接的不同步(第二列车先建立连接并给轨旁联锁设备发送列车定位信息和进路办理信息)导致先为第二列车办理了进路，轨旁联锁设备一旦首次与某列车建立通信后应延时一段时间(可以配置，建议值5秒)处理来自该列车的进路办理命令，在此延时时间内轨旁联锁设备应与通信区内的所有列车都建立了连接后再根据每列车的定位信息计算前后车关系，统一协调管理进路办理区内所有列车的进路办理次序，避免后车为前车办理错误进路。

如图6所示，降级场景3为列车进入进路办理区后轨旁联锁设备重启的场景，本发明在该场景下的具体实施方法为：

1)轨旁联锁设备上电、自检成功并启动后，方可接收外部车载设备的通信连接，并进入相应的轨旁进路管理逻辑；

2)车载设备上电自检完成；

3)列车依次进入进路办理区后停车，轨旁联锁设备可以持续收到来自每列车车载设备的信息；

4)重启轨旁连锁后，进入上述降级模式2的步骤6。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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以权利要求的保护范围为准。