一种协作缩短行车许可的安全处理方法与流程

本发明涉及列车控制领域，具体来说，涉及一种协作缩短行车许可的安全处理方法。

背景技术：

目前，无论是欧洲列车运行控制系统etcs(europeantraincontrolsystem)还是中国列车运行控制系统ctcs(chinesetraincontrolsystem)，都采用了由无线闭塞中心rbc(radioblockcenter)来根据从外部地面系统(诸如联锁设备、相邻rbc、临时限速服务器等)接收到的信息(诸如股道占用、进路状态、临时限速等)以及与车载设备交换的信息(诸如位置报告)来生成发送给列车的控制命令(主要是提供行车许可ma(movementauthority))，从而使列车在rbc管辖范围内的线路上安全运行。

联锁指的是通过技术方法，使信号、道岔和进路必须按照一定程序并满足一定条件才能动作或建立起来的相互关系。也就是说，为了保证行车安全，必须制定一系列联锁规则以约束信号、道岔与进路的动作与建立。一条进路的控制过程可分为进路建立(办理)和进路解锁两个阶段。在进路建立阶段，当与进路相关的道岔位置符合进路需求、进路在空闲状态、以及没有建立敌对进路等条件满足时，实现进路锁闭。此时，进路中各个轨道电路区段就处于进路锁闭状态，轨道区段内的道岔不能被操纵，经由处于进路锁闭状态的区段的其他进路也不能建立，即实现了敌对进路的锁闭。

进路解锁就是解除已建立的进路、道岔和敌对进路的进路锁闭。根据不同的情况，进路有多种解锁方式，包括正常解锁、取消进路、人工解锁等等。正常解锁是最常见的情形，指的是列车通过了进路中的道岔区段后使进路自动解锁。取消进路指的是进路在建立后，由于某种原因而需要解除时，当进路在预先锁闭状态并且进路空闲时，则进路可被立即解锁。

人工解锁又称为人工延时解锁，指的是进路在接近锁闭的状态下，若由于某种原因而需要解锁时，在操作人员的人工解锁规范操作后，首先使信号机关闭，从信号关闭时算起，延迟一定时间并且进路在空闲状态下才能解锁。设置延迟时间的目的是确保当解锁的进路已经被包含在rbc发送给正在接近列车的行车许可中时，列车能够在信号前停车。延迟时间设置过短可能造成列车来不及安全停车，影响列车的运行安全；反之，如果延迟时间设置得过长，则影响线路的运营效率。然而，无论如何设置，由于该延迟时间是一个固定值，即对任何路况任何列车都采用同样的值，因此出于安全考虑，通常该延迟时间会被设置得偏长(即该延迟时间一般足够车速较快的列车停车，因而对于车速较慢的列车就过长)。此外，根据目前的人工延时解锁操作规范，无论接近列车是否已经延迟时间内停车，也必须等到该延迟时间届满之后再进行区间空闲状态判断。例如，目前对接车进路和正线发车进路规定的延迟时间为3分钟，对于侧线发车进路和调车进路规定的延迟时间为30秒。因此，即使接近列车在收到信号后1分钟时就已经停车，待解锁的进路最快也要再3分钟延时届满后才可以被解锁。这或多或少也影响了线路的运营效率。

另一方面，按照目前的人工解锁流程，当联锁设备收到解锁进路请求时，联锁设备先向无线闭塞中心rbc发出申请，若该进路已经被用于某列车的行车许可，rbc直接向该列车发送缩短行车许可sma(shorteningofma)命令，待收到缩短行车许可的确认后，就进入人工解锁流程(延时解锁)。然而，在这一过程中，列车没有拒绝的机会，若列车距离待解锁进路过近，将可能无法停下导致冒进的安全风险。

因此，需要一种改善的缩短行车许可的处理方法，以在确保行车安全的情况下提高运营效率。

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。

本发明旨在改善缩短行车许可的处理方法，以在确保行车安全的情况下提高运营效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于协作缩短行车许可的方法，所述方法包括：

响应于联锁cbi的针对被包含在列车确认的行车许可范围内的进路或道口的解锁进路或抬起道口栏木的请求，无线闭塞中心rbc判断是否满足协作缩短行车许可csma发送条件；

响应于满足csma发送条件时，rbc向列车车载atp发送请求缩短行车许可消息；以及

rbc基于列车车载atp的回复，指令cbi允许或拒绝所述解锁进路或抬起道口栏木的请求。

根据本发明的一个进一步实施例，所述csma发送条件包括：

列车当前的车载atp模式为fs/os/ls模式；并且

当前没有正在向该车载atp发送的紧急消息cem/uem、缩短行车许可sma、或协作缩短行车许可csma。

根据本发明的一个进一步实施例，如果在rbc向列车车载atp发送请求缩短行车许可消息之后且收到来自列车车载atp的回复之前，列车的行车许可范围内又激活无条件紧急停车条件uem，则rbc向车载atp发送无条件紧急停车消息，同时结束csma处理流程，并指令联锁cbi拒绝解锁进路或抬起道口栏木的请求。

根据本发明的一个进一步实施例，如果在rbc向列车车载atp发送请求缩短行车许可消息之后且收到来自列车车载atp的回复之前，在所述列车的行车许可范围内又激活了另一缩短行车许可sma，且该缩短行车许可sma的激活点与列车的距离小于等于协作缩短行车许可csma的激活点与列车的距离，则rbc向车载atp发送该缩短行车许可sma；否则发送缩短到csma的激活点的sma，同时结束csma处理流程，并指令联锁cbi拒绝解锁进路或抬起道口栏木的请求。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于协作缩短行车许可的方法，所述方法包括：

响应于接收到由接收无线闭塞中心rbc因收到来自联锁cbi的针对被包含在列车确认的行车许可范围内的进路或道口的解锁进路或抬起道口栏木的请求而发送的请求缩短行车许可的进路相关信息rri，移交无线闭塞中心rbc判断是否满足协作缩短行车许可csma发送条件；

响应于满足csma发送条件时，移交rbc向列车车载atp发送请求缩短行车许可消息；以及

基于列车车载atp的回复，移交rbc向接收rbc发送指示是否允许缩短行车许可的rri，接收rbc据此向cbi发送是否允许或拒绝所述解锁进路或抬起道口栏木的请求的消息。

根据本发明的一个进一步实施例，所述csma发送条件包括：

列车当前的车载atp模式为fs/os/ls模式；

列车尚未越过所述移交rbc和所述接收rbc的交权边界；并且

当前没有正在向该车载atp发送的紧急消息cem/uem、缩短行车许可sma、或协作缩短行车许可csma。

根据本发明的一个进一步实施例，如果在移交rbc向列车车载atp发送请求缩短行车许可消息之后且收到来自列车车载atp的回复之前，列车的行车许可范围内又激活无条件紧急停车条件uem或另一个缩短行车许可sma，则移交rbc向接收rbc发送指示拒绝缩短行车许可的rri，接收rbc据此向cbi发送拒绝所述解锁进路或抬起道口栏木的请求的消息。

根据本发明的一个进一步实施例，如果在移交rbc向列车车载atp发送请求缩短行车许可消息之后且收到来自列车车载atp的回复之前，移交rbc接收到来自接收rbc的新的rri消息，则移交rbc不再处理当前csma流程，接收rbc向cbi发送拒绝所述解锁进路或抬起道口栏木的请求的消息。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于协作缩短行车许可的系统，所述系统包括：

安装在列车上的车载atp；

第一无线闭塞中心rbc；以及

与所述第一rbc耦合的第一联锁cbi，

其中所述第一rbc被配置成：

响应于联锁cbi的针对被包含在列车确认的行车许可范围内的进路或道口的解锁进路或抬起道口栏木的请求，判断是否满足协作缩短行车许可csma发送条件；

响应于满足csma发送条件时，向列车车载atp发送请求缩短行车许可消息；以及

所述系统基于列车车载atp的回复，指令所述第一cbi允许或拒绝所述解锁进路或抬起道口栏木的请求。

根据本发明的一个进一步实施例，所述系统还包括：

与所述第一rbc相邻的第二rbc，其中在rbc交权场景下，所述第一rbc为移交rbc，所述第二rbc为接收rbc；以及

与所述第二rbc耦合的第二cbi，

其中所述第一rbc还被配置成：

响应于接收到由所述第二rbc因收到所述第二cbi的针对被包含在列车确认的行车许可范围内的进路或道口的解锁进路或抬起道口栏木的请求而发送的请求缩短行车许可的进路相关信息rri，判断是否满足协作缩短行车许可csma发送条件；

响应于满足csma发送条件时，向列车车载atp发送请求缩短行车许可消息；以及

基于列车车载atp的回复，向所述第二rbc发送指示是否允许或拒绝缩短行车许可的rri，所述第二rbc根据所收到的rri向所述第二cbi发送允许或拒绝所述解锁进路或抬起道口栏木的请求的消息。

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示出了根据本发明的一个实施例的非交权条件场景下的csma示意图。

图2是根据本发明的一个实施例的非交权场景下无线闭塞中心rbc的csma处理流程的示例流程图。

图3是示出了根据本发明的一个实施例的交权条件场景下的csma示意图。

图4是根据本发明的一个实施例的交权场景下移交rbc的csma处理流程的示例流程图。

图5是根据本发明的一个实施例的交权场景下接收rbc的csma处理流程的示例流程图。

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。

为了解决背景技术部分所提到的问题，本发明提供了一种协作缩短行车许可(co-operativeshorteningofma，csma)机制。考虑到在行车过程中还可能遇到rbc交权的情况，即行车许可范围涉及分别由两个rbc进行管辖的区域，因此以下将在rbc交权和非交权场景分别描述本发明的协作缩短行车许可csma。

一、非交权场景：

非交权场景指的是在本无线闭塞中心rbc自身管辖范围进行的协作缩短行车许可。图1示出了根据本发明的一个实施例的非交权条件场景下的csma示意图。

首先，分别从非交权场景下的csma的激活条件、发送条件、以及结束条件来描述。

(1)协作缩短行车许可激活条件：

与常规缩短行车许可类似，协作缩短行车许可csma可响应于联锁cbi向无线闭塞中心rbc请求解锁进路或抬起道口的栏木，且该进路/道口在列车确认的行车许可范围内而激活。

(2)协作缩短行车许可发送条件：

当满足上述激活条件时，无线闭塞中心rbc可进一步判断是否满足以下条件：

a、车载atp模式是否为fs(完全监控)、os(目视行车)、或ls(limitedsupervision，有限监控)模式；并且

b、当前没有正在向该车载atp发送的紧急消息(包括cem和uem)、缩短行车许可(sma)、或协作缩短行车许可(csma)。

若满足以上条件，则无线闭塞中心rbc向列车的车载atp发送请求缩短行车许可消息m9。

(3)协作缩短行车许可处理结束条件：

csma结束处理可进一步分为正常结束和异常结束两种情况。

正常结束：

在车载atp收到无线闭塞中心rbc所发送的请求缩短行车许可消息m9之后，车载atp可根据该消息中所包含的协作缩短行车许可(csma)的激活点(即要求列车在该激活点前停下)信息和列车当前的位置、车速、列车性能(例如制动性能)、线路数据等各类信息综合计算列车能否在该csma激活点之前安全停下，如果能够停下，则车载atp可向rbc回复请求缩短行车许可允许消息m137，否则可向rbc发送请求缩短行车许可拒绝消息m138。

当无线闭塞中心rbc收到车载atp回复的请求缩短行车许可允许消息m137或请求缩短行车许可拒绝消息m138后，向联锁cbi回复允许或拒绝解锁进路/抬起栏木，由此协作缩短行车许可csma处理正常结束。

非正常结束：

a、当无线闭塞中心rbc向车载atp发送请求缩短行车许可消息m9之后，如果列车的行车许可范围内又激活了另一个缩短行车许可sma，且该缩短行车许可sma的激活点与列车的距离小于等于协作缩短行车许可csma的激活点与列车的距离，则无线闭塞中心rbc可立即向车载atp发送该缩短行车许可sma；如果该缩短行车许可sma的激活点与列车的距离大于协作缩短行车许可csma的激活点与列车的距离，则发送缩短到csma的激活点的sma，同时结束该协作缩短行车许可csma处理流程，并向联锁cbi发送拒绝解锁进路或拒绝抬起栏木；或者

b、当无线闭塞中心rbc向车载atp发送请求缩短行车许可消息m9之后，如果列车的行车许可范围内又激活无条件紧急停车条件uem，则无线闭塞中心rbc可立即向车载atp发送无条件紧急停车消息m16，同时结束该协作缩短行车许可csma处理流程，并向联锁cbi发送拒绝解锁进路或拒绝抬起栏木。

图2描述了非交权场景下无线闭塞中心rbc的csma处理流程的示例流程图。首先，响应于联锁cbi向无线闭塞中心rbc请求解锁进路或抬起道口的栏木，且该进路/道口在列车确认的行车许可范围内，无线闭塞中心rbc激活协作缩短行车许可csma处理流程。随后，判断是否满足协作缩短行车许可的发送条件。当满足发送条件时，无线闭塞中心rbc向列车的车载atp发送请求缩短行车许可消息m9。否则，无线闭塞中心rbc可继续等待发送条件满足或直接以拒绝解锁进路或抬起道口的栏木来结束csma处理。

在发送了请求缩短行车许可消息m9之后，无线闭塞中心rbc可接收来自车载atp的回复消息。如果接收到的是来自车载atp的请求缩短行车许可允许消息m137，则表示车载atp判断能够在csma的激活点之前安全停车，因此无线闭塞中心rbc可同意解锁进路或抬起道口的栏木，csma处理流程结束。

如果接收到的是来自车载atp的请求缩短行车许可拒绝消息m138，则表示车载atp判断不能够在csma的激活点之前安全停车，因此无线闭塞中心rbc可拒绝解锁进路或抬起道口的栏木，csma处理流程结束。

如之前提到的，另一种可能的情形时，在无线闭塞中心rbc向车载atp发送请求缩短行车许可消息m9之后并且在收到请求缩短行车许可允许消息m137或请求缩短行车许可拒绝消息m138之前，列车的行车许可范围内又激活了无条件紧急停车uem条件，则无线闭塞中心rbc立即向车载atp发送无条件紧急停车uem消息m16，随后无线闭塞中心rbc可向联锁cbi发送拒绝解锁进路或抬起道口的栏木，csma处理流程结束。

除了无条件紧急停车uem条件，还有可能在向车载atp发送请求缩短行车许可消息m9之后接收到另一个缩短行车许可sma，此时可进一步判断该缩短行车许可sma的激活点与列车的距离是否小于等于协作缩短行车许可csma的激活点与列车的距离。若是，则无线闭塞中心rbc可立即向车载atp发送该缩短行车许可sma；否则，则发送缩短到csma的激活点的sma。同时，结束该协作缩短行车许可csma处理流程，并向联锁cbi发送拒绝解锁进路或拒绝抬起栏木，csma处理流程结束。

二、交权场景：

交权场景指的是列车由本无线闭塞中心rbc(也称为“移交rbc”)驶入相邻无线闭塞中心rbc(也称为“接收rbc”)的过程。图3示出了根据本发明的一个实施例的交权场景下的csma示意图，其中描述了交权场景下在接收rbc管辖范围内激活协作缩短行车许可(csma)事件，并通过移交rbc向车载atp发送协作缩短行车许可(csma)的处理过程。

类似地，分别从交权场景下的csma的激活条件、发送条件、以及结束条件来描述。

(1)协作缩短行车许可激活条件：

a、首先，联锁cbi向接收rbc请求解锁进路或抬起道口的栏木，若进路/道口在其已发送并被确认的进路相关信息(routerelatedinformation，缩写为rri)范围内，且接收rbc没有激活其他紧急条件，则接收rbc向移交rbc发送请求进路相关信息确定消息(requestforrriconfirmation)m224；

b、随后，移交rbc收到接收rbc所发送的请求进路相关信息确定消息m224，此时协作缩短行车许可csma处理流程激活。

(2)协作缩短行车许可发送条件：

当满足上述激活条件时，移交rbc可进一步判断是否满足以下条件：

a、正在交权的车载atp模式为fs(完全监控)、os(目视行车)、或ls(有限监控)模式；

b、列车尚未越过交权边界；并且

c、当前没有正在向该车载atp发送的紧急消息(包括cem和uem)、缩短行车许可(sma)、或协作缩短行车许可(csma)。

若满足以上条件，则移交rbc向列车的车载atp发送请求缩短行车许可消息m9。

(3)协作缩短行车许可处理结束条件：

交权场景下的csma结束处理同样可进一步分为正常结束和异常结束两种情况。

正常结束：

类似地，在车载atp收到移交rbc所发送的请求缩短行车许可消息m9之后，车载atp可根据该消息中所包含的协作缩短行车许可(csma)的激活点(即要求列车在该激活点前停下)信息和列车当前的位置、车速、列车性能(例如制动性能)、线路数据等各类信息综合计算列车能否在该csma激活点之前安全停下，如果能够停下，则车载atp可向移交rbc回复请求缩短行车许可允许消息m137，否则可向移交rbc发送请求缩短行车许可拒绝消息m138。

当移交rbc收到车载atp回复的请求缩短行车许可允许消息m137或请求缩短行车许可拒绝消息m138后，向接收rbc发送进路相关信息确定消息(rriconfirmation)m206以通知接收rbc可以确定或不可确定，接收rbc根据回复的m206的内容向联锁cbi回复允许或拒绝解锁进路/抬起栏木，由此协作缩短行车许可csma处理正常结束。

非正常结束：

a、当移交rbc向车载atp发送请求缩短行车许可消息m9后，若在自身管辖范围内的行车许可范围又激活了uem或另一个sma，则结束该协作缩短行车许可处理流程，并向接收rbc发送m206以通知接收rbc不可确定，接收rbc再向联锁cbi发送拒绝解锁进路或拒绝抬起栏木；或者

b、接收rbc在收到m206之前，若无紧急事件激活将不再向移交rbc发送新的进路相关信息消息m221。若此时在rri范围内激活了紧急条件：包括缩短行车许可(sma)、有条件紧急停车(cem)、无条件紧急停车(uem)，则立即根据紧急条件向移交rbc发送新的进路相关信息消息m221，并向联锁cbi回复拒绝解锁进路/抬起栏木。移交rbc收到新的进路相关信息消息m221后，退出协作缩短行车许可流程，并根据新的进路相关信息rri向车载atp发送新的行车许可。

图4描述了交权场景下移交rbc的csma处理流程的示例流程图。首先，移交rbc接收到来自接收rbc的请求进路相关信息确定消息m224。如上文中提到的，收到该请求进路相关信息确定消息m224表示接收rbc已收到来自联锁cbi的解锁进路或抬起道口的栏木的请求，并且确定进路/道口在其已发送并被确认的进路相关信息rri范围内接收rbc没有激活其他紧急条件。因此，响应于收到该请求进路相关信息确定消息m224，移交rbc激活协作缩短行车许可csma处理流程。随后，移交rbc判断是否满足协作缩短行车许可的发送条件。当满足发送条件时，移交rbc向列车的车载atp发送请求缩短行车许可消息m9。否则，移交rbc可继续等待发送条件满足或向接收rbc发送m206以通知接收rbc不可确定，从而以拒绝解锁进路或抬起道口的栏木来结束csma处理。

在发送了请求缩短行车许可消息m9之后，移交rbc可接收来自车载atp的回复消息。如果接收到的是来自车载atp的请求缩短行车许可允许消息m137，则表示车载atp判断能够在csma的激活点之前安全停车，因此移交rbc可向接收rbc发送m206以通知接收rbc可以确定，接收rbc进而同意解锁进路或抬起道口的栏木，csma处理流程结束。

如果接收到的是来自车载atp的请求缩短行车许可拒绝消息m138，则表示车载atp判断不能够在csma的激活点之前安全停车，因此移交rbc可向接收rbc发送m206以通知接收rbc不可确定，接收rbc进而拒绝解锁进路或抬起道口的栏木，csma处理流程结束。

如之前提到的，仍然存在非正常结束的情形。例如，在移交rbc向车载atp发送请求缩短行车许可消息m9之后并且在收到请求缩短行车许可允许消息m137或请求缩短行车许可拒绝消息m138之前，列车的行车许可范围内又激活了无条件紧急停车uem条件，则移交rbc立即向车载atp发送有条无紧急停车uem消息m16，随后移交rbc可向接收rbc发送m206以通知接收rbc不可确定，接收rbc进而向联锁cbi回复拒绝解锁进路或抬起道口的栏木，csma处理流程结束。

此外，若在向车载atp发送请求缩短行车许可消息m9之后接收到另一个缩短行车许可sma，此时可进一步判断该缩短行车许可sma的激活点与列车的距离是否小于等于协作缩短行车许可csma的激活点与列车的距离。若是，则移交rbc可立即向车载atp发送该缩短行车许可sma；否则，则发送缩短到csma的激活点的sma。同时，移交rbc可向接收rbc发送m206以通知接收rbc不可确定，接收rbc进而向联锁cbi回复拒绝解锁进路或抬起道口的栏木，csma处理流程结束。

另外，在向车载atp发送请求缩短行车许可消息m9之后，还有可能收到来自接收rbc的新的进路相关信息消息m221以报告各种紧急状况。若收到这样的消息m221，则移交rbc同样向接收rbc发送m206以通知接收rbc不可确定，接收rbc进而向联锁cbi回复拒绝解锁进路或抬起道口的栏木，csma处理流程结束。

图5描述了交权场景下接收rbc的csma处理流程的示例流程图。当接收rbc从联锁cbi接收到解锁进路或抬起道口的栏木的请求，并且确定进路/道口在其已发送并被确认的进路相关信息rri范围内接收rbc没有激活其他紧急条件，则接收rbc向移交rbc发送请求进路相关信息确定消息m224。

随后，接收rbc就等待接收来自移交rbc与列车车载atp的协商缩短行车许可的结果。当接收rbc从移交rbc接收到指示可以确定的进路相关信息确定消息m206，则接收rbc向联锁cbi发送允许解锁进路或抬起道口的栏木。当接收rbc从移交rbc接收到指示不可确定的进路相关信息确定消息m206，则接收rbc向联锁cbi回复拒绝解锁进路或抬起道口的栏木，csma处理流程结束。

此外，在向移交rbc发送请求进路相关信息确定消息m224并且在接收到来自移交rbc的进路相关信息确定消息m206之前，如果在rri范围内激活了紧急条件：包括缩短行车许可(sma)、有条件紧急停车(cem)、无条件紧急停车(uem)，则接收rbc立即根据紧急条件向移交rbc发送新的进路相关信息消息m221，并向联锁cbi回复拒绝解锁进路/抬起栏木，csma处理流程结束。

以上描述了本发明的改进的协作缩短行车许可的安全处理方法，这一方案通过rbc(包括相邻rbc)、联锁以及车载atp三方协作，共同确定是否可以解锁进路/抬起道口栏木。并且在正常流程之外，也考虑到了异常情况下下的处理流程，从而既能确保列车的安全行驶，又可以提高运营效率(无须等待较长时间进行进路的延时解锁)。

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。