列车运行控制方法和装置、计算机可读介质与流程

本发明主要涉及列车运行控制领域，尤其涉及一种列车运行控制方法和装置、计算机可读介质。

背景技术：

目前，在我国高速铁路上广泛应用了中国列车运行控制系统(ctcs,chinesetraincontrolsystem)。ctcs的主要作用是根据车载信号和地面信号对列车进行间隔控制、速度控制、安全控制等运营线路控制。对于采用无人驾驶模式的列车，如磁浮列车、高铁、地铁等，运营线路控制主要依赖于由ctcs所获取的列车线路数据。ctcs中包括一些子系统，例如中央控制子系统、分区控制子系统、车载控制子系统和牵引控制子系统等。通常，线路数据分别存储在ctcs中的上述子系统中。出于对安全性的要求，需要周期性的对各个子系统进行检测以保持线路数据的一致性和完整性。当发现各个子系统中的线路数据的一致性和完整性出现异常时，则需要重新统一线路数据的版本，并封锁整个分区区间，再由人工执行将统一版本的线路数据下载到各个子系统中。如此，会导致整个列车运行时刻表发生延迟，如果处理不及时的话，容易出现列车事故。

另一方面，对于磁浮列车来说，其牵引动力在地面，列车本身没有动力。当车载线路数据与地面出现不一致时，列车需要紧急停车，人工执行线路数据的更新和防护，然后列车才能重新正常运营。由于线路数据复杂度高，需要对线路数据进行检索和解析，导致列车的防护处理时间增长，无法缩短车载软件的运行周期时间，列车的安全防护距离也将被拉长。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可以集中管理线路数据的列车运行控制方法和装置、计算机可读介质，以提高列车运行控制过程中处理问题的速度，提高列车运行的安全性。

为解决上述技术问题，本发明的一方面提供了一种列车运行控制方法，包括：初始化中央控制器、分区控制器、车载控制器以及牵引控制器；登录所述车载控制器所在的列车至所述中央控制器；发送所述中央控制器的运行控制数据至所述分区控制器，所述运行控制数据包括线路数据、进路数据以及牵引数据；发送所述分区控制器中当前运行区段的线路数据和进路数据至所述车载控制器，以及当前运行区段的牵引数据至所述牵引控制器；在所述车载控制器根据所述当前运行区段的线路数据和进路数据进行列车运行防护控制，以及在所述牵引控制器根据所述牵引数据进行牵引控制。

在本发明的一实施例中，周期性发送所述分区控制器中当前运行区段的线路数据和进路数据至所述车载控制器以及当前运行区段的牵引数据至所述牵引控制器。

在本发明的一实施例中，登录所述车载控制器所在的列车至所述中央控制器包括：在所述中央控制器输出列车登录指令；获取列车参数至所述分区控制器和所述牵引控制器；在所述分区控制器和所述牵引控制器对所述列车参数进行完整性检测，并将检测之后的列车参数发送至所述中央控制器完成登录。

在本发明的一实施例中，还包括：在所述中央控制器输出线路数据完整性检测指令；根据所述线路数据完整性检测指令在所述分区控制器和所述牵引控制器对线路数据进行完整性检测。

在本发明的一实施例中，所述线路数据完整性检测指令包括线路数据关键参数检测、安全性校验。

本发明的另一方面提供了一种列车运行控制装置，包括：初始化单元，初始化中央控制器、分区控制器、车载控制器以及牵引控制器；登录单元，登录所述车载控制器所在的列车至所述中央控制器；第一发送单元，发送所述中央控制器的运行控制数据至所述分区控制器，所述运行控制数据包括线路数据、进路数据以及牵引数据；第二发送单元，发送所述分区控制器中当前运行区段的线路数据和进路数据至所述车载控制器，以及当前运行区段的牵引数据至所述牵引控制器；运行单元，在所述车载控制器根据所述当前运行区段的线路数据和进路数据进行列车运行防护控制，以及在所述牵引控制器根据所述牵引数据进行牵引控制。

在本发明的一实施例中，所述第二发送单元周期性发送所述分区控制器中当前运行区段的线路数据和进路数据至所述车载控制器以及当前运行区段的牵引数据至所述牵引控制器。

在本发明的一实施例中，所述登录单元包括：输出模块，在所述中央控制器输出列车登录指令；获取模块，获取列车参数至所述分区控制器和所述牵引控制器；检测模块，在所述分区控制器和所述牵引控制器对所述列车参数进行完整性检测，并将检测之后的列车参数发送至所述中央控制器完成登录。

在本发明的一实施例中，还包括线路数据完整性检测单元，所述线路数据完整性检测单元在所述中央控制器输出线路数据完整性检测指令，并根据所述线路数据完整性检测指令在所述分区控制器和所述牵引控制器对线路数据进行完整性检测。

在本发明的一实施例中，所述线路数据完整性检测指令包括线路数据关键参数检测、安全性校验。

本发明的又一方面还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机指令，其中当计算机指令被处理器执行时，执行如上所述的方法。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：根据本发明的列车运行控制方法和装置，可以对线路数据采用集中管理的方法，并对分区控制器、牵引控制器进行周期性的检测，当发现各个控制器中的线路数据的一致性和完整性发生异常时，由中央控制器重新发器线路数据更新请求，从而对各个控制器的线路数据进行更新，这样避免了人工更新线路数据的误操作率，提高了工作效率，可以实时处理问题；车载控制器实时解析线路数据和进路数据进行列车运行防护控制，不存储线路数据和进路数据，避免了因车载控制器存储线路数据和进路数据的存储单元损坏导致的车载线路数据和进路数据与地面出现不一致的情况，提高了运控系统的可用性和列车运行的安全性。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是本发明一实施例的列车运行控制方法的示例性流程图；

图2是本发明一实施例的列车运行控制方法的执行环境的系统框图；

图3是本发明一实施例的列车运行控制方法的数据流程示意图之一；

图4是本发明一实施例的列车运行控制方法中的部分步骤的流程示意图；

图5是本发明一实施例的列车运行控制方法的数据流程示意图之二；

图6是本发明一实施例的列车运行控制装置的结构框图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

在本申请中使用了流程图用来说明根据本发明实施例的制造方法所执行的操作。应当理解的是，前面的操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

图1是本发明一实施例的列车运行控制方法的示例性流程图。图2是本发明一实施例的列车运行控制方法的执行环境的系统框图。图3是本发明一实施例的列车运行控制方法的数据流程示意图之一。结合图1至图3所示，该实施例的列车运行控制方法包括以下的步骤：

步骤110，初始化中央控制器、分区控制器、车载控制器以及牵引控制器。

参考图2所示，本实施例的列车运行控制方法的执行环境中包括地面系统中的中央控制器210、分区控制器220、牵引控制器230和车载系统中的车载控制器240。在本步骤中，对该执行环境中的中央控制器210、分区控制器220、牵引控制器230和车载控制器240的系统进行初始化。该初始化的过程可以包括自检的步骤。

其中，中央控制器210可以获取ctcs中的运行控制数据，该运行控制数据包括但不限于线路数据、进路数据以及牵引数据等，并且可以和分区控制器220进行数据交互。中央控制器210中还可以包括线路数据集中管理单元，用于对线路数据进行集中管理。

分区控制器220可以获取当前运行区段的线路数据和进路数据，并且可以和中央控制器210、牵引控制器230进行数据交互。分区控制器220还可以通过接入点260将数据发送至车地无线通信网络250。分区控制器220中还包括用于存储数据的存储器。

牵引控制器230可以根据牵引数据对列车进行牵引控制，包括为列车提供动力和制动力等，并且可以和分区控制器220进行数据交互。牵引控制器230中还包括用于存储数据的存储器。

车载系统中的车载控制器240中包括无线电控制单元241(mrcu)和车载安全计算机242(vsc)。车载控制器240中还包括用于临时存储数据的存储器。车载控制器240可以和车地无线通信网络250进行数据交互。车载控制器240和分区控制器220可以通过车地无线通信网络250进行地面系统和车载系统之间的数据交互。

本发明对车地无线通信网络250的连接方式不作限制，其连接方式可包括例如蓝牙^tm链路、wi-fi^tm链路、wimax^tm链路、wlan链路、zigbee链路、移动网络链路(例如，3g，4g，5g等)等或其组合。

本发明对分区控制器220、牵引控制器230和车载控制器240中的存储器类型不作限制，该存储器可以包括大容量存储设备、可移动存储设备、易失性读写存储器、只读存储器(rom)等或者其任意组合。例如，大容量存储器可包括磁盘、光盘、固态驱动等。可移动存储设备可包括闪驱、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。易失性读取存储器可包括随机存取存储器(ram)。ram可包括动态ram(dram)、双倍数据率同步动态ram(ddrsdram)、静态ram(sram)、晶闸管ram(t-ram)和零电容器ram(z-ram)等。rom可包括掩模rom(mrom)、可编程rom(prom)、可擦除可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、光盘rom(cd-rom)、以及数字多用磁盘rom等。

本发明对接入点260的类型不作限制，该接入点260可以是中央控制器、基站、节点b(node-b)、演进型节点b(enode-b)、基站收发系统(bts)、站点控制器(sitecontroller)等或者其任意组合。

可以理解，本步骤的初始化可以是对中央控制器210、分区控制器220、牵引控制器230和车载控制器240同时进行初始化，也可以是按照某种顺序分别对其进行初始化。

步骤120，登录车载控制器所在的列车至中央控制器。

图3是本发明一实施例的列车运行控制方法的数据流程示意图之一。其中示出了本发明的列车运行控制方法中的线路数据管理控制的主要流程。其中，按照该方法执行过程中的时间顺序，对本实施例的列车运行控制方法中，中央控制器210、分区控制器220、牵引控制器230和车载控制器240之间的指令、数据等的交互流程进行说明。

在一些实施例中，本步骤可以包括：

步骤121，在中央控制器210输出列车登录指令。

步骤122，获取列车参数至分区控制器220和牵引控制器230。

步骤123，在分区控制器220和牵引控制器230对列车参数进行完整性检测，并将检测之后的列车参数发送至中央控制器210完成登录。

需要说明，上述的步骤并不用于限制实际操作中的精确顺序。下面结合图3对步骤121至123进行说明。图3所示为本发明一个实施例，其中各个步骤按照时间顺序进行。

参考图3所示，当中央控制器210完成初始化后，中央控制器210发出列车登录指令给分区控制器220。

当分区控制器220完成初始化并且准备就绪后，响应于接收到的列车登录指令，会发送请求列车参数的指令给车载控制器240。

当车载控制器240完成初始化并且准备就绪后，响应于接收到的发送请求列车参数的指令，会将列车参数返回给分区控制器220，同时通知分区控制器220列车已准备就绪。这里的列车参数可以包括列车编号、车重、列车长度等。分区控制器220接收到列车参数并确定列车已经登录，此时，分区控制器220进行完整性检测。同时，分区控制器220还将列车已经登录的消息通知牵引控制器230，牵引控制器230也进行完整性检测。

这里的完整性检测可以包括但不限于对列车系统中的列车数目、列车位置等进行检查。

在一些实施例中，分区控制器220还将列车参数也发送到牵引控制器230。

当分区控制器220和牵引控制器230完成完整性检测之后，该检测之后的列车参数会发送至中央控制器210，表示完成登录。

在一些实施例中，中央控制器210周期性的发出列车登录指令给分区控制器220。

当列车完成本步骤中的登录之后，列车进入准备状态。

步骤130，发送中央控制器的运行控制数据至分区控制器，运行控制数据包括线路数据、进路数据以及牵引数据；

参考图3所示，当列车完成登录之后，首先由中央控制器210从其中的线路数据集中管理单元中取出运行控制数据，然后将该运行控制数据发送至分区控制器220。分区控制器220对运行控制数据进行解析和转换，并且将其中的线路数据存储在分区控制器220的存储器中。

在一些实施例中，如图3所示，本步骤还包括分区控制器220周期性的进行安全性检测，并存储检测后的线路数据。

步骤140，发送分区控制器中当前运行区段的线路数据和进路数据至车载控制器，以及当前运行区段的牵引数据至牵引控制器。

参考图3所示，当列车准备开始运行时，分区控制器220将当前区段的线路数据和进路数据发送给车载控制器240。分区控制器220还将当前区段的牵引数据发送给牵引控制器230。

在一些实施例中，分区控制器220周期性的发送当前区段的线路数据和进路数据车载控制器240，并且周期性的发送当前区段的牵引数据给牵引控制器230。

需要说明，车载控制器240不对所接收到的线路数据和进路数据进行存储，而是实时解析线路数据和进路数据。

步骤150，在车载控制器根据当前运行区段的线路数据和进路数据进行列车运行防护控制，以及在牵引控制器根据牵引数据进行牵引控制。

在本步骤中，车载控制器240通过实时解析线路数据和进路数据，进行列车运行防护控制。同时，牵引控制器230也根据其所获得的牵引数据对列车进行牵引控制。

图4是本发明一实施例的列车运行控制方法中的部分步骤的流程示意图。参考图4所示，为了对线路数据的完整性进行检测，在本发明的列车运行控制方法中还包括以下的步骤：

步骤410，在中央控制器输出线路数据完整性检测指令。

步骤420，根据线路数据完整性检测指令在分区控制器和牵引控制器对线路数据进行完整性检测。

这里的线路数据完整性检测指令可以包括但不限于关键参数检测、安全性校验等。相应地，根据该线路数据完整性检测指令在分区控制器220和牵引控制器230对线路数据进行完整性检测也包括关键参数检测、安全性校验等。

图4所示的步骤可以在图3所示的线路数据管理控制结束之后进行。也可以与图3所示的线路数据管理控制流程同步进行。

图5是本发明一实施例的列车运行控制方法的数据流程示意图之二。结合图4和图5所示，在本发明的列车运行控制方法中，中央控制器210发送线路数据完整性检测指令到分区控制器220。分区控制器220收到该线路数据完整性检测指令后，自身开始进行线路数据完整性检测，并且同时发送该线路数据完整性检测指令到牵引控制器230。牵引控制器230响应于该线路数据完整性检测指令，也对自身进行线路数据完整性检测。当牵引控制器230完成线路数据完整性检测之后，将检测结果反馈到分区控制器220，该检测结果例如是检测通过或不通过。分区控制器220在将分区控制器220和牵引控制器230的检测结果反馈给中央控制器210。

在一些实施例中，中央控制器210周期性地发送线路数据完整性检测指令到分区控制器220。分区控制器220也是周期性地发送线路数据完整性检测指令到牵引控制器230。

本发明的列车运行控制方法，可以对线路数据采用集中管理，并对分区控制器、牵引控制器进行周期性的检测，当发现各个控制器中的线路数据的一致性和完整性发生异常时，由中央控制器重新发器线路数据更新请求，从而对各个控制器的线路数据进行更新，这样避免了人工更新线路数据的误操作率，提高了工作效率，可以实时处理问题；车载控制器实时解析线路数据和进路数据进行列车运行防护控制，不存储线路数据和进路数据，避免了因车载控制器存储线路数据和进路数据的存储单元损坏导致的车载线路数据和进路数据与地面出现不一致的情况，提高了运控系统的可用性和列车运行的安全性。

图6是本发明一实施例的列车运行控制装置的结构框图。本发明的列车运行控制方法可以在该列车运行控制装置600中执行，因此，本说明书中关于列车运行控制方法的说明内容都适用于对该列车运行控制装置600的描述。具体地，参考图6所示，该实施例的列车运行控制装置600包括初始化单元610、登录单元620、第一发送单元630、第二发送单元640和运行单元650。

其中，初始化单元610可以初始化中央控制器210、分区控制器220、车载控制器240以及牵引控制器230。登录单元620可以登录车载控制器240所在的列车至中央控制器210。第一发送单元630可以发送中央控制器210的运行控制数据至分区控制器220，该运行控制数据包括线路数据、进路数据以及牵引数据。第二发送单元640可以发送分区控制器220中当前运行区段的线路数据和进路数据至车载控制器240，以及当前运行区段的牵引数据至牵引控制器230。运行单元650可以在车载控制器240根据当前运行区段的线路数据和进路数据进行列车运行防护控制，以及在牵引控制器230根据牵引数据进行牵引控制。

在一些实施例中，该第二发送单元640周期性的发送分区控制器220中当前运行区段的线路数据和进路数据至车载控制器240以及当前运行区段的牵引数据至牵引控制器230。

在一些实施例中，该登录单元650中可以包括：输出模块、获取模块和检测模块。其中，输出模块可以在中央控制器210输出列车登录指令；获取模块可以获取列车参数至分区控制器220和牵引控制器230；检测模块可以在分区控制器220和牵引控制器230对列车参数进行完整性检测，并将检测之后的列车参数发送至中央控制器210完成登录。

这里的完整性检测可以包括但不限于对列车系统中的列车数目、列车位置等进行检查。

在一些实施例中，该列车运行控制装置600还包括线路数据完整性检测单元，该线路数据完整性检测单元在中央控制器210输出线路数据完整性检测指令，并根据该线路数据完整性检测指令在分区控制器220和牵引控制器230对线路数据进行完整性检测。这里的线路数据完整性检测指令可以包括但不限于关键参数检测、安全性校验等。

本发明的列车运行控制装置，可以对线路数据采用集中管理，并对分区控制器、牵引控制器进行周期性的检测，当发现各个控制器中的线路数据的一致性和完整性发生异常时，由中央控制器重新发器线路数据更新请求，从而对各个控制器的线路数据进行更新，这样避免了人工更新线路数据的误操作率，提高了工作效率，可以实时处理问题；车载控制器实时解析线路数据和进路数据进行列车运行防护控制，不存储线路数据和进路数据，避免了因车载控制器存储线路数据和进路数据的存储单元损坏导致的车载线路数据和进路数据与地面出现不一致的情况，提高了运控系统的可用性和列车运行的安全性。

本发明的方法和装置的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理器件(dapd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本发明的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带……)、光盘(例如，压缩盘(cd)、数字多功能盘(dvd)……)、智能卡以及闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器……)。

计算机可读介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。

此外，除非权利要求中明确说明，本发明所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本发明流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本发明实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本发明披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本发明实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本发明对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本发明一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

本发明使用了特定词语来描述本发明的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本发明至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本发明的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书的范围内。