一种基于鲁棒性动态场景识别的列车报点方法及系统与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种基于鲁棒性动态场景识别的列车报点方法及系统。

背景技术：

铁路作业计划报点曾经作为一种车辆跟踪技术广泛应用，随着铁路信号系统的不断发展完善，计算机联锁系统能够提供可靠的站内表示信息，列车调度指挥系统(tdcs)和调度集中系统(ctc)能够提供车次追踪信息。在此基础上，列车报点信息成为了衡量列车作业兑现率的重要标准，是列车实际作业情况的真实反映。

报点计算依据的合理性和稳定性决定了报点信息的可靠性。列车作业股道和报点场景识别可依据进路排列逻辑：

1)如果列车对应到开计划，先排列接车进路，列车停稳后排列发车进路。

2)如果列车对应通过计划，先排列发车进路再排列接车进路。

3)如果列车对应始发计划，列车停稳后排列发车进路。

4)如果列车对应终到计划，满足进路触发条件后，排列接车进路。

依据进路排列逻辑，报点场景划分清晰。随着站内车流量密集，进路资源紧张，站内调度趋于精细化，多以分段排路策略提高进路利用效率。例如，列车对应通过计划，触发进路时，发车进路不满足触发条件，只排列接车进路，满足触发条件后再排列发车进路。这种通过点报点场景与到开计划报点场景十分相似，增加了报点场景识别难度。接车进路由多段短进路组成的站型下，部分接车进路不满足触发条件，允许采用分段接车的策略，报点计算需要动态适应当前的排路情况。此外，如遇特殊情况，紧急取消或变更进路，报点股道的计算需要具备强鲁棒性。

目前主要采用如下三种方案：

1)人工报点：列车按照计划进入作业股道后，车站调度员在列车作业开始和结束时手动录入时间并提交给调度台。但是，该人工报点会占用调度员大量精力，导致工作效率低且报点准确性差。

2)论文“列车自动报点系统研究”公开了，列车自动报点系统采用gps定位技术、卫星移动通讯技术，将列车运行时刻信息直接传输到调度所，实现列车运行时刻信息自动采集和传输，调度所可以自动完成列车运行图的绘制，用电子地图显示列车运行位置，并提供了地面与列车的移动通讯平台。但是，gps技术受较多客观因素制约，如天气、建筑物、应用精度、国际关系等，其准确性和稳定性很难满足列车自动报点的高标准。

3)专利(201210362237.5)公开了一种铁路车辆跟踪和计划报点方法及装置，但是，该专利需要将车辆跟踪信息与作业计划进行匹配，其步骤12以列车的车次信息，检索跟踪数据。比较作业计划内的列车车次、列车作业股道信息和跟踪数据中的股道、作业对象信息，若作业计划的车次、股道信息与跟踪数据中的作业对象信息一致，那么以跟踪数据的作业股道和时间修改列车作业计划的作业股道和时间，形成列车作业报点。该匹配条件中已经限定了列车车次和股道与计划一致，只是修改了报点时间，如果车站值班员变更了列车作业的股道，那么该报点机制则无法匹配信息，从而出现漏报点。如果列车作业与计划不符，该方法不能据实报点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于鲁棒性动态场景识别的列车报点方法及系统，可以适应精细化的站内行车调度和股道运用惯例，不依赖于计划信息，能够精确据实的计算报点信息，并自动高效地传递给调度台。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于鲁棒性动态场景识别的列车报点系统，包括：

报点场景计算模块，用于以进路排列逻辑为基础，根据进路排列情况，将连续锁闭的进路和占用的第一条进路按照顺序储存在进路组routegroup中，并根据进路组routegroup中第一条和最后一条进路与端口连接关系初步确定报点场景；还用于根据列车压入发车进路前的停稳情况调整报点场景；

报点股道计算模块，用于根据配置的站内进路和股道的报点属性以及根据报点场景，动态计算报点股道；

报点时间采集模块，用于根据报点场景与报点股道，计算报点时间信息；

报点信息上报模块，用于收集报点股道与报点时间信息并传输给调度台。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，根据进路排列逻辑，动态识别报点场景，计算报点股道，记录报点时刻，报点信息收集完备后自动上报调度台。该方法具备强鲁棒性，在站内采用分段排路策略的场景下，精准动态识别报点场景和股道；车站值班员采取紧急取消或变更进路的操作时，能够动态调整报点场景和股道；本发明不以计划信息作为报点参考，客观真实地反映站内行车作业情况，报点信息具有可靠性。报点过程不需人工干预，自动高效地及时上报。

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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于鲁棒性动态场景识别的列车报点系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于鲁棒性动态场景识别的列车报点系统的工作流程图；

图3为本发明实施例提供的报点场景转换关系图；

图4为本发明实施例提供的实例站场图。

具体实施方式

下面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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例中提供一种基于鲁棒性动态场景识别的列车报点系统，如图1所示，其主要包括：报点场景计算模块、报点股道计算模块、报点时间采集模块、以及报点信息上报模块。

1、报点场景计算模块。

报点场景计算模块，用于以进路排列逻辑为基础(具体的逻辑在背景技术中做了相关介绍)，根据进路排列情况，将连续锁闭的进路和占用的第一条进路按照顺序储存在进路组routegroup中，并根据进路组routegroup中第一条和最后一条进路与端口连接关系初步确定报点场景；还用于根据列车压入发车进路前的停稳情况调整报点场景。

本发明实施例中，站内进路状态变化，就会触发报点场景计算模块的计算流程。此外，通过进路分段排路的场景与到开场景排路相似度极高，因此增加了列车停稳作为额外的判断条件：到达点报点场景下，列车压入发车进路之前未停稳，将报点场景修改为通过点报点场景，报点股道不变；通过点报点场景下，列车在报点股道停稳，将报点场景修改为到达点，报点股道不变。报点场景计算模块计算结果是报点股道和报点时间的重要依据。

2、报点股道计算模块。

报点股道计算模块，用于根据配置的站内进路和股道的报点属性以及根据报点场景，动态计算报点股道。具体来说：

对于到达点报点场景，选择进路组routegroup中最后一个可报点股道，作为报点股道；

对于通过点报点场景，选择进路组routegroup中第一个可报点股道，作为报点股道；

对于出发点报点场景，选择第一条进路的报点股道作为出发点的报点股道；

同时，当站内发生取消进路和更改进路的操作后，自动调整报点股道。

此外，本发明实施例根据站内股道运用惯例配置站内进路和股道的报点属性：将站内作业股道配置为可报点股道，站内用作暂时停车避让的股道配置为不可报点股道；接车进路所包含的股道报点属性作为进路报点属性的初始值，发车进路默认为均可报点。此外，特殊不用做报点的进路可单独配置。

3、报点时间采集模块。

报点时间采集模块，用于根据报点场景与报点股道，计算报点时间信息。具体来说：

对于到达点报点场景，记录列车在报点股道停稳的时刻，作为到达点时间信息，额外记录列车进入报点股道的时刻，若列车出站时未停稳，报点场景改为通过点报点场景，此备用时刻记录(也即额外的记录列车进入报点股道的时刻)用于计算通过点；

对于出发点报点场景，记录列车压入出站进路的时刻并扣除启动附减时分，作为出发点时间信息；

对于通过点报点场景，记录列车压入报点股道的时刻和列车压入出站进路的时刻，二者求平均值，得到的中间时刻作为通过点时间信息。

4、报点信息上报模块。

报点信息上报模块，用于收集报点股道与报点时间信息并传输给调度台，更新列车计划线实绩。

本发明实施例提供的上述系统，通过采集站场表示信息、车次信息以及进路状态，根据进路排列逻辑，动态识别报点场景，计算报点股道，记录报点时刻，报点信息收集完备后自动上报调度台。该方法具备强鲁棒性，在站内采用分段排路策略的场景下，精准动态识别报点场景和股道；车站值班员采取紧急取消或变更进路的操作时，能够动态调整报点场景和股道；站内存在特殊股道运用规则时，可修改配置灵活匹配实际报点规则。本发明不以计划信息作为报点参考，客观真实地反映站内行车作业情况，报点信息具有可靠性。报点过程不需人工干预，自动高效地及时上报。

还参见图1，系统的输入数据主要包括如下三类：

1)列车停稳信息，提供给出系统中的报点场景计算模块与报点时间采集模块。该信息有三种来源，一是来自于gmsr网络发送的列车启停信息，二是来自列车自动控制系统的停稳信息，三是来自于列车限速系统的速度信息。实际应用中，可选择现场可用的信息采集列车停稳时间。该信息主要用于获取列车到达点时间。

2)车次、列车运行和排路情况，提供给出系统中的报点场景计算模块与报点时间采集模块。站内表示信息来自于计算机联锁设备，车次信息来自于列车调度指挥系统和调度集中系统，相较于gps定位技术制约因素少，稳定性和可靠性较好。

3)进路和股道报点属性，提供给出系统中的报点股道计算模块。站内数据模型有两种车次单元组成，一种是股道，一种是进路，包括接车进路和发车进路。接车进路包含一个股道，股道用于列车避让停车或停车作业。通过调整进路和股道的报点属性，可使算法适应车站股道运用方法和分段排路策略。

为便于理解，下面针对上述系统的主要流程做详细介绍。

如图2所示，系统的工作流程主要包括如下步骤：

步骤0：根据站内股道运用惯例配置站内进路和股道的报点属性。站内作业股道配置为可报点股道，站内用作暂时停车避让的股道配置为不可报点股道。接车进路所包含的股道报点属性作为该进路报点属性的初始值，发车进路默认为均可报点。此外，特殊不用做报点的进路可单独配置。

步骤1：动态更新排路情况。由报点场景计算模块完成。

列车压入进路r1，按照进路方向，查找与进路r1有连接关系且处于锁闭状态的进路，若找到符合要求的进路r2，则继续查找与进路r2有连接关系且处于锁闭状态的进路，直到找到最后一条符合要求锁闭进路rlast；将连续锁闭的进路和r1按照进路方向的顺序储存在进路组routegroup中。

步骤2：根据排路情况动态计算报点场景。由报点场景计算模块完成，如图3所示：

1)如果该列车尚未确定报点场景，那么根据如下逻辑计算：

a、如果进路r1和rlast均与端口连接，则设置为通过点报点场景；

b、如果进路r1与端口连接，进路rlast不与端口连接，则设置为到达点报点场景；

c、如果进路r1不与端口连接，则设置为出发点报点场景；

其中，进路r1和rlast分别表示第一条和最后一条进路。

2)如果该列车报点场景是到达点，那么根据如下逻辑计算：

如果列车尚未报点，进路rlast与端口连接，则设置为通过点报点场景。

3)如果该列车报点场景是通过点，那么根据如下逻辑计算：

如果列车尚未报点，进路rlast不与端口连接，则设置为到达点报点场景。

4)如果列车报点场景是到达点且已报点，列车占用新的进路，将列车报点场景设置为出发点。

列车进入下一个车站，报点场景恢复为未确定状态。

本步骤的逻辑主要是先根据进路排列情况初步确定报点场景，再根据进路排列变化情况，动态的更新报点场景。

步骤3：根据报点场景选择报点股道。由报点股道计算模块完成。如果是到达点报点场景，选择进路组routegroup中最后一个可报点股道，作为报点股道。如果是通过点报点场景，选择进路组routegroup中第一个可报点股道，作为报点股道。如果是出发点报点场景，选择进路r1的报点股道作为出发点的报点股道。

步骤4：根据列车压入发车进路前的停稳情况调整报点场景。由报点场景计算模块完成。到达点报点场景下，列车压入发车进路之前未停稳，将报点场景修改为通过点报点场景，报点股道不变。通过点报点场景下，列车在报点股道停稳，将报点场景修改为到达点，报点股道不变。

步骤5：根据报点场景和股道记录报点时间。由报点时间采集模块完成。报到达点，记录列车在报点股道停稳的时刻，作为到达点，额外记录列车进入报点股道的时刻，若列车出站时未停稳，报点场景改为通过点，此备用时间记录用于计算通过点。报出发点，记录列车压入出站进路的时刻并扣除启动附减时分，作为出发点；报通过点，记录列车压入报点股道的时间和列车压入出站进路的时间，二者求平均值，作为通过点。

步骤6：自动上报报点信息。由报点信息上报模块完成。报点信息应包含车次、站码、股道和报点时间，若报点信息完备，立即生成报点信息上传至调度台。

下面以具体实例进行说明。如图4所示，为实例站场图。

1、车站股道报点属性配置。

图4所示，该站中1dg和2dg是不作业股道，用于暂时停靠车辆以避让存在进路冲突的列车，可作业股道是ig1、ig2、2g1、2g2。

车站内进路名称以该进路信号机名称和进路末端信号机名称组成。

例如，列车t1由s端口进入车站，经过进路s-sl2、sl2-s2f和s2f-s2，在2g2进行作业。后续列车t3由s端口进入车站，经过进路s-sl1、sl1-s1f和s1f-s1，在ig2进行作业。当列车t1尚未出清进路sl2-s2f时，列车t3到达2dg股道，由于进路sl2-s2和进路sl1-s1f存在冲突道岔，为了避让前序车次t1，t3需在股道2dg停车但不进行作业。当t1出清进路sl2-s2，t3继续前进，占用进路sl1-s1f。示例过程中股道2dg和股道1dg用于暂时停靠，不作业，应配置为不报点。股道ig1、ig2、2g1、2g2可安排作业，配置为报点股道。

2、车站进路报点属性配置。

图4所示站型中存在分段股道ig1和ig2，这两段股道都属于ig，上报点时也都以ig作为报点股道名称。一般情况下，如果列车t3选择在ig1作业，则先排列接车进路s-sl1和sl1-s1f，列车停稳后可排列发车进路s1f-s1和s1-x。列车在ig1停稳的时刻作为到达点，列车压入股道ig2的时刻扣除启动附减时分作为出发点。有些车站运用分段股道有特殊的排路方法，列车t3选择在ig1作业，作业完毕后低速运行至ig2等待，从ig2正式出站。先排列接车进路s-sl1、sl1-s1f和s1f-s1，列车在ig2停稳后排列发车进路s1-x。列车在ig1停稳的时刻作为到达点，列车压入发车进路s1-x的时刻扣除启动附减时分作为出发点。因此，进路s1f-s1应配置为不报点，不参与报点股道选择和出发点的计算，列车t3报点股道设置为ig1，当列车压入发车进路s1-x再计算出发点。

3、t1对应到开计划，站内空闲，自动排列所有接车进路。

列车t1接近s端口时，站内所有对象处于空闲状态，该车次对应到开计划，自律机自动排列三段接车进路s-sl2、sl2-s2f和s2f-s2，三段进路均处于锁闭状态，信号机s、sl2和s2f均开放。当t1占用第一段接车进路s-sl2，根据步骤1判断逻辑，将三条接车进路依次储存在进路组routegroup中。第一条进路r1是s-sl2，该进路与端口s连接，最后一条进路rlast是s2f-s2，该进路不与端口连接，根据前述的步骤2判断逻辑确定列车t1报到达点，根据前述的步骤3确定报点股道是2g2。

当列车t1在2g2停稳，停稳时分作为到达点，自动上报调度台。列车压入发车进路的时刻扣除启动附减时分作为出发点，自动上报调度台。

4、人工取消发车进路。

本场景中股道和进路均报点。列车t5对应通过ig计划，t5触发通过进路,排列四段进路s-sl2、sl2-s1f、s1f-s1和进路s1-x。列车压入第一条接车进路，计算报点场景为通过点。列车进站过程中，如遇突发场景，列车不具备出站条件，人工紧急取消发车进路s1-x，本算法重新检查进路状态，进路组routegroup中进路rlast不再与车站x端口连接，根据前述的步骤2变更报点场景为到达点，根据前述的步骤3计算报点股道为ig2。

5、人工变更接车进路。

本场景中股道和进路均报点。列车进站过程中，如遇突发场景，需变更接车股道，人工紧急取消原有接车进路，办理新的接车进路。t1对应2g到开计划，排列到达进路s-sl2、sl2-s2f和s2f-s2，列车进站，本算法判断报点场景为到达点，报点股道为2g2。列车尚未进入进路sl2-s2f和s2f-s2时，人工取消进路sl2-s2f和s2f-s2，自动修改报点股道为2dg。人工排列新的接车进路sl2-s1f和s1f-s1，自动修改报点股道为ig2。

6、t5对应通过计划，站内空闲，自动排列所有接发车进路。

本场景中股道和进路均报点。列车t5对应通过ig计划，正常情况下，t5触发通过进路,排列四段进路s-sl2、sl2-s1f、s1f-s1和进路s1-x。

7、t5对应通过计划，发车进路不空闲。

本场景中股道和进路均报点。列车t5对应通过ig计划，触发通过进路,排列四段进路s-sl2、sl2-s1f、s1f-s1和进路s1-x。但是发车进路s1-x不空闲，不满足触发条件。先排列接车进路，步骤1-3判断报点场景为到达点。当发车进路空闲，重新排列发车进路，此时列车尚未在ig2停稳，根据前述的步骤4判断报点场景为通过点。

8、t7对应始发计划，排列发车进路。

本场景中股道和进路均报点。列车t7由ig2始发，排列发车进路s1-x，当列车压入发车进路，根据前述的步骤1-3判断报点场景为出发点，列车压入发车进路s1-x的时刻扣除启动附减时分作为出发点，自动上报调度台。

本发明另一实施例还提供一种基于鲁棒性动态场景识别的列车报点方法，其基于前述实施例提供的系统来实现，该方法主要包括：

以进路排列逻辑为基础，根据进路排列情况，将连续锁闭的进路和占用的第一条进路按照顺序储存在进路组routegroup中，并根据进路组routegroup中第一条和最后一条进路与端口连接关系初步确定报点场景；以及根据列车压入发车进路前的停稳情况调整报点场景；

根据配置的站内进路和股道的报点属性以及根据报点场景，动态计算报点股道；

根据报点场景与报点股道，计算报点时间信息；

收集报点股道与报点时间信息并传输给调度台。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可以通过软件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

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披露的技术范围内，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书的保护范围为准。