一种延续防护进路安全快速解锁方法与流程

1.本发明涉及轨道交通控制系统中进路控制技术领域，更具体地说涉及一种延续防护进路安全快速解锁方法。


背景技术：

2.基于通信的列车运行控制系统（communication base train control，cbtc），通过车地双向无线通信和地面有线通信，可实时获取列车位置、运行方向、列车速度等信息，并向所控制列车发送移动授权终点信息（end of movement authority，eoa）。
3.为了满足停车安全和停车精准度的要求，防止列车由于线路条件、制动性能不足或误操作等原因冒进，导致行车事故，常在进路外增设延续防护进路。在城市轨道交通中延续防护进路是进路外的一个区段，该区段可以是道岔区段也可以是无岔区段，当进路建立且锁闭后，延续防护进路也应随之建立并锁闭，或者进路建立并锁闭后，列车运行过程中占用延续防护进路的触发区段后建立并锁闭。延续防护进路锁闭后，防护进路内的道岔将被转换并锁闭在规定位置，与延续防护进路敌对的进路将不能建立。当要办理经过延续防护进路中道岔另一侧的进路时，需等到防护进路解锁后才能办理，因此缩短延续防护进路解锁时间，可以有效缩短列车追踪间隔，提高运营效率。
4.目前用到较多的有以下几种方案：1.现有延续防护进路解锁方式一：为了缩短点式后备模式下保护区段的延时解锁时间，增加了联锁和车载间的无线通信，用于传输列车停稳信号，其具体方式为：cbtc模式下，当列车驶入停稳区段（进路最末联锁区段），联锁系统ci获得停稳确认信号。当列车停稳后，联锁系统ci通过下列两种方式获得列车停稳信息：a)车载控制器（carborne controlle，cc）直接将列车停稳信息通过联锁系统ci和车载控制器cc间的无线通信发送给联锁系统ci。b)车载控制器cc将停稳信息发送给区域控制器（zone controller，zc），由区域控制器zc再将该信息发送给联锁系统ci。
5.联锁系统ci接收到列车停稳信息后，计算接收到列车停稳确认信号和停稳信号的时间差，得到列车停稳经过的时间；若该时间未超过预设时间，则立即解锁保护区段，否则等到预设时间结束再解锁。点式后备模式下，联锁系统ci接收车载控制器cc发送的列车停稳信息，实现保护区段的解锁。
6.该种保护区段解锁方式，通过联锁系统ci接收到区域控制器zc或者车载控制器cc发送的列车停稳信号或者预设时间结束来启动保护区段解锁。针对未接收到列车停稳信息，延时时间结束就解锁保护区段的方案，未考虑预设时间结束时列车也有可能没有停稳的情况，此时解锁保护区段，则列车有冒进正在解锁或者已经解锁的保护区段的危险；针对能接收到列车停稳信息，立即解锁保护区段的方案，未考虑cbtc列车由于停车欠标向前跳跃，在向前跳跃过程中又出现车轮打滑，列车不能响应制动，冒进已经解锁或正在解锁的延续防护进路的情况。
7.2.现有延续防护进路解锁方式二：cbtc模式下，列车占用延续防护进路解锁触发区段后，由区域控制器zc或者车载控制器cc向联锁系统ci发送“停稳确认”信息，然后联锁系统ci启动延时解锁倒计时。
8.若倒计时期间收到区域控制器zc发送的列车的“停稳”信息，则立即解锁延续防护进路。若倒计时期间未收到区域控制器zc发送的列车的“停稳”信息，倒计时结束，联锁系统ci向区域控制器zc发送列车延续防护进路解锁请求。
9.区域控制器zc接收到联锁系统ci的延续防护进路解锁请求，向车载控制器cc发送停车保证请求，区域控制器zc根据车载控制器cc回复的停车保证响应，决定给联锁系统ci发送允许延续防护进路解锁命令还是禁止延续防护进路解锁命令。若联锁系统ci接收到区域控制器zc的允许解锁命令，立即解锁延续防护进路；否则，不解锁延续防护进路。
10.该种解锁方式，一方面针对能收到列车“停稳”信息的情况，联锁系统ci收到区域控制器zc的“停稳”信息就立即解锁延续防护进路，会存在一定的安全问题。因为停稳只代表列车停稳，不代表列车不会动，如列车接近时，屏蔽门状态丢失，列车停下，然后屏蔽门状态又恢复了，列车又会自动启动，此时解锁延续防护进路就会存在列车冒进已经或正在解锁的延续防护进路，导致行车事故的风险；另一方面，当区域控制器zc和联锁系统ci通信故障或者区域控制器zc故障情况下，由于收不到区域控制器zc的停稳信息或允许延续防护进路解锁命令，将导致延续防护进路无法解锁。
11.3.现有延续防护进路解锁方式三：cbtc模式下，列车占用延续防护进路解锁触发区段后，联锁系统ci启动解锁倒计时，在以下条件满足的情况下向区域控制器zc发送延续防护进路解锁请求：a)倒计时期间收到了区域控制器zc的列车停稳信息；b)或若倒计时期间未收到区域控制器zc的列车停稳信息，则等到延时时间结束。
12.区域控制器zc收到联锁系统ci的延续防护进路解锁请求后，从车载控制器cc获取列车的位置报告信息。当列车已经占用站台轨或列车进路最末区段且未占用延续防护进路区段时，区域控制器zc将移动授权终点回撤至进路终端信号机处，然后向联锁系统ci发送允许延续防护进路解锁信息；否则，向联锁系统ci发送不允许延续防护进路解锁信息，且不改变移动授权终点。
13.该种方式收到停稳信息或者延时结束后，联锁系统ci并没有立即解锁延续防护进路，而是需要向区域控制器zc发起解锁请求，由区域控制器zc根据列车位置报告信息，再次确认列车没有冒进延续防护进路。该种方式能防止方案一、二中收到停稳信息就立即解锁可能出现的危险情况，但是由于需要跟区域控制器zc再次确认延续防护进路的解锁，增加了解锁等待时间，会使列车停站时间增长，拉长了列车的追踪间隔，不利于运行效率的提高。


技术实现要素：

14.为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明公开了一种延续防护进路安全快速解锁方法，本发明的发明目的在于解决现有技术中解锁等待时间长，进而导致列车停站时间增长、列车的追踪间隔拉长的问题。本发明通过车载控制器实时计算列车是否能在指定停车点准确停稳并将信息发送至区域控制器，区域控制器确认允许解锁状态信息，
并发送至联锁系统，联锁系统根据接收到的允许解锁状态信息的时机采取不同的延时策略，对延续防护进路进行解锁，提高了延续防护进路解锁效率，减少了解锁等待时间，有效缩短列车停车时间和追踪间隔。
15.为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：一种延续防护进路安全快速解锁方法，包括车载控制器计算判断步骤、区域控制器解析处理步骤和联锁系统解锁步骤。
16.1、车载控制器cc计算判断步骤所述车载控制器计算判断步骤，通过车载控制器实时计算列车精确停车点，根据实时计算的列车精确停车点，判断列车能否在指定停车点处安全准确停稳，根据判断结果设置列车位置报告中停车信息的状态，并将所述列车位置报告发送至区域控制器。
17.本发明中，停车信息具体可采用文字“保证不越过停车限制点”进行表示。在列车整个运行过程中，车载控制器都实时计算列车精确停车点，每个通信周期车载控制器向区域控制器发送列车位置报告，报告中包含“保证不越过停车限制点”信息。
18.指定停车点是指列车实际停车位置，如站台轨、进路最末区段；停车限制点是指移动授权终点，例如延续防护进路末端。
19.在所述车载控制器计算判断步骤中，车载控制器根据包括列车移动授权终点、列车速度、加速度、列车制动性能、列车位置、线路条件、列车定位和测速测距误差信息，实时计算列车的精确停车点，根据实时计算的列车精确停车点，判断列车是否能在指定停车点处安全准确停稳。
20.若判断结果为列车能在指定停车点处安全准确停稳，则设置发送给区域控制器的列车位置报告中停车信息为允许状态，即“保证不越过停车限制点”为允许状态，若判断结果为列车不能在指定停车点处安全准确停稳，则设置发送给区域控制器的列车位置报告中停车信息为限制状态，即“保证不越过停车限制点”为限制状态。
21.2、区域控制器zc解析处理步骤所述区域控制器解析处理步骤，通过区域控制器解析所述车载控制器计算判断步骤中发送的列车位置报告，根据解析结果中停车信息的状态信息，设置允许延续防护进路解锁信息的状态，并将所述允许延续防护进路解锁信息的状态信息发送至所述联锁系统。
22.本发明中，允许延续防护进路解锁可具体用文字“允许overlap解锁”进行表示。区域控制器在获知列车占用延续防护进路触发解锁区段时，才会结合位置报告中的“保证不越过停车限制点”信息状态，决定是否给联锁系统发送“允许overlap解锁”信息。
23.在所述区域控制器解析处理步骤中，若所述解析结果中停车信息的状态信息为允许状态（即“保证不越过停车限制点”为允许状态），且列车已经占用延续防护进路解锁触发区段，则将允许延续防护进路解锁信息设置为允许状态，即将“允许overlap解锁”设置为允许状态；若所述解析结果中停车信息的状态信息为限制状态（即“保证不越过停车限制点”为限制状态），则将允许延续防护进路解锁信息设置为禁止状态，即将“允许overlap解锁”设置为禁止状态。
24.该步骤中，针对列车已经占用延续防护进路解锁触发区段的计算，区域控制器结合车载控制器的位置报告，以及区域控制器内部维护的数据结构等多种信息计算延续防护进路解锁触发区段的占用与否。占用是指列车车头包络进入该区段。
25.3、联锁系统ci解锁步骤所述联锁系统解锁步骤，在列车占用延续防护进路解锁触发区段后，联锁系统启动延续防护进路解锁倒计时，并在所述延续防护进路解锁倒计时的期间内，联锁系统根据所述区域控制器解析处理步骤中发送的允许延续防护进路解锁信息，对延续防护进路进行解锁。
26.该步骤中，针对列车占用延续防护进路解锁触发区段的计算，联锁系统通过轨道电路或者计轴设备获取区段的占用状态。当列车第一轮对压入该区段时，该区段由空闲变为占用状态，当列车最后一个轮对出该区段时，该区段由占用变为空闲状态。
27.在所述联锁系统解锁步骤中，所述延续防护进路解锁倒计时包括延续防护进路自动控制系统解锁倒计时和延续防护进路联锁系统解锁倒计时。设置延续防护进路自动控制系统解锁倒计时的目的是通过车载控制器、区域控制器和联锁系统的信息交互，实现cbtc模式下延续防护进路的安全快速解锁。设置延续防护进路联锁系统解锁倒计时的目的是防止由于区域控制器和联锁系统通信故障或者区域控制器设备故障情况下，联锁系统接收不到区域控制器所发送的“允许overlap解锁”信息时，延续防护进路无法解锁。
28.具体的，在列车占用延续防护进路解锁触发区段后，联锁系统启动延续防护进路自动控制系统解锁倒计时；若在延续防护进路自动控制系统解锁倒计时期间内，所述联锁系统接收到所述区域控制器发送的允许延续防护进路解锁信息，即接收到“允许overlap解锁”，且信号机id一致，同时站台轨或列车进路最末区段占用且延续防护进路空闲，则联锁系统将列车的延续防护进路建立状态设置为限制状态并发送至所述区域控制器，联锁系统立即解锁延续防护进路；若在延续防护进路自动控制系统解锁倒计时期间内，所述联锁系统未接收到所述区域控制器发送的允许延续防护进路解锁信息，则在倒计时结束后，联锁系统将列车的延续防护进路建立状态设置为限制状态并发送至所述区域控制器，联锁系统维持延续防护进路在锁闭状态，并启动延续防护进路联锁系统解锁倒计时对延续防护进路进行解锁。
29.联锁系统启动延续防护进路联锁系统解锁倒计时后：若在延续防护进路联锁系统解锁倒计时期间内，所述联锁系统接收到所述区域控制器发送的允许延续防护进路解锁信息，且信号机id一致，同时站台轨或列车进路最末区段占用且延续防护进路空闲，则所述联锁系统立即解锁延续防护进路；若在延续防护进路联锁系统解锁倒计时期间内，所述联锁系统未接收到所述区域控制器发送的允许延续防护进路解锁信息，则在延续防护进路联锁系统解锁倒计时结束后，当站台轨或列车进路最末区段占用且延续防护进路空闲时，所述联锁系统立即解锁延续防护进路。
30.优选的，所述联锁系统解锁步骤中，所述信号机id一致为列车延续防护进路关联的信号机id和允许解锁信息关联的信号机id一致。延续防护进路关联的信号机和允许解锁信息关联的信号机都指进路阻挡信号机。前者指联锁系统子系统中延续防护进路关联的信号机，后者指区域控制器发送的“允许overlap解锁”中关联的信号机。确认两者id的目的是：保证当前允许解锁的overlap就是分配给该车的overlap，防止列车错误将为其它列车建立的overlap解锁。
31.另外，确认站台轨或列车进路最末区段占用且延续防护进路空闲的目的是：联锁系统是一个安全系统，在进行任何延续防护进路解锁等安全操作时都需要实时检查解锁延续防护进路的相关条件是否满足，以安全冗余的方式实现列车运行的安全防护。
32.优选的，所述联锁系统解锁步骤中，联锁系统对延续防护进路进行解锁时，联锁系统将列车的延续防护进路建立状态设置为限制状态并发送至所述区域控制器，所述区域控制器接收到所述联锁系统发送的为限制状态的延续防护进路建立状态后，将所述列车的移动授权终点回撤至进路终端，车载控制器根据最新移动授权终点，重新计算所述列车的安全防护曲线。
33.联锁系统为列车设置了延续防护进路后，将该列车的延续防护进路建立状态设置为允许状态，以告知区域控制器移动授权终点可为延续防护进路终端；当列车能在指定点停车时，该延续防护进路已不再需要，联锁系统要解锁为该列车建立的防护进路，联锁系统将该列车的延续防护进路建立状态设置为限制状态，以告知区域控制器可将移动授权终点回撤至进路终端处。移动授权终点是指授权列车运行的终点，如延续防护进路终端、进路阻挡信号机处等，列车车头加一定安全余量不能越过该授权终端。车载控制器会根据列车的移动授权终点和线路条件等信息计算列车的安全防护曲线，控制列车以小于等于安全防护曲线上值的速度运行，保证列车能平稳减速直到停车。当速度值大于了安全防护曲线上值时，车载控制器会实施紧急制动，以防止列车越过停车限制点。
34.本发明中，车载控制器位于列车上，作用是：列车运行过程中，根据列车移动授权终点、列车速度、加速度、列车制动性能、列车位置、线路条件、列车定位和测速测距误差等信息实时计算列车的精确停车点，判断列车是否能在指定停车点处安全准确停稳。若车载控制器判断列车能在指定停车点处安全准确停稳，则将送给区域控制器的位置报告中的“保证不越过停车限制点”信息设置为允许状态；否则将送给区域控制器的位置报告中的“保证不越过停车限制点”信息设置为限制状态。
35.区域控制器位于车站或者控制中心的信号设备室，作用是：一方面解析列车位置报告，若列车占用延续防护进路解锁触发区段且“保证不越过停车限制点”信息是允许状态，则将送给联锁系统的“允许overlap解锁”信息设置为允许状态，否则将送给联锁系统的“允许overlap解锁”信息设置为禁止状态；另一方面根据联锁系统发送的“延续防护进路建立状态”信息状态、列车位置信息等信息计算列车移动授权终点，并发送给车载控制器。
36.联锁系统位于联锁集中站的设备技术室，作用是：联锁系统内部设置两段延时时间，根据接收到区域控制器的“允许overlap解锁”信息的时机，采取不同的处理策略，在保证安全的前提下，实现延续防护进路的解锁。
37.本发明的有益效果：1、本发明中，通过车载控制器实时计算列车是否能在指定停车点准确停稳并将信息发送至区域控制器，区域控制器确认允许解锁状态信息，并发送至联锁系统，联锁系统根据接收到的允许解锁状态信息的时机采取不同的延时策略，对延续防护进路进行解锁。2、本发明中，车载控制器主动实时计算列车的精确停车点，确定列车可以在指定停车点准确停稳后，就可让联锁系统立即解锁延续防护进路，而不需要联锁系统再向区域控制器发起延续防护进路解锁请求，提高了延续防护进路解锁效率，能够有效缩短列车停车时间。
38.3、本发明中，采用列车不越过停车限制点信息，不再用仅代表列车停稳的“停稳”信息作为延续进路的解锁命令，一方面因为已经能确定列车不会越过停车限制点，即使列车在运行过程中也能解锁延续防护进路，有效缩短了列车的停车等待时间，减小列车追踪间隔，提高运营效率；另一方面防止了采用“停稳”信息作为延续防护进路解锁命令时可能出现的cbtc列车由于停车欠标向前跳跃，在向前跳跃过程中又出现车轮打滑，列车不能响应制动，冒进已经解锁或正在解锁的延续防护进路的危险。
39.4、本发明中，设计了两个延时时间——延续防护进路自动控制系统解锁倒计时和延续防护进路联锁系统解锁倒计时，通过两段延时时间，使联锁系统根据接收到延续防护进路解锁的允许状态信息的时机，采用不同的解锁策略，防止由于区域控制器和联锁系统通信故障或者区域控制器设备故障情况下，联锁系统接收不到延续防护进路解锁的允许状态信息时，延续防护进路无法解锁的情况发生。
附图说明
40.图1为本发明车载控制器、区域控制器和联锁系统接口信息传递示意图；图2为本发明区域控制器对延续防护进路解锁的信息处理流程；图3为本发明联锁系统解锁延续防护进路的流程。
具体实施方式
41.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。
42.实施例1一种延续防护进路安全快速解锁方法，包括车载控制器计算判断步骤、区域控制器解析处理步骤和联锁系统解锁步骤，如图1-3所示，图1-3中，cc表示车载控制器，zc表示区域控制器，ci表示联锁系统。本实施例中，停车信息具体采用文字“保证不越过停车限制点”进行表示，其状态信息包括允许状态和限制状态；允许延续防护进路解锁具体用文字“允许overlap解锁”进行表示，其状态信息包括允许状态和禁止状态。
43.1、车载控制器cc计算判断所述车载控制器计算判断步骤，通过车载控制器实时计算列车精确停车点，根据实时计算的列车精确停车点，判断列车能否在指定停车点处安全准确停稳，并根据判断结果设置列车位置报告中“保证不越过停车限制点”的状态信息，并将所述列车位置报告发送至区域控制器。
44.2、区域控制器zc解析处理所述区域控制器解析处理步骤，通过区域控制器解析所述车载控制器计算判断步骤中发送的列车位置报告，根据解析结果中停车信息的状态信息，设置“允许overlap解锁”的状态信息，并将所述“允许overlap解锁”的状态信息发送至所述联锁系统。
45.3、联锁系统ci解锁所述联锁系统解锁步骤，在列车占用延续防护进路解锁触发区段后，联锁系统启动延续防护进路解锁倒计时，并在所述延续防护进路解锁倒计时的期间内，联锁系统根据所述区域控制器解析处理步骤中发送的“允许overlap解锁”，对延续防护进路进行解锁。
46.对于由准移动闭塞制式修改为移动闭塞制式的轨道交通线路，在不改变既有线路设计和站场结构的前提下，通过在进路外设置延续防护进路，可以很好地解决由于既有线路条件限制，导致站台长度不满足移动闭塞安全防护距离要求的问题。
47.本实施例中，车载控制器实时计算列车是否能在指定停车点准确停稳并将“保证不越过停车限制点”信息发送至区域控制器，区域控制器设置“允许overlap解锁”状态信息，并发送至联锁系统，联锁系统根据接收到的“允许overlap解锁”状态信息的时机采取不同的延时策略，对延续防护进路进行解锁。实施例2本实施例在实施例1的基础上，对车载控制器计算判断步骤作进一步的阐述，在所述车载控制器计算判断步骤中，车载控制器根据包括列车移动授权终点、列车速度、加速度、列车制动性能、列车位置、线路条件、列车定位和测速测距误差信息，实时计算列车的精确停车点，根据实时计算的列车精确停车点，判断列车是否能在指定停车点处安全准确停稳。
48.（1）若判断结果为列车能在指定停车点处安全准确停稳，则设置“保证不越过停车限制点”的状态为允许状态，并将其发送至区域控制器。
49.（2）若判断结果为列车不能在指定停车点处安全准确停稳，则设置“保证不越过停车限制点”的状态为限制状态，并将其发送至区域控制器。
50.实施例3本实施例在实施例2的基础上，对区域控制器解析处理步骤作进一步的阐述，在所述区域控制器解析处理步骤中，区域控制器对列车位置报告中的“保证不越过停车限制点”信息进行解析处理：（1）若“保证不越过停车限制点”信息为允许状态，且列车已经占用延续防护进路解锁触发区段，则将送给联锁系统的“允许overlap解锁”信息设置为允许状态；（2）若“保证不越过停车限制点”信息为限制状态，则将送给联锁系统的“允许overlap解锁”信息设置为禁止状态。
51.实施例4本实施例在实施例3的基础上，对区域控制器解析处理步骤作进一步的阐述，在所述联锁系统解锁步骤中，对联锁系统来说，当列车占用延续防护进路解锁触发区段后，联锁系统启动延续防护进路自动控制系统解锁倒计时，若：(1)在倒计时期间，收到了允许状态的“允许overlap解锁”信息，则在以下条件满足的情况下，将送给区域控制器的延续防护进路建立状态设置为限制状态，并立即解锁延续防护进路；1）列车延续防护进路关联的信号机id和“允许overlap解锁”信息关联的信号机id一致；2）站台轨或列车进路最末区段占用，且延续防护进路空闲。
52.(2)倒计时期间未收到允许状态的“允许overlap解锁”信息，则在倒计时结束后，将所述列车的延续防护进路建立状态设置为限制状态并送给区域控制器，但维持延续防护进路在锁闭状态，同时启动延续防护进路联锁系统解锁倒计时。若：a）联锁系统解锁倒计时期间，收到了允许状态的“允许overlap解锁”信息，检查以
下条件满足时立即解锁延续防护进路；1）所述列车延续防护进路关联的信号机id和“允许overlap解锁”信息关联的信号机id一致；2）站台轨或列车进路最末区段占用，且延续防护进路空闲。
53.b) 联锁系统解锁倒计时期间未收到允许状态的“允许overlap解锁”信息，则联锁系统解锁倒计时结束后，检查以下条件满足时立即解锁延续防护进路。
54.1）站台轨或列车进路最末区段占用，且延续防护进路空闲。
55.(3) 区域控制器接收到联锁系统发送的列车的限制状态的延续防护进路建立状态，将所述列车的移动授权终点回撤至进路终端，车载控制器根据最新移动授权终点，重新计算所述列车的安全防护曲线。
56.以上对本发明的实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种等同变型或替换，这些等同或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。