一种多路权网络化运行的列车自动控制系统的制作方法

本发明涉及轨道交通，特别涉及一种多路权网络化运行的列车自动控制系统。

背景技术：

1、基于通信的列车控制系统（communication based train control system）简称cbtc系统，主要适用于独立路权系统，因为其运行路径是完全封闭式处理，在列车运行控制的过程中，仅考虑轨旁基础设备的状态和列车与线路的运行关系。其中，轨旁基础设备为线路固定位置，因此只进行这类设备的状态控制和采集，通过正常和异常状态进行控制列车处理，影响列车行径下的移动授权区域；线路其他列车由于在固定轨道运行，其运行位置、状态等信息都可实时进行监控，其存在前后、相对、相向等状态，相对半独立路权和混合路权运行路径相对简单、可控度高。

2、基于通信的cbtc系统的架构相对于独立路权系统可控度高，但是对于半独立路权的路口通行、线路路径上的随机危险障碍物（如：人、车、大型动物）等防护能力不足。对于混合路权（公交车、社会车辆混行）更是无法满足对列车安全运行的控制，整体来讲基于通信的cbtc系统对半独立路权和混合路权的安全防护能力不足，无法达到安全行车的要求。

3、同时，基于通信的cbtc系统通过计轴系统、应答器系统和轨道电路系统来进行列车运行位置的确定，且这类系统需要独立的路权进行安装，对安装条件限制性很大且整体成本较高，不利于在半独立路权和混合路权大面积应用。

4、此外，现行基于通信的cbtc系统为基础的互联互通技术，是建立在多年各家技术封闭的条件下，整合各家的需求针对系统间的功能进行最大集合的接口梳理。该方案缺乏初期的系统顶层设计，属于各方妥协的集合性方案，虽然满足线路间的互联互通运行条件，但是对于大规模的线网运行，存在接口复杂、系统间接口众多、需求实现方案不统一等突出问题，无法满足区域性大规模线网级网路化运行控制的需求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多路权网络化运行的列车自动控制系统，以解决现有技术中的上述相关技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种多路权网络化运行的列车自动控制系统，包括：网络化列车监控子系统、线网控制子系统和列车车载控制子系统，其中，

4、网络化列车监控子系统，用于根据线网运行计划，编制当日运行图并将运行图信息、设置线路的临时速度限制信息和运行调整信息；并周期接收列车运行信息；

5、线网控制子系统，用于不定周期接收网络化列车监控子系统输入的当日运行图信息、临时限速信息和运行调整信息，周期接收列车运行信息；并根据接收的当日运行图信息、临时限速信息和运行调整信息和列车运行信息，综合线网列车运行状态，计算每列通信列车的移动授权信息，根据当日运行图信息中当列车的运行计划和运行调整信息，周期性发送移动授权信息和线路运行信息至每列通信列车；

6、列车车载控制子系统，用于周期获取列车运行信息和列车运行环境感知障碍物信息；并根据线网控制子系统输入的移动授权信息和线路运行信息，结合运行环境感知障碍物信息，进行融合决策确定运行策略。

7、其中，所述网络化列车监控子系统和所述线网控制子系统均采用同一套安全云平台作为逻辑运行环境。

8、其中，所述列车运行信息包括：列车位置信息、列车速度信息和列车状态信息。

9、其中，所述列车车载控制子系统通过测速定位模块周期获取列车运行信息，通过运行环境感知模块获取列车运行环境感知障碍物信息。

10、其中，所述测速定位模块包括：北斗定位模块，用于接收北斗的位置、方向和速度信息；btm通信模块，用于接收btm设备输入的应答器报文信息；测速模块，用于采集两个冗余的速度传感器和一个加速度传感器的速度信息，并根据采集的速度信息对速度进行融合计算；逻辑处理模块，用于根据北斗定位模块、btm通信模块、测速模块输入的信息，综合处理确定列车的运行速度和线路位置以及列车状态。

11、其中，所述运行环境感知模块包括：摄像机信息处理模块，用于接收长焦工业摄像机和短焦工业摄像机的图像信息；雷达信息处理模块，用于接收激光雷达和毫米波雷达的点云信息；逻辑处理模块，用于根据信息摄像机信息处理模块和雷达信息处理模块输入的潜在障碍物信息，综合处理确定列车运行环境感知障碍物信息。

12、其中，所述运行策略可包括：在独立路权下，列车车载控制子系统使用移动授权和线路运行信息作为运行策略规划，同时结合运行环境感知障碍物信息进行防护，最终周期输出控制信息指挥列车运行。

13、另外，所述运行策略还可包括：在半独立路权下，使用移动授权和线路运行信息作为运行策略规划，同时结合运行环境感知障碍物信息，采用移动授权、运行路径和障碍物防护融合的行车方案，以运行环境感知障碍物信息作为列车运行防护策略，当检测到按照移动授权下的运行路径环境存在不利于行车的障碍物信息时，主动进行列车运行防护。

14、此外，所述运行策略还可包括：在混合路权下，使用移动授权和线路运行信息作为运行策略规划，同时结合运行环境感知障碍物信息，采用移动授权、运行路径和障碍物防护融合的行车方案，以运行环境感知障碍物信息作为列车运行防护策略，当检测到按照移动授权下的运行路径环境存在不利于行车的障碍物信息时，主动进行列车运行防护；当具备更优运行路径时，控制列车进行运行路径调整。

15、本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

16、通过设计基于云计算的安全平台满足网络化列车监控子系统和线网控制子系统的运行安全和网络化运营下的资源动态扩展和算力提升；满足列车车载控制子系统的运算、存储和通信，具备接口扩展、算力扩展和存储扩展能力，为多路权下的测速、定位、环境感知和运行策略运算提供承载平台；

17、通过设计的北斗定位、固定应答器和测速传感器的融合测速定位技术满足了多种路权切换下的测速精确和定位精准，为安全行车提供基础保障；

18、通过设计的多传感器融合运算的运行环境感知技术方实现了多种路权运行环境下的环境识别，为列车运行防护和列车运行路径优化确定运算数据；

19、通过设计针对独立路权、半独立路权和混合路权确定了不同的主动控制策略，保障系统整体运行安全。

20、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

技术特征：

1.一种多路权网络化运行的列车自动控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多路权网络化运行的列车自动控制系统，其特征在于，所述网络化列车监控子系统和所述线网控制子系统均采用同一套安全云平台作为逻辑运行环境。

3.根据权利要求1所述的多路权网络化运行的列车自动控制系统，其特征在于，所述列车运行信息包括：列车位置信息、列车速度信息和列车状态信息。

4.根据权利要求1所述的多路权网络化运行的列车自动控制系统，其特征在于，所述列车车载控制子系统通过测速定位模块周期获取列车运行信息，通过运行环境感知模块获取列车运行环境感知障碍物信息。

5.根据权利要求4所述的多路权网络化运行的列车自动控制系统，其特征在于，所述测速定位模块包括：

6.根据权利要求4所述的多路权网络化运行的列车自动控制系统，其特征在于，所述运行环境感知模块包括：

7.根据权利要求1所述的多路权网络化运行的列车自动控制系统，其特征在于，所述运行策略包括：

8.根据权利要求1所述的多路权网络化运行的列车自动控制系统，其特征在于，所述运行策略包括：

9.根据权利要求1所述的多路权网络化运行的列车自动控制系统，其特征在于，所述运行策略包括：

技术总结
本发明涉及轨道交通技术领域，公开一种多路权网络化运行的列车自动控制系统，包括：网络化列车监控子系统，用于根据线网运行计划，编制当日运行图并将运行图信息、设置线路的临时速度限制信息和运行调整信息；并周期接收列车运行信息；线网控制子系统，用于接收当日运行图信息、临时限速信息、运行调整信息和列车运行信息；计算并发送每列通信列车的移动授权信息和线路运行信息；列车车载控制子系统，用于获取列车运行信息和列车运行环境感知障碍物信息；并根据移动授权信息和线路运行信息，结合运行环境感知障碍物信息，进行融合决策确定运行策略。本发明实现了多种路权网络化运行的列车自动控制技术，保障系统整体运行安全。

技术研发人员：吴正中,张辉,邓能文,汪永刚,王晓东,武涛,姜子旺,张燕武
受保护的技术使用者：北京城建智控科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15