專利名稱：基于區域控制器的列車安全位置計算方法
技術領域：
本發明涉及地鐵列車線路運營控制技術，特別涉及一種基于區域控制器的列車安全位置計算方法。
背景技術：
隨著城市軌道交通的迅速發展，基于通信的列車控制系統(CBTC)獲得了越來越廣泛的應用；區域控制器是CBTC系統的核心子系統，它根據通信列車匯報的精確位置和聯鎖匯報的計軸、道岔、信號機狀態，為每一輛通信列車計算移動授權，控制列車安全運行。
當列車向區域控制器匯報位置后，由于通信延遲，當區域控制器對該列車進行處理時，列車可能已經不在原來的位置，所以需要區域控制器在列車當前位置的基礎上，向前或者向后延伸一段距離，作為列車的安全位置，使其它列車可以根據新的安全位置進行列車追蹤。安全位置計算是區域控制器的核心功能之一。它需要考慮的因素包括列車匯報的非安全位置、測距誤差、列車當前速度、列車可能的最大加速度、當前最大坡度、通信延遲時間和CBTC模式下或者其它模式下列車可能退行的容限，其中某些數值可能隨著線路土建情況和列車車型的變化而發生變化；區域控制器必須保證任何情況下，列車實際位置均位于其重新計算的安全位置范圍內。在現有的背景技術中，大多首先計算列車車頭包絡和列車車尾包絡。如圖I所示，列車車頭包絡LI等于測距誤差加上列車向區域控制器匯報位置時刻Tl與區域控制器開始處理列車輸入信息時刻T2的時間差內列車潛在行駛距離；列車車尾包絡L2等于測距誤差加上列車在車載ATP防護時的最大退行距離。在列車車頭當前位置的基礎上，沿列車運行方向在電子地圖中向前偏移Llm即為車頭安全位置點；在列車車尾當前位置的基礎上，沿列車運行方向在電子地圖中向后偏移L2m即為車尾安全位置點。但是，現有技術只考慮了列車車頭包絡LI和列車車尾包絡L2的范圍在非四開道岔時列車安全位置的計算方法，而當LI或L2的范圍內有道岔且道岔處于四開狀態時，在電子地圖中，就無法根據列車匯報的當前位置向前或者向后延伸，導致無法確定列車車頭安全位置和車尾安全位置對應于電子地圖中的坐標，從而無法確定列車的安全位置，也就無法對列車進行后續的處理，而且如果不能確定列車安全位置導致列車在前方四開道岔時沒有緊急停車，就可能使列車駛入四開的道岔區域，造成事故。基于此，現有技術確實需要改善。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種基于區域控制器的列車安全位置計算方法，使得基于列車當前位置的前端安全包絡和后端安全包絡范圍內的線路有至少一方為四開道岔時，仍能確定列車前端和后端的安全位置點，從而確定列車的安全位置。本發明通過以下技術方案予以實現
一種基于區域控制器的列車安全位置計算方法，包括以下步驟SI、計算列車的安全包絡；S2、基于列車當前位置，在線路電子地圖中，判斷列車的安全包絡內是否有四開道岔；若在基于列車當前位置的安全包絡內有四開道岔，則執行步驟S3，否則，以列車當前位置相應延伸列車安全包絡距離后產生的點作為列車安全位置點；S3、記錄四開的各道岔區段的ID，并根據所述ID確定四開道岔對應的計軸區段序列；S4、遍歷所述計軸區段序列；若該計軸區段序 列包含的各計軸區段均為空閑，則將列車安全位置點設置為距離列車當前位置最近的道岔區段的端點，若該計軸區段序列包含的各計軸區段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導向安全側。在所述步驟SI前包括以下步驟S0、由車載設備實時獲取列車的當前行駛數據。所述步驟SI根據車地通信延遲時間、測距誤差及所述當前行駛數據計算列車的安全包絡，所述列車的安全包絡包括前端安全包絡和后端安全包絡。所述步驟SI還包括根據所述車地通信延遲時間和當前行駛數據計算列車的潛在行駛距離及車載ATP防護的最大退行距離，所述前端安全包絡為測距誤差和列車在所述車地通信延遲時間內潛在行駛距離之和；所述后端安全包絡為測距誤差和車載ATP防護的最大退行距離之和。所述步驟S2進一步包括基于列車前端當前位置，在線路電子地圖中，判斷列車前端安全包絡內是否有四開道岔；若在基于列車前端當前位置的前端安全包絡內有四開道岔，則執行步驟S3，否則，以列車前端的當前位置沿列車期望運行方向向前延伸前端安全包絡距離后產生的點作為列車前端安全位置點。所述步驟S2進一步包括基于列車后端當前位置，在線路電子地圖中，判斷列車后端安全包絡內是否有四開道岔；若在基于列車后端當前位置的后端安全包絡內有四開道岔，則執行步驟S3，否則，以列車后端的當前位置沿列車期望運行方向向后延伸后端安全包絡距離后產生的點作為列車后端安全位置點。所述步驟S4進一步包括遍歷所述計軸區段序列；若該計軸區段序列包含的各計軸區段均為空閑，則將列車前端安全位置點設置為距離列車前端當前位置最近的道岔區段的端點，若該計軸區段序列包含的各計軸區段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導向安全側。所述步驟S4進一步包括遍歷所述計軸區段序列；若該計軸區段序列包含的各計軸區段均為空閑，則將列車后端安全位置點設置為距離列車后端當前位置最近的道岔區段的端點，若該計軸區段序列包含的各計軸區段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導向安全側。本發明通過提供一種基于區域控制器的列車安全位置計算方法，在計算列車前端安全包絡和后端安全包絡時，充分考慮車地通信延遲時間、測距誤差及所述當前行駛數據，為列車計算最大可能的安全包絡，保證任何時候，列車實際位置均處于安全包絡范圍內；當基于列車當前位置的前端安全包絡和后端安全包絡范圍內的線路有至少一方為四開道岔時，根據道岔區段占用或空閑的情況，仍能確定列車前端和后端的安全位置點，從而確定列車的安全位置，最大限度地避免了安全位置計算失敗，以保證系統的安全性和可用性。
圖I為現有技術中計算列車安全位置的原理圖；圖2為本發明一實施例的流程圖；圖3為本發明另一實施例中計算列車前端安全位置的流程圖。
具體實施例方式下面對于本發明所提出的一種基于區域控制器的列車安全位置計算方法，結合附圖和實施例詳細說明。 如圖2所示，本發明提供一種基于區域控制器的列車安全位置計算方法，包括以下步驟SI、計算列車的安全包絡；S2、基于列車當前位置，在線路電子地圖中，判斷列車的安全包絡內是否有四開道岔；若在基于列車當前位置的安全包絡內有四開道岔，則執行步驟S3，否則，以列車當前位置相應延伸列車安全包絡距離后產生的點作為列車安全位置點；S3、記錄四開的各道岔區段的ID，并根據所述ID確定四開道岔對應的計軸區段序列；S4、遍歷所述計軸區段序列；若該計軸區段序列包含的各計軸區段均為空閑，則將列車安全位置點設置為距離列車當前位置最近的道岔區段的端點，若該計軸區段序列包含的各計軸區段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導向安全側。在所述步驟SI前包括以下步驟S0、由車載設備實時獲取列車的當前行駛數據。所述步驟SI根據車地通信延遲時間、測距誤差及所述當前行駛數據計算列車的安全包絡，所述列車的安全包絡包括前端安全包絡和后端安全包絡。所述步驟SI還包括根據所述車地通信延遲時間和當前行駛數據計算列車的潛在行駛距離及車載ATP防護的最大退行距離，所述前端安全包絡為測距誤差和列車在所述車地通信延遲時間內潛在行駛距離之和；所述后端安全包絡為測距誤差和車載ATP防護的最大退行距離之和。所述步驟S2進一步包括基于列車前端當前位置，在線路電子地圖中，判斷列車前端安全包絡內是否有四開道岔；若在基于列車前端當前位置的前端安全包絡內有四開道岔，則執行步驟S3，否則，以列車前端的當前位置沿列車期望運行方向向前延伸前端安全包絡距離后產生的點作為列車前端安全位置點。所述步驟S2進一步包括基于列車后端當前位置，在線路電子地圖中，判斷列車后端安全包絡內是否有四開道岔；若在基于列車后端當前位置的后端安全包絡內有四開道岔，則執行步驟S3，否則，以列車后端的當前位置沿列車期望運行方向向后延伸后端安全包絡距離后產生的點作為列車后端安全位置點。所述步驟S4進一步包括遍歷所述計軸區段序列；若該計軸區段序列包含的各計軸區段均為空閑，則將列車前端安全位置點設置為距離列車前端當前位置最近的道岔區段的端點，若該計軸區段序列包含的各計軸區段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導向安全側。所述步驟S4進一步包括遍歷所述計軸區段序列；若該計軸區段序列包含的各計軸區段均為空閑，則將列車后端安全位置點設置為距離列車后端當前位置最近的道岔區段的端點，若該計軸區段序列包含的各計軸區段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導向安全側。圖3為計算列車前端安全位置的流程圖，如圖3所示，包括以下步驟Tl、由車載設備實時獲取列車的當前行駛數據；包括由車載控制器匯報的列車期 望運行方向以及列車前端當前位置；T2、計算列車前端安全包絡；根據車地通信延遲時間、測距誤差及所述當前行駛數據計算列車的前端安全包絡，根據所述車地通信延遲時間和當前行駛數據計算列車的潛在行駛距離，所述前端安全包絡為測距誤差和列車在所述車地通信延遲時間內潛在行駛距離之和；T3、基于列車前端當前位置，在線路電子地圖中，判斷列車前端安全包絡內是否有四開道岔；若在基于列車前端當前位置的前端安全包絡內有四開道岔，則執行步驟T4，否貝U，以列車前端的當前位置沿列車期望運行方向向前延伸前端安全包絡距離后產生的點作為列車前端安全位置點；T4、記錄四開的各道岔區段的ID，并根據所述各ID確定四開道岔對應的計軸區段序列；T5、遍歷所述計軸區段序列；若該計軸區段序列包含的各計軸區段均為空閑，說明列車輪對并沒有占壓道岔區段，可以將列車前端安全位置點設置為距離列車前端當前位置最近的道岔區段的端點，若該計軸區段序列包含的各計軸區段有一個被占用，由于不能確定該占用是否是本列車輪對占壓引起的，則通知列車緊急制動，并導向安全側。在本發明中，列車后端安全位置的計算流程和前端安全位置的計算流程基本類似，只是在步驟T3時，是以沿列車期望運行方向向后延伸后端安全包絡距離后產生的點作為列車后端安全位置點；通過確定列車前后端安全位置點進而確定列車的安全位置；其中，列車的前端和后端可以具體為列車的車頭和車尾。本發明通過提供一種基于區域控制器的列車安全位置計算方法，在計算列車前端安全包絡和后端安全包絡時，充分考慮車地通信延遲時間、測距誤差及所述當前行駛數據，為列車計算最大可能的安全包絡，保證任何時候，列車實際位置均處于安全包絡范圍內；當基于列車當前位置的前端安全包絡和后端安全包絡范圍內的線路有至少一方為四開道岔時，根據道岔區段占用或空閑的情況，仍能確定列車前端和后端的安全位置點，從而確定列車的安全位置，最大限度地避免了安全位置計算失敗，以保證系統的安全性和可用性。以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發明的范疇本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。
權利要求
1.一種基于區域控制器的列車安全位置計算方法，其特征在于，包括以下步驟 51、計算列車的安全包絡； 52、基于列車當前位置，在線路電子地圖中，判斷列車的安全包絡內是否有四開道岔；若在基于列車當前位置的安全包絡內有四開道岔，則執行步驟S3，否則，以列車當前位置相應延伸列車安全包絡距離后產生的點作為列車安全位置點； 53、記錄四開的各道岔區段的ID，并根據所述ID確定四開道岔對應的計軸區段序列； 54、遍歷所述計軸區段序列；若該計軸區段序列包含的各計軸區段均為空閑，則將列車安全位置點設置為距離列車當前位置最近的道岔區段的端點，若該計軸區段序列包含的各計軸區段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導向安全側。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟SI前包括以下步驟 SO、由車載設備實時獲取列車的當前行駛數據。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟SI根據車地通信延遲時間、測距誤差及所述當前行駛數據計算列車的安全包絡，所述列車的安全包絡包括前端安全包絡和后端安全包絡。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟SI還包括根據所述車地通信延遲時間和當前行駛數據計算列車的潛在行駛距離及車載ATP防護的最大退行距離，所述前端安全包絡為測距誤差和列車在所述車地通信延遲時間內潛在行駛距離之和；所述后端安全包絡為測距誤差和車載ATP防護的最大退行距離之和。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟S2進一步包括基于列車前端當前位置，在線路電子地圖中，判斷列車前端安全包絡內是否有四開道岔；若在基于列車前端當前位置的前端安全包絡內有四開道岔，則執行步驟S3，否則，以列車前端的當前位置沿列車期望運行方向向前延伸前端安全包絡距離后產生的點作為列車前端安全位置點。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟S2進一步包括基于列車后端當前位置，在線路電子地圖中，判斷列車后端安全包絡內是否有四開道岔；若在基于列車后端當前位置的后端安全包絡內有四開道岔，則執行步驟S3，否則，以列車后端的當前位置沿列車期望運行方向向后延伸后端安全包絡距離后產生的點作為列車后端安全位置點。
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟S4進一步包括遍歷所述計軸區段序列；若該計軸區段序列包含的各計軸區段均為空閑，則將列車前端安全位置點設置為距離列車前端當前位置最近的道岔區段的端點，若該計軸區段序列包含的各計軸區段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導向安全側。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟S4進一步包括遍歷所述計軸區段序列；若該計軸區段序列包含的各計軸區段均為空閑，則將列車后端安全位置點設置為距離列車后端當前位置最近的道岔區段的端點，若該計軸區段序列包含的各計軸區段有一個被占用，則通知列車緊急制動，并導向安全側。
全文摘要
本發明提供一種基于區域控制器的列車安全位置計算方法，在計算列車前端安全包絡和后端安全包絡時，充分考慮車地通信延遲時間、測距誤差及所述當前行駛數據，為列車計算最大可能的安全包絡，保證任何時候，列車實際位置均處于安全包絡范圍內；當基于列車當前位置的前端安全包絡和后端安全包絡范圍內的線路有至少一方為四開道岔時，通過記錄四開的各道岔區段的ID，并根據所述各ID確定四開道岔對應的計軸區段序列；遍歷所述計軸區段序列，根據道岔區段占用或空閑的情況，確定列車前端和后端的安全位置點，從而確定列車的安全位置，最大限度地避免了安全位置計算失敗，以保證系統的安全性和可用性。
文檔編號B61L27/00GK102963398SQ20121050712
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者孫玉鵬, 張春雨 申請人:北京交控科技有限公司