高速铁路邻车信息传递方法、系统及装置技术领域
本发明涉及铁路上运动的相邻列车信息在车载设备、通讯传输子系统、列车控制子系统等设
备和系统之间的传递方法。
本发明所述车载设备可以是安装在列车上的或由列车工作人员携带到车上的,可以通过相应
的传输媒介接受调度命令,依据调度命令控制列车行动的控车设备(列车行动包括并不限于启动、
刹车、紧急刹车、调车等列车行为),也可以是用于铁路工作人员之间实现通讯的固定或移动通
讯终端设备。包括并不限于ATP(Automatic train protection system列车自动防护系统)设备、车载
调度通讯终端、移动通讯终端等
本发明所述通讯传输子系统是安装在铁路轨旁地面上的,实现车载设备和列车控制子系统单
向或双向数据、语音通讯的通讯传输子系统,其实现方式可以是有线也可以是无线方式。包括并
不限于FAS(固定接入交换机系统)、GSM-R系统(Global System for Mobile Communications for
Railway铁路综合数字移动通信系统)等
本发明所述列车控制子系统是指地面上控制各个列车按照事先安排好的列车运行计划运行的
子系统,它负责向车载设备或司机下达行车指令,通知列车什么时间、按照什么速度、行驶到什
么地方。发生异常情况时应该采取什么措施等。包括并不限于无线闭塞中心RBC、列车控制中
心TCC、调度集中CTC等
本发明所述邻车信息包括并不限于对于某一特定列车,其所在火车线路上行驶前方、后方若
干辆列车,或者其所在火车线路上的邻线(比如复线中的另一条线,或地理上很接近的其他火车
线路)上相对于其工作机车的前方、后方若干辆列车的车长、车重、车辆类型、当值司机号、司
机电话号码、管理该列车的RBC号、管理该列车的RBC电话号码、所行驶的线路名称等等信息。
背景技术
目前,铁路系统的行车控制已经脱离人工操作方式,进入计算机控制时代,列车的调度运行
由地面列车控制子系统的计算机系统按照需求和相关规定生成列车运行图(列车运行计划),并
向列车下达行车指令,正常情况下控制各个列车按照列车运行图运行,异常情况下按照调度员指
令运行。列车控制子系统的各项调度命令都是通过通讯传输子系统发送给车载设备的,车载设备
按照收到的调度命令行车,并在条件许可时,可以将列车自身的各项数据(比如车长、车速、位
置等等)通过通讯传输子系统发送给列车控制子系统,使列车控制子系统可以全面掌控所有列车
的行车状况,灵活控制铁路系统的有序运行。通讯传输子系统承担车-地/地-车之间单向或双向
的数据、语音传输媒介的作用。目前,已经从有线方式向无线方式发展。
现有技术存在的问题是:
目前,各个国家的列控技术各有不同,不同国家各自发展起了自己不同的列控技术。也就是
每个国家的车载设备、通讯传输子系统、列车控制子系统等子系统自己怎工作、各个子系统之间
怎么协同工作每个国家都各不相同,形成了不同的技术体系,比如欧洲的ETCS欧洲铁路控制系
统、中国的CTCS中国铁路控制系统、日本的新干线COSMOS系统等。
无论是哪种现有技术,都有一个共同的问题:在某一时刻,只有列车控制子系统知道此时线
路上各个列车的绝对位置和相对位置,各种车载设备以及通讯传输子系统是不知道某一时刻,某
一线路上各个列车的绝对位置和相对位置的,尤其是各车的相对位置(一个车的车载设备可能知
道自己的绝对位置)。这导致了很多影响铁路行车安全的不安全因素无法及时避免。
比如,由于列车高速运行,当两辆相向运行的列车交会时,列车运行产生的强大气压会对对
面来车形成强大的侧向推力,列车行驶的速度越大,这种侧向推力就越大,甚至可能致使对方列
车脱轨。如果,两辆列车高速运行时,车载设备能够知道其他车辆的位置情况,及时知道在自己
运行前方一段距离将有一辆相向运行的列车驶来,很快就要会车,而及时提前降低车速,等会车
结束后再把车速提升。就可以在最大限度利用机车高动力的情况下,及时规避不安全行车因素。
而现在无法做到这点。
再比如,列车运行过程中会遇到各种各样的异常情况,导致列车异常停车,这时候就需要尽
快在第一时间通知发生异常情况车辆的前后相邻车辆,同样尽快停车,以避免列车相撞事故的发
生。但目前,发生异常停车的司机是无法直接通知其前后车辆的司机停车的,因为,他根本不知
道他前后有没有其他车辆,这些车辆的司机都是谁,该怎么联系这些司机。
再比如,如果要实现列车的无人驾驶,那么车载设备就要知道自己前后若干辆列车的各种数
据,才能提前判断自己应该加速还是减速,什么时间什么地点进行,前方列车减速了自己是否要
紧急停车,前方列车加速了自己是否也可以加速;自己紧急停车了要立刻通知后车;但是,现在
各个列车的车载信号都是无法实时获知邻车信息的;
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何在某一铁路的相关车载设备、通讯传输子系统、列车控制
子系统等设备和系统之间,及时有效传递在这一铁路上运行的相邻列车信息。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一套在相关车载设备、通讯传输子系统、列车控制子
系统等设备和系统之间传递相邻列车信息的方法、系统及装置,以解决上述问题。
即利用列车控制子系统周期性的(比如10秒)或在满足一定条件下(包括并不限于收到列
车的位置报告、列车紧急停车了等等情况),主动向通讯传输子系统发送某一列车相关相邻列车
信息,通讯传输子系统保存相关信息,当车载设备需要时,向通讯传输子系统请求这些信息使用;
或通讯传输子系统保存相关信息后,直接向相关列车车载设备传送这些信息,由车载设备保
存这些信息,供其需要时直接使用;
或通讯传输子系统周期性的或在满足一定条件下(包括并不限于收到列车的位置报告、列车
紧急停车了)向列车控制子系统索要线路上列车的相邻列车信息,通讯传输子系统收到这些信息
后直接向相关列车车载设备传送这些信息,由车载设备保存这些信息,供其需要时直接使用;
或通讯传输子系统收到这些信息后自行保存,车载设备需要这些信息时,向通讯传输子系统
所要这些信息;
或车载设备周期性的或在满足一定条件下(包括并不限于发送列车位置报告时、列车紧急停
车了)向通讯传送子系统发起相邻列车信息请求,通讯传送子系统收到请求后,向列车控制子系
统索要与该车相关的相邻列车信息,通讯传送子系统收到列车控制子系统返回的相邻列车信息
后,直接发送给车载设备;
或综合以上方式,即有的相邻列车信息由列车控制子系统周期性的或在满足一定条件下(包
括并不限于收到列车的位置报告、列车紧急停车了等等情况),主动向通讯传输子系统发送,通
讯传输子系统收到后直接向车载设备发送或通讯传输子系统保存在收到车载设备请求时发送;有
的相邻列车信息由车载设备或通讯传输子系统周期性的或在满足一定条件下(比如发送列车位置
报告时、列车紧急停车了)主动请求这些信息的方法。
根据本发明的一个方面,提供如何在某一铁路的相关车载设备、通讯传输子系统、列车控制
子系统等设备和系统之间,及时有效传递在这一铁路上运行的相邻列车信息的方法,包括以下步
骤:
1.列车控制子系统周期性的或在满足一定条件下(包括并不限于收到列车的位置报告、
列车紧急停车了等等情况),根据自己系统中已有信息和各种最新收到信息,计算各个列车
的相邻列车信息;
2.列车控制子系统向通讯传输子系统发送各个列车的邻车信息;
3.通讯传输子系统保存收到的各个列车的邻车信息;
4.通讯传输子系统向某一车载设备发送其邻车信息;
5.车载设备保存自己的邻车信息,需要时使用;
或
4′.某一车载设备向通讯子系统请求其邻车信息;
5′.通讯传输子系统向该车载设备发送其邻车信息;
6′.车载设备保存自己的邻车信息,需要时使用;
根据本发明的一个方面,提供如何在某一铁路的相关车载设备、通讯传输子系统、列车控制
子系统等设备和系统之间,及时有效传递在这一铁路上运行的相邻列车信息的方法,包括以下步
骤:
1.通讯传输子系统周期性的或在满足一定条件下(包括并不限于收到列车的位置报告、
列车紧急停车了)向列车控制子系统索要线路上列车的相邻列车信息;
2.列车控制子系统根据自己系统中已有信息和各种最新收到信息,计算各个列车的相邻
列车信息;
3.列车控制子系统向通讯传输子系统发送各个列车的邻车信息;
4.通讯传输子系统保存收到的各个列车的邻车信息;
5.通讯传输子系统向某一车载设备发送其邻车信息;
6.车载设备保存自己的邻车信息,需要时使用;
或
5′.某一车载设备向通讯子系统请求其邻车信息;
6′.通讯传输子系统向该车载设备发送其邻车信息;
7′.车载设备保存自己的邻车信息,需要时使用;
根据本发明的一个方面,提供如何在某一铁路的相关车载设备、通讯传输子系统、列车控
制子系统等设备和系统之间,及时有效传递在这一铁路上运行的相邻列车信息的方法,包括以下
步骤:
1.车载设备周期性的或在满足一定条件下(包括并不限于发送列车位置报告时、列车紧
急停车了)向通讯传送子系统发起相邻列车信息请求;
2.通讯传输子系统向列车控制子系统索要该列车的相邻列车信息;
3.列车控制子系统根据自己系统中已有信息和各种最新收到信息,计算该列车的相邻
列车信息;
4.列车控制子系统向通讯传输子系统发送该列车的邻车信息;
5.通讯传输子系统向车载设备发送其邻车信息;
6.车载设备保存自己的邻车信息,需要时使用;
根据本发明的一个方面,提供如何在某一铁路的相关车载设备、通讯传输子系统、列车控
制子系统等设备和系统之间,及时有效传递在这一铁路上运行的相邻列车信息的方法,包括以下
步骤:
1.由列车控制子系统周期性的或在满足一定条件下(包括并不限于收到列车的位置报
告、列车紧急停车了等等情况),根据自己系统中已有信息和各种最新收到信息,计算各个
列车的相邻列车信息中的部分信息;
2.列车控制子系统主动向通讯传输子系统发送,计算好的各个列车的相邻列车信息中
的部分信息;
4.通讯传输子系统保存收到的各个列车的这部分邻车信息;
5.通讯传输子系统向某一车载设备发送已有的这部分邻车信息;
6.车载设备保存自己的邻车信息,需要时使用;
7.车载设备或通讯传输子系统周期性的或在满足一定条件下(比如发送列车位置报告
时、列车紧急停车了)重新向列车控制子系统请求另一部分自己还没有的邻车信息;
8.列车控制子系统根据自己系统中已有信息和各种最新收到信息,计算被请求的邻车
信息;
9.列车控制子系统向通讯传输子系统发送,计算好的邻车信息;
10.通讯传输子系统保存收到的这部分邻车信息;
11.通讯传输子系统向车载设备发送收到的这部分邻车信息;
12.车载设备保存自己的邻车信息,需要时使用;
根据本发明的又一方面,提供了一套如何在某一铁路的相关车载设备、通讯传输子系统、列
车控制子系统等设备和系统之间,及时有效传递在这一铁路上运行的相邻列车信息的系统和装置,
包括:车载设备,即安装在列车上的或由列车工作人员携带到车上的,可以通过相应的传输媒介
接受调度命令,依据调度命令控制列车行动的控车设备(列车行动包括并不限于启动、刹车、紧
急刹车、调车等列车行为),也可以是用于铁路工作人员之间实现通讯的固定或移动通讯终端设
备;包括并不限于ATP设备、车载调度通讯终端、移动通讯终端等;通讯传输子系统,即安装
在铁路轨旁地面上的,实现车载设备和列车控制子系统单向或双向数据、语音通讯的通讯传输系
统,其实现方式可以是有线也可以是无线方式;包括并不限于FAS系统、GSM-R系统等;列车
控制子系统,即地面上控制各个列车按照事先安排好的列车运行计划运行的子系统,它负责向车
载设备或司机下达行车指令,通知列车什么时间、按照什么速度、行驶到什么地方;发生异常情
况时应该采取什么措施等。包括并不限于无线闭塞中心RBC、列车控制中心TCC、调度集中CTC
等;
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易
见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、
以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用
于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是S3115次列车紧急停车,司机通过GSM-R系统请求发起到相邻的S301次列车司机的
紧急呼叫的情形图;
图2是S3115次列车正常行车,司机通过向GSM-R系统请求发起到后方的S301次列车司机、
前方邻线S102次列车司机、调度员、车站值班员等的群组呼叫或多方呼叫情形图;
图3是侧线S101次列车司机请求发起到正线前方S103次列车司机的通话的情形图;
图4是列控子系统的RBC向S101次列车ATP设备发送邻线S102次列车信息,S101次列车
ATP收到后提前减速会车的情形图;
图5是借助邻车信息的获取,实现列车无人驾驶的情形图;
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于
说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
图1是S3115次列车紧急停车,司机通过GSM-R系统请求发起到相邻的S301次列车司机的
紧急呼叫的情形图的情形图;
业务流程说明:
101)列车控制子系统RBC通知S3115次列车在0:00时刻从A地出发开往C地,S301次
列车在0:10时刻从A地出发开往C地;
102)在0:30时刻,S3115次列车遭遇意外情况,紧急停车;
103)S3115次列车司机通过车载无线通讯终端发起到其后方第一辆邻车的紧急呼叫请求;
104)GSM-R系统MSC收到S3115次列车呼叫请求,向列车控制子系统RBC请求S3115次
列车的邻车信息,包括车次号、司机号、司机电话号码;
105)列车控制子系统RBC收到请求后,计算S3115次列车的邻车信息,找到S3115次列车
后方第一辆邻车是S301次列车;
106)列车控制子系统RBC将包括车次号、司机号、司机电话号码等在内的S301次列车信息
发送给GSM-R系统MSC;
107)MSC收到S301次列车司机电话号码后,对号码做分析,接续S3115次列车司机和S301
次列车司机之间的紧急通话;
108)通话建立成功,S3115次列车司机通知S301次列车司机,S301次列车前方运行的S3115
次列车已经紧急停车,S301次列车应紧急停车。
图2是S3115次列车正常行车时,司机通过向GSM-R系统请求发起到后方的S301次列车司
机、前方邻线S102次列车司机、调度员、车站值班员等的群组呼叫或多方呼叫情形图;
业务流程说明:
背景说明:S3115次列车从A地出发驶向C地,通经B地大桥时,发现由于爆发山洪,河水
快速上涨,可能威胁行车安全。S3115次列车司机要通知很快也要经过B地大桥的,其后方的
S301次列车司机、其前方邻线的S102次列车司机、列控中心的调度员、A/C两地的车站值班员
等注意此危险情况,及时采取应对措施;
201)S3115次列车司机向GMS-R系统,请求发起到前后车、调度员、车站值班员的群组呼
叫或多方呼叫
202)GMS-R系统(如MSC)向列控子系统(可以是RBC或TCC等)请求S3115次列车邻
车信息;
203)列控子系统(可以是RBC或TCC等)计算S3115次列车邻车信息
204)列控子系统(可以是RBC或TCC等)向GMS-R系统(如MSC)发送包括S301司机
电话号码、S102司机电话号码、调度员电话号码、A/C车站值班员电话号码等在内的S3115次
列车邻车信息;
205)MSC对S301司机电话号码、S102司机电话号码、调度员电话号码、A/C车站值班员电
话号码等做号码分析;
206)MSC建立S3115次列车司机与S301司机、S102司机、调度员、A/C车站值班员等的多
方呼叫;
207)S3115次列车司机与S301司机、S102司机、调度员、A/C车站值班员等开始通话;
图3是侧线S101次列车司机请求发起到正线前方S103次列车司机的通话的情形图;
业务流程说明:
背景说明:侧线S101次列车准备出发,要通知邻线临时停靠或做调车作业的S102司机,避
免S102也意外同时发车或调车冲出调车区;
301)S101司机向GMS-R系统,请求到正线邻车司机的呼叫
302)GMS-R系统(如MSC)向列控子系统(可以是RBC或TCC等)请求S101邻车信息
303)列控子系统(可以是RBC或TCC等)计算S101邻车信息
304)列控子系统(可以是RBC或TCC等)向GMS-R系统(如MSC)返回S101邻车信息
305)MSC对S102司机电话号码做号码分析
306)MSC建立S101司机与S102司机呼叫
307)S101司机与S102司机开始通话
图4是列控子系统的RBC向S101次列车ATP设备发送邻线S102次列车信息,S101次列车
ATP收到后提前减速会车的情形图;
业务流程说明:
背景说明:S101次列车和邻线的S102次列车都以500Km/h的高速在运行,两车将在B地相
遇,为避免会车产生过大的侧向压力,影响行车安全,两车应在B地之前将速度降到要求的安全
速度380Km/h;
401)RBC分别向S101次列车和邻线的S102次列车车载设备(如ATP)发送其各自的邻车
信息;
402)S101次列车和S102次列车车载设备(如ATP)分别根据收到的邻车信息数据计算各自
的会车行车曲线
403)S101次列车和S102次列车车载设备(如ATP)控制会车时的列车速度为380Km/h;
404)会车结束,S101次列车和S102次列车车载设备(如ATP)恢复正常的500km/h行车速
度;
图5是借助邻车信息的获取,实现列车无人驾驶的情形图;
业务流程说明:
背景说明:列车车载获取行车许可、列车数据、线路数据、临时限速数据等数据,控制列车
按照调度员指令行车已是现有技术可实现的,本实例不再描述此类控制。仅描述,如何获取和利
用邻车信息实施相应操作;
501)无人驾驶列车S102ATP报告从200km/h加速到250km/h
502)RBC向无人驾驶列车S101发送邻车信息,告知S102已加速
503)无人驾驶的S101列车ATP决定加速到230km/h
504)无人驾驶S102ATP报告从250km/h减速到230km/h
505)RBC发送S101的邻车信息,告知S102为230km/h
506)S101ATP决定保持230km/h的速度
507)无人驾驶S102ATP报告紧急停车
508)RBC发送S101的邻车信息,告知S102已停车
509)S101ATP决定停车
510)无人驾驶S106ATP报告即将进入支线停车
511)RBC发送S101的邻车信息,告知相向行驶的S106即将进入前方支线停车
512)S101ATP降低车速至40km/h等待S106安全进入支线
应当注意:
1.以上所述邻车信息都是列控子系统收到请求后开始计算,但是这些邻车信息可以全部或部分
在收到请求前就已经计算并保存在列控子系统中;
2.以上所述邻车信息在通讯子系统中可以事先就计算并保存部分信息,如列车司机和需要通话
的调度员、值班员对应关系;
3.以上所述邻车信息在车载设备中可以事先就计算并保存部分信息,比如与各种类型相邻线路
列车会车时应有的速度;
4.以上所述邻车信息在列控子系统和通讯传输子系统间传递,以及通讯传输子系统和车载子系
统间传递所使用的消息、参数等具体方法,可以在已有方法基础上扩展,也可以另外使用新的消
息、参数等,本发明不再一一做详细说明;