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1、(10)申请公布号 CN 102963398 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102963398 A *CN102963398A* (21)申请号 201210507122.0 (22)申请日 2012.11.30 B61L 25/02(2006.01) B61L 27/00(2006.01) (71)申请人 北京交控科技有限公司 地址 100070 北京市丰台区科技园海鹰路 6 号院北京总部国际 2、 3 号楼 (72)发明人 孙玉鹏 张春雨 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 王莹 (54) 发明名称 基于区域控制器的列车安全位置计。
2、算方法 (57) 摘要 本发明提供一种基于区域控制器的列车安全 位置计算方法， 在计算列车前端安全包络和后端 安全包络时， 充分考虑车地通信延迟时间、 测距误 差及所述当前行驶数据， 为列车计算最大可能的 安全包络， 保证任何时候， 列车实际位置均处于安 全包络范围内 ； 当基于列车当前位置的前端安全 包络和后端安全包络范围内的线路有至少一方为 四开道岔时， 通过记录四开的各道岔区段的 ID， 并根据所述各 ID 确定四开道岔对应的计轴区段 序列 ； 遍历所述计轴区段序列， 根据道岔区段占 用或空闲的情况， 确定列车前端和后端的安全位 置点， 从而确定列车的安全位置， 最大限度地避免 了安全位。
3、置计算失败， 以保证系统的安全性和可 用性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种基于区域控制器的列车安全位置计算方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： S1、 计算列车的安全包络 ； S2、 基于列车当前位置， 在线路电子地图中， 判断列车的安全包络内是否有四开道岔 ； 若在基于列车当前位置的安全包络内有四开道岔， 则执行步骤 S3， 否则， 以列车当前位置相 应延伸列车安全包络距离后产生的点作为列车安全位置点 ； S3。
4、、 记录四开的各道岔区段的 ID， 并根据所述 ID 确定四开道岔对应的计轴区段序列 ； S4、 遍历所述计轴区段序列 ； 若该计轴区段序列包含的各计轴区段均为空闲， 则将列车 安全位置点设置为距离列车当前位置最近的道岔区段的端点， 若该计轴区段序列包含的各 计轴区段有一个被占用， 则通知列车紧急制动， 并导向安全侧。 2. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤 S1 前包括以下步骤 ： S0、 由车载设备实时获取列车的当前行驶数据。 3.如权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述步骤S1根据车地通信延迟时间、 测距误 差及所述当前行驶数据计算列车的安全包络， 所述列车的安。
5、全包络包括前端安全包络和后 端安全包络。 4. 如权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 S1 还包括根据所述车地通信延迟 时间和当前行驶数据计算列车的潜在行驶距离及车载 ATP 防护的最大退行距离， 所述前端 安全包络为测距误差和列车在所述车地通信延迟时间内潜在行驶距离之和 ； 所述后端安全 包络为测距误差和车载 ATP 防护的最大退行距离之和。 5. 如权利要求 4 所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 S2 进一步包括基于列车前端当前 位置， 在线路电子地图中， 判断列车前端安全包络内是否有四开道岔 ； 若在基于列车前端当 前位置的前端安全包络内有四开道岔， 则执行步骤 S3。
6、， 否则， 以列车前端的当前位置沿列车 期望运行方向向前延伸前端安全包络距离后产生的点作为列车前端安全位置点。 6. 如权利要求 4 所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 S2 进一步包括基于列车后端当前 位置， 在线路电子地图中， 判断列车后端安全包络内是否有四开道岔 ； 若在基于列车后端当 前位置的后端安全包络内有四开道岔， 则执行步骤 S3， 否则， 以列车后端的当前位置沿列车 期望运行方向向后延伸后端安全包络距离后产生的点作为列车后端安全位置点。 7. 如权利要求 5 所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 S4 进一步包括遍历所述计轴区段 序列 ； 若该计轴区段序列包含的各计轴区段均为。
7、空闲， 则将列车前端安全位置点设置为距 离列车前端当前位置最近的道岔区段的端点， 若该计轴区段序列包含的各计轴区段有一个 被占用， 则通知列车紧急制动， 并导向安全侧。 8. 如权利要求 6 所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 S4 进一步包括遍历所述计轴区段 序列 ； 若该计轴区段序列包含的各计轴区段均为空闲， 则将列车后端安全位置点设置为距 离列车后端当前位置最近的道岔区段的端点， 若该计轴区段序列包含的各计轴区段有一个 被占用， 则通知列车紧急制动， 并导向安全侧。 权 利 要 求 书 CN 102963398 A 2 1/4 页 3 基于区域控制器的列车安全位置计算方法 技术领域 0。
8、001 本发明涉及地铁列车线路运营控制技术， 特别涉及一种基于区域控制器的列车安 全位置计算方法。 背景技术 0002 随着城市轨道交通的迅速发展， 基于通信的列车控制系统 （CBTC） 获得了越来越广 泛的应用 ； 区域控制器是 CBTC 系统的核心子系统， 它根据通信列车汇报的精确位置和联锁 汇报的计轴、 道岔、 信号机状态， 为每一辆通信列车计算移动授权， 控制列车安全运行。 0003 当列车向区域控制器汇报位置后， 由于通信延迟， 当区域控制器对该列车进行处 理时， 列车可能已经不在原来的位置， 所以需要区域控制器在列车当前位置的基础上， 向前 或者向后延伸一段距离， 作为列车的安全位。
9、置， 使其它列车可以根据新的安全位置进行列 车追踪。 0004 安全位置计算是区域控制器的核心功能之一。 它需要考虑的因素包括列车汇报的 非安全位置、 测距误差、 列车当前速度、 列车可能的最大加速度、 当前最大坡度、 通信延迟时 间和 CBTC 模式下或者其它模式下列车可能退行的容限， 其中某些数值可能随着线路土建 情况和列车车型的变化而发生变化 ； 区域控制器必须保证任何情况下， 列车实际位置均位 于其重新计算的安全位置范围内。 0005 在现有的背景技术中， 大多首先计算列车车头包络和列车车尾包络。如图 1 所示， 列车车头包络L1等于测距误差加上列车向区域控制器汇报位置时刻T1与区域控。
10、制器开始 处理列车输入信息时刻 T2 的时间差内列车潜在行驶距离 ； 列车车尾包络 L2 等于测距误差 加上列车在车载 ATP 防护时的最大退行距离。在列车车头当前位置的基础上， 沿列车运行 方向在电子地图中向前偏移 L1m 即为车头安全位置点 ； 在列 车车尾当前位置的基础上， 沿 列车运行方向在电子地图中向后偏移 L2m 即为车尾安全位置点。 0006 但是， 现有技术只考虑了列车车头包络 L1 和列车车尾包络 L2 的范围在非四开道 岔时列车安全位置的计算方法， 而当L1或L2的范围内有道岔且道岔处于四开状态时， 在电 子地图中， 就无法根据列车汇报的当前位置向前或者向后延伸， 导致无法。
11、确定列车车头安 全位置和车尾安全位置对应于电子地图中的坐标， 从而无法确定列车的安全位置， 也就无 法对列车进行后续的处理， 而且如果不能确定列车安全位置导致列车在前方四开道岔时没 有紧急停车， 就可能使列车驶入四开的道岔区域， 造成事故。 0007 基于此， 现有技术确实需要改善。 发明内容 0008 针对现有技术的不足， 本发明提供一种基于区域控制器的列车安全位置计算方 法， 使得基于列车当前位置的前端安全包络和后端安全包络范围内的线路有至少一方为四 开道岔时， 仍能确定列车前端和后端的安全位置点， 从而确定列车的安全位置。 0009 本发明通过以下技术方案予以实现 ： 说 明 书 CN 。
12、102963398 A 3 2/4 页 4 0010 一种基于区域控制器的列车安全位置计算方法， 包括以下步骤 ： 0011 S1、 计算列车的安全包络 ； 0012 S2、 基于列车当前位置， 在线路电子地图中， 判断列车的安全包络内是否有四开道 岔 ； 若在基于列车当前位置的安全包络内有四开道岔， 则执行步骤 S3， 否则， 以列车当前位 置相应延伸列车安全包络距离后产生的点作为列车安全位置点 ； 0013 S3、 记录四开的各道岔区段的 ID， 并根据所述 ID 确定四开道岔对应的计轴区段序 列 ； 0014 S4、 遍历所述计轴区段序列 ； 若该计轴区段序列包含的各计轴区段均为空闲， 。
13、则将 列车安全位置点设置为距离列车当前位置最近的道 岔区段的端点， 若该计轴区段序列包 含的各计轴区段有一个被占用， 则通知列车紧急制动， 并导向安全侧。 0015 在所述步骤 S1 前包括以下步骤 ： 0016 S0、 由车载设备实时获取列车的当前行驶数据。 0017 所述步骤 S1 根据车地通信延迟时间、 测距误差及所述当前行驶数据计算列车的 安全包络， 所述列车的安全包络包括前端安全包络和后端安全包络。 0018 所述步骤 S1 还包括根据所述车地通信延迟时间和当前行驶数据计算列车的潜在 行驶距离及车载 ATP 防护的最大退行距离， 所述前端安全包络为测距误差和列车在所述车 地通信延迟时。
14、间内潜在行驶距离之和 ； 所述后端安全包络为测距误差和车载 ATP 防护的最 大退行距离之和。 0019 所述步骤 S2 进一步包括基于列车前端当前位置， 在线路电子地图中， 判断列车前 端安全包络内是否有四开道岔 ； 若在基于列车前端当前位置的前端安全包络内有四开道 岔， 则执行步骤 S3， 否则， 以列车前端的当前位置沿列车期望运行方向向前延伸前端安全包 络距离后产生的点作为列车前端安全位置点。 0020 所述步骤 S2 进一步包括基于列车后端当前位置， 在线路电子地图中， 判断列车后 端安全包络内是否有四开道岔 ； 若在基于列车后端当前位置的后端安全包络内有四开道 岔， 则执行步骤 S3。
15、， 否则， 以列车后端的当前位置沿列车期望运行方向向后延伸后端安全包 络距离后产生的点作为列车后端安全位置点。 0021 所述步骤 S4 进一步包括遍历所述计轴区段序列 ； 若该计轴区段序列包含的各计 轴区段均为空闲， 则将列车前端安全位置点设置为距离列车前端当前位置最近的道岔区段 的端点， 若该计轴区段序列包含的各计轴区段有一个被占用， 则通知列车紧急制动， 并导向 安全侧。 0022 所述步骤 S4 进一步包括遍历所述计轴区段序列 ； 若该计轴区段序列包含的各计 轴区段均为空闲， 则将列车后端安全位置点设置为距离 列车后端当前位置最近的道岔区 段的端点， 若该计轴区段序列包含的各计轴区段有。
16、一个被占用， 则通知列车紧急制动， 并导 向安全侧。 0023 本发明通过提供一种基于区域控制器的列车安全位置计算方法， 在计算列车前端 安全包络和后端安全包络时， 充分考虑车地通信延迟时间、 测距误差及所述当前行驶数据， 为列车计算最大可能的安全包络， 保证任何时候， 列车实际位置均处于安全包络范围内 ； 当 基于列车当前位置的前端安全包络和后端安全包络范围内的线路有至少一方为四开道岔 时， 根据道岔区段占用或空闲的情况， 仍能确定列车前端和后端的安全位置点， 从而确定列 说 明 书 CN 102963398 A 4 3/4 页 5 车的安全位置， 最大限度地避免了安全位置计算失败， 以保证。
17、系统的安全性和可用性。 附图说明 0024 图 1 为现有技术中计算列车安全位置的原理图 ； 0025 图 2 为本发明一实施例的流程图 ； 0026 图 3 为本发明另一实施例中计算列车前端安全位置的流程图。 具体实施方式 0027 下面对于本发明所提出的一种基于区域控制器的列车安全位置计算方法， 结合附 图和实施例详细说明。 0028 如图 2 所示， 本发明提供一种基于区域控制器的列车安全位置计算方法， 包括以 下步骤 ： 0029 S1、 计算列车的安全包络 ； 0030 S2、 基于列车当前位置， 在线路电子地图中， 判断列车的安全包络内是否有四开道 岔 ； 若在基于列车当前位置的安。
18、全包络内有四开道岔， 则执行步骤 S3， 否则， 以列车当前位 置相应延伸列车安全包络距离后产生的点作为列车安全位置点 ； 0031 S3、 记录四开的各道岔区段的 ID， 并根据所述 ID 确定四开道岔对应的计轴区段序 列 ； 0032 S4、 遍历所述计轴区段序列 ； 若该计轴区段序列包含的各计轴区 段均为空闲， 则 将列车安全位置点设置为距离列车当前位置最近的道岔区段的端点， 若该计轴区段序列包 含的各计轴区段有一个被占用， 则通知列车紧急制动， 并导向安全侧。 0033 在所述步骤 S1 前包括以下步骤 ： 0034 S0、 由车载设备实时获取列车的当前行驶数据。 0035 所述步骤 。
19、S1 根据车地通信延迟时间、 测距误差及所述当前行驶数据计算列车的 安全包络， 所述列车的安全包络包括前端安全包络和后端安全包络。 0036 所述步骤 S1 还包括根据所述车地通信延迟时间和当前行驶数据计算列车的潜在 行驶距离及车载 ATP 防护的最大退行距离， 所述前端安全包络为测距误差和列车在所述车 地通信延迟时间内潜在行驶距离之和 ； 所述后端安全包络为测距误差和车载 ATP 防护的最 大退行距离之和。 0037 所述步骤 S2 进一步包括基于列车前端当前位置， 在线路电子地图中， 判断列车前 端安全包络内是否有四开道岔 ； 若在基于列车前端当前位置的前端安全包络内有四开道 岔， 则执行。
20、步骤 S3， 否则， 以列车前端的当前位置沿列车期望运行方向向前延伸前端安全包 络距离后产生的点作为列车前端安全位置点。 0038 所述步骤 S2 进一步包括基于列车后端当前位置， 在线路电子地图中， 判断列车后 端安全包络内是否有四开道岔 ； 若在基于列车后端当前位置的后端安全包络内有四开道 岔， 则执行步骤 S3， 否则， 以列车后端的当前位置沿列车期望运行方向向后延伸后端安全包 络距离后产生的点作为列车后端安全位置点。 0039 所述步骤 S4 进一步包括遍历所述计轴区段序列 ； 若该计轴区段序列包含的各计 轴区段均为空闲， 则将列车前端安全位置点设置为距离列车前端当前位置最近的道岔区段。
21、 说 明 书 CN 102963398 A 5 4/4 页 6 的端点， 若该计轴区段序列包含的各计轴区段有一个被占用， 则通知列车紧急制动， 并导向 安全侧。 0040 所述步骤 S4 进一步包括遍历所述计轴区段序列 ； 若该计轴区段序 列包含的各计 轴区段均为空闲， 则将列车后端安全位置点设置为距离列车后端当前位置最近的道岔区段 的端点， 若该计轴区段序列包含的各计轴区段有一个被占用， 则通知列车紧急制动， 并导向 安全侧。 0041 图 3 为计算列车前端安全位置的流程图， 如图 3 所示， 包括以下步骤 ： 0042 T1、 由车载设备实时获取列车的当前行驶数据 ； 包括由车载控制器汇。
22、报的列车期 望运行方向以及列车前端当前位置 ； 0043 T2、 计算列车前端安全包络 ； 根据车地通信延迟时间、 测距误差及所述当前行驶数 据计算列车的前端安全包络， 根据所述车地通信延迟时间和当前行驶数据计算列车的潜在 行驶距离， 所述前端安全包络为测距误差和列车在所述车地通信延迟时间内潜在行驶距离 之和 ； 0044 T3、 基于列车前端当前位置， 在线路电子地图中， 判断列车前端安全包络内是否有 四开道岔 ； 若在基于列车前端当前位置的前端安全包络内有四开道岔， 则执行步骤 T4， 否 则， 以列车前端的当前位置沿列车期望运行方向向前延伸前端安全包络距离后产生的点作 为列车前端安全位置。
23、点 ； 0045 T4、 记录四开的各道岔区段的 ID， 并根据所述各 ID 确定四开道岔对应的计轴区段 序列 ； 0046 T5、 遍历所述计轴区段序列 ； 若该计轴区段序列包含的各计轴区段均为空闲， 说明 列车轮对并没有占压道岔区段， 可以将列车前端安全位置点设置为距离列车前端当前位置 最近的道岔区段的端点， 若该计轴区段序列包含的各计轴区段有一个被占用， 由于不能确 定该占用是否是本列车轮对占压引起的， 则通知列车紧急制动， 并导向安全侧。 0047 在本发明中， 列车后端安全位置的计算流程和前端安全位置的计算流程基本类 似， 只是在步骤 T3 时， 是以沿列车期望运行方向向后延伸后端安。
24、全包络距离后产生的点 作为列车后端安全位置点 ； 通过确定列车前后端安全位置点进而确定列车的安全位置 ； 其 中， 列车的前端和后端可以具体为列车的车头和车尾。 0048 本发明通过提供一种基于区域控制器的列车安全位置计算方法， 在计算列车前端 安全包络和后端安全包络时， 充分考虑车地通信延迟时间、 测距误差及所述当前行驶数据， 为列车计算最大可能的安全包络， 保证任何时候， 列车实际位置均处于安全包络范围内 ； 当 基于列车当前位置的前端安全包络和后端安全包络范围内的线路有至少一方为四开道岔 时， 根据道岔区段占用或空闲的情况， 仍能确定列车前端和后端的安全位置点， 从而确定列 车的安全位置， 最大限度地避免了安全位置计算失败， 以保证系统的安全性和可用性。 0049 以上实施方式仅用于说明本发明， 而并非对本发明的限制， 有关技术领域的普通 技术人员， 在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 还可以做出各种变化和变型， 因此所有 等同的技术方案也属于本发明的范畴本发明的专利保护范围应由权利要求限定。 说 明 书 CN 102963398 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102963398 A 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102963398 A 8 。