本發(fā)明涉及軌道交通技術領域，涉及一種軌道交通的不同列車控制系統(tǒng)的跨線運行方法，具體涉及一種基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)與CBTC系統(tǒng)的跨線運行方法。

背景技術：

基于通信的列車運行控制系統(tǒng)，擺脫了用地面軌道電路設備判別列車占用閉塞分區(qū)與否的束縛，突破固定閉塞的局限性，成為現(xiàn)今城市軌道交通信號控制系統(tǒng)的設計主流。該列車控制系統(tǒng)采用無線通信傳輸手段，實時地或定時地進行列車與地面間的雙向通信聯(lián)絡，使得后續(xù)列車可以及時了解前方列車運行實際間隔距離，通過計算后續(xù)列車即可給出制動曲線，使得后續(xù)列車可以及時了解前方列車運行實際間隔距離，通過計算后續(xù)列車即可給出制動曲線，提高區(qū)間通行能力，同時也由于車地間通信信息量的加大，地面需要實時地向車載信號設備傳遞車輛運行前方線路限速情況，指導列車按線路限制條件運行，用于提高列車運行安全性。參見圖1，該系統(tǒng)主要包括：車載VOBC設備、地面區(qū)域控制器(ZC)子系統(tǒng)、計算機聯(lián)鎖(CI)系統(tǒng)、無線傳輸DCS系統(tǒng)、中心控制ATS系統(tǒng)、以及用于定位及點式后備的應答器設備、計軸等。

基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)是對基于CBTC的移動閉塞信號系統(tǒng)的改進和升級。參見圖2，在基于CBTC的移動閉塞信號控制系統(tǒng)的基礎上，從系統(tǒng)架構上將ZC子系統(tǒng)合并到車載VOBC設備，對原CBTC系統(tǒng)中由地面ZC子系統(tǒng)計算列車的移動授權，控制列車的運行和間隔控制等進行改進，變?yōu)橥ㄟ^前后列車直接通信的方式，列車獲取前車以及在線其他列車的位置和運行速度等信息，自行控制列車的速度，防止列車相撞、追尾，從而更安全可靠的運行。該系統(tǒng)不僅大大降低了信號系統(tǒng)軌旁設備的建設以及維護成本，而且對列車間隔具有更靈活的控制，從而提高了列車的運行效率。

基于通信的CBTC系統(tǒng)是通過ZC子系統(tǒng)計算列車移動授權，而基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)是通過車載的VOBC計算列車移動授權的，目前還沒有解決在這兩種系統(tǒng)之間實時進行安全切換的方法，能在列車共管區(qū)進行列車的系統(tǒng)切換。

技術實現(xiàn)要素：

由于現(xiàn)有技術無法在列車共管區(qū)進行基于通信的CBTC系統(tǒng)和基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)之間實時進行安全切換的問題，本發(fā)明提出一種列車通信系統(tǒng)切換方法及裝置。

本發(fā)明提出一種列車通信系統(tǒng)切換方法，包括：

當列車進入第一計軸區(qū)段前，判斷所述第一計軸區(qū)段是否被占用；

若所述第一計軸區(qū)段未被占用，則控制所述列車以基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)或CBTC系統(tǒng)行駛至所述第一計軸區(qū)段內(nèi)，停車并判斷第二計軸區(qū)段內(nèi)是否有隱藏車；

若所述第二計軸區(qū)段內(nèi)無隱藏車，則對所述列車的控制系統(tǒng)在所述基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)和所述CBTC系統(tǒng)之間進行切換；

其中，所述第一計軸區(qū)段和所述第二計軸區(qū)段為所述車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)和所述CBTC系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換區(qū)域內(nèi)設置的三個計軸器形成的計軸區(qū)段。

可選地，所述若所述第一計軸區(qū)段未被占用，則對所述列車的控制系統(tǒng)在所述基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)和所述CBTC系統(tǒng)之間進行切換之后，還包括：

計算所述列車的追蹤速度曲線，并根據(jù)所述追蹤速度曲線對所述列車進行安全防護。

可選地，所述若所述第二計軸區(qū)段內(nèi)無隱藏車，則對所述列車的控制系統(tǒng)在所述基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)和所述CBTC系統(tǒng)之間進行切換，進一步包括：

所述列車退出當前控制系統(tǒng)，并保留所述當前控制系統(tǒng)中的測速定位信息；

根據(jù)所述第二計軸區(qū)段的占用情況和所述測速定位信息，確定所述第二計軸區(qū)段內(nèi)是否有隱藏車；

若所述第二計軸區(qū)段內(nèi)無隱藏車，則對所述列車的控制系統(tǒng)在所述基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)和所述CBTC系統(tǒng)之間進行切換。

可選地，所述根據(jù)所述第二計軸區(qū)段的占用情況和所述測速定位信息，確定所述第二計軸區(qū)段內(nèi)是否有隱藏車，進一步包括：

當根據(jù)所述測速定位信息確定所述列車距離目標點的距離小于所述列車的車長時，根據(jù)所述第二計軸區(qū)段的占用情況，確定所述第二計軸區(qū)段內(nèi)是否有隱藏車；

其中，所述目標點為所述第一計軸區(qū)段和所述第二計軸區(qū)段的臨界點。

可選地，若當前控制系統(tǒng)為基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)，則所述根據(jù)第二計軸區(qū)段的占用情況和所述測速定位信息，確定所述第二計軸區(qū)段內(nèi)是否有隱藏車，具體包括：

根據(jù)所述測速定位信息與所述CBTC系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)的地面區(qū)域控制器建立通信，從所述地面區(qū)域控制器獲取所述第二計軸區(qū)段中的計軸器信息，并請求移動授權信息；

根據(jù)所述第二計軸區(qū)段中的計軸器信息確定所述第二計軸區(qū)段的占用情況，并根據(jù)所述占用情況和所述測速定位信息，確定所述第二計軸區(qū)段內(nèi)是否有隱藏車；

相應地，所述若所述第二計軸區(qū)段內(nèi)無隱藏車，則對所述列車的控制系統(tǒng)在所述基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)和所述CBTC系統(tǒng)之間進行切換，具體包括：

若所述第二計軸區(qū)段內(nèi)無隱藏車，則將所述列車的控制系統(tǒng)從所述基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)切換為所述CBTC系統(tǒng)；

所述計算所述列車的追蹤速度曲線，并根據(jù)所述追蹤速度曲線對所述列車進行安全防護，具體包括：

根據(jù)所述地面區(qū)域控制器發(fā)送的所述移動授權信息計算所述列車的追蹤速度曲線，并根據(jù)所述追蹤速度曲線對所述列車進行安全防護。

可選地，若當前控制系統(tǒng)為CBTC系統(tǒng)，則所述根據(jù)第二計軸區(qū)段的占用情況和所述測速定位信息，確定所述第二計軸區(qū)段內(nèi)是否有隱藏車，具體包括：

根據(jù)所述測速定位信息與所述基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)的對象控制器建立通信，并通過所述對象控制器獲取所述第二計軸區(qū)段中的計軸器信息；

根據(jù)所述第二計軸區(qū)段中的計軸器信息確定所述第二計軸區(qū)段的占用情況，并根據(jù)所述占用情況和所述測速定位信息，確定所述第二計軸區(qū)段內(nèi)是否有隱藏車；

相應地，所述若所述第二計軸區(qū)段內(nèi)無隱藏車，則對所述列車的控制系統(tǒng)在所述基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)和所述CBTC系統(tǒng)之間進行切換，具體包括：

若所述第二計軸區(qū)段內(nèi)無隱藏車，則將所述CBTC系統(tǒng)切換為所述列車的控制系統(tǒng)從所述基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)。

由上述技術方案可知，本發(fā)明通過設置轉(zhuǎn)換區(qū)域，并在轉(zhuǎn)換區(qū)域內(nèi)布置三個計軸器，形成兩個計軸區(qū)段，確定第一計軸區(qū)段未被占用，第二計軸區(qū)段內(nèi)無隱藏車，對列車的控制系統(tǒng)進行切換，能夠確保列車可以在兩種系統(tǒng)之間安全、高效地切換，從而節(jié)約鐵路建設成本，方便乘客的乘車，也利于新技術推廣。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有的CBTC系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；

圖2為現(xiàn)有的基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；

圖3為本發(fā)明一實施例提供的一種兩類列車控制系統(tǒng)的跨線運行方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明一實施例提供的隱藏車判斷的示意圖；

圖5為本發(fā)明一實施例提供的CBTC系統(tǒng)切換為基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)的示意圖；

圖6為本發(fā)明一實施例提供的基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)切換為CBTC系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

對于現(xiàn)有的基于無線通信的列車控制系統(tǒng)(簡稱CBTC)和基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)中，其具體運行過程如下：

圖1示出了CBTC系統(tǒng)的結(jié)構示意圖，在現(xiàn)有的CBTC系統(tǒng)運行過程中，本車載系統(tǒng)根據(jù)從車站區(qū)域控制器獲取的移動授權信息，結(jié)合與車站設備進行了版本校驗的電子地圖，列車自動防護設備將對列車的運行行為進行全面監(jiān)控，一旦出現(xiàn)威脅列車運行安全的情況，列車自動防護設備將立刻采取措施，保證列車運行安全。主要步驟包括，

(1)列車測速定位。列車在運行過程中，本系統(tǒng)車載設備需要持續(xù)不斷的對自身速度和在線路上的位置進行計算和確認。本系統(tǒng)車載設備包含了用于測速測距的速度傳感器、加速度計、雷達，通過測速測距設備及算法，對自身走形距離進行計算。同時，經(jīng)過應答器時，通過與地面應答器通信獲取地面應答器的信息，并根據(jù)電子地圖存儲的應答器位置信息，查詢應答器的位置，對自身位置進行校準。

(2)通過車地無線通信模塊接收區(qū)域控制器發(fā)送的移動授權信息。

(3)列車追蹤速度曲線計算。CBTC系統(tǒng)的車載設備將根據(jù)自身測速測距情況和區(qū)域控制器發(fā)送的移動授權等信息，實時計算用于列車追蹤及安全防護的速度-距離曲線。曲線包括緊急制動觸發(fā)曲線、牽引切斷曲線(可選)、推薦速度曲線等。車載設備將嚴格根據(jù)速度-距離曲線對列車的速度進行防護。速度曲線的計算采用固定制動率的速度曲線模型，也就是勻加速直線運動，加速度為列車最差緊急制動率。

(4)列車超速防護。根據(jù)實時計算所得到的速度-距離曲線，本系統(tǒng)車載設備對列車的運行速度進行嚴格監(jiān)控，若列車的運行速度超過推薦速度曲線，設備將發(fā)出聲光報警提示司機，若列車的運行速度超過牽引切斷速度，設備將自動切斷列車牽引，若列車運行速度繼續(xù)上升觸及緊急制動觸發(fā)曲線，則設備將立即實施緊急制動，保證列車在安全防護范圍內(nèi)停車。

圖2示出了基于車車通信的基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)的結(jié)構示意圖，在城市軌道交通信號系統(tǒng)的車車通信區(qū)域運行過程中，車載系統(tǒng)根據(jù)與其他車載設備通信獲取的其他列車定位信息，從地面獲取的線路上的障礙物信息，自主計算移動授權。結(jié)合與車站設備進行了版本校驗的電子地圖，列車自動防護設備將對列車的運行行為進行全面監(jiān)控，一旦出現(xiàn)威脅列車運行安全的情況，列車自動防護設備將立刻采取措施，保證列車運行安全。主要步驟包括，

(1)列車測速定位。列車在運行過程中，本系統(tǒng)車載設備需要持續(xù)不斷的對自身速度和在線路上的位置進行計算和確認。本系統(tǒng)車載設備包含了用于測速測距的速度傳感器、加速度計、雷達，通過測速測距設備、VOBC設備及算法，對自身走形距離進行計算。同時，經(jīng)過地面對象控制器時，通過與地面對象控制器通信獲取地面對象控制器的信息，并根據(jù)電子地圖存儲的對象控制器位置信息，查詢對象控制器的位置，對自身位置進行校準。

(2)列車通過對象控制器采集計軸信息、控制道岔、屏蔽門和緊急停車按鈕，通過車載的VOBC系統(tǒng)計算移動授權信息。列車篩選是列車移動授權計算、列車升級的前置功能，其目的是為確認在列車排序后，列車前方?jīng)]有隱藏車或者非位置報告列車，具體過程如下：車載VOBC根據(jù)列車的位置信息，檢查匯報的車頭位置與前方計軸器的距離不大于線路上可能出現(xiàn)的最短車長，根據(jù)VOBC系統(tǒng)輸入的計軸區(qū)段的占用/空閑信息，檢查列車運行方向前方篩選區(qū)域空閑，具體參見圖5所示。在滿足上述條件時，前端篩選成功，否則認為列車前端篩選失敗。

(3)列車追蹤速度曲線計算。車車通信系統(tǒng)的車載設備將根據(jù)自身測速測距情況和VOBC發(fā)送的移動授權等信息，實時計算用于列車追蹤及安全防護的速度-距離曲線。曲線包括緊急制動觸發(fā)曲線、牽引切斷曲線(可選)、推薦速度曲線等。車載設備將嚴格根據(jù)速度-距離曲線對列車的速度進行防護。速度曲線的計算采用固定制動率的速度曲線模型，也就是勻加速直線運動，加速度為列車最差緊急制動率。

(4)列車超速防護。根據(jù)實時計算所得到的速度-距離曲線，本系統(tǒng)車載設備對列車的運行速度進行嚴格監(jiān)控，若列車的運行速度超過推薦速度曲線，設備將發(fā)出聲光報警提示司機，若列車的運行速度超過牽引切斷速度，設備將自動切斷列車牽引，若列車運行速度繼續(xù)上升觸及緊急制動觸發(fā)曲線，則設備將立即實施緊急制動，保證列車在安全防護范圍內(nèi)停車。

圖3示出了本實施例提供的一種列車控制系統(tǒng)切換方法的流程示意圖，包括：

S301、當列車進入第一計軸區(qū)段前，判斷所述第一計軸區(qū)段是否被占用。

其中，所述第一計軸區(qū)段和所述第二計軸區(qū)段為所述車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)和所述CBTC系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換區(qū)域內(nèi)設置的三個計軸器形成的計軸區(qū)段。

所述第一計軸區(qū)段為由兩個計軸器(第一計軸器和第二計軸器)形成的區(qū)段。所述第二計軸區(qū)段為由兩個計軸器(所述第二計軸器和第三計軸器)形成的區(qū)段。所述第一計軸區(qū)段和所述第二計軸區(qū)段相鄰，且列車先進入所述第一計軸區(qū)段后進入所述第二計軸區(qū)段。

具體地，通過第一計軸器和第二計軸器能夠確定第一計軸區(qū)段是否被占用。

本實施例通過設置轉(zhuǎn)換區(qū)域，并在轉(zhuǎn)換區(qū)域內(nèi)布置三個計軸器，形成兩個計軸區(qū)段，確定第一計軸區(qū)段未被占用，第二計軸區(qū)段內(nèi)無隱藏車，對列車的控制系統(tǒng)進行切換，能夠確保列車可以在兩種系統(tǒng)之間安全、高效地切換，從而節(jié)約鐵路建設成本，方便乘客的乘車，也利于新技術推廣。

S302、若所述第一計軸區(qū)段未被占用，則控制所述列車以基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)或CBTC系統(tǒng)行駛至所述第一計軸區(qū)段內(nèi)，停車并判斷第二計軸區(qū)段內(nèi)是否有隱藏車。

S3021、所述列車退出當前控制系統(tǒng)，并保留所述當前控制系統(tǒng)中的測速定位信息。

S3022、根據(jù)所述第二計軸區(qū)段的占用情況和所述測速定位信息，確定所述第二計軸區(qū)段內(nèi)是否有隱藏車。

舉例來說，通過在兩種系統(tǒng)的共管區(qū)軌道上布置3個計軸，如圖4所示，設置兩個計軸區(qū)段的方式，當列車距離目標點的距離S小于所述列車的最小車長L_min時，根據(jù)第二計軸區(qū)段的占用情況，確定所述第二計軸區(qū)段內(nèi)是否有隱藏車。其中，所述目標點為所述第一計軸區(qū)段和所述第二計軸區(qū)段的臨界點。

實現(xiàn)列車在跨線運行過程中采用篩選的方法排除隱藏列車，與區(qū)域控制器(ZC)或者其他列車建立通信，實現(xiàn)安全追蹤運行的過程。支持兩種系統(tǒng)的列車可以在兩種線路之間跨線運行，不需要停車。

S3023、若所述第二計軸區(qū)段內(nèi)無隱藏車，則對所述列車的控制系統(tǒng)在所述基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)和所述CBTC系統(tǒng)之間進行切換。

S303、若所述第二計軸區(qū)段內(nèi)無隱藏車，則對所述列車的控制系統(tǒng)在所述基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)和所述CBTC系統(tǒng)之間進行切換。

具體地，如圖5所示，當基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)切換為CBTC系統(tǒng)時，左側(cè)區(qū)域為基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)的運行區(qū)域，中間為兩個系統(tǒng)的共管區(qū)，右側(cè)為CBTC系統(tǒng)。其中，共管區(qū)為兩種系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換區(qū)域，在共管區(qū)內(nèi)布置兩段計軸，分別為區(qū)段1(對應第一計軸區(qū)段)和區(qū)段2(對應第二計軸區(qū)段)。

列車以車車通信制式運行至共管區(qū)，在列車進入?yún)^(qū)段1后停車。經(jīng)過以下過程車載安全計算機退出車車通信制式，完成運行控制系統(tǒng)區(qū)域的模式升級：

A1、列車保留在車車通信制式下的測速定位信息；

A2、列車根據(jù)位置與區(qū)域內(nèi)地面區(qū)域控制器(ZC)建立通信，從所述地面區(qū)域控制器獲取所述第二計軸區(qū)段中的計軸器信息，并請求移動授權(MA)信息；

A3、地面區(qū)域控制器根據(jù)第二計軸區(qū)段內(nèi)的計軸器信息確定所述第二計軸區(qū)段的占用情況，并根據(jù)所述占用情況及列車定位完成列車前端篩選，確認所述第二計軸區(qū)段內(nèi)列車前方?jīng)]有隱藏車；

A4、區(qū)域控制器為列車計算移動授權信息，將移動授權信息發(fā)送給列車。列車收到移動授權信息后，升級控制模式(CBTC-CM)，完成CBTC區(qū)域的模式升級。

完成模式升級后，列車根據(jù)區(qū)域控制器發(fā)送的移動授權完成列車追蹤速度曲線計算，并根據(jù)速度曲線進行安全防護。

停車切換是因為防止在系統(tǒng)的切換過程中列車突然緊急制動發(fā)生不必要的危險。

如圖6所示，當CBTC系統(tǒng)切換為基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)時，左側(cè)區(qū)域為CBTC系統(tǒng)的運行區(qū)域，中間為兩個系統(tǒng)的共管區(qū)，右側(cè)為基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)。其中，共管區(qū)為兩種系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換區(qū)域，在共管區(qū)內(nèi)布置兩段計軸，分別為區(qū)段1(對應第一計軸區(qū)段)和區(qū)段2(對應第二計軸區(qū)段)。

列車以CBTC制式運行至轉(zhuǎn)換軌共管區(qū)，在列車進入?yún)^(qū)段1后停車。車載安全計算機退出CBTC制式。經(jīng)過以下過程完成車車通信區(qū)域內(nèi)的模式升級：

B1、列車保留在CBTC制式下的測速定位信息；

B2、列車根據(jù)位置信息與區(qū)域內(nèi)對象控制器(OC)建立通信，并通過所述對象控制器獲取所述第二計軸區(qū)段中的計軸器信息；

B3、第二計軸區(qū)段中的計軸器信息確定所述第二計軸區(qū)段的占用情況，并根據(jù)所述占用情況和所述測速定位信息，確定所述第二計軸區(qū)段內(nèi)是否有隱藏車；

B4、列車與車車通信范圍內(nèi)的其他列車建立通信，完成列車追蹤速度曲線計算；

B5、列車根據(jù)速度曲線并進行安全防護。

停車切換是因為防止在系統(tǒng)的切換過程中列車突然緊急制動發(fā)生不必要的危險。

在兩種系統(tǒng)的共管區(qū)，由車載的VOBC或者ZC進行篩選，實現(xiàn)車載系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換。既可以從CBTC系統(tǒng)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換到基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)，也可以從車車通信平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換到CBTC。

本實施例既支持從CBTC到車車通信的轉(zhuǎn)換，也支持從車車通信到CBTC的通信轉(zhuǎn)換。從而實現(xiàn)安裝基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)新技術設備的系統(tǒng)，能夠與安裝傳統(tǒng)CBTC系統(tǒng)的線路的聯(lián)通、聯(lián)運，實現(xiàn)列車的共走廊運行。

本實施例解決在CBTC系統(tǒng)與基于車車通信的移動閉塞控制系統(tǒng)運行線路中兩種系統(tǒng)的切換問題。首先，在兩種系統(tǒng)的共管區(qū)增加兩段計軸區(qū)間，然后通過篩選的方式判斷計軸區(qū)間中是否有隱藏車，最后進行系統(tǒng)切換的一系列行為動作，以保證列車的安全、高效運行。

以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性的勞動的情況下，即可以理解并實施。

應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。