本發明涉及城市軌道交通控制領域,具體涉及一種區域控制器的資源控制權的動態分配方法。
背景技術:
在現有的CBTC系統中,超速防護相關的設備包括車載控制器設備(VOBC),軌旁的區域控制器設備(ZC)、聯鎖設備(CI)、軌旁其他設備和通信設備(DCS),軌旁其他設備主要包括信號機、計軸、道岔等。
在CBTC系統中,列車的VOBC有規律地向區域控制器ZC發送其位置信息。區域控制器ZC根據通信列車所匯報的位置信息以及所轄區域內聯鎖設備CI所排列的進路、軌旁設備提供的軌道占用/空閑信息、道岔狀態信息等,為其控制范圍內的通信列車計算移動授權(MA)。列車根據從區域控制器ZC收到的移動授權信息、區段占用信息、信號機狀態、道岔狀態等信息,計算速度防護曲線并進行速度防護。這意味著車上ATP和地面ATP(區域控制器)之間周期性通信,由地面設備來實現多列車的管理和間隔控制。
目前軌道交通CBTC系統在區域控制器系統設計方面,具有以下缺陷:區域控制器固定控制一個或多個固定聯鎖設備、軌旁設備等,控制權固定,且不可移交;單個區域控制器故障,直接導致該區域內或進入該區域內的列車降級運行或緊急制動停車,嚴重影響運營效率;區域控制器設備檢修時間不靈活,只能等待列車下線后或者設備故障時才能檢修。
技術實現要素:
針對現有技術中的缺陷,本發明提供一種區域控制器的資源控制權的動態分配方法,減少了列車因單個區域控制器故障導致該區域內列車或后續經過該區域的列車降級運行或緊急制動停車等,提高了整個運營線路的運營效率,且當對某個區域控制器進行臨時檢修維護時,不影響整個線路正常運行。
為解決上述技術問題,本發明提供以下技術方案:
一方面,本發明提供了一種區域控制器的資源控制權的動態分配方法,包括:
在CBTC系統中,若某一區域控制器發生故障,則未發生故障的另一區域控制器獲得發生故障的區域控制器的資源控制權,并根據該資源控制權控制該發生故障的區域控制器管轄范圍內的相關設備及運行至所述發生故障的區域控制器的管轄范圍內的列車;
其中,所述另一區域控制器為:與發生故障的區域控制器通信的且相鄰的區域控制器;
所述另一區域控制器獲得所述資源控制權包括:所述另一區域控制器主動檢測并強制獲取所述資源控制權,或者,所述發生故障的區域控制器與所述另一區域控制器交互移交所述資源控制權。
進一步的,所述方法還包括:
若發生故障的區域控制器恢復正常,則恢復正常的區域控制器與所述另一區域控制器交互,獲取所述恢復正常的區域控制器的資源控制權,并基于該資源控制權控制其管轄范圍內的相關設備及運行至其管轄范圍內的列車。
進一步的,若某一區域控制器發生故障,則另一區域控制器獲得發生故障的區域控制器的資源控制器權,包括:
故障區域控制器向相鄰的非故障區域控制器發送所述故障區域控制器的資源控制權的移交請求;
若所述移交請求成功發送至非故障區域控制器,則所述非故障區域控制器根據所述移交請求獲取所述故障區域控制器的資源控制權;
所述非故障區域控制器根據所述故障區域控制器的資源控制權,對所述故障區域控制器管轄范圍內的相關設備及運行至故障區域控制器管轄范圍內的列車進行控制;
其中,故障區域控制器為發生故障的區域控制器,非故障區域控制器為未發生故障的另一區域控制器;
所述移交請求包括所述故障區域控制器管轄范圍內的相關設備的狀態信息。
進一步的,若某一區域控制器發生故障,則另一區域控制器獲得發生故障的區域控制器的資源控制器權,包括:
故障區域控制器向相鄰的非故障區域控制器發送所述故障區域控制器的資源控制權的移交請求;
若所述移交請求發送失敗,則所述非故障區域控制器強制獲取所述故障區域控制器的資源控制權;
所述非故障區域控制器根據所述故障區域控制器的資源控制權,對所述故障區域控制器管轄范圍內的相關設備及運行至故障區域控制器管轄范圍內的列車進行控制;
其中,故障區域控制器為發生故障的區域控制器,非故障區域控制器為未發生故障的另一區域控制器;
所述移交請求包括所述故障區域控制器管轄范圍內的相關設備的狀態信息。
進一步的,所述若所述移交請求成功發送至非故障區域控制器,則所述非故障區域控制器根據所述移交請求獲取所述故障區域控制器的資源控制權;包括:
若所述移交請求成功發送至非故障區域控制器,則所述非故障區域控制器向所述故障區域控制器發送移交確認信息;
所述故障區域控制器接收所述移交確認信息,其中,所述移交確認信息包括對所述故障區域控制器的資源控制權的獲取許可及所述非故障區域控制器的自身工作狀態;
所述故障區域控制器根據所述移交確認信息切除其資源控制權并向所述非故障區域控制器發送資源控制權已切除信息;
所述非故障區域控制器根據所述移交請求及資源控制權已切除信息,接收所述故障區域控制器的資源控制權。
進一步的,所述若所述移交請求發送失敗,則所述非故障區域控制器強制獲取所述故障區域控制器的資源控制權,包括:
若所述移交請求發送失敗且所述非故障區域控制器檢測到相鄰的區域控制器發生故障,則所述非故障區域控制器判斷其自身是否有獲取故障區域控制器的資源控制權的權限;
若所述非故障區域控制器有獲取所述故障區域控制器的資源控制權的權限,則所述非故障區域控制器強制獲取所述故障區域控制器的資源控制權,同時,所述故障區域控制器切換至待維修狀態。
進一步的,所述非故障區域控制器根據所述故障區域控制器的資源控制權,對所述故障區域控制器管轄范圍內的相關設備及運行至故障區域控制器管轄范圍內的列車進行控制,包括:
所述非故障區域控制器根據所述故障區域控制器的資源控制權,控制所述故障區域控制器管轄范圍內的相關設備,并獲取運行至所述故障區域控制器的管轄范圍內的列車的相關信息;
所述非故障區域控制器根據所述列車的相關信息確定運行至所述故障區域控制器的管轄范圍內的列車的移動授權;
所述非故障區域控制器將所述列車移動授權發送給運行至所述故障區域控制器的管轄范圍內的列車,并與該列車上的車載控制器通信連接,對該列車進行控制。
進一步的,所述若發生故障的區域控制器恢復正常,則恢復正常的區域控制器與所述另一區域控制器交互,獲取所述恢復正常的區域控制器的資源控制權,包括:
若發生故障的區域控制器恢復正常,則恢復正常的區域控制器向占有其資源控制權的另一區域控制器發送資源控制權重獲請求;
所述另一區域控制器根據接收到的所述資源控制權重獲請求,切除所述恢復正常的區域控制器的資源控制權;
所述恢復正常的區域控制器獲取其資源控制權。
進一步的,所述另一區域控制器根據接收到的所述資源控制權重獲請求,切除所述恢復正常的區域控制器的資源控制權,包括:
所述另一區域控制器根據接收到的所述資源控制權重獲請求,向所述恢復正常的區域控制器發送資源控制權信息;
所述恢復正常的區域控制器根據所述資源控制權信息,獲取占有其資源控制權的所述另一區域控制器的ID號;
所述恢復正常的區域控制器向所述另一區域控制器發送返還控制權命令;
所述另一區域控制器根據所述返還控制權命令,切除所述恢復正常的區域控制器的資源控制權。
進一步的,所述并基于該資源控制權控制其管轄范圍內的相關設備及運行至其管轄范圍內的列車,包括:
所述恢復正常的區域控制器根據其資源控制權對其管轄范圍內的相關設備進行控制;
所述恢復正常的區域控制器計算運行至其管轄范圍內的列車的移動授權;
以及,所述恢復正常的區域控制器將所述列車移動授權發送給運行至其管轄范圍內的列車,并與該列車上的車載控制器通信連接,對該列車進行控制。
由上述技術方案可知,本發明所述的一種區域控制器的資源控制權的動態分配方法,在CBTC系統中,若某一區域控制器發生故障,則未發生故障的另一區域控制器獲得發生故障的區域控制器的資源控制權,并根據該資源控制權控制該發生故障的區域控制器管轄范圍內的相關設備及運行至發生故障的區域控制器的管轄范圍內的列車;其中,另一區域控制器為:與發生故障的區域控制器通信的且相鄰的區域控制器;另一區域控制器獲得資源控制權包括:另一區域控制器主動檢測并獲取的資源控制權,或者,發生故障的區域控制器與另一區域控制器交互移交的資源控制權;減少了列車因單個區域控制器故障導致該區域內列車或后續經過該區域的列車降級運行或緊急制動停車等,提高了整個運營線路的運營效率,且當對某個區域控制器進行臨時檢修維護時,不影響整個線路正常運行。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現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,下面描述中的附圖是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是現有技術中CBTC系統車地交互圖;
圖2是本發明的一種區域控制器的資源控制權的動態分配方法的一種具體實施例的流程示意圖;
圖3是本發明的動態分配方法中步驟100的一種實施方式的流程示意圖;
圖4是本發明的動態分配方法中步驟100的另一種實施方式的流程示意圖;
圖5是本發明的動態分配方法中步驟200的流程示意圖;
圖6是具體應用例中區域控制器故障后的傳統車地通信示意圖。
圖7是具體應用例中本發明的區域控制器故障后的新技術車地通信示意圖;
圖8是具體應用例中本發明的區域控制器之間資源控制權移交圖。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述,顯然,所描述的實施例是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
在CBTC系統中,列車的VOBC有規律地向區域控制器ZC發送其位置信息。區域控制器ZC根據通信列車所匯報的位置信息以及所轄區域內聯鎖設備CI所排列的進路、軌旁設備提供的軌道占用/空閑信息、道岔狀態信息等,為其控制范圍內的通信列車計算移動授權(MA)。參見圖1,列車根據從區域控制器ZC收到的移動授權信息、區段占用信息、信號機狀態、道岔狀態等信息,計算速度防護曲線并進行速度防護。這意味著車上ATP和地面ATP(區域控制器)之間周期性通信,由地面設備來實現多列車的管理和間隔控制。
CBTC系統中各子系統功能如下:
1、車載控制器VOBC:車載控制器充分利用無線通信傳輸手段,實時地進行列車與區域控制器的雙向通信,向區域控制器發送位置信息,使得后續列車可以了解前方列車運行實際間隔距離,通過計算,后續列車即可給出最佳制動曲線,提高了區間通行能力。區域控制器可以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,大大提高了列車運行安全性。
2、區域控制器:是CBTC中超速防護子系統的軌旁部分。區域控制器主要負責根據通信列車所匯報的位置信息以及聯鎖設備所排列的進路和軌旁設備提供的軌道占用/空閑信息,為其控制范圍內的通信列車計算移動授權(MA),保證其控制區域內通信列車的安全運行。
(1)通過車地通信網絡實時地與線路中運行的通信列車雙向通信,實時獲得列車位置,通過綜合計算,使得后續列車可以及時了解前方列車運行實際間隔距離,提高區間通行能力;
(2)實時地向車載信號設備傳遞車輛運行前方線路限速情況,包括道岔、信號機等障礙物的狀態,指導列車按線路限制條件運行,大大提高了列車運行安全性;
(3)通過骨干網絡實時地與聯鎖系統雙向通信,獲得線路的區段占用/空閑、為列車選排出的進路情況、道岔狀態、信號機狀態;并提供給聯鎖信號機命令信息等以輔助其完成進路選排、辦理取消等功能,提高運營效率。
3、聯鎖:實現其控制區域內地面設備的狀態控制、狀態采集功能,并保證列車進路上區段、道岔、信號機之間的正確聯鎖關系。
4、DCS:數據通信系統,實現地面設備的網絡通信的骨干網及車地無線通信系統。
目前軌道交通CBTC系統在區域控制器系統設計方面,具有以下缺陷:區域控制器固定控制一個或多個固定聯鎖設備、軌旁設備等,控制權固定,且不可移交;單個區域控制器故障,直接導致該區域內或進入該區域內的列車降級運行或緊急制動停車,嚴重影響運營效率;區域控制器設備檢修時間不靈活,只能等待列車下線后或者設備故障時才能檢修。
本發明與已有技術方案的區別在于,本發明在某個區域控制器故障時,將該區域控制器管轄范圍內的聯鎖設備以及其他軌旁設備(信號機、計軸、道岔等)的控制權迅速移交給其附近相鄰正常運行的區域控制器進行管理,使得列車在故障區域控制器原控制區內,與移交方區域控制器進行通信,獲得移交方區域控制器計算的列車MA信息,以及前方軌道線路信息、道岔信息和信號燈信息等。列車在該區域內運行時,不會因區域控制器故障導致運行列車緊急制動停車或降級運行,仍能保持正常運營。在該故障區域控制器恢復正常時,向移交方區域控制器申請資源控制權,再次獲得該區域的控制權。
在本方案中,通過在故障區域控制器和相鄰移交方區域控制器之間進行聯鎖設備和其他軌旁設備控制權移交,減少了列車因單個區域控制器故障導致該區域內列車或后續經過該區域的列車降級運行或緊急制動停車等,提高了整個運營線路的運營效率,且當對某個區域控制器進行臨時檢修維護時,不影響整個線路正常運行。
本發明實施例一提供了一種區域控制器的資源控制權的動態分配方法的一種具體實施方式。該動態分配方法具體包括如下內容:
步驟100:在CBTC系統中,若某一區域控制器發生故障,則未發生故障的另一區域控制器獲得發生故障的區域控制器的資源控制器權,并根據該資源控制權控制該發生故障的區域控制器管轄范圍內的相關設備及運行至發生故障的區域控制器的管轄范圍內的列車。
在上述內容中,另一區域控制器為:與發生故障的區域控制器通信的且相鄰的區域控制器;另一區域控制器獲得資源控制權包括:另一區域控制器主動檢測并強制獲取資源控制權,或者,發生故障的區域控制器與另一區域控制器交互移交資源控制權,且將該故障區域控制器管轄的原控制區內的軌旁設備的資源控制權向相鄰的非故障區域控制器進行移交之前,故障區域控制器先對相鄰的區域控制器進行檢測,直到檢測到非故障區域控制器后,再向其移交原控制區內的軌旁設備的資源控制權,其中,相關設備為軌旁設備,例如包括:聯鎖設備以及信號機、計軸、道岔等其他軌旁設備等,此處僅為一種舉例,本發明中的相關設備不僅限于這一種情形。
從上述描述可知,本發明的實施例實現了在某一區域控制器發生故障時,未發生故障且相鄰的另一區域控制器對發生故障的區域控制器進行資源控制權的獲取,減少了列車因單個區域控制器故障導致該區域內列車或后續經過該區域的列車降級運行或緊急制動停車等,提高了整個運營線路的運營效率,且當對某個區域控制器進行臨時檢修維護時,不影響整個線路正常運行。
本發明提供了一種區域控制器的資源控制權的動態分配方法。參見圖2,在步驟100的基礎上,該動態分配方法還包括如下內容:
步驟200:若發生故障的區域控制器恢復正常,則恢復正常的區域控制器與另一區域控制器交互,獲取恢復正常的區域控制器的資源控制權,并基于該資源控制權控制其管轄范圍內的相關設備及運行至其管轄范圍內的列車。
在本步驟中,在故障區域控制器的故障恢復正常后,故障區域控制器向非故障區域控制器索取其原控制區內的軌旁設備的資源控制權并根據原控制區內的軌旁設備的資源控制權對運行至原控制區內的列車進行控制,同時恢復正常的故障區域控制器在重新獲取原控制區內的軌旁設備的資源控制權后,非故障區域控制器切除原故障區域控制器的控制區內的軌旁設備的資源控制權。
從上述描述可知,本發明的實施例中的區域控制器的動態分配方法減少了列車因單個區域控制器故障導致該區域內列車或后續經過該區域的列車降級運行或緊急制動停車等,提高了整個運營線路的運營效率,且當對某個區域控制器進行臨時檢修維護時,不影響整個線路正常運行。
在一種可選實施方式中,本發明提供了上述動態分配方法中步驟100的一種具體實施方式。參見圖3,該步驟100具體包括如下內容:
步驟101a:故障區域控制器向相鄰的非故障區域控制器發送故障區域控制器的資源控制權的移交請求。
在本步驟中,在CBTC系統中的某個區域控制器發生故障時,故障區域控制器根據該故障區域控制器管轄的原控制區內的軌旁設備的資源控制權生成移交資源控制權請求,并將移交資源控制權請求發送至相鄰的非故障區域控制器,其中,移交資源控制權請求包括該故障區域控制器的資源控制權的移交請求及原控制區內的全部軌旁設備的狀態信息。
步驟102a:若移交請求成功發送至非故障區域控制器,則非故障區域控制器向故障區域控制器發送移交確認信息。
步驟103a:故障區域控制器接收移交確認信息,故障區域控制器根據移交確認信息切除其資源控制權并向非故障區域控制器發送資源控制權已切除信息。
在本步驟中,移交確認信息包括對故障區域控制器的資源控制權的獲取許可及非故障區域控制器的自身工作狀態;
步驟104a:非故障區域控制器根據移交請求及資源控制權已切除信息,接收故障區域控制器的資源控制權。
步驟105a:非故障區域控制器根據故障區域控制器的資源控制權,控制故障區域控制器管轄范圍內的相關設備,并獲取運行至故障區域控制器的管轄范圍內的列車的相關信息。
步驟106a:非故障區域控制器根據列車的相關信息確定運行至故障區域控制器的管轄范圍內的列車的移動授權。
步驟107a:非故障區域控制器將列車移動授權發送給運行至故障區域控制器的管轄范圍內的列車,并與該列車上的車載控制器通信連接,對該列車進行控制。
在上述各步驟中,故障區域控制器為發生故障的區域控制器,非故障區域控制器為未發生故障的另一區域控制器;移交請求包括故障區域控制器管轄范圍內的相關設備的狀態信息。
從上述描述可知,本發明的實施例中的區域控制器在發生故障后,迅速嘗試將資源控制權向相鄰的非故障區域控制器移交,改變了傳統CBTC系統中區域控制器固定管轄指定一個或者幾個聯鎖、道岔、信號機等軌旁設備,且不可修改性的特點,為可動態調整區域控制器的管轄范圍;同時實現了在非故障區域控制器成功獲取原控制區內的軌旁設備的資源控制權后,非故障區域控制器根據原控制區內的軌旁設備的資源控制權與運行至原控制區內的列車進行通信,保證了資源控制權移交成功后的CBTC系統中列車運行的安全性及可靠性。
在一種可選實施方式中,本發明提供了上述動態分配方法中步驟100的第二種具體實施方式。參見圖4,該步驟100具體包括如下內容:
步驟101b:故障區域控制器向相鄰的非故障區域控制器發送故障區域控制器的資源控制權的移交請求。
步驟102b:若移交請求發送失敗且非故障區域控制器檢測到相鄰的區域控制器發生故障,則非故障區域控制器判斷其自身是否有獲取故障區域控制器的資源控制權的權限。
步驟103b:若非故障區域控制器有獲取故障區域控制器的資源控制權的權限,則非故障區域控制器強制獲取故障區域控制器的資源控制權,同時,故障區域控制器切換至待維修狀態。
步驟104b:非故障區域控制器根據故障區域控制器的資源控制權,控制故障區域控制器管轄范圍內的相關設備,并獲取運行至故障區域控制器的管轄范圍內的列車的相關信息。
步驟105b:非故障區域控制器根據列車的相關信息確定運行至故障區域控制器的管轄范圍內的列車的移動授權。
步驟106b:非故障區域控制器將列車移動授權發送給運行至故障區域控制器的管轄范圍內的列車,并與該列車上的車載控制器通信連接,對該列車進行控制。
在上述步驟中,故障區域控制器為發生故障的區域控制器,非故障區域控制器為未發生故障的另一區域控制器;移交請求包括故障區域控制器管轄范圍內的相關設備的狀態信息。交互發送的具體過程為:若非故障區域控制器未收到該故障區域控制器發送的移交資源控制權請求且檢測到相鄰的故障區域控制器發生故障,則非故障區域控制器判斷其自身是否有獲取故障區域控制器的資源控制權的權限;若非故障區域控制器有獲取故障區域控制器的資源控制權的權限,則非故障區域控制器直接向故障區域控制器獲取原控制區內的軌旁設備的資源控制權;非故障區域控制器根據原控制區內的軌旁設備的資源控制權對故障區域內的軌旁設備進行控制;以及,非故障區域控制器根據原控制區內的軌旁設備的資源控制權,重新計算原控制區內列車的移動授權;非故障區域控制器將列車移動授權發送給列車,與運行到原控制區內的列車上的車載控制器通信連接。其中,移交資源控制權請求包括原控制區內的軌旁設備的資源控制權的移交請求及原控制區內的全部軌旁設備的狀態信息。從上述描述可知,本發明的實施例實現了在非故障區域控制器與故障區域控制器通信超時等情況而造成的發送失敗時,故障區域控制器強制獲取原控制區內的軌旁設備的資源控制權,使得運行至原控制區內的列車與該非故障區域控制器進行通信,使得資源控制權移交失敗后,仍能保證CBTC系統中列車運行的安全性及可靠性。
在一種可選實施方式中,本發明提供了上述動態分配方法中步驟200的一種具體實施方式。參見圖5,該步驟200具體包括如下內容:
步驟201:若發生故障的區域控制器恢復正常,則恢復正常的區域控制器向占有其資源控制權的另一區域控制器發送資源控制權重獲請求。
步驟202:另一區域控制器根據接收到的資源控制權重獲請求,向恢復正常的區域控制器發送資源控制權信息。
步驟203:恢復正常的區域控制器根據資源控制權信息,獲取占有其資源控制權的另一區域控制器的ID號。
步驟204:恢復正常的區域控制器向另一區域控制器發送返還控制權命令。
步驟205:另一區域控制器根據返還控制權命令,切除恢復正常的區域控制器的資源控制權。
步驟206:恢復正常的區域控制器根據其資源控制權對其管轄范圍內的相關設備進行控制。
步驟207:恢復正常的區域控制器計算運行至其管轄范圍內的列車的移動授權。
步驟208:恢復正常的區域控制器將列車移動授權發送給運行至其管轄范圍內的列車,并與該列車上的車載控制器通信連接,對該列車進行控制。
在步驟201至208中,切換的具體過程為:非故障區域控制器根據接收到的資源控制權重獲請求,向非故障區域控制器發送自身的資源控制權信息;原故障區域控制器根據接收到資源控制權信息,查詢占有其原控制區內的軌旁設備的資源控制權的非故障區域控制器的ID號;原故障區域控制器向非故障區域控制器發送返還控制權命令;非故障區域控制器根據返還控制權命令,切除原控制區內的軌旁設備的資源控制權,其中,放棄資源控制權信息中包括資源控制權的放棄確認信息、軌旁設備信息及列車信息;原故障區域控制器重新獲取原控制區內的軌旁設備的資源控制權,并根據原控制區內的軌旁設備的資源控制權對原控制區內的軌旁設備進行控制;原故障區域控制器重新計算其原控制區內的列車的移動授權;以及,原故障區域控制器將列車移動授權發送給列車,與運行到原控制區內的列車上的車載控制器通信連接。
從上述描述可知,通過在故障區域控制器的故障恢復正常后,故障區域控制器重新獲取原控制區內的軌旁設備的資源控制權,能夠最大化的滿足各區域控制器的最佳動態分配,減少了單個區域控制器的控制負荷。
為更進一步的說明本方案,本發明還提供一種故障區域控制器與非故障區域控制器之間進行動態分配方法的具體應用實例。參見圖6和7,該動態分配方法具體包括如下步驟:
1、本方案系統架構
圖6為區域控制器故障后傳統車地通信,由于ZC2故障,車載VOBC與ZC2之間通信中斷,在ZC2的管轄區域內,列車只能降級運行,從CBTC級別降級到ITC級別。
圖7為區域控制器故障后新技術車地通信,在ZC2故障、車載VOBC與ZC2之間通信中斷后,ZC2將其控制權移交給ZC3,車載VOBC與ZC3進行通信,由ZC3控制原來ZC2管轄范圍內的列車以CBTC級別運行。
本方案應用于軌道交通信號系統中,基于CBTC系統架構,在軌旁列車超速防護設備-區域控制器故障時,能夠對故障區域控制器控制范圍內的列車、軌旁等設備進行動態資源控制權重分配。
本技術方案在某個區域控制器故障時,能迅速移交故障區域控制器管轄范圍內的列車、聯鎖設備等軌旁設備信息給相鄰正常區域控制器,使得該區域內列車不需要降級或緊急制動停車等,保持正常運行,不因軌旁區域控制器的單個故障,降低列車的運行效率。
2、本技術方案動態資源重分配過程
本技術方案根據區域控制器故障后和故障區域控制器恢復正常后兩個階段,描述對列車和軌旁設備資源進行動態重分配過程。
區域控制器故障后:
在某個區域控制器發生故障后,其相鄰區域控制器獲得該區域控制器的資源控制權的過程分為兩種類型:
2-1、故障區域控制器主動向相鄰正常區域控制器移交資源控制權,主要分成4個步驟,
(1)當某個區域控制器發現自身故障時,判斷相鄰區域控制器的狀態(也就是,判斷相鄰區域控制器是否正常),向相鄰正常區域控制器(該區域控制器查詢方向可通過數據進行配置,例如向左查詢,或向右查詢)申請控制權移交,并將故障區域控制器管轄范圍內的軌旁設備狀態信息同時發送給預移交的相鄰正常區域控制器。
(2)預移交的相鄰正常區域控制器獲得故障區域控制器的資源移交請求,回復給故障區域控制器已知曉移交請求和自身工作狀態,并準備接收故障區域控制器的資源控制權。
(3)故障區域控制器收到預移交的相鄰正常區域控制器的回復,切斷故障區域控制權資源控制,向預移交的正常相鄰區域控制器發送已切除資源控制權的命令回復。
(4)預移交的正常相鄰區域控制器獲得故障區域控制器的資源控制權切除命令,重新計算原故障區域控制器管轄內列車的MA信息,將該信息向相應列車發送,并從相應列車獲得列車位置信息等,對原故障區域控制器管轄范圍內的軌旁道岔、信號機等設備進行控制,具體流程參見圖8。
2、故障區域控制器未能將請求信息發送給相鄰正常區域控制器,便斷電或不能正常與相鄰區域控制器通信時,若相鄰正常區域控制器在檢測到與故障區域控制器通信異常或超時,強制獲得故障區域控制器的資源控制權,并正常接管該故障區域控制器的資源控制權,與該故障區域控制器管轄范圍內的列車進行正常通信,對該故障區域控制器管轄范圍內的軌旁設備進行控制。具體步驟如下:
(1)正常區域控制器與相鄰區域控制器進行通信,檢測判斷是否有通信異常或超時的故障區域控制器。
(2)若檢測到與相鄰區域控制器通信異常或超時,判斷本區域控制器是否具有搶奪通信異常或超時的區域控制器的資源控制權的權限。
(3)若具備權限,則與異常區域控制器管轄內的列車、聯鎖設備等通信,獲得該異常區域控制器管轄范圍內的控制權,獲得該管轄范圍內列車(當與故障區域控制器通信超過某個固定周期,該周期小于超時判斷周期,嘗試與預移交區域控制器通信)、聯鎖設備等狀態信息。根據列車位置信息以及軌旁線路信息,計算該區段內列車的移動授權MA,并發送給列車進行速度曲線計算,同時對軌旁設備發送控制命令等。
3.故障區域控制器恢復正常后:
故障區域控制器恢復正常后,重新申請資源控制權的過程如下:
(1)故障區域控制器ZC1故障恢復,向相鄰區域控制器發送通信請求。
(2)故障區域控制器ZC1獲得相鄰區域控制器的資源控制權信息,查詢控制原故障區域控制器管轄范圍內資源控制權的相鄰移交區域控制器ZC2的ID號。
(3)區域控制器ZC1向相鄰已移交區域控制器ZC2申請收回原故障區域控制器ZC1的資源控制權。
(4)相鄰已移交區域控制器ZC2接收原故障區域控制器ZC1的資源控制權收回請求,回復準備切除原故障區域控制器ZC1的資源控制權信息,將原故障區域控制器ZC1的管轄范圍內列車、軌旁設備信息一并回復。
(5)區域控制器ZC1接收相鄰已移交區域控制器ZC2的棄權信息和原故障區域控制器ZC1的管轄內列車、軌旁信息,重新計算管轄范圍內的列車移動授權MA并發送給列車,同時控制軌旁道岔、信號機等設備,并向區域控制器ZC2移交成功信息。
(6)區域控制器ZC2接收到區域控制器ZC1移交成功信息,切除對原故障區域控制器管轄區的資源控制權。
從上述描述可知,本具體應用例動態調整區域控制器對聯鎖、道岔、信號機等軌旁設備的管轄范圍;在單個區域控制器故障時,移交故障區域控制器的資源控制權給相鄰正常區域控制器;故障區域控制器在故障恢復后,可重新獲得原資源控制權;具體為:
1、改變傳統CBTC系統中區域控制器固定管轄指定一個或者幾個聯鎖設備、道岔、信號機等軌旁設備,且不可修改性的特點,為可動態調整區域控制器的管轄范圍。
2、在單個區域控制器故障時,不因動態調整區域控制器的資源控制權,影響列車的正常運行,不降低線路的運營效率,使得列車不因單個區域控制器故障導致該管轄區段降級、緊急制動停車等。
3、因可具有動態調整區域控制器的管轄范圍,對系統維護時間點限定要求降低,降低了潛在故障的發生率,提升了線路的運行效率。
以上實施例僅用于說明本發明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發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;而這些修改或替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。