本發明涉及軌道交通控制技術領域，尤其涉及一種基于移動終端的軌道交通道岔遙控系統及方法。

背景技術：

傳統軌道交通中，采用聯鎖系統板動道岔從而為列車辦理進路。即，列車通過無線骨干網與對象控制器進行通信，獲取道岔的獨占權限/獨占鎖。在獲得權限/鎖后，列車通過對象控制器板動道岔。然而，在聯鎖系統板動道岔的方案中，聯鎖邏輯復雜，成本較高。列車對聯鎖有非常大的依賴，不易維護且在聯鎖出現問題時檢修困難。

為解決上述技術問題，現有技術中也有采用列車和對象控制器對道岔進行控制的方案，這樣可以實現由分散控制替代集中控制，降低對聯鎖系統以及無線骨干線的依賴性。

然而，在實現本發明的過程中，發明人發現：在一些環境如稀疏鐵路，不便于安裝/維護骨干網絡，現在上述方案造成制作成本過高。或者在城市軌道交通骨干網通信發生故障時，若沒有可靠的替代方案，則在檢修過程中會造成交通擁堵。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種基于移動終端的軌道交通道岔遙控系統及方法，用于解決現有技術中不便于安全/維護骨干環境中對骨干線依賴性過高的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種基于移動終端的軌道交通道岔遙控系統，所述系統包括移動終端、至少一個道岔控制器和與每個道岔控制器一一對應的無線通信裝置；所述移動終端被布置在列車上；所述至少一個道岔控制器被一一布置在列車運行路線的一個指定區域；每個道岔控制器與對應的無線通信裝置通信連接；

所述移動終端用于在列車行進中駛入列車運行路線的其中一個指定區域時通過所述無線通信裝置與該指定區域內的所述道岔控制器建立通信連接，以控制所述道岔控制器調整道岔的狀態使之與所述列車行駛路線相適應。

可選地，所述系統還包括：

被布置在所述道岔控制器所屬指定區域內的用于與所述移動終端進行通信的至少一個電子標簽；

所述電子標簽中存儲有所屬指定區域中的道岔控制器的唯一識別碼ID信息、所述道岔控制器對應的無線通信裝置的網絡地址IP信息和道岔唯一識別碼ID信息。

可選地，所述移動終端包括數據通信單元、控制單元、顯示單元、標簽讀寫單元和主控單元；其中，所述數據通信單元、控制單元、顯示單元、標簽讀寫單元分別與所述主控單元連接；

所述數據通信單元用于識別無線通信裝置產生的無線熱點網絡以及與所述無線通信裝置進行通信；

所述顯示單元用于顯示能夠連接的由所述無線通信裝置產生的無線熱點網絡、能夠連接的道岔控制器和道岔狀態，以及移動終端的定位信息；

所述標簽讀取單元用于激活所述電子標簽以及在所述電子標簽激活后讀取其存儲的道岔控制器的唯一識別碼ID信息、所述道岔控制器對應的無線通信裝置的網絡地址IP信息和道岔唯一識別碼ID信息；

所述控制單元用于在所述主控單元與道岔控制器建立通信連接后根據道岔的控制流程將各個操作與道岔的各個狀態相對應，以及將操作人員所觸發的操作信息發送給所述主控單元；

所述主控單元用于處理電子標簽的數據得到需要連接的道岔控制器的唯一識別碼ID信息、所述道岔控制器對應的無線通信裝置的網絡地址IP信息和需要控制的道岔的唯一識別碼ID信息，以及根據所述控制單元發送的操作信息生成相應的控制指令發送給所述數據通信單元。

可選地，所述無線通信裝置集成在對應的道岔控制器中。

第二方面，本發明實施例還提供了一種基于移動終端的軌道交通道岔遙控方法，基于第一方面所述的軌道交通道岔遙控系統實現，所述方法包括：

列車駛入列車運行路線的其中一個指定區域時，該列車上的移動終端與該指定區域內需要連接的道岔控制器建立通信連接；

所述移動終端向所述道岔控制器發送申請要控制道岔的獨占鎖的請求；

所述移動終端接收到所述道岔控制器返回的允許獨占鎖的信息時向所述道岔控制器發送道岔板動命令，以供所述道岔控制器調整道岔的狀態使之與所述列車行駛路線相適應。

可選地，該列車上的移動終端與該指定區域內需要連接的道岔控制器建立通信連接的步驟，包括：

若所述道岔控制器所屬指定區域內設置有電子標簽，則所述移動終端激活所述電子標簽，并從所述電子標簽內讀取道岔控制器的唯一識別碼ID信息、所述道岔控制器對應無線通信裝置的網絡地址IP信息和道岔唯一識別碼ID信息；

所述移動終端根據道岔控制器的唯一識別碼ID信息、所述無線通信裝置的網絡地址IP信息和道岔唯一識別碼ID信息獲取需要連接的道岔控制器和需要控制的道岔及其狀態。

可選地，該列車上的移動終端與該指定區域內需要連接的道岔控制器建立通信連接的步驟，包括：

若所述道岔控制器所屬指定區域內沒有設置電子標簽，則獲取能夠使用的由所述無線通信裝置產生的無線熱點網絡；

移動終端根據需要連接的道岔控制器選擇與該道岔控制器唯一對應的無線熱點網絡進行通信連接。

可選地，該列車上的移動終端與該指定區域內需要連接的道岔控制器建立通信連接的步驟之后，所述方法還包括：

所述移動終端的界面顯示該道岔控制器中能夠控制的道岔狀態信息和調度中心發送的道岔調度信息；

相應地，所述移動終端接收到所述道岔控制器返回的允許獨占鎖的信息時向所述道岔控制器發送道岔板動命令，以供所述道岔控制器調整道岔的狀態使之與所述列車行駛路線相適應的步驟包括：

所述移動終端接收操作人員觸發的用于調整道岔狀態的指令，向所述道岔控制器發送道岔板動命令。

可選地，所述方法還包括：

所述移動終端在列車駛離所述道岔控制器所屬指定區域后向所述道岔控制器發送釋放獨占鎖的通知信息。

由上述技術方案可知，本發明通過設置移動終端和至少一個道岔控制器，其中移動終端被布置在列車上，至少一個道岔控制器被一一布置在列車運行路線的至少一個指定區域。移動終端用于在列車行進中駛入列車運行路線的其中一個指定區域時與該指定區域內的一個道岔控制器建立通信連接，以供道岔控制器調整道岔的狀態使之與列車行駛路線相適應。與現有技術相比，本發明僅需要布置道岔控制器和移動終端即可實現道岔的板動控制，而無需安裝骨干網，可減少地面設備，降低成本；并且，移動終端攜帶方便，操作簡單，可擴展性強，方便使用、培訓以及改進。另外，本發明可以減少對骨干網的依賴性，提高系統的可靠性。

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一簡單的介紹，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為本發明實施例提供的一種基于移動終端的軌道交通道岔遙控系統框圖；

圖2為本發明實施例提供的包括電子標簽的一種基于移動終端的軌道交通道岔遙控系統框圖；

圖3為圖2所示移動終端顯示內容示意圖；

圖4為本發明實施例提供的包括無線通信裝置的一種基于移動終端的軌道交通道岔遙控系統框圖；

圖5為本發明實施例提供的一種基于移動終端的軌道交通道岔遙控方法流程示意圖；

圖6～圖7為圖5所示軌道交通道岔遙控方法實現道岔控制示意圖。

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、完整地描述，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。

圖1示出了本發明提供的一種基于移動終端的軌道交通道岔遙控系統框圖。參見圖1，本發明實施例提供的軌道交通道岔遙控系統包括移動終端M1和至少一個道岔控制器M2。移動終端M1被布置在列車上；至少一個道岔控制器M2被一一布置在列車運行路線的至少一個指定區域；

移動終端M1用于在列車行進中駛入列車運行路線的其中一個指定區域時與該指定區域內的一個道岔控制器M2(Switch Controllor，簡稱SC)建立通信連接，以供道岔控制器M2調整道岔M3的狀態使之與列車行駛路線相適應。其中道岔控制器M2包括一一對應的無線通信裝置。

需要說明的是，本發明實施例中列車運行路線包括多個指定區域。該指定區域是指，位于列車運行路線上且包括道岔M3的一段軌道，并且該指定區域位于靠近來車方向的邊緣與道岔M3之間設置為預設距離。當然，本領域技術人員也可以根據具體場景設置指定區域，例如將道岔M3前后預設距離內的區域作為指定區域，本發明實施例不作限定。

需要說明的是，本發明實施例中道岔控制器M2設置在道岔M3的周圍，以控制執行器(圖中未示出)板動道岔。可選地，在一些稀疏軌道的環境中，道岔控制器M2設置在道岔M3的旁邊，以方便安裝/維護，減少地面線纜的長度，提高道岔控制器M2的控制效果。

實際應用中，列車運行過程中，移動終端M1被布置在列車上，這樣移動終端M1可以實時的與列車所處指定區域內的道岔控制器M2通信連接，將道岔M3板動到與列車運行路線相適應的位置(正位或者反位)，提高控制效率。當然，在檢修過程中，該移動終端M1也可以由維護人員手持操作，依次檢修每個道岔M3的板動情況，此時無需將移動終端M1布置在列車上。可見，本發明實施例通過設置移動終端M1攜帶方便、可擴展性強，并且操作比較簡單，有利于現場人員的培訓、操作和后續的開發升級。

實際應用中，為保證僅有一列車控制道岔，本發明實施例在道岔控制器M2中設置有控制道岔M3的獨占鎖。該獨占鎖是指，獨自占用控制該道岔的權力。當一列車申請到獨占鎖后，其他列車被禁止控制該道岔。獨占鎖的優先級如表1所示：

例如，移動終端M1與道岔控制器M2建立通信后，在發送需要控制道岔的唯一識別碼ID信息之前，移動終端M1向該道岔控制器M2發送申請獨占鎖的請求；在接收到道岔控制器M2允許使用獨占鎖的反饋信息后，該移動終端M1再向道岔控制器M2發送需要控制的道岔的唯一識別碼ID信息。當該列車通過該指定區域后，移動終端M1向道岔控制器M2發送釋放獨占鎖的通知信息。或者，在預設時間段或者下一列車申請獨占鎖時，由道岔控制器M2向移動終端M1發送是否釋放獨占鎖的查詢信息，在得到移動終端M1的確認釋放信息后，取回獨占鎖。其中獨占鎖的優先級如表1所示。

表1獨占鎖優先級

可見，移動終端申請的獨占鎖僅ATS或者該移動終端可以刪除。

可見，本發明實施例通過設置獨占鎖，可以在同一時刻僅有一列車通過該道岔，其他未申請到獨占鎖的列車繼續申請，直至申請到獨占鎖為止，這樣可以大大提高列車運行的安全性。

圖2為本發明實施例提供的包括電子標簽的一種基于移動終端的軌道交通道岔遙控系統框圖。參見圖2，該軌道交通道岔遙控系統還包括至少一個電子標簽M4。該至少一個電子標簽M4被布置在道岔控制器M2所屬指定區域內，且用于與移動終端M1進行通信。

電子標簽M4中存儲有所屬指定區域中的道岔控制器M2的唯一識別碼ID信息、所述道岔控制器對應的網絡地址IP信息和道岔唯一識別碼ID信息。

需要說明的是，上述電子標簽M4被布置在道岔控制器M2所屬指定區域內，并且最好設置在該指定區域內靠近來車的位置。即該電子標簽M4與道岔M3的距離越遠，可以留給移動終端M1足夠的時間與道岔控制器M2進行交互，提高移動終端M1與道岔控制器M2在控制道岔M3板動到預設位置(正位或者反位)的準確性以及列車行駛的安全性。

實際應用中，本發明實施例中上述電子標簽M4不具備電源，即未與移動終端M1通信時處于休眠狀態。當移動終端M1需要從電子標簽M4讀取數據時，移動終端M1需要先激活該電子標簽M4，即為電子標簽M4提供電能，當電子標簽M4被激活后，向周邊發送數據。此時移動終端M1可以及時讀取上述數據，然后對數據進行處理，得到需要連接的道岔控制器M2和需要控制的道岔M3。當然，電子標簽M4中的數據直接固化，也可以由移動終端M1重新寫入。這樣，電子標簽M4可以長時間使用，無需維護人員更換電池等操作，便于維護與擴展。

為獲取電子標簽M4所存儲的數據，上述移動終端M1包括主控單元M11、數據通信單元M12、控制單元M13、顯示單元M14和標簽讀寫單元M15。其中，所述數據通信單元M12、控制單元M13、顯示單元M14、標簽讀寫單元M15分別與主控單元M11連接。

數據通信單元M12用于識別無線通信裝置產生的無線熱點網絡以及與所述無線通信裝置進行通信；

顯示單元M14用于顯示能夠連接的由無線通信裝置產生的無線熱點網絡、能夠連接的道岔控制器和道岔狀態，以及移動終端的定位信息；

標簽讀取單元M15用于激活電子標簽M4以及在電子標簽M4激活后讀取其存儲的道岔控制器M2的唯一識別碼ID信息、道岔控制器M2對應的無線通信裝置的網絡地址IP信息和道岔唯一識別碼ID信息；

控制單元M13用于在主控單元M11與道岔控制器M2建立通信連接后根據道岔的控制流程將各個操作與道岔的各個狀態相對應，以及將操作人員所觸發的操作信息發送給所述主控單元M11；

主控單元M11用于處理電子標簽M4的數據得到需要連接的道岔控制器M2的唯一識別碼ID信息、所述道岔控制器對應的無線通信裝置的網絡地址IP信息和需要控制的道岔的唯一識別碼ID信息，以及根據所述控制單元M13發送的操作信息生成相應的控制指令發送給所述數據通信單元M12。

移動終端M1的工作過程：當移動終端M1進入其中一個指定區域時，若檢測到電子標簽M4，則標簽讀寫單元M15為其供電。然后，主控單元M11通過標簽讀寫單元M15可以獲取電子標簽M4發送的數據，通過道岔控制器的唯一識別碼ID信息和所述道岔控制器對應的無線通信裝置的網絡地址IP信息可以得到需要連接的道岔控制器M2并進行通信連接。主控單元M11通過數據通信單元M12與唯一識別碼ID對應的道岔控制器M2通信連接，并將需要控制的道岔信息發送給該道岔控制器M2。然后該道岔控制器M2將道岔M3板動到與列車行駛路線相應的預設位置(正位或者反位)。當然，道岔M3的當前位置與預設位置相同即無需板動道岔M3時，此時保持當前狀態即可。

如圖3所示，顯示單元M14在上述過程中可以顯示道岔控制器M2的唯一識別碼ID信息和網絡地址IP信息以及需要控制的道岔M3的唯一識別碼ID信息，以供操作人員進行查閱。此外，顯示模塊M14還會顯示信號燈，

當信號燈為紅色(圖中未示出)時，表示移動終端M1未獲得道岔的獨占態(只有當列車\ATS(Automatic Train Supervision，列車自動監控系統)\移動終端從道岔控制器M2獲得道岔M3的獨占鎖后，才能對該道岔進行板動)。

當信號燈為黃色(圖中未示出)時，表示移動終端M1獲得了道岔的獨占態，但是道岔還未扳到指定位置。

當信號燈為綠色(圖中未示出)時，表示道岔M3板動到移動終端M1要求的位置即與列車行駛路線相適應的預設位置(道岔的正位或者反位)。

又如，控制單元M14可以顯示需要控制的道岔和道岔狀態：正位、反位或者其他(四開、失表)等。道岔的狀態可以單獨設置一指示燈表示(綠燈：正位；黃燈：反位；紅燈：其他)(圖中未示出)，從而輔助操作人員的操作。

當然，在移動終端M1具有定位功能時，還可以在由顯示單元M14顯示該移動終端M1距離道岔M3的距離。

為方便操作人員對道岔控制器M2進行控制，本發明實施例中控制單元M13還將移動終端M1的內部邏輯將按鈕與道岔控制器連接即實現利用移動終端M1上的按鈕對道岔進行控制，此過程由顯示單元M14進行顯示。如圖3所示，申請權限按鈕a表示：移動終端M1向建立通信連接的道岔控制器M2申請需要控制道岔的獨占鎖。釋放權限按鈕b表示：移動終端M1向建立通信連接的道岔控制器M2釋放已經控制道岔的獨占鎖。道岔板到正位按鈕c表示：移動終端M1向建立通信連接的道岔控制器M2發送道岔到達正位的命令。道岔板到反位按鈕d表示：移動終端M1向建立通信連接的道岔控制器M2發送道岔到達反位的命令。可見，本發明實施例中通過將道岔控制器M2控制道岔的各個功能結合到移動終端M1中，實現遠程控制道岔M3控制，提高控制效率。

圖4為本發明實施例提供的包括無線通信裝置的一種基于移動終端的軌道交通道岔遙控系統框圖。參見圖4，本發明實施例提供的軌道交通道岔遙控系統包括移動終端M1、道岔控制器M2和無線通信裝置M5。該無線通信裝置集成在對應的道岔控制器M2中，并且可以產生與該道岔控制器M2唯一對應的無線熱點網絡。移動終端M1通過無線熱點網絡的名稱或者識別碼可以查詢到道岔控制器M2。并且移動終端M1可以通過該無線熱點網絡與道岔控制器M2通信連接，實現對道岔M3的控制。

本發明實施例提供的軌道交通道岔遙控系統工作過程：移動終端M1在列車駛入到某一指定區域時，若可以搜索到不同的無線熱點網絡，操作人員通過顯示單元顯示的能夠使用的無線熱點網絡，通過與調度中心發送的道岔調度指令、本次列車行駛路線或者列車線路圖獲取需要連接的道岔控制器M2，然后由操作人員通過選擇相應的道岔控制器。當移動終端M1接收操作人員觸發的用于調整道岔狀態的指令時，向道岔控制器M2發送道岔M3板動命令。

實際應用中，本發明實施例提供的基于移動終端的軌道交通道岔遙控系統可以僅包括電子標簽M4或者無線通信裝置M5，也可以同時包括電子標簽M4和無線通信裝置M5。這樣，維護人員可以在不同的指定區域設置電子標簽M4和/或無線通信裝置M5，從而使遙控系統更適應不同的軌道環境。

圖5為本發明實施例提供的一種基于移動終端的軌道交通道岔遙控方法流程示意圖。參見圖5，該軌道交通道岔遙控方法基于上文所述的軌道交通道岔遙控系統實現，該方法包括：

S1、列車駛入列車運行路線的其中一個指定區域時，該列車上的移動終端與該指定區域內需要連接的道岔控制器建立通信連接；

S2、所述移動終端向所述道岔控制器發送申請要控制道岔的獨占鎖的請求；

S3、所述移動終端接收到所述道岔控制器返回的允許獨占鎖的信息時向所述道岔控制器發送道岔板動命令，以供所述道岔控制器調整道岔的狀態使之與所述列車行駛路線相適應。

實際應用中，步驟S1中移動終端M1與道岔控制器M2建立通信連接有兩種方式包括：

當軌道交通道岔遙控系統包括至少一個電子標簽M4時，此時移動終端M1進入某一個指定區域時，激動該電子標簽M4。移動終端M1從電子標簽M4中讀取其存儲的道岔控制器M2的唯一識別碼ID信息、道岔控制器對應的無線通信裝置的網絡地址IP信息和需要控制的道岔的唯一識別碼ID信息。然后，移動終端M1根據道岔控制器M2的唯一識別碼ID信息、IP信息與對應的道岔控制器M2建立通信連接。然后再將需要控制的道岔M3的唯一識別碼ID信息發送給該道岔控制器M2，最終實現將道岔M3板動到預設位置(正位或者反位)以與列車行駛路線相適應。

當軌道交通道岔遙控系統包括至少一個無線通信裝置M5時，此時移動終端M1顯示所檢索到能夠使用的無線熱點網絡，根據無線熱點網絡與道岔控制器M2唯一對應的關系找到需要連接的道岔控制器。需要說明的是，需要連接的道岔控制器由來自調度中心發送的道岔調度信息或者移動終端所顯示的能夠控制的道岔狀態信息、本次列車行駛路線或者列車線路圖獲取需要連接的道岔控制器M2。根據操作人員觸發的用于調整道岔狀態的指令，移動終端M1從建立通信連接的道岔控制器M2中選擇需要控制的道岔M3，最終實現將道岔M3板動到預設位置(正位或者反位)以與列車行駛路線相適應。

如圖6所示，當列車1在軌道2G上行駛時，布置在該列車1上的移動終端M1進入指定區域時，通過無線通信裝置與道岔控制器進行連接。然后，該移動終端與已經建立通信連接的道岔控制器發送申請獨占鎖的請求信息，在得到該道岔控制器的分配確認信息后，該移動終端向道岔控制器發送需要控制的道岔的唯一識別碼ID信息以及板動指令，然后等待接收道岔控制器返回道岔到位確認信息。如圖7所示，當道岔板動到預設位置后形成由軌道2G駛向軌道1G的線路，此時列車1駛入到軌道1上。在列車1駛離該指定區域后，移動終端M1向道岔控制器M2發送釋放獨占鎖的確認信息，然后接收道岔控制器M2的釋放確認信息。

當某一指定區域內同時包括電子標簽M4和無線通信裝置M5時，可以從電子標簽M4中讀取所存儲的數據，然后通過無線通信裝置M5與道岔控制器M2建立通信連接，后續的操作請參見上文。可見，電子標簽與無線通信裝置M5同時存儲時，本發明實施例提供的軌道交通道岔遙控方法也可以實現。

當列車駛離上述指定區域時，本發明實施例提供的軌道交通道岔遙控方法還包括：

移動終端在列車駛離所述道岔控制器所屬指定區域后向所述道岔控制器發送釋放獨占鎖的通知信息。

本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或計算機程序產品。因此，本發明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。

本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各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，或者對其中部分或者全部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脫離本發明各實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求和說明書的范圍當中。