本發明涉及軌道交通技術領域，尤其涉及一種應用于高速鐵路的自動駕駛系統。

背景技術：

近年來，自動駕駛(automatictrainoperation，簡稱ato)技術在地鐵中得到廣泛的應用。ato設備根據列車超速防護設備(automatictrainprotection，簡稱atp)的控制曲線，實現列車自動加減速、進站精確停車和車門/屏蔽門的聯動控制等功能。

高速鐵路由于線路狀況、運行速度和設備配置都比地鐵復雜，所以自動駕駛技術在高速鐵路一直未得到應用。目前，我國250km/h以上的高速鐵路采用的是ctcs-3級列控系統。ctcs-3級列控系統中，車載配置的為列車超速防護設備(atp)。它根據地面設備發送的線路信息，計算允許列車安全運行的最大速度和距離，當列車速度超過允許速度或距離時，自動輸出報警或制動命令。目前的ctcs-3級列控系統仍以司機控制為主，不具備自動駕駛的相關功能。由于高速鐵路線路較長，若應用自動駕駛技術，將極大的減輕司機的勞動強度，提高了設備的自動化程度和運輸效率。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種應用于高速鐵路的自動駕駛系統，可以在高速鐵路實現列車的自動駕駛，從而減輕司機的勞動強度，提高了設備的自動化程度和運輸效率。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種應用于高速鐵路的自動駕駛系統，包括：車載atp設備、車載ato設備、地面設備、聯鎖設備以及調度集中系統；其中，所述車載atp設備分別與地面設備及車載ato設備相連，車載atp設備與地面設備通過gsm-r網絡電路交換數據業務實現車地雙向傳輸；地面設備還分別與聯鎖設備以及調度集中系統相連；所述地面設備中包含有精確定位的無源應答器，用于列車進站對標停車；所述地面設備中的無線閉塞中心具有ato相關信息的處理功能，以實現ato相關信息的轉發。

所述地面設備包括：無線閉塞中心、列控中心、臨時限速服務器、軌道電路、有源應答器、無源應答器及軌旁電子單元；所述無線閉塞中心、臨時限速服務器、列控中心、軌旁電子單元以及有源應答器依次連接，所述列控中心還與軌道電路連接，所述無源應答器布置在股道上，直接與車載atp設備中的應答器天線通信。

所述車載ato設備用于控制列車自動駕駛，需要從地面設備獲取包含運行計劃與pis信息的ato相關信息。

所述ato相關信息的數據流向為：調度集中系統→無線閉塞中心→gsm-r無線網絡→車載atp設備→車載ato設備。

ato相關信息的傳輸限制如下：

無線閉塞中心根據車載atp設備的位置報告判斷列車經過出站口，并且只有當前在空閑狀態時，通過gsm-r無線網絡向車載atp設備發送ato相關信息；同時，車載atp設備向無線閉塞中心報告列車位置時增加了一個標識，無線閉塞中心根據該標識確定是否需要發送ato相關信息；

車載atp設備收到ato相關信息后，向無線閉塞中心回復確認消息，若無線閉塞中心收到atp的回復確認，則不再重復發送；若無線閉塞中心未收到車載atp設備的回復確認，則在本運行區間最多發送n次；

若ato相關信息未發生變化，無線閉塞中心不重復發送。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，基于高速鐵路既有的ctcs-3級列控系統，地面設備中增加精確定位的應答器，車載增加ato設備，車地之間通過既有的無線通道進行運行計劃等ato相關信息的傳輸，從而在高速鐵路實現列車的自動駕駛，將極大的減輕司機的勞動強度，提高了設備的自動化程度和運輸效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例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明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，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附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種應用于高速鐵路的自動駕駛系統的示意圖。

具體實施方式

下面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，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

圖1為本發明實施例提供的一種應用于高速鐵路的自動駕駛系統的示意圖，如圖1所示，其主要包括：

車載atp設備、車載ato設備、地面設備、聯鎖設備以及調度集中系統；其中，所述車載atp設備分別與地面設備及車載ato設備相連，車載atp設備與地面設備通過gsm-r網絡電路交換數據業務實現車地雙向傳輸；地面設備還分別與聯鎖設備以及調度集中系統相連；所述地面設備中包含有精確定位的無源應答器，用于列車進站對標停車；所述地面設備中的無線閉塞中心具有ato相關信息的處理功能，以實現ato相關信息的轉發。

還參見圖1，所述地面設備包括：無線閉塞中心、列控中心、臨時限速服務器、軌道電路、有源應答器、無源應答器及軌旁電子單元；所述無線閉塞中心、臨時限速服務器、列控中心、軌旁電子單元以及有源應答器依次連接，所述列控中心還與軌道電路連接，所述無源應答器布置在股道上，直接與車載atp設備中的應答器天線通信。

本發明實施例中，所述車載ato設備用于控制列車自動駕駛，需要從地面設備獲取包含運行計劃與pis(passengerinformationsystem)信息的ato相關信息。

既有的ctcs-3級列控系統基于gsm-r無線網絡通信實現車地信息的雙向傳輸，本發明提出利用ctcs-3級列控系統既有的無線傳輸通道，通過無線閉塞中心和atp傳輸ato相關信息。即，ato相關信息的數據流向為：調度集中系統→無線閉塞中心→gsm-r無線網絡→車載atp設備(無線通信模塊→安全計算機)→車載ato設備。

由于gsm-r網絡為開放式傳輸系統，ctcs-3級列控系統車地之間采用歐洲標準subset037傳輸協議，并在應用層中加上時間戳，達到《gb/t24339.2-2009軌道交通通信、信號和處理系統第2部分：開放式傳輸系統中的安全相關通信》的安全要求。

本發明實施例中，ato相關信息利用ctcs-3級列控系統既有的無線通道和協議傳輸，保證了傳輸過程中的數據安全性。但是由于ctcs-3級列控系統本身需要該通道來傳輸atp控車信息，為避免對既有atp控車信息的影響，ato相關信息的傳輸限制如下：

1)無線閉塞中心根據車載atp設備的位置報告判斷列車經過出站口，并且只有當前在空閑狀態時，通過gsm-r無線網絡向車載atp設備發送ato相關信息；同時，車載atp設備向無線閉塞中心報告列車位置時增加了一個標識，無線閉塞中心根據該標識確定是否需要發送ato相關信息；

本領域技術人員可以理解，車載atp設備可以根據收到的應答器的編號，加上經過這個應答器后的走行距離，形成位置報告，通過無線方式發送給無線閉塞中心。這些應答器可以是地面既有的普通應答器，也可以是精確定位的無源應答器。

2)車載atp設備收到ato相關信息后，向無線閉塞中心回復確認消息，若無線閉塞中心收到atp的回復確認，則不再重復發送；若無線閉塞中心未收到車載atp設備的回復確認，則在本運行區間最多發送n次；

3)若ato相關信息未發生變化，無線閉塞中心不重復發送。

4)還支持裝備/未裝備ato設備的動車組混合運行

如前所述，對于裝備ato設備的動車組，atp設備向無線閉塞中心報告列車位置時增加一個標識。無線閉塞中心根據該標識確定是否需要發送ato相關信息。這樣，可以避免對未裝備ato設備的動車組造成影響，達到裝備/未裝備ato設備的動車組混合運行的技術要求。

本發明上述系統與與既有ctcs-3級列控系統的主要區別如下：

1)地面設備中增加精確定位應答器，用于列車進站精確停車。

2)無線閉塞中心增加ato相關信息的處理，以實現ato相關信息的轉發。

3)調度集中系統增加運行調整功能，以配合ato功能的應用。

4)車載atp設備增加對無線報文中ato相關信息的處理，并轉發給車載ato設備。

5)車載ato設備在車載atp設備的行車許可下，根據線路條件、運行計劃等信息實現列車的自動駕駛。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。