一种基于目视授权发车的方法和系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种基于目视授权发车的方法和系统。

背景技术

现有技术中，通常采用以下两种方式发车：

（1）采用司机人工负责方式发车；

在城轨领域中，由司机直接观察地面信号机显示驾驶列车低速运行，当列车走过地面应答器后完成列车初始定位，再具备获取后续运行许可条件。

在普速铁路中，先由司机通过人机界面输入所在车站及股道信息完成列车粗略定位记录，以便车载设备进行线路数据初始化工作，再由司机直接观察地面信号机显示驾驶列车低速运行，当列车已经越过地面信号机后完成列车初始定位，才具备列车运行监控记录功能。

（2）采用安全车载设备负责读取地面轨道电路发码信息方式发车；

在我国高铁领域中，无论CTCS-3级线路还是CTCS-2级线路，在列车始发站，都要求按CTCS-2级下的部分监控模式发车。该模式下，车载设备读取到轨道发码许可信息后，生成最高限速45Km/h的顶棚速度监控线，允许列车前行，但不告知列车可走多远。若当线路条件发生变化时，轨道电路会提供禁止信息，此时车载将会直接制动停车。因此该方案就相当于告知了列车一个信号开发和关闭的二元信息，当列车走过地面应答器后完成列车初始定位，再具备获取后续行车许可条件。

因此，列车始发时，车载设备将上电启动运行。因列车尚处于静止状态，无法获取准确安全的初始定位信息，导致无法获取前方线路数据信息，地面控制设备也较难以发出有效的行车许可告知该列车的发车方向。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于目视授权发车的方法和系统，通过车地无线通信传输具有发车许可条件的目视授权，实现车载设备监控列车安全运行。

为实现上述目的，本发明提供一种基于目视授权发车的方法，包括：

无线闭塞中心系统根据当前情况进行判断是否能够进行目视授权，当所述无线闭塞中心系统能够生成目视授权指令并发送至车载设备时；

所述车载设备接收目视授权指令，并按照目视模式监控列车安全运行。

进一步的，所述无线闭塞中心系统根据当前情况进行判断是否能够进行目视授权，包括，

所述无线闭塞中心系统接收所述车载设备发送的列车发车信息和行车许可请求，当发车进路信息开放时，所述无线闭塞中心系统生成目视授权指令并发送至车载设备。

进一步的，所述无线闭塞中心系统根据当前情况进行判断是否能够进行目视授权，包括，

所述当前情况还包括：

所述无线闭塞中心系统接收所述车载设备在所述目视模式下发送的位置报告时；或，

所述无线闭塞中心系统接收到外部设备发送的信息或内部逻辑判断出最新目视授权范围有变化时。

进一步的，所述目视模式的状态包括有授权状态和无授权状态；

所述目视模式的状态通过所述车载设备上的人机界面进行显示。

进一步的，在所述目视模式有授权状态下：

当发车进路信息开放时，所述人机界面显示有授权状态的目视模式和最高允许速度；

当发车进路信息关闭时，所述人机界面显示有授权状态的目视模式和0Km/h允许速度；

在所述目视模式无授权状态下，所述人机界面显示无授权状态的目视模式和固定允许速度。

进一步的，所述列车在进入目视模式之前，需要依次完成车载设备启动流程、列车完整性检查操作流程、所述列车发车信息的录入和目视模式授权许可条件确认；

其中，所述列车发车信息的录入通过车载设备的人机界面进行输入。

进一步的，所述列车发车信息的录入通过车载设备的人机界面进行输入，包括，

在所述人机界面输入列车所在的车站名称拼音信息，所述车载设备通过电子地图进行检索，获取所述列车的相关车站名称信息，并对所述列车的相关车站名称信息进行确认；

在所述人机界面输入所述列车的股道号和发车方向，所述车载设备通过电子地图映射获取所述列车的出站应答器编号信息，形成列车粗略定位信息包。

进一步的，所述列车发车信息录入完后，通过所述车载设备向所述无线闭塞中心系统发送行车许可请求和所述列车粗略定位信息包；

当发车近路信号开放时，所述无线闭塞中心系统向所述车载设备发送目视授权指令；

当所述车载设备接收到所述目视授权指令后，通过确认使列车进入目视模式的有授权状态。

进一步的，所述目视授权指令包括目视授权消息M2和目视授权下的应答器列表包；

其中，所述目视授权消息为基于监控距离的授权，所述监控距离为允许列车运行的距离范围；若列车允许发车，则监控距离大于0米；

所述目视授权下的应答器列表包为基于监控距离范围内的途径应答器组列表；

所述车载设备根据所述监控距离的终点计算列车的速度监控曲线。

进一步的，所述应答器组列表包括：

若列车只有粗略定位且目视授权的监控距离大于0米时，所述应答器列表包括：股道定位应答器、发车方向出站应答器、发车进路及一离去区段范围内的全部实体和虚拟应答器组；

若列车有LRBG精确定位且目视授权的监控距离大于0米时，所述应答器组列表包括：列车当前位置前方至一离去区段范围内的全部实体和虚拟应答器组；

若所述列车的目视授权的监控距离为0米时，所述应答器列表为空列表。

进一步的，所述车载设备按照所述目视授权指令对列车进行实时监控，包括：

若列车越过目视授权终点，则触发紧急制动，进入冒进模式，实现冒进防护；其中，目视授权终点为列车监控距离的终点；

若不允许发车，则列车的监控距离为0米，即目视授权终点为所述列车的头部位置；

对于所述应答器列表包中存在的应答器组，所述列车途径过程中正常通过；

对于所述应答器列表包中没有的应答器组，所述列车触发紧急制动，进入冒进模式，实现冒进防护；

若所述车载设备没有接收到无线闭塞中心系统发送的所述应答器列表包时，所述列车可以通过途径的所有应答器组；

若所述车载设备接收到无线闭塞中心系统发送的所述应答器列表包为空时，所述列车不能通过任何一组应答器。

进一步的，若不允许发车，则列车的监控距离为0米，包括，

当列车处于停车状态时，则不触发制动；

当列车处于运行状态时，则会触发制动，进入冒进模式。

进一步的，所述车载设备按照所述目视授权指令对列车进行实时监控，还包括：

若车载设备接收的所述目视授权消息超过预定时间没有更新，则触发常用制动停车；

停车后，所述车载设备重置授权监控距离为0米，并清空所述应答器列表包；

将列车从目视模式的有授权状态切换为无授权状态进行前行。

进一步的，所述无线闭塞中心系统计算目视授权的监控距离范围，包括，

所述无线闭塞中心系统根据所述列车发车信息绑定出站信号机关联的发车进路，计算目视授权的监控距离，并确认所述列车发车信息是否有误；

其中，所述目视授权的监控距离为所述发车进路与一离去区段长度之和。

进一步的，若存在以下任一情况，则所述无线闭塞中心系统计算的所述监控距离为0米：

所述无线闭塞中心系统与列车所在车站的联锁设备中断时；

站间计轴状态为“占用”，并且所述无线闭塞中心系统根据内部逻辑判断有隐藏车进入区间时；

检测到多个列车定位数据绑定在同一发车进路时；

列车的发车位置信息描述的股道状态处于非占用状态时；

列车所在股道上对应的发车进路信号关闭时；

列车发车信息描述的股道出站位置与列车初始定位信息不是同一股道发车口方向。

基于同一发明构思，本发明还提供一种基于目视授权发车的系统，包括无线闭塞中心系统和列车的车载设备，

所述无线闭塞中心系统，用于接收车载设备发送的列车发车信息和行车许可请求，若发车进路信号开放，生成目视授权指令向所述车载设备发送；

所述车载设备，用于接收目视授权指令，并按照目视模式监控列车安全运行。

本发明的技术效果和优点：1、本发明由地面设备无线闭塞中心系统在无列车具体位置条件下，实现对司机输入的列车发车信息的安全校核功能，并结合前方发车进路条件自动实时生成目视授权许可信息，从而通过车地无线通道提供给安全车载设备监控列车运行。车载设备负责根据目视授权许可信息监控列车允许行驶的安全距离，有效保障了发车安全性和高效性，可不依赖地面轨旁设备（包括轨道电路和地面信号机），有利于工程建设和少维护要求；

2、本发明的发车许可信息不采用轨道电路信息和地面信号机显示方式，从而无需复杂的轨道电路信息编码逻辑控制功能，也易适用广大采用计轴方式实现列车占用检查的城轨或海外线路，更有利于工程建设和少维护要求，具有更为广泛的适用性；

3、本发明基于车地无线通信系统架构实现，可在大多既有列控系统中通过软件适配实现，无需修改硬件，具有广泛的易实施性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种基于目视授权发车的方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例的一种基于目视授权发车的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决现有技术的不足，针对始发列车，本发明实施例公开了一种基于目视授权发车的方法，如图1所示，包括以下步骤：

无线闭塞中心系统根据当前情况进行判断是否能够进行目视授权；

当所述无线闭塞中心系统能够生成目视授权指令时，所述无线闭塞中心系统通过车地无线通道发送至车载设备；

所述车载设备接收目视授权指令，并按照目视模式监控列车安全运行。

其中，无线闭塞中心系统根据当前情况进行判断是否能够进行目视授权，所述当前情况包括以下任一情况：

所述无线闭塞中心系统接收所述车载设备发送的列车发车信息和行车许可请求时；

所述无线闭塞中心系统接收所述车载设备在所述目视模式下发送的位置报告时；

所述无线闭塞中心系统接收到外部设备发送的信息或内部逻辑判断出最新目视授权范围有变化时。

考虑到目视模式运用地点不同会存在不同驾驶需求，ATP将目视模式划分为“有授权状态”和“无授权状态”两种。

“有授权状态”用于正常条件下始发列车在股道上目视授权发车下的授权许可和冒进防护；

“无授权状态”用于车地通信故障等特殊情况下股道发车或在车站咽喉、区间线路等非股道区域的目视前行。

所述目视目视模式的当前工作状态，通过所述车载设备上的人机界面想司机进行实时显示：即“目视”模式用黄色底框标注无授权状态，用无底框标注为有授权状态。

在所述目视模式有授权状态下：

当发车进路信息开放时，所述人机界面显示有授权状态的目视模式和最高20Km/h允许速度；表示司机可按允许速度控制列车运行至目标停车点；

当发车进路信息关闭时，所述人机界面显示有授权状态的目视模式和0Km/h允许速度；表示禁止列车移动；

在所述目视模式无授权状态下：所述人机界面显示无授权状态的目视模式和固定允许速度；表示司机在控制列车每运行一定距离（例如200M）或一定时间（例如60s）需确认一次后才可继续前行。

在一些具体的实施例中，始发列车的车载设备上电处于待机模式下，列车初始无位置。列车在进入目视模式之前，需要依次完成车载设备启动流程、列车完整性检查操作流程、所述列车发车信息的录入和目视模式授权许可条件确认；

当列车头部在站内股道上时，由司机通过车载设备的人机界面输入列车发车信息，包括车站站名、股道号和选择发车方向。

在车载设备中预先下载电子地图，该电子地图文件定义了以下关联信息，如表1所示：

表1

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所述列车发车信息的录入通过车载设备的人机界面进行输入，包括以下操作：

司机在所述人机界面输入列车所在的车站名称拼音信息，所述车载设备通过电子地图进行检索，获取所述列车的相关车站名称信息进行显示，并对所述列车的相关车站名称信息进行确认；

司机在所述人机界面输入所述列车的股道号和发车方向，所述车载设备通过电子地图自动映射获取所述列车的出站应答器编号信息，形成列车粗略定位信息CTCS-136包，所述包格式可自定义调整；具备包格式定义如表2所示：

表2

所述列车发车信息录入完后，司机按压“启动”键，即可触发所述车载设备向所述无线闭塞中心系统发送行车许可请求和所述列车粗略定位信息（采用M132+P0+CTCS136）；

当发车近路信号开放时，所述无线闭塞中心系统向所述车载设备发送目视授权指令；当所述车载设备接收到所述目视授权指令后，车载设备的人机界面通过文本或语音提示司机确认列车已转为目视模式，司机进行确认后，列车进入目视模式的有授权状态。

在一些具体的实施例中，目视授权指令是由允许列车运行的监控距离和途径应答器列表所构成。本发明参考ETCS车地通信语言定义，选取目视授权消息M2和目视授权下的应答器列表包构成所述目视授权。

其中，所述目视授权消息为基于监控距离的授权，所述监控距离为允许列车运行的距离范围；若列车允许发车，则监控距离大于0米；所述车载设备根据所述监控距离的终点计算列车的速度监控曲线。

坡度数据默认按最不利坡度-6‰计算。所述目视授权下的应答器列表包为基于监控距离范围内的途径应答器组列表；其中，所述应答器组列表包括：

若列车只有粗略定位且目视授权的监控距离大于0米时，所述应答器列表包括：股道定位应答器、发车方向出站应答器、发车进路及一离去区段范围内的全部实体和虚拟应答器组；

若列车有LRBG精确定位且目视授权的监控距离大于0米时，所述应答器组列表包括：列车当前位置前方至一离去区段范围内的全部实体和虚拟应答器组；

若所述列车的目视授权的监控距离为0米时，所述应答器列表为空列表。

在一些具体的实施例中，所述车载设备按照所述目视授权指令对列车进行实时监控，包括：

若列车越过目视授权终点，则触发紧急制动，进入冒进模式，实现冒进防护；其中，目视授权终点为列车监控距离的终点；

若不允许发车，则列车的监控距离为0米，即目视授权终点为所述列车的头部位置；当列车处于停车状态时，则不触发制动；当列车处于运行状态时，则会触发制动，进入冒进模式。

对于所述应答器列表包中存在的应答器组，所述列车途径过程中正常通过；

对于所述应答器列表包中没有的应答器组，所述列车触发紧急制动，进入冒进模式，实现冒进防护；

若所述车载设备没有接收到无线闭塞中心系统发送的所述应答器列表包时，所述列车可以通过途径的所有应答器组；

若所述车载设备接收到无线闭塞中心系统发送的所述应答器列表包为空时，所述列车不能通过任何一组应答器。

在一些具体的实施例中，所述车载设备按照所述目视授权指令对列车进行实时监控，还包括：

若车载设备接收的所述目视授权消息持续超过预定时间（例如30s）没有更新，则触发常用制动停车；停车后，所述车载设备重置授权监控距离为0米，并清空所述应答器列表包；

司机可以通过按压“目视”键，将列车从目视模式的有授权状态切换为无授权状态，驾驶列车前行。

在一些具体的实施例中，所述无线闭塞中心系统向所述车载设备实时计算和提供目视授权的监控距离范围包括：

所述无线闭塞中心系统根据所述列车发车信息绑定出站信号机关联的发车进路，计算目视授权的监控距离，并确认所述列车发车信息是否有误；

其中，所述目视授权的监控距离为所述发车进路与一离去区段长度之和。

若存在以下任一情况，则所述无线闭塞中心系统计算的所述监控距离为0米：

所述无线闭塞中心系统与列车所在车站的联锁设备中断时；

站间计轴状态为“占用”，并且所述无线闭塞中心系统根据内部逻辑判断有隐藏车进入区间时；

检测到多个列车定位数据绑定在同一发车进路时；可防范司机输入错误的发车信息；

列车的发车位置信息描述的股道状态处于非占用状态时；可防范司机输入错误的发车信息；

列车所在股道上对应的发车进路信号关闭时；

列车发车信息描述的股道出站位置与列车初始定位信息不是同一股道发车口方向；可防范司机输入错误的发车信息。

基于同一发明构思，本发明提供一种基于目视授权发车的系统，如图2所示，包括无线闭塞中心系统和列车的车载设备，

所述无线闭塞中心系统，用于接收车载设备发送的列车发车信息和行车许可请求，若发车进路信号开放，生成目视授权指令向所述车载设备发送；

所述车载设备，用于接收目视授权指令，并按照目视模式监控列车安全运行。

关于上述实施例中的系统，其中各个单元模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本发明由地面设备无线闭塞中心系统在无列车具体位置条件下，实现对司机输入的列车发车信息的安全校核功能，并结合前方发车进路条件自动实时生成目视授权许可信息，从而通过车地无线通道提供给安全车载设备监控列车运行。车载设备负责根据目视授权许可信息监控列车允许行驶的安全距离，有效保障了发车安全性和高效性，可不依赖地面轨旁设备（包括轨道电路和地面信号机），有利于工程建设和少维护要求。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。