一种试拉作业非预期移动防护方法、设备及储存介质

技术领域

本发明涉及城市轨道交通信号系统，尤其是涉及一种试拉作业非预期移动防护方法、设备及储存介质。

背景技术

在城市轨道交通信号系统中，执行全自动联挂作业列车的机械钩联挂上后，去联挂列车将执行试拉作业向车尾方向施加牵引，试拉作业过程中车钩可能断裂，将导致试拉列车移动比较剧烈，这种非预期移动可能导致严重的行车安全事故，例如试拉列车进入道岔未锁闭区域引起挤岔脱轨，或者与后方列车发送碰撞。

经过检索，中国专利公开号CN113844506A公开了一种列车自动试拉方法及装置，具体公开了接收ATS系统发送的试拉命令；响应于所述试拉命令，向目标区域控制器发送试拉申请锁闭信息，以使得所述目标区域控制器在满足试拉条件的情况下，向第一列车的车载控制器发送表示允许试拉的第一信息；接收所述目标区域控制器发送的所述第一信息之后，控制所述第一列车进行试拉；基于所述第一列车在所述试拉过程中的状态信息，确定所述试拉的结果，该现有专利的目的是为了能对列车进行更高效的自动试拉，从而能对列车进行更高效的自动试拉；但是并没有涉及具体如何计算试拉区域的内容。

因此对试拉作业过程中列车的非预期移动进行防护，防止其它列车进入危险区域，为试拉作业的列车提供恰当的授权，在保证安全的前提下提高效率，成为需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种试拉作业非预期移动防护方法、设备及储存介质，根据列车和线路属性精确计算试拉作业防护范围，并根据实时的车辆和线路状态选定激活的试拉作业防护路径进行防护，减少了试拉防护影响范围，保证了试拉作业安全高效。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明的第一方面，提供了一种试拉作业非预期移动防护方法，该方法首先根据列车编组类型确定试拉作业区的长度和最大试拉限速，然后根据列车属性和试拉作业区最大试拉限速计算试拉防护区的安全距离，最后从试拉作业区终点开始，沿着试拉方向遍历该安全距离可达的所有可能的路径，生成试拉作业防护路径。

作为优选的技术方案，所述试拉作业区为一段逻辑区段，包括起点、终点和试拉方向，所述试拉作业区配置了支持的试拉列车编组类型以及试拉作业区内所有限制列车在试拉方向上移动的线路对象。

作为优选的技术方案，所述试拉防护区为试拉作业列车超出试拉作业区后，触发紧急制动后直至停止的运行区域；

所述试拉防护区的安全距离具体计算为：列车定位超出试拉作业区瞬间的列车速度是最大试拉限速且具有最大牵引加速度，考虑最差的列车牵引切除延时、制动施加延时下，列车紧急制动直至停止过程中的运行距离作为试拉防护区的安全距离。

作为优选的技术方案，所述试拉作业防护路径的配置信息包括该路径下的道岔和道岔位置信息，路径终点信息，该路径下的路径防护区和敌对区信息，以及试拉作业防护路径内所有限制列车在试拉方向上移动的线路对象。

作为优选的技术方案，该方法通过试拉区授权状态机管理试拉作业区中实施试拉作业的列车，并管理试拉防护区的激活试拉作业防护路径。

作为优选的技术方案，所述试拉区授权状态机包括以下状态：

状态S1，为试拉区授权状态机出清状态；状态S2，为试拉区授权状态机等待状态；状态S3，为试拉区授权状态机授权状态；状态S4，为试拉区授权状态机异常状态。

作为优选的技术方案，所述状态S1为状态机的初始化状态，在该出清状态下，ZC不向连锁发送试拉锁闭请求，ZC向试拉请求列车回复不授权试拉；

所述状态S2为状态机的等待状态，在该等待状态下，ZC将激活的试拉作业防护路径的防护区设置为限制状态，向连锁发送试拉锁闭请求，并向试拉请求列车回复等待授权试拉；

所述状态S3为状态机的授权状态，在该授权状态下，ZC将维持设置试拉作业防护路径的防护区为限制状态，维持向连锁发送试拉锁闭请求，并向试拉请求列车回复授权试拉；

所述状态S4为状态机的异常状态，在该异常状态下，ZC将维持设置试拉作业防护路径的防护区为限制状态，维持向连锁发送试拉锁闭请求，并向试拉请求列车回复不授权试拉，等待试拉列车制动停稳。

作为优选的技术方案，所述状态S1跳转状态S2，其跳转条件为试拉请求列车完全位于试拉作业区且满足试拉条件，试拉作业区可用，激活试拉作业防护路径有效且没有其它列车进入；

其中状态跳转时，ZC将设置激活试拉作业防护路径所关联的所有路径防护区为限制态，设置激活试拉作业防护路径所关联的所有路径敌对区为占用状态，并设置试拉列车状态机锁闭。

作为优选的技术方案，所述ZC将设置激活试拉作业防护路径所关联的所有路径防护区为限制态具体为：

当路径防护区被设置为限制后，沿着路径防护区方向的移动授权计算将受到限制，如果列车的移动授权曾经进入路径防护区内，新的移动授权将回缩到路径防护区外方，并触发ZC请求列车提供新的停车保证，当收到列车提供停车保证后，ZC将路径防护区中记录的移动授权移除。

作为优选的技术方案，所述状态S2跳转状态S1，其跳转条件为试拉请求列车、试拉作业区或试拉作业防护路径不满足试拉条件；其中状态跳转时，激活试拉作业防护路径所关联的所有路径防护区将取消设置为限制态，激活试拉作业防护路径所关联的所有路径敌对区将取消设置为占用状态，并取消设置试拉列车状态机锁闭。

作为优选的技术方案，所述状态S2跳转状态S3，其跳转条件为：

试拉请求列车、试拉作业区或试拉作业防护路径满足试拉条件，联锁报告试拉锁闭，激活试拉作业防护路径所关联的所有路径防护区都没有被列车移动授权侵入。

作为优选的技术方案，所述状态S3跳转状态S1，其跳转条件为：

试拉列车不再发送试拉请求且其它试拉条件都满足，试拉过程正常结束，其中其它试拉条件包括试拉作业区、试拉作业防护路径和联锁试拉锁闭均满足试拉，所述状态S3跳转状态S1时执行动作与状态S2跳转状态S1相同。

作为优选的技术方案，所述状态S3跳转状态S4，其跳转条件为试拉请求列车、试拉作业区或试拉作业防护路径任一不满足试拉条件；

其中状态跳转时，ZC将启动计时器，等待试拉列车紧急制动直至停稳。

作为优选的技术方案，所述状态S4跳转状态S1，其跳转条件为计时器期满，所述状态S4跳转状态S1时执行动作与状态S2跳转状态S1相同。

根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。

根据本发明的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。

与现有技术相比，本发明通过设置试拉作业区、试拉防护区和试拉作业防护路径，以保证列车在试拉移动时，其它列车不会进入试拉防护区，防止发生碰撞和侧冲；同时，本发明根据列车和线路属性精确计算试拉作业防护范围，并根据实时的车辆和线路状态选定激活的试拉作业防护路径进行防护，减少试拉防护影响范围，保证试拉作业安全高效。

附图说明

图1为本发明的试拉区试拉授权状态机图；

图2为本发明发散道岔处试拉作业防护路径示意图；

图3为本发明汇聚道岔处试拉作业防护路径示意图。

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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

本发明为试拉作业列车非预期移动提供防护，在保证安全的前提下尽可能提高作业效率的ZC试拉作业管理方法，该方法基于特定的支持列车试拉作业区域，称为试拉区(简称THA)，由试拉作业区和试拉防护区组成。正常情况下列车在试拉作业区完成试拉作业。当试拉作业列车车身超出试拉作业区时车载ATP触发紧急制动，列车在冲出试拉防护区之前停车。ZC根据试拉作业区、试拉防护区的管理状态，管理发送给联锁设备的试拉锁闭请求，限制列车的移动授权和触发停车保证请求，根据线路和其它列车状态计算试拉作业列车的试拉授权。

其中试拉作业区是一段逻辑区段，包含起点、终点和试拉方向，试拉作业区配置了支持的试拉列车编组类型，试拉作业区的长度和最大试拉限速根据支持的列车编组类型决定。正常情况下列车在试拉作业区完成试拉作业，当试拉作业列车车身超出试拉作业区时车载ATP触发紧急制动。

试拉作业区内所有限制列车在试拉方向上移动的线路对象(如果车库门，侧冲防护区，脱轨防护区，紧急疏散防护区等)都关联到试拉作业区。

试拉作业区的关联了试拉防护区。从列车定位超出试拉作业区开始，列车所能运行的最大距离为该试拉防护区的安全距离。最坏场景下，列车定位超出试拉作业区瞬间的列车速度是最大试拉限速且具有最大牵引加速度，考虑最差的列车牵引切除延时、制动施加延时下，列车紧急制动直至停止过程中的运行距离作为试拉防护区的安全距离。从试拉作业区终点开始，沿着试拉方向遍历该安全距离可达的所有可能的路径，生成试拉作业防护路径。试拉防护区由一到多条试拉作业防护路径组成。

试拉作业防护路径(简称THA_Protect_Chain)的配置信息包含了该路径下的道岔和道岔位置信息，以及路径终点信息。该路径终点与试拉作业区终点之间的距离等于试拉防护区的安全距离。每周期ZC将根据联锁报告的道岔位置状态实时判定试拉作业防护路径是否成立。在同一时刻，一个试拉作业区关联的多条试拉作业防护路径最多只有一条成立，该路径被称为激活试拉作业防护路径。

试拉作业防护路径的配置信息包含了该路径下的路径防护区(简称Chain_Protect_Zone)信息。该路径防护区根据试拉作业防护路径的道岔进行拆分，路径防护区不能跨越道岔的两端。路径防护区的方向与试拉方向相反。当试拉作业防护路径进入道岔的警冲标内时，将该道岔关联的可能进入试拉作业防护路径的区域也加入路径防护区，该区域的长度根据警冲标位置决定，方向为进入试拉作业防护路径的方向。

试拉作业防护路径的配置信息包含了该路径下的敌对区(简称Chain_Conflict_Zone)信息。该路径敌对区根据试拉作业防护路径的道岔进行拆分，路径敌对区不能跨越道岔的两端。路径敌对区的方向与试拉方向相同。如果存在其它试拉区的试拉作业防护路径与当前试拉作业防护路径重叠，需要将重叠区域也加入双方各自的路径敌对区。

如图1所示，试拉区安全防护和列车试拉授权根据试拉区授权状态机的运行状态计算，该状态机包含下述状态：

状态S1、为试拉区授权状态机出清状态；

状态S2、为试拉区授权状态机等待状态；

状态S3、为试拉区授权状态机授权状态；

状态S4、为试拉区授权状态机异常状态。

所述的状态S1具体为：试拉区授权状态机初始化状态，在该状态下，ZC不向连锁发送试拉锁闭请求。如果列车向ZC发送试拉请求，ZC向列车回复不授权试拉。

所述的状态S2具体为：试拉区授权状态机等待状态，在该状态下，ZC将激活的试拉作业防护路径的防护区(Chain_Protect_Zone)设置为限制状态；向连锁发送试拉锁闭请求，并等待连锁锁闭。如果存在列车的移动授权进入限制的Chain_Protect_Zone且移动授权方向与Chain_Protect_Zone方向相同，ZC将等待该车停车保证不会进入激活试拉作业防护路径的防护区。对于发送试拉请求的列车，ZC将回复等待授权试拉。

所述的状态S3具体为：试拉区授权状态机授权状态，在该状态下，ZC将试拉作业防护路径的防护区(Chain_Protect_Zone)维持设置为限制状态；维持向连锁发送试拉锁闭请求。对于发送试拉请求的列车，ZC将回复授权试拉。

所述的状态S4具体为：试拉区授权状态机异常状态，在该状态下，ZC将试拉作业防护路径的防护区(Chain_Protect_Zone)维持设置为限制状态；维持向连锁发送试拉锁闭请求；等待试拉列车制动停稳。对于发送试拉请求的列车，ZC将回复不授权试拉。

当满足下列条件时，状态机从S1跳转到S2状态：

条件C1、列车A发送试拉请求；

条件C2、列车A是位置报告有效的CBTC列车，列车A的驾驶模式在授权联挂驾驶模式中，列车A头部端车钩报告仅机械钩联挂，列车A头部方向的下一列车是列车B，列车B指向列车A端的车钩也是仅机械钩联挂，列车A关联的编组合法，列车A是其关联编组的主控车，列车A关联的编组完全位于试拉作业区内，列车A的头部方向与试拉方向相反，列车A关联的编组类型属于该试拉作业区所支持的试拉列车编组类型；

条件C3、试拉作业区所关联的所有限制列车在试拉方向上移动的线路对象(如果车库门，侧冲防护区，脱轨防护区，紧急疏散防护区等)都不处于限制态；

条件C4、试拉区所关联试拉防护区中，存在一个道岔在指定位置联通的试拉作业防护路径，称为THA激活试拉作业防护路径；

条件C5、THA激活试拉作业防护路径所关联的所有限制列车在试拉方向上移动的线路对象(如果车库门，侧冲防护区，脱轨防护区，紧急疏散防护区等)都不处于限制态；

条件C6、THA激活试拉作业防护路径所关联的所有路径防护区(Chain_Protect_Zone)都没有被列车A编组之外的其它列车(包含其包络)进入；

条件C7、列车A没有被状态机锁闭，并且THA激活试拉作业防护路径所关联的所有路径防护区(Chain_Protect_Zone)都没有被占用。

当上述条件(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7)全部满足，状态机将从S1跳转到S2状态，ZC将THA激活试拉作业防护路径所关联的所有路径防护区(Chain_Protect_Zone)设置为限制；将THA激活试拉作业防护路径所关联的所有路径敌对区(Chain_Conflict_Zone)设置为占用；向连锁发送试拉锁闭请求；将列车A设置为状态机锁闭，并记录试拉列车信息、激活试拉作业防护路径到状态机。

当路径防护区(Chain_Protect_Zone)被设置为限制后，沿着路径防护区方向的移动授权计算将受到限制，如果列车的移动授权曾经进入路径防护区内，新的移动授权将回缩到路径防护区外方，这将触发ZC请求列车提供新的停车保证，当收到列车提供停车保证后，ZC可以将路径防护区中记录的移动授权移除。

当上述条件(C1、C2、C3、C4、C5、C6)或下述条件C8任意一条不满足时，状态机从S2跳转到S1状态：

条件C8、状态机记录的试拉列车的状态信息、THA激活试拉作业防护路径信息与进入等待状态S2时相比保持不变；

当状态机从S2跳转到S1状态时，ZC将状态机记录的THA激活试拉作业防护路径所关联的所有路径防护区(Chain_Protect_Zone)取消限制；将该防护路径所关联的所有路径敌对区(Chain_Conflict_Zone)取消占用；将列车A取消状态机锁闭，并清除状态机记录的信息。

当上述条件(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C8)全部满足，并且下述条件(C9、C10)也满足时，状态机从S2跳转到S3状态：

条件C9、试拉区关联的联锁报告试拉锁闭；

条件C10、THA激活试拉作业防护路径所关联的所有路径防护区(Chain_Protect_Zone)都没有被列车移动授权侵入。

当状态机将从S2跳转到S3状态时，ZC将THA激活试拉作业防护路径所关联的所有路径防护区(Chain_Protect_Zone)维持为限制；维持向连锁发送试拉锁闭请求。

当上述条件(C2、C3、C4、C5、C7、C8、C9、C10)全部满足，但上述条件C1不满足时，状态机从S3跳转到S1状态，ZC将THA激活试拉作业防护路径所关联的所有路径防护区(Chain_Protect_Zone)取消限制；将THA激活试拉作业防护路径所关联的所有路径敌对区(Chain_Conflict_Zone)取消占用；将列车A取消状态机锁闭，并清除状态机记录的信息。

当上述条件(C2、C3、C4、C5、C7、C8、C9、C10)任意不满足时，状态机从S3跳转到S4状态，ZC将THA激活试拉作业防护路径所关联的所有路径防护区(Chain_Protect_Zone)维持为限制；维持向连锁发送试拉锁闭请求。

当状态机处于S4状态时，ZC将启动计时器，在计时期满后，状态机将从S4跳转到S1状态。其中计时器的计时时间根据最坏场景下试拉列车停车时间确定：即列车定位超出试拉作业区瞬间的列车速度是最大试拉限速且具有最大牵引加速度，考虑最差的列车牵引切除延时、制动施加延时下，列车紧急制动直至停止所需时间。

图2为发散道岔处试拉作业防护路径示意图。其中列车T_1是试拉请求列车，列车T_2是被挂列车，T_1车头方向朝向T_2且车钩是仅机械钩联挂，T_2朝向T_1端车钩也是仅机械钩联挂，T_1完全位试拉作业区域内，该区域支持T_1的按照试拉方向进行试拉。试拉防护区内包含一个发散道岔P1,试拉防护区包含2条试拉作业防护路径，命名道岔位于定位时的路径为THA_Protect_Chain_1,命名道岔位于定位时的路径为THA_Protect_Chain_2。试拉作业防护路径THA_Protect_Chain_1的路径防护区包含Z_3、Z_4和Z_6，其中Z_6是用于侧冲防护；其路径敌对区包含Z_1和Z_2。试拉作业防护路径THA_Protect_Chain_2的路径防护区包含Z_3、Z_6和Z_4，其中Z_4是用于侧冲防护；其路径敌对区包含Z_1和Z_5。

图3为汇聚道岔处试拉作业防护路径示意图。试拉防护区内包含一个汇聚道岔P2,该试拉防护区包含1条试拉作业防护路径，当道岔位于定位时该路径成立，命名该路径名为THA_Protect_Chain_3。试拉作业防护路径THA_Protect_Chain_3的路径防护区包含Z_3、Z_4和Z_5，其中Z_5是用于侧冲防护；THA_Protect_Chain_3的路径敌对区包含Z_1和Z_2，假如道岔P2的反位也存在另一个试拉防护区的试拉作业防护路径且其路径防护区包含Z_6的话，也需要将Z_5加入THA_Protect_Chain_3的路径敌对区。

当图3中列车T_1被判定符合试拉作业条件时，状态机从状态S1跳入状态S2,ZC向联锁发送试拉锁闭请求,回复列车T_1等待试拉授权，并将路径防护区Z_3、Z_4、Z_5设置为限制状态。Z_3、Z_4、Z_5为限制态时，移动授权计算不能进入这些区域，如果存在列车的移动授权已经进入将引发该车移动授权回缩并请求停车保证，ZC收到列车停车保证后可将路径防护区中该车的移动授权侵入删除。当联锁确认该试拉区锁闭，并且Z_3、Z_4、Z_5中不存在移动授权侵入时，状态机从状态S2跳入状态S3,ZC将授权列车T_1试拉授权，并维持试拉锁闭请求和维持路径防护区为限制状态。当列车T_1试拉过程中发生车钩断裂等非正常场景时，状态机从状态S3跳入状态S4,列车T_1将不被授权试拉，ZC维持试拉锁闭请求和维持路径防护区为限制状态,等待列车T_1紧急制动直到停止，计时期满后状态机可从状态S4跳入状态S1。如果列车T_1试拉过程正常结束，在T_1停止发送试拉请求后状态机可从状态S3跳入状态S1。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过电子设备及储存介质实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。

本发明电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。

设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如本发明方法。例如，在一些实施例中，本发明方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的本发明方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行本发明方法。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。

用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。