一种基于全自动运行下跨线运营的全线紧急制动处理方法

技术领域

本发明涉及列车运营安全技术领域，具体为一种基于全自动运行下跨线运营的全线紧急制动处理方法。

背景技术

目前城市轨道交通成为广大市民出行的主要交通工具，其基本任务是安全、准时、高效地运送乘客。轨道交通运营安全也逐渐成为运营管理者和广大市民关心的话题之一，同时全自动运行跨线互联互通作为新的技术更新，导致需要应对更多异常场景进行安全可靠处理，给乘客更加方便高效的到达目的地，在运营过程中，一旦线路上有异常情况，例如列车脱轨或者紧急情况需求全线列车停车，这时运营会给设置的全线紧急制动命令，只作用于当前线路，并且此命令状态是由地面LC系统通过MA信息转发给列车ATP，迫使列车紧急停车，防止因异常紧急情况导致发生二次灾害，但是该紧急制动处理方法存在以下两个确定

缺点一：当全线紧急制动命令作用范围是本线，进行跨线的时候，相邻线路的列车获取不到前方线路设置的紧急制动命令，当列车进入相邻线路，列车收到命令紧急制动命令，会立刻在区间紧急停车，容易造成乘客恐慌，影响运营效率；

缺点二：当列车在跨线运营时，有相邻的线路控制器将全线紧急制动命令发送个相邻线路的线路控制器，并转发给列车，造成列车还未进行到前方相邻线路上，就收到全线紧急制动的命令，导致影响列车在本线路上的运营，因此，我们提出一种基于全自动运行下跨线运营的全线紧急制动处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于全自动运行下跨线运营的全线紧急制动处理方法，主要为了解决列车在进行跨线运营时，本线路或者相邻线路设置全线紧急制动命令后，列车在进入相邻线路后紧急制动或者在本线路运行时受到相邻线路全线紧急制动命令的影响，从而快速准确地进行处理，提高运营效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于全自动运行下跨线运营的全线紧急制动处理方法，包括应用于全自动运行系统FAO的控制模块，控制模块包括ATS、与ATS通信连接的线路控制器系统LC、与全自动运行系统FAO通信连接的车载子系统ATP，线路控制器系统LC包括在两个相邻线路分界点两侧设置的共管区域CT以及在共管区域CT内设置的移交线路控制器LC1和接管线路控制器LC2；

LC还包括列车移动授权MA计算模块；

ATP包括速度传感器、测速雷达、里程计和可变数据应答器，ATP分别安装于列车的车头以及车尾，可变数据应答器获取列车移动授权MA；

全线紧急制动处理方法包括如下步骤：

S1：线路控制器系统LC对线路A和线路B的列车进行位置监测，共管区域CT设置在线路A和线路B的交界点处，移交线路控制器LC1位于共管区域CT与线路A的交集处,共管区域CT与线路A的交集处为移交区域，接管线路控制器LC2位于共管区域CT与线路B的交集处，共管区域CT与线路B的交集处接管区域；

S2:ATS用于给LC下发全线紧急制动命令，LC对线路A和线路B所有列车下发紧急制动命令并且将此命令存储到内存中，如发现列车进入线路A和线路B的控制区域内，立刻将存储的紧急制动命令发给进入当前线路A和线路B区域内的列车，线路控制器系统LC发送给列车的紧急制动命令为周期性发送，列车停稳后，同样持续的发送紧急制动命令，防止列车后续移动，直到ATS下发取消全线紧急命令，线路控制器系统LC接收ATS的命令后，线路控制器系统LC不再给列车发生紧急制动命令，线路A和线路B所有的列车正常运行；

S3:LC接收列车在共管区域CT中LC1发送的移交申请，LC2开始为当前申请移交的列车计算线路B区域内的移动授权MA，如果不能计算出，LC向LC1发送禁止驶入命令，并且告知原因是无法计算移动授权MA；如果计算出移动授权MA，则对线路B区域内是否有全线紧急制动命令进行检查，当检查线路B区域范围内无存储的全线紧急制动命令后，则向LC1发送移交接管命令，列车可以驶入线路B区域；当检查到线路B存在存储的全线紧急制动命令后，则向LC1发送禁止驶入，并且告知原因是线路B区域内有全线紧急制动命令；

S4:LC监测到的全线紧急制动情况分为以下三种：

A1：列车处于线路A，列车未进入共管区域CT，线路B区域存在全线紧急制动命令；

A2：列车处于线路A并且进入共管区域CT的移交区域，线路B区域存在全线紧急制动命令；

A3：列车处于线路A并且进入共管区域CT的移交区域时线路A区域存在全线紧急制动命令，线路B区域无全线紧急制动命令；

S5：LC监测到全线紧急制动情况为A1时，LC给线路A区域的列车发送紧急制动指令；

LC监测到全线紧急制动情况为A2时,LC根据列车的速度与位置，动态计算出列车车头距离分界点距离L与紧急制动距离S进行逻辑比较，最终控制列车平稳停车；

LC监测到全线紧急制动情况为A3时，LC根据列车的速度与位置，动态计算出列车车头距离分界点距离L与紧急制动距离S进行逻辑比较，最终控制列车在线路A的共管区域CT平稳停车或者列车在线路A的共管区域CT进行紧急制动后到达线路B区域正常运行。

进一步的，步骤S5中LC监测到全线紧急制动情况为A2时，列车车头距离分界点距离L与紧急制动距离S的情况分为以下两种：

B1：L大于S；

B2：L小于等于S；

步骤S5进一步包括：

S5.1：当LC监测到全线紧急制动情况为A2以及处于B1情况下，LC向LC1发送禁止驶入指令，LC1给处于线路A并且进入共管区域CT移交区域的列车发送紧急制动指令，列车平稳停止在共管区域CT移交区域；

S5.2：当LC监测到全线紧急制动情况为A2以及处于B2情况下，LC向LC1发送正常的移动授权MA，当列车到达线路A与线路B的分界点时，LC向LC2发送一般制动指令，LC2给处于线路B并且进入共管区域CT接管区域的列车发送一般制动指令，列车开始切除牵引力，施加一般制动，让列车开始减速，避免列车跨线进入线路B后高速下发生紧急制动。

进一步的，步骤S5中LC监测到全线紧急制动情况为A3时，列车车头距离分界点距离L与紧急制动距离S的情况分为以下两种：

C1：L大于S；

C2：L小于等于S；

步骤S5进一步包括：

S5.3：当LC监测到全线紧急制动情况为A3以及处于C1情况下，LC向线路A区域所有列车发送紧急制动指令，列车平稳停止在共管区域CT的移交区域；

S5.4：当LC监测到全线紧急制动情况为A3以及处于C2情况下，当列车位于共管区域CT移交区域时，LC1向LC2发送移交申请，LC2接收移交申请后计算移动授权MA并且将移动授权MA发送给LC1，ATS将LC1的移动授权MA指令发送给该列车并且对线路A区域所有列车发送紧急制动指令，列车停稳后到达共管区域CT接管区域继续提速且正常行驶。

进一步的，步骤S5.2还包括有：列车接收一般制动指令平稳停在共管区域CT接管区域时，LC汇报的前方信息转发给线路A的ATS系统，弹窗提示前面的线路B存在全线紧急制动，列车需要提前降速，保证乘客安全。

进一步的，步骤S5中紧急制动距离S包括：

a1:当前列车下发紧急制动命令时间内运行的距离；

a2:车辆接受到紧急命令，切除牵引，列车惰性时间内运行的距离；

a3:车辆从开始施加制动到紧急制动之间的时间内运行的距离；

a4:车辆紧急制动到列车停下的时间内运行的距离；

紧急制动距离S＝a1+a2+a3+a4+测距误差+可变数据应答器安装误差。

进一步的，步骤S5.4中，LC1向LC2发送移交申请时同时需要向LC2发送线路A有全线紧急制动命令的信号。

进一步的，步骤S5.4中，列车停稳后到达共管区域CT接管区域时，共管区域CT的LC不再发送全线紧急制动命令，同时将LC2汇报信息转发给线路B的ATS系统，线路B的ATS系统弹窗提示线路A存在全线紧急制动，列车紧急制动至停稳后，才能继续在线路B上正常行驶，保证乘客安全。

进一步的，步骤S4中LC监测到的全线紧急制动情况还包括有：列车处于线路A并且进入共管区域CT的移交区域时线路A和线路B区域均存在全线紧急制动命令，此时LC将紧急制动命令传递至线路A和线路B区域的所有列车输入紧急制动指令，直至线路A和线路B区域的所有列车停稳。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本申请技术方案通过提前识别要进入跨线运营列车，防止列车进入本线路上后立即紧急制动，避免影响运营效率，同时防止乘客在列车紧急制动的情况下出现伤害。

2.本申请技术方案当列车正在跨线运营并且前方线路有全线紧急制动命令时，可根据列车速度与位置信息，动态识别调整，根据距离判断是否需要提前停车或者减速处理，防止列车进入相邻线路并且在高速情况下列车紧急制动出现乘客摔伤的情况。

3.本申请技术方案当列车正在跨线运营并且本方线路有全线紧急制动命令时，解决列车因为全线紧急制动的过程中进入相邻线路，但是相邻线路没有全线紧急制动，导致列车由紧急制动到牵引加速的场景问题，降低因全线紧急制动命令带来的影响降到最低，给乘客安全舒适的乘车体验。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明线路控制器共管区域示意图；

图2为列车未进入共管区域并且前方相邻线路存在全线紧急制动命令情况下的示意图；

图3为列车进入共管区域并且前方相邻线路存在全线紧急制动命令情况下且判断距离L与S关系的示意图；

图4为紧急制动距离曲线示意图；

图5为列车进入共管区域且前方相邻线路不存在全线紧急制动命令情况下紧急制动停稳后的示意图。

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。

实施例1，如图1-5所示，本发明提供一种技术方案：一种基于全自动运行下跨线运营的全线紧急制动处理方法，包括应用于全自动运行系统FAO的控制模块，控制模块包括ATS、与ATS通信连接的线路控制器系统LC、与全自动运行系统FAO通信连接的车载子系统ATP，线路控制器系统LC包括在两个相邻线路分界点两侧设置的共管区域CT以及在共管区域CT内设置的移交线路控制器LC1和接管线路控制器LC2；

LC还包括列车移动授权MA计算模块，移动授权MA计算模块用于计算列车最大可用速度MPS和MA长度计算。MPS是指列车能够在当前行驶条件下安全可靠地行驶的最高速度。MPS的计算需要考虑多种因素，例如线路曲率、坡度、信号机状态、隧道、平交道等。通过这些因素的权衡，可以确定列车在当前条件下的最大允许速度。列车运行时，FAO系统会根据当前列车位置和速度等信息，动态地计算并调整MPS，以确保列车的安全可靠运行。

MA长度计算：MA长度是指列车在当前行驶条件下能够行驶的距离范围。MA长度的计算需要考虑列车当前位置和速度、信号机表示、线路设备状态等多种因素。通常，MA的长度由线路控制器系统LC计算，并发送给FAO系统和车载子系统，以实现列车的全自动运行。若列车接近MA终点附近或者停车站，则FAO系统会根据实际情况调整列车速度，并在到达MA末端时执行紧急制动以保证安全。

通过综合考虑线路条件、信号状态、列车位置和速度等多种因素，可以计算出一个可行驶区间，以确保列车的安全运行。FAO系统会根据MA的信息动态调整列车速度，并在到达MA末端时执行相应的操作，以保证列车的安全到站；

ATP包括速度传感器、测速雷达、里程计和可变数据应答器，ATP分别安装于列车的车头以及车尾，可变数据应答器获取列车移动授权MA；

速度传感器：速度传感器用于监测和测量列车的运行速度。它通过感知车轮或轴上的旋转，利用磁电效应、光电效应或其他原理，将旋转的信息转化为数字信号，以反映列车当前的速度。速度传感器的输出信号可以提供给FAO系统和车载控制单元，用于列车速度的控制和监测。

测速雷达：测速雷达是一种通过无线电波测量列车速度的装置。它利用多普勒效应，发送无线电波并接收其反射波，根据反射波的频率变化来计算列车的速度。测速雷达通常安装在车厢底部或侧面，能够实时监测列车的速度，并将测得的速度信息发送到FAO系统和车载控制单元，以实现对列车速度的准确控制和监测。

里程计：用于测量列车的行驶里程。它通常安装在车轴或车轮上，通过记录车轮转动的次数或车轴旋转的角度，来计算列车的行驶距离。里程计的输出信号可以传输给FAO系统和车载控制单元，用于计算列车位置、距离和速度等信息。里程计在列车运行中起到重要的定位作用，确保列车在指定区间内行驶。

可变数据应答器：用于在列车运行过程中向列车发送变化的信息。它可以通过无线或有线方式与列车通信，向列车传递诸如限速、路段状态、信号信息等变化的数据。可变数据应答器的信息可以被FAO系统和车载控制单元接收并处理，以实现列车的动态调度和运行控制。可变数据应答器能够提供实时和准确的变化信息，有助于优化列车运行并确保安全性。

车载子系统中的速度传感器、测速雷达、里程计和可变数据应答器各自在列车的速度控制、位置定位和数据交互方面发挥着重要作用。它们的协同工作能够实现列车的准确控制、运行监测和动态调度，提高铁路运输效率和安全性；

全线紧急制动处理方法包括如下步骤：

S1：线路控制器系统LC对线路A和线路B的列车进行位置监测，共管区域CT设置在线路A和线路B的交界点处，移交线路控制器LC1位于共管区域CT与线路A的交集处,共管区域CT与线路A的交集处为移交区域，接管线路控制器LC2位于共管区域CT与线路B的交集处，共管区域CT与线路B的交集处接管区域；

S2:ATS用于给LC下发全线紧急制动命令，LC对线路A和线路B所有列车下发紧急制动命令并且将此命令存储到内存中，如发现列车进入线路A和线路B的控制区域内，立刻将存储的紧急制动命令发给进入当前线路A和线路B区域内的列车，线路控制器系统LC发送给列车的紧急制动命令为周期性发送，列车停稳后，同样持续的发送紧急制动命令，防止列车后续移动，直到ATS下发取消全线紧急命令，线路控制器系统LC接收ATS的命令后，线路控制器系统LC不再给列车发生紧急制动命令，线路A和线路B所有的列车正常运行；

S3:LC接收列车在共管区域CT中LC1发送的移交申请，LC2开始为当前申请移交的列车计算线路B区域内的移动授权MA，如果不能计算出，LC向LC1发送禁止驶入命令，并且告知原因是无法计算移动授权MA；如果计算出移动授权MA，则对线路B区域内是否有全线紧急制动命令进行检查，当检查线路B区域范围内无存储的全线紧急制动命令后，则向LC1发送移交接管命令，列车可以驶入线路B区域；当LC检查到线路B存在存储的全线紧急制动命令后，则向LC1发送禁止驶入命令，并且告知原因是线路B区域内有全线紧急制动命令；

S4:LC监测到的全线紧急制动情况分为以下三种：

A1：列车处于线路A，列车未进入共管区域CT，线路B区域存在全线紧急制动命令；

A2：列车处于线路A并且进入共管区域CT的移交区域，线路B区域存在全线紧急制动命令；

A3：列车处于线路A并且进入共管区域CT的移交区域时线路A区域存在全线紧急制动命令，线路B区域无全线紧急制动命令；

S5：LC监测到全线紧急制动情况为A1时，给线路A区域的列车发送紧急制动指令；

LC监测到全线紧急制动情况为A2时,LC根据列车的速度与位置，动态计算出列车车头距离分界点距离L与紧急制动距离S进行逻辑比较，最终控制列车平稳停车；

LC监测到全线紧急制动情况为A3时，LC根据列车的速度与位置，动态计算出列车车头距离分界点距离L与紧急制动距离S进行逻辑比较，最终控制列车在线路A的共管区域CT平稳停车或者列车在线路A的共管区域CT进行紧急制动后到达线路B区域正常运行；

步骤S5中LC监测到全线紧急制动情况为A2时，列车车头距离分界点距离L与紧急制动距离S的情况分为以下两种：

B1：L大于S；

B2：L小于等于S；

步骤S5进一步包括：

S5.1：当LC监测到全线紧急制动情况为A2以及处于B1情况下，LC向LC1发送禁止驶入指令，LC1给处于线路A并且进入共管区域CT移交区域的列车发送紧急制动指令，列车平稳停止在共管区域CT移交区域；

S5.2：当LC监测到全线紧急制动情况为A2以及处于B2情况下，LC向LC1发送正常的移动授权MA，当列车到达线路A与线路B的分界点时，LC向LC2发送一般制动指令，LC2给处于线路B并且进入共管区域CT接管区域的列车发送一般制动指令，列车开始切除牵引力，施加一般制动，让列车开始减速，避免列车跨线进入线路B后高速下发生紧急制动，列车接收一般制动指令平稳停在共管区域CT接管区域时，LC汇报的前方信息转发给线路A的ATS系统，弹窗提示前面的线路B存在全线紧急制动，列车需要提前降速，保证乘客安全。

步骤S5中LC监测到全线紧急制动情况为A3时，列车车头距离分界点距离L与紧急制动距离S的情况分为以下两种：

C1：L大于S；

C2：L小于等于S；

步骤S5进一步包括：

S5.3：当LC监测到全线紧急制动情况为A3以及处于C1情况下，LC向线路A区域所有列车发送紧急制动指令，列车平稳停止在共管区域CT的移交区域；

S5.4：当LC监测到全线紧急制动情况为A3以及处于C2情况下，当列车位于共管区域CT移交区域时，LC1向LC2发送移交申请，LC1向LC2发送移交申请时同时需要向LC2发送线路A有全线紧急制动命令的信号，LC2接收移交申请后计算移动授权MA并且将移动授权MA发送给LC1，ATS将LC1的移动授权MA指令发送给该列车并且ATS通过LC对线路A区域所有列车发送紧急制动指令，列车停稳后到达共管区域CT接管区域时，共管区域CT的LC不再发送全线紧急制动命令，同时将LC2汇报信息转发给线路B的ATS系统，线路B的ATS系统弹窗提示线路A存在全线紧急制动，列车紧急制动至停稳后，才能继续在线路B上正常行驶，保证乘客安全。

步骤S5中紧急制动距离S包括：

a1:当前列车下发紧急制动命令时间内运行的距离；

a2:车辆接受到紧急命令，切除牵引，列车惰性时间内运行的距离；

a3:车辆从开始施加制动到紧急制动之间的时间内运行的距离；

a4:车辆紧急制动到列车停下的时间内运行的距离；

结合图4紧急制动距离曲线所示

紧急制动距离S＝a1+a2+a3+a4+测距误差+可变数据应答器安装误差。

下面的表格为：每个速度阶段紧急制动距离表

表1：每个速度阶段紧急制动距离表

在优选技术方案中，步骤S4中LC监测到的全线紧急制动情况还包括有：列车处于线路A并且进入共管区域CT的移交区域时线路A和线路B区域均存在全线紧急制动命令，此时LC将紧急制动命令传递至线路A和线路B区域的所有列车输入紧急制动指令，直至线路A和线路B区域的所有列车停稳。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。