一种基于虚拟联挂列车编组的折返控制方法及存储介质

技术领域

本发明主要涉及到轨道交通技术领域，特指一种基于虚拟联挂列车编组的折返控制方法及存储介质。

背景技术

基于虚拟联挂的列车编组是指：在列车自主运行控制(TACS)信号系统的功能基础上，通过列车间的信息交互与感应，实现两列车或多列车编组协同运行，旨在达到提高运营效率、降低运营成本、提升服务质量的目的，此能更好的适应客流-车流的精准匹配，客流高峰期多列车组成大编组运行，缩短列车运行间隔，快速缓解客流压力；客流低谷时小编组运行，节约列车资源，降低运营成本。其中，主车为虚拟联挂车队中负责对外通信、以及内部协同防护、协同运行的车，为车队中的第一辆列车；车队内追随主车的其他列车为从车。

目前，关于虚拟联挂列车编组的折返方面的研究多基于列车换端研究，并没有从资源协同控制的角度对编组列车折返安全及效率进行研究。另有从业者提出多项基于编组的列车换端技术研究，考虑的是双车编组形式，且过多的需要地面设备的参与，不适配于列车自主运行控制信号系统。

也有少部分从业者提出基于虚拟联挂的编组列车换端技术研究，这需要编组内列车各相邻车都互相通信，依据编组顺序传递换端信息；这样存在问题是编组内通信链路过多，容易造成信息延时。基于虚拟联挂的列车编组构建在列车自主运行控制(TACS)信号系统之上，由于TACS中线路资源的排他性分配原则，不具备多列车协同折返能力。列车自主运行控制(TACS)信号系统中，由OC负责管理本控区内的所有线路资源(道岔、停车区域、车库门、站台门、洗车库门)的分配状态管理。OC依据受控通信列车进行轨旁线路资源的统筹分配状态管理，确保同一资源同一时刻只能供一列列车占有使用。而基于虚拟联挂的列车编组通常有两列及以上列车，且编组内列车需要以极小的运行间隔协同运行，如果依据列车自主运行控制信号系统的资源排他性原则，编组内列车运行间隔会拉大，且不能协同折返。

目前存在的多编组列车协同换端方法要求多列车之间两两通信，通信链路过多，容易造成信息延时，影响折返效率。关于虚拟联挂的编组列车换端技术研究，需要编组内列车各相邻车都互相通信，依据编组顺序传递换端信息；这样存在问题是编组内通信链路过多，容易造成信息延时。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、易实现、能够提高安全性和效率的基于虚拟联挂列车编组的折返控制方法及存储介质。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于虚拟联挂列车编组的折返控制方法，其包括：

折入：当基于虚拟联挂的列车编组需要进行折返时，由ATS进行折入路径的分配,通过ATS与编组内各车的通信进行折入路径的下发；以折入路径为基础，主车依据列车自主运行控制信号系统资源申请原则对路径内线路资源进行一一申请；当OC内部某资源处于追随态时，需要从车先向OC进行追随释放申请，完成线路资源释放；

换端：当基于虚拟联挂的列车编组内所有列车均在折返轨停稳且处于制动状态后，由主车向从车广播折返指令，同时自身也开始进行换端操作；此时编组内各车均开始进行折返换端，该编组对外反馈状态为“折返中”。

折出：编组状态为“折返成功”后，ATS才能对该编组办理折出路径，编组内所有列车的折出路径一致。

作为本发明方法的进一步改进：在折入过程进行路径办理时，编组内各车分配的路径信息一致。

作为本发明方法的进一步改进：在折入过程进行线路资源占用申请时，OC内部对资源的管理分为独占态、追随态、空闲态。

作为本发明方法的进一步改进：在折入过程进行线路资源占用申请时，包括：

当不处于编队状态的列车进行轨旁资源占用申请时，符合条件后，OC将资源分配给该列车，并将该资源状态置为独占态，此时独占态列车唯一；

当处于编队状态的主车进行轨旁资源占用申请时，符合条件后，OC将资源分配给该列车，并将该资源状态置为独占态，此时独占态列车唯一；

当处于同一编组的从车需要进行轨旁资源追随申请时，从车需要从OC内部查询该资源是否分配给主车，同时OC校核该申请者是否归属于独占态列车的编组且为从车，条件均符合后，将该资源分配给该车；此时追随态列车不唯一；

当某资源为追随态时，OC内部需要存储资源归属列车队列信息，标记追随态归属列车的ID及编组属性，即主车、从车。

作为本发明方法的进一步改进：在折入过程进行线路资源占用申请时，从车实时从OC获取轨旁资源的状态，当监测到该轨旁资源处于独占态且归属于主车，或者当监测到该轨旁资源为追随态且标记列车组中包含主车，从车进行资源追随申请；资源申请成功后，安全路径延伸原则与列车自主运行控制信号系统保持一致。

作为本发明方法的进一步改进：在折入过程进行线路资源释放时，当OC内部某资源处于追随态时，需要从车先向OC进行追随释放申请，当编组内所有从车资源释放成功后，该资源转为独占态；最后主车也将该资源释放后，该资源变为空闲态。

作为本发明方法的进一步改进：基于虚拟联挂的列车编组内，从车依据自身安全包络进行资源释放，当从车通过该资源的防护区段后，则向OC发出资源释放申请，OC判断该车为编组内从车，则将此资源归属列车队列中将此车删除；主车判断整队安全包络出清资源防护区段，且从OC内部查询该资源状态转为独占态后才能进行释放申请；资源释放后，编组内各车各自进行安全路径变更。

作为本发明方法的进一步改进：在换端过程中流程包括：

基于虚拟联挂的列车编组内，列车编组序号分别为1、2、3....，其中序号为1的列车为主车；

主车换端成功后，实时查询编组内各列车的换端状态；当编组内所有车折返成功后，主车向从车广播编组序号变更命令，各车依据L-(N-1)重新计算自身编组序号；

序号变更成功后，编组前的尾车转为主车，编组前的主车转为尾车；

当新主车查询到编组内的所有列车均换端成功且编组序号变更成功后，该编组对外反馈状态为“折返成功”。

作为本发明方法的进一步改进：在折出过程中，编组状态为“折返成功”后，ATS对该编组办理折出路径，编组内所有列车的折出路径一致。

本发明进一步提供一种存储介质，所述存储介质能够被计算机或处理器读取，所述存储介质中存储有用来执行上述任意一种方法的计算机程序。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：

1、本发明的基于虚拟联挂列车编组的折返控制方法及存储介质，原理简单、易实现、能够提高安全性和效率，本发明创新性的提出基于虚拟联挂的编组列车协同折返的资源分配原则，保证了编组内列车安全高效的以极小间隔协同折返。同时，本发明基于TACS基础功能原理，构建了基于虚拟联挂的列车编组的折返资源分配原则，使TACS系统能完美适配虚拟联挂功能，实现了基于虚拟联挂的多编组列车协同折返，大幅度提升了折返效率，提升了线路资源利用率。

2、本发明的基于虚拟联挂列车编组的折返控制方法及存储介质，通过对编组内的通信链路进行优化，提出了以“一对多”的广播方式进行折返换端中的信息交互，不依靠地面设备，由编组内列车自主完成协同换端，减少了通信延时，提升了折返效率。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图。

图2是本发明在具体应用实例中折入过程的流程示意图。

图3是本发明在具体应用实例中换端过程的流程示意图。

图4是本发明在具体应用实例中折出过程的流程示意图。

图5是本发明在具体应用场景中的示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

一般来说，列车折返过程由折入、换端、折出三阶段构成。本发明的基于虚拟联挂列车编组的折返控制方法，将从上述三阶段对技术方案进行阐述。本发明的原则是沿用列车自主运行控制(TACS)信号系统中对线路资源的控制原则，只对基于虚拟联挂的编组列车折返过程中资源申请、释放进行重新分配管理。

如图1-图4所示，本发明的基于虚拟联挂列车编组的折返控制方法，包括：

折入：当基于虚拟联挂的列车编组需要进行折返时，由ATS进行折入路径的分配,通过ATS与编组内各车的通信进行折入路径的下发；以折入路径为基础，主车依据列车自主运行控制(TACS)信号系统资源申请原则对路径内线路资源进行一一申请；当OC内部某资源处于追随态时，需要从车先向OC进行追随释放申请，完成线路资源释放；

换端：当基于虚拟联挂的列车编组内所有列车均在折返轨停稳且处于制动状态后，由主车向从车广播折返指令，同时自身也开始进行换端操作。此时编组内各车均开始进行折返换端，该编组对外反馈状态为“折返中”。

折出：编组状态为“折返成功”后，ATS才能对该编组办理折出路径，编组内所有列车的折出路径一致。

在具体应用实例中，在折入过程进行路径办理时，编组内各车分配的路径信息应该一致。

在具体应用实例中，在折入过程进行线路资源占用申请时，OC内部对资源的管理分为独占态、追随态、空闲态。

当不处于编队状态的列车进行轨旁资源占用申请时，符合条件后，OC将资源分配给该列车，并将该资源状态置为独占态，此时独占态列车唯一。

当处于编队状态的主车进行轨旁资源占用申请时，符合条件后，OC将资源分配给该列车，并将该资源状态置为独占态，此时独占态列车唯一；

当处于同一编组的从车需要进行轨旁资源追随申请时，从车需要从OC内部查询该资源是否分配给主车，同时OC校核该申请者是否归属于独占态列车的编组且为从车，条件均符合后，将该资源分配给该车；此时追随态列车不唯一。

当某资源为追随态时，OC内部需要存储资源归属列车队列信息，标记追随态归属列车的ID及编组属性，即主车、从车。

进一步，在折入过程进行线路资源占用申请时，本发明以折入路径为基础，主车依据列车自主运行控制(TACS)信号系统资源申请原则对路径内线路资源进行一一申请。从车实时从OC获取轨旁资源的状态，当监测到该轨旁资源处于独占态且归属于主车，或者当监测到该轨旁资源为追随态且标记列车组中包含主车，从车进行资源追随申请。资源申请成功后，安全路径延伸原则与列车自主运行控制(TACS)信号系统保持一致。由此一来，主车和从车的安全路径几乎能同时延伸，不受轨旁资源的限制。

在具体应用实例中，在折入过程进行线路资源释放时，当OC内部某资源处于追随态时，需要从车先向OC进行追随释放申请，当编组内所有从车资源释放成功后，该资源转为独占态；最后主车也将该资源释放后，该资源变为空闲态。

进一步，基于虚拟联挂的列车编组内，从车依据自身安全包络进行资源释放，当从车通过该资源的防护区段后，则可以向OC发出资源释放申请，OC判断该车为编组内从车，则将此资源归属列车队列中将此车删除。主车判断整队安全包络出清资源防护区段，且从OC内部查询该资源状态转为独占态后才能进行释放申请。资源释放后，编组内各车各自进行安全路径变更。

在具体应用实例中，在换端过程中，具体流程可以包括：

基于虚拟联挂的列车编组内，列车编组序号分别为1、2、3....，其中序号为1的列车为主车；

主车换端成功后，实时查询编组内各列车的换端状态；当编组内所有车折返成功后，主车向从车广播编组序号变更命令，各车依据L-(N-1)重新计算自身编组序号；

序号变更成功后，编组前的尾车转为主车，编组前的主车转为尾车；

当新主车查询到编组内的所有列车均换端成功且编组序号变更成功后，该编组对外反馈状态为“折返成功”。

在具体应用实例中，在折出过程中，编组状态为“折返成功”后，ATS才能对该编组办理折出路径，编组内所有列车的折出路径一致。基于虚拟联挂的列车编组折出过程中的线路资源占用申请和线路资源释放申请与折入过程类似。

本发明在一个具体应用实例中，参见图5，以该图所示的场景为例，场景初始状态为：车1、车2、车3……为基于虚拟联挂的列车编组，编组编号为11；车1编组内序号为1，车2编组内序号为2，车3编组内序号为3，以此类推。其中车1为主车，其他车为从车。编11在上行线路运行，需要去车站1进行站前协同折返。本发明折返控制的详细流程为：

折入过程：

列车自主运行控制(TACS)信号系统中的ATS为编组列车办理图中紫色的折入路径，折入路径的轨旁资源包含道岔资源A、B及站台资源C；

车1作为主车，先向OC申请道岔资源A的占用申请；OC检查A是否为空闲且处于反位，符合条件则将资源A分配给车1，并将资源A状态切换为占用态，为资源A占用列表添加列车信息；从车2查询到资源A的占用列表内有车1，则向OC申请资源跟随申请，OC检查资源A的占用列表中有主车1，则将资源分配给车2，并将资源A的状态转换为追随态；资源申请成功后，安全路径可以逐步延伸。另，从车3的资源申请类似从车2,轨旁资源B、C的申请原理与A相同。

当车2的安全包络出清A的道岔防护点a时，车2向OC进行资源释放申请，OC检查到资源A的占用列表中包含车2，且车2不为主车时，则将占用列表中车2信息进行删除。当所有从车信息均删除后，资源A的状态转为独占态。最后当编组整体安全包络出清a点时，车1向OC进行资源申请释放，OC检查到资源A的状态为独占态且占用列表中为车1时，对资源A进行释放，资源A回归空闲态。其中，各车的安全路径依据资源释放状态进行安全路径变更。另，车3的资源释放原理同车2，资源B、C的管控原理同资源A。

换端过程：

当车1、车2、车3在车站1停稳后，主车1监测到编组内列车均在站台停稳且处于制动状态后，车1向车2及车3发起“折返换端”命令，编组中列车开始折返换端操作；编组11对外反馈“折返中”信息。

当车1换端成功后，实时查询编组内列车状态，当编组内列车均折返成功后，车1发起“编组序号变更”命令。车1序号变更为3，车2序号变更为2，车3序号变更为1，此时主车变为车3，其他车为从车。

折出过程：

列车自主运行控制(TACS)信号系统中的ATS为编组列车办理图中蓝色的折出路径，折出路径的轨旁资源包含站台资源C、D；

折出路径的轨旁资源申请和释放原则同折入过程类似，不在此处展开详细说明。

本发明进一步提供一种存储介质，所述存储介质能够被计算机或处理器读取，所述存储介质中存储有用来执行上述方法的计算机程序。

本领域内的技术人员应明白，本申请的上述实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。