一种基于应答器位置信息的列车占用区域判定系统的制作方法

本发明属于车载通信，具体涉及一种基于应答器位置信息的列车占用区域判定系统。

背景技术：

1、目前，在基于车车通信技术领域或列车自主运行技术领域，列车运行控制系统是保障列车运行安全和效率的关键核心系统，列车的安全运行都是基于列车自身精确的自定位功能来实现的。另一方面，随着基于车车通信技术或列车自主运行技术的普及和成熟，列车运行控制均能达到goa2、goa3、goa4级自动运行水平。当处于goa4级时，列车可以实现无人自动运行。与此同时，运行控制系统的轨旁设备不断精简，一般不设置轨道电路、计轴等轨道区段列车占用/空闲检测设备。

2、当运行控制系统整体运转正常的情况下，地面应答器中存储着该应答器所在线路的绝对历程位置信息。当列车行驶并越过地面应答器时，列车上的车载应答器天线通过无线通信方式从地面应答器获取绝对位置信息，并传输给车载应答器天线主机，实现无线数据的转码功能。车载应答器天线主机将转码后的数据(此时称为非安全定位数据)发送给车载运行控制子系统(atp功能部分)，进行数据安全性和正确性方面的校验，校验后的正确数据称为安全定位数据；车载运行控制子系统(atp功能部分)会将列车当前实时位置信息上传给轨旁的资源管理设备和中央调度设备。与此同时，车载运行控制子系统(atp功能部分)根据移动授权、测速数据、安全定位数据等，对列车的实时运行进行安全防护，从而保障列车的运行安全；车载运行控制子系统(ato功能部分)则在车载运行控制子系统(atp功能部分)的安全防护下，控制列车自动运行。

3、由于设备自身缺陷，或长期运营导致的设备老化，又或电磁干扰等因素，最终导致的车载运行控制子系统(atp功能部分)出现故障时，那么列车将无法实现定位数据的安全校验等各类功能，列车将立即实施紧急制动并保持停车；且在车载atp故障恢复前，列车无法由列控系统控制运行。与此同时，列车当前位置信息也无法通过车地无线系统传递给调度系统和资源管理系统，也意味着调度系统和资源管理系统无法获知当前列车的位置信息，故调度系统也无法实现对运行列车的正常自动调度管理；即使调度员人工介入，由于缺乏列车的位置信息，也难以迅速排除故障、恢复正常运营。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，为了解决如何在车载运行控制系统atp模块故障时，列车调度系统和资源管理系统仍能获知当前列车所处的位置信息的问题，本发明提供了一种基于应答器位置信息的列车占用区域判定系统，本发明能够在车载运行控制子系统(atp功能部分)故障时，线路仍能正常运营。

2、为了到达预期效果，本发明采用了以下技术方案：

3、本发明公开了一种基于应答器位置信息的列车占用区域判定系统，包括：

4、应答器，所述应答器安装于列车所行驶的轨道上，且内部存储有位置信息，当车载应答器天线从应答器上方越过时，应答器被激活并向应答器天线发送位置信息；

5、车载应答器天线，所述车载应答器天线是安装在列车底部的数据发送或接收终端设备，用于从所述应答器中获取位置信息；

6、应答器天线主机，用于控制车载应答器天线接收和处理位置信息；

7、数据转换模块，用于将应答器天线主机处理后的位置信息进行转换并发送至车载atp模块；

8、车载atp模块，所述车载atp模块用于接收来自数据转换模块中的位置信息，并结合速度传感器、加速度计、雷达实时计算得到列车当前位置信息，根据列车当前位置信息判定列车占用区域。

9、进一步地，当列车正常运行时，应答器天线主机从应答器天线处获取应答器内部的位置信息并将位置信息处理后发送给数据转换模块，数据转换模块收到经过处理的位置信息后，检测车载atp模块是否正常工作，若车载atp模块正常工作，则采用第一判定模块来判定列车占用区域，否则采用第二判定模块来判定列车占用区域。

10、进一步地，所述采用第一判定模块来判定列车占用区域具体包括：数据转换模块将经过处理的位置信息进行转换后同时发送给车载atp模块和交换机，此时资源管理系统同时接收到车载atp模块发送过来的安全定位数据和交换机发送的非安全定位数据，资源管理系统自动过滤掉非安全定位数据并根据安全定位数据实时追踪列车位置信息并判定列车占用区域。

11、进一步地，所述采用第二判定模块来判定列车占用区域具体包括：数据转换模块将经过处理的位置信息进行转换后通过交换机发送给资源管理系统，资源管理系统根据交换机发送来的非安全定位数据实时追踪列车位置信息并判定列车占用区域。

12、进一步地，所述资源管理系统根据交换机发送来的非安全定位数据实时追踪列车位置信息并判定列车占用区域具体包括：当车载atp模块故障的情况下，所述资源管理系统根据工程最不利条件，为列车设置固定的列车前方安全包络区域、列车后方安全包络区域，所述列车占用行车资源区域范围包括列车前方所占用的行车资源区域和列车后方所占用的行车资源区域。

13、进一步地，所述列车前方所占用的行车资源区域的计算步骤包括：从第二应答器当前精确里程开始，资源管理系统顺着列车运行方向检索当前系统内记录的其他应答器设备坐标，当检索到第三应答器与第二应答器精确里程的绝对差值大于或等于列车长度与列车前方安全包络区域之和时，则第三应答器与第二应答器之间的范围即为列车前方所占用的行车资源区域，所述第二应答器与所述第三应答器顺着列车运行方向依次排布。

14、进一步地，所述列车后方所占用的行车资源区域的计算步骤包括：从第二应答器当前精确里程开始，资源管理系统逆着列车运行方向检索当前系统内记录的其他应答器设备坐标，当检索到第一应答器与第二应答器精确里程的绝对差值大于或等于列车长度与列车后方安全包络区域之和时，则第二应答器与第一应答器之间的范围即为列车后方所占用的行车资源区域，所述第二应答器与所述第一应答器逆着列车运行方向依次排布。

15、进一步地，若列车运行前方为道岔区段，且转辙机控制道岔开通了至第四应答器的运行线路，当列车越过第二应答器时，资源管理系统则根据线路开通方向搜索列车前方运行线路上的应答器设备坐标，当检索到第四应答器与第二应答器精确里程的绝对差值大于或等于列车长度与列车前方安全包络区域之和时，则第四应答器与第二应答器之间的范围即为列车前方所占用的行车资源区域，所述第四应答器位于所述道岔区段。

16、进一步地，若列车运行后方为道岔区段，且转辙机控制道岔开通了至第五应答器的运行线路，当列车越过第二应答器时，资源管理系统则根据线路开通方向搜索列车后方运行线路上的应答器设备坐标，当检索到第五应答器与第二应答器精确里程的绝对差值大于或等于列车长度与列车后方安全包络区域之和时，则第五应答器与第二应答器之间的范围即为列车后方所占用的行车资源区域，所述第五应答器位于所述道岔区段。

17、进一步地，若列车运行至线路终端时，则当列车越过第二应答器时，资源管理系统搜索列车前方运行线路上的应答器设备坐标；若检索到的所有应答器坐标与第二应答器精确里程的绝对差值均小于列车长度与列车前方安全包络区域之和时，则第二应答器至线路终端车挡的范围即为列车前方行车资源区域。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种基于应答器位置信息的列车占用区域判定系统，本发明能够使得在车载运行控制子系统(atp功能部分)故障时，车载运行控制子系统仍能将从应答器处获得的绝对位置信息发送给列车调度系统和资源管理系统，从而为列车调度系统和资源管理系统自动处理故障提供了可行性依据，又或为调度员人工处理故障提供了关键信息。相比既有方案，本发明能够及时地让调度系统和调度人员获知故障列车当前的位置信息，从而便于组织有效的故障处理和运营恢复工作。本发明可以减少故障情况下的运营恢复时间，提高了基于车车通信技术领域或列车自主运行技术领域列控系统的可用性，提升了线路的运营服务水平。