一种列车控制系统的后备模式运行控制系统和方法与流程

本发明涉及一种列车控制系统的后备模式运行控制系统和运行控制方法。

背景技术：

1、基于通信的列车控制系统中车地通信交互依赖gsm-r/lte/5g等无线通信网络，在无线网络覆盖较差区域，或者无线网络故障，或者车载电台等故障后，列车控制系统需切换至后备列车控制系统降级运行。在ctcs-3级列车控制系统中，当无线通信故障后，车载atp设备施加制动，当列车速度下降到一定阈值后切换至ctcs-2级列控系统降级运行；在新一代列车控制系统中，设计了专门的后备模式，当无线通信故障后，车载atp设备施加制动停车，司机联系调度员或车站值班员后，可切换至后备模式行车。

2、新一代列车控制系统的后备模式下，车载atp设备通过卫星导航、速度传感器、实体应答器和虚拟应答器等多源融合信息实现列车定位，根据车载线路电子地图中存储的线路数据和司机输入的临时限速信息，生成行车许可终点为前方站进站信号机的目标速度控制曲线监控列车安全运行。在新一代列车控制系统的后备模式下，列车在区间可以按照最大限速运行，在列车接近前方车站进站信号机一定距离内，提示司机确认信号机开放状态。司机未确认进站信号开放，车载atp设备在进站信号机前监控列车停车；司机确认进站信号开放后，列车降至较低的固定限速(20km/h)后，车载atp设备按照固定限速值(20km/h)开口监控列车进站。

3、该后备系统存在的主要问题：司机确认信号开放后，车载atp设备施加较低的固定限速值(20km/h)，极大的影响了车站的接发车效率，对于繁忙的枢纽车站影响更为突出。而司机确认信号开放后，车载atp设备变为开口速度监控，存在冒进禁止信号，如关闭的发车信号机的风险。

4、这里的陈述仅提供与本发明有关的背景技术，而并不必然地构成现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种列车控制系统的后备模式运行控制系统和运行控制方法，提高了列车接发车效率和站内行车的安全性，并可实现与既有列车控制系统的兼容。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种列车控制系统的后备模式运行控制方法，调度集中ctc系统向车载atp设备发送前方车站的进路信息及进路限速信息，列车运行过程中发生车地无线通信故障后，车载atp设备切换至后备模式运行，车载atp设备根据调度集中ctc系统发送的前方车站的进路信息及进路限速信息生成前方车站内目标速度控制曲线，列车根据所述前方车站内目标速度控制曲线运行至前方车站。

3、所述进路信息及进路限速信息包含：进路信息，以及进路限速信息；

4、所述进路信息包含：前方车站进站信号机状态、道岔状态；除进路末端信号机状态为关闭外，进路上其他信号机状态为开放；道岔状态为列车进路开放后道岔处于定位或反位状态；

5、所述进路限速信息包含：进路上正线和侧线上的最低临时限速。

6、调度集中ctc系统判断列车越过当前站的出站信号机后，向车载atp设备发送前方车站的进路信息及进路限速信息。

7、若前方车站进路信息发生变化，且列车未到达前方车站，则调度集中ctc系统立即将最新的进路信息及进路限速信息发送至车载atp设备。

8、列车到达前方车站，车载atp设备提示司机与调度员或前方车站值班员确认前方车站进路与调度集中ctc系统发送的前方车站的进路信息及进路限速信息一致且前方车站的接车进路开放，则车载atp设备根据进路信息及进路限速信息生成目标速度控制曲线，监控列车按照既有接车进路进站运行。

9、列车到达前方车站，车载atp设备提示司机与调度员或前方车站值班员确认前方车站的接车进路已开放，但前方车站进路与调度集中ctc系统发送的前方车站的进路信息及进路限速信息不一致，则车载atp设备按照既有固定限速生成顶棚速度控制曲线，监控列车按照新的接车进路进站运行。

10、列车到达前方车站，车载atp设备提示司机与调度员或前方车站值班员确认前方车站的接车进路未开放，则车载atp设备控制列车按照新的接车进路运行，列车在进站信号机前停车，等待接车进路开放。

11、列车到达前方车站是指：列车越过设置在前方车站的进站信号机之前的预告信号机，或列车与前方车站的进站信号机之间的距离小于预设值。

12、列车运行过程中发生车地无线通信故障后，车载atp设备判断车载线路电子地图有效且列车位置有效，则车载atp设备切换至后备模式运行；车载atp设备判断车载线路电子地图无效或列车位置无效，则车载atp设备按照固定限速监控列车进站运行。

13、判断所述车载线路电子地图是否有效的方法包含：车载atp设备上电并完成始化后，车载atp设备与发车测试服务器核对车载线路电子地图，或车载atp设备从发车测试服务器下载更新车载线路电子地图，完成核对或更新后，车载atp设备认为车载线路电子地图数据有效，否则认为车载线路电子地图无效；

14、判断所述列车位置是否有效的方法包含：车载atp设备通过地面应答器或gnss卫星导航信息识别出列车有效位置，则车载atp设备认为列车位置有效，否则认为列车位置无效。

15、车载atp设备收到调度集中ctc系统发送的前方车站的进路信息及进路限速信息后，确认进路信息及进路限速信息中的各信息字段有效后，存储所述进路信息及进路限速信息，并向调度集中ctc系统回复确认。

16、调度集中ctc系统收到车载atp设备发送的回复确认后，将列车运行线上的进路信息及进路限速信息状态标识设置为“已发送且已确认”；若列车运行线上的进路信息及进路限速信息状态标识为“未发送”，则调度集中ctc系统调度集中ctc系统向车载atp设备发送进路信息及进路限速信息，直到收到车载atp设备发送的回复确认，或持续发送预设时间后仍未收到车载atp设备的回复确认，调度集中ctc系统停止发送；调度集中ctc系统向车载atp设备发送进路信息及进路限速信息后，将列车运行线上的进路信息及进路限速信息状态标识设置为“已发送未确认”。

17、调度员或前方车站值班员根据列车运行线上的进路信息及进路限速信息状态标识确认进路的一致性；

18、若进路信息及进路限速信息状态标识为“已发送且已确认”，通知司机按照既有接车进路运行；

19、若进路信息及进路限速信息状态标识为“已发送未确认”，通知司机按照新的接车进路运行。

20、车载atp设备根据车载线路电子地图文件中描述的信号点连接关系和调度集中ctc系统发送的前方车站的进路信息及进路限速信息中的信号机状态和道岔状态进行进路搜索，车载atp设备根据进路搜索的线路坡度、线路限速和调度集中ctc系统发送的前方车站的进路信息及进路限速信息中的临时限速信息生成目标速度控制曲线。

21、若搜索到的信号机未在调度集中ctc系统发送的进路信息及进路限速信息中描述，认为进路搜索失败，车载atp设备车载atp设备按照固定限速监控列车进站运行。

22、若搜索到的信号机在调度集中ctc系统发送的进路信息及进路限速信息中且信号状态为关闭时，停止搜索，进路搜索完成，以进路序列终点作为移动授权终点。

23、本发明还提供一种列车控制系统的后备模式运行控制系统，包含：车载atp设备、发车测试服务器和调度集中ctc系统。

24、调度集中ctc系统与车载atp设备之间的信息交互采用安全通信协议。

25、本发明具有以下有益效果：

26、1、车载atp设备根据调度集中ctc系统发送的进路信息，生成站内目标速度曲线监控列车运行，相比既有后备模式较低的固定限速控制曲线，提高了列车接发车效率。

27、2、在车站开放接车进路的情况下，车载atp设备根据调度集中ctc系统进路终点位置，识别列车站内行车许可终点，相比既有后备模式开口速度监控方式，能够防止列车冒进信号，提高了站内行车的安全性。

28、3、在既有列车控制系统的架构和设备基础上，仅通过新增无线消息的方式实现本方案提出的后备模式，可实现与既有列车控制系统的兼容。