一种用于TACS系统的后备定位方法与流程

本发明涉及轨道交通信号控制，更具体地说涉及一种用于tacs系统的后备定位方法。

背景技术：

1、tacs全称为train autonomous circumambulate system，是一种基于车车通信制式的列车自主运行系统。是指列车基于运行计划和实时位置实现自主资源管理并进行主动间隔防护的信号系统，该系统以车地联锁和车车协同的方式达成更安全、更高效、更经济的目标。

2、在tacs系统中，正常情况下由车载子系统cc控制列车运行，通过cc主动计算获得的列车精确位置进行列车定位跟踪。但当车载子系统发生故障，无法继续控制列车运行时，列控系统进入降级模式，由轨旁列车控制器wtc接管列车控制权。此时，wtc无法获知列车精确位置，只能通过司机人工驾驶的方式继续运行。因此在车载故障时，为了支持wtc接管控车状态下，列车实现精确定位，需要再提供一套备用的列车占用检测系统，实现对列车位置的跟踪，以保证列车运行安全（包括其他通信列车及故障列车）和全线运营效率。

3、目前在城市轨道交通系统中，类似于基于轨道电路或计轴的列车次级检测方式应用较广泛，但由于轨旁设备及线缆布置太多，建设成本、后期维护成本及维护工作量比较大，对于未来大修改造也影响较大；另外，这类次级检测设备无法提供列车id信息，不利于以列车为中心的tacs系统的管理。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种用于tacs系统的后备定位方法。本发明可以重复利用线路既有信标，通过单独安装天线，读取线路位置信息，这样在实现列车位置跟踪的同时有效的减少了建设成本和维护工作量，此外还可以向wtc提供列车id信息。

2、为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：

3、一种用于tacs系统的后备定位方法，包括以下步骤：

4、一、设备初始化配置信息

5、s1、后备定位设备上电并初始化配置信息；

6、优选的，所述后备定位设备与轨旁列车控制器通信连接，后备定位设备和轨旁列车控制器均为tacs系统的子系统。

7、优选的，所述后备定位设备安装在每列列车上，用于读取线路上的信标信息，后备定位设备包括安装在车内的控制器以及车体外的信标天线。

8、本发明中，后备定位设备是指与车载cc系统独立的通过读取信标信息为列车提供定位信息的设备（其中主要设备包括安装在车内的控制器以及车体外的信标天线设备；所读取的信标为线路中其他信号系统所使用的必要的信标，不需为后备定位布置额外信标）。后备定位设备用于在车载cc故障时实现对列车位置的跟踪，以支持wtc接管控车。后备定位设备和tacs系统的关系是：后备定位设备系统是作为tacs系统中的一个子系统，为其提供后备定位功能。

9、优选的，所述s1步骤中，后备定位设备初始化配置信息包括：列车id、列车类型以及通信配置信息。

10、上述步骤中，后备定位设备上电初始化配置信息，包括列车id、列车类型以及通信相关配置信息。后备定位设备上电初始化配置信息的目的是：获取当前列车的列车信息以及通信信息，通过配置的通信信息与wtc建立通信连接，并将列车信息告知wtc使wtc能够识别不同的列车。

11、二、发送询问信息

12、s2、列车后备定位设备周期性向轨旁列车控制器发送询问信息，询问轨旁列车控制器是否需要向其发送后备定位信息；当收到轨旁列车控制器的回复信息后停止发送询问消息并进入s3步骤，当发送超时后停止发送询问消息并进入s5步骤；

13、本发明中，wtc为轨旁列车控制器；列车后备定位设备向轨旁wtc系统发送询问信息的超时时间可根据项目配置。轨旁列车控制器安装在轨旁设备机房，作用是计算列车位置实现列车安全追踪。

14、本发明中，tacs系统（即列车自主运行系统）是整个车车信号控制系统的总称，包括了wtc、cc、oc以及后备定位系统等子系统，后备定位系统是tacs中的一个子系统。

15、优选的，所述s2步骤中，当没有发送超时或者没有收到轨旁列车控制器回复时，继续周期性向轨旁列车控制器发送询问信息。

16、上述步骤中，初始化完成后，列车后备定位设备周期性向轨旁wtc系统发送询问信息，询问wtc是否需要向其发送后备定位信息；当收到wtc的回复信息或者发送超时后停止发送询问消息。

17、优选的，所述s2步骤中，轨旁列车控制器的回复信息包括：需要列车向其发送后备定位信息和不需要列车向其发送后备定位信息；

18、需要列车向其发送后备定位信息为：当车载子系统设备故障，轨旁列车控制器接管控车权时，此时需要实时跟踪列车位置；

19、不需要列车向其发送后备定位信息为：当车载设备正常工作时，轨旁列车控制器无控车权，此时不需要后备定位信息。

20、三、wtc回复信息判断

21、s3、列车判断回复信息内容，当轨旁列车控制器的回复信息为需要列车向其发送后备定位信息时，进入s4步骤；当轨旁列车控制器的回复信息为不需要列车向其发送后备定位信息时，进入s5步骤；

22、上述步骤中，当收到wtc的回复信息，需要列车向其发送后备定位信息，转步骤s4；当收到wtc的回复信息不需要列车向其发送后备定位信息，转步骤s5。

23、四、读取信标信息并发送后备定位信息，计算列车位置

24、s4、列车运行通过信标时，利用后备定位设备读取信标信息，并存储读取到的信标信息，超时后清除读取到的信标信息；同时后备定位设备利用读取到的信标信息以及列车信息生成后备定位信息，在信标信息有效期内，后备定位设备周期性向轨旁列车控制器发送后备定位信息，轨旁列车控制器根据后备定位信息计算列车位置，再进入s6步骤；

25、优选的，所述s4步骤中，读取信标信息包括：读取信标信息提取信标id、信标类型以及记录读取信标的时间。

26、优选的，所述s4步骤中，读取信标信息存储在beaconvalidtimeout时间内，beaconvalidtimeout根据项目配置，beaconvalidtimeout为信标信息有效期或生存期；发送的后备定位信息包括：列车id、信标id、信标天线状态、信标age；所述信标age为信标获取时间到发送该信标给轨旁列车控制器时的时间差。

27、优选的，所述s4步骤中，当轨旁列车控制器收到列车发送的后备定位信息时，根据列车id、信标id、信标获取时间信息结合线路电子地图计算列车位置。

28、优选的，所述线路电子地图存储线路中所有信标所在位置信息。

29、本发明中，beaconvalidtimeout是指信标信息有效期或生存期，信标信息的存储时间超过该时间为无效并进行清除，以防止将过期信息发送给wtc避免行车安全。

30、上述步骤中，列车运行通过信标时，读取信标信息提取信标id、信标类型以及记录读取信标的时间，并存储beaconvalidtimeout时间，超时后清除读取到的信标信息。在beaconvalidtimeout时间内，周期性向wtc发送后备定位信息。当wtc收到列车发送的定位信息时，根据列车id、信标id、信标获取时间信息结合线路电子地图计算列车位置。

31、五、仅读取信标信息

32、s5、列车运行通过信标时，利用后备定位设备读取信标信息，并存储读取到的信标信息，超时后清除读取到的信标信息，并进入s7步骤；

33、优选的，所述s5步骤中，读取信标信息包括：读取信标信息提取信标id、信标类型以及记录读取信标的时间。

34、上述步骤中，列车运行通过信标时，读取信标信息提取信标id、信标类型以及记录读取信标的时间，并存储beaconvalidtimeout时间，超时后清除。

35、本发明分为两种情况：当轨旁列车控制器需要列车向其发送后备定位信息时，利用后备定位设备读取信标信息并发送至轨旁列车控制器，轨旁列车控制器根据后备定位信息计算列车位置。当轨旁列车控制器不需要列车向其发送后备定位信息时，利用后备定位设备读取信标信息并存储，超时后清除。

36、分为这两种情况的好处是：减少列车与wtc之间的通信量。线路上有上百辆列车运行，如果每辆列车在读到信标后都向wtc发送后备定位信息，会占用车地通信网络很大的带宽同时wtc的消息处理量较大。因此采用wtc请求后备定位信息的方式，对于后备定位设备在收到wtc的请求时才向wtc发送后备定位信息，否则不发送。

37、六、wtc消息判断一

38、s6、列车运行过程中，判断是否收到轨旁列车控制器的消息，若是则进入s3步骤，若否则进入s4步骤；

39、上述步骤列车运行过程中，当收到wtc的请求定位信息时，转步骤s4。

40、七、wtc消息判断二

41、s7、列车运行过程中，判断是否收到轨旁列车控制器的消息，若是则进入s3步骤，若否则进入s5步骤。

42、上述步骤列车运行过程中，当收到wtc的取消请求定位信息时，转步骤s5。

43、本发明的有益效果：

44、本发明提供的用于tacs系统的后备定位方法，安全性高，线路既有信标信息安全等级为sil4，因此通过读取信标所提供的后备定位信息安全性高。

45、本发明提供的用于tacs系统的后备定位方法，成本低，重复利用线路信标，通过单独安装天线，读取线路位置信息，这样在实现列车位置跟踪的同时有效的减少了建设成本和维护工作量。

46、本发明提供的用于tacs系统的后备定位方法，能够向地面设备提供列车id信息，有利于以列车为中心的tacs系统的管理。

47、本发明提供的用于tacs系统的后备定位方法，列车与wtc之间的通信量较少。该方法采用请求后备定位信息的方式，即只有当wtc向后备定位系统发送请求后，后备定位系统才向wtc发送后备定位信息，有效的减少了列车与wtc之间的通信量。