基于400MHz数字无线通信的运行揭示调度命令控制方法与流程

本发明涉及普速铁路通信信号控制领域，尤其涉及普速铁路运行揭示调度命令控制。

背景技术：

1、根据《铁路技术管理规程(普速铁路部分)》相关规定，有计划的施工，涉及限速、行车方式发生变化或设备变化时应发布运行揭示调度命令，司机按照运行揭示调度命令执行；因施工提前、延迟或其他原因造成运行揭示调度命令与实际限速、行车方式或设备不符时，列车调度员应取消已发的运行揭示调度命令，向有关车站值班员、司机、施工负责人等重新发布全部内容的调度命令。同时，涉及计划外的临时或突发的涉及限速、行车方式变化或设备变化的调度命令，由调度员直接发布调度命令或口头指示给司机、车站值班员以及其他相关业务人员，不纳入运行揭示调度命令管理。

2、针对普速铁路线路运行揭示调度命令控制，ctcs-0级列控系统(简称c0系统)主要采用将运行揭示调度命令通过ic卡预先载入列车运行监控记录装置(lkj)的方式实现控制：调度室编制运行揭示调度命令并发布至机务等相关部门，机务部门编辑lkj运行揭示数据并下达到司机派班室，司机派班室将指定运用区段的lkj运行揭示数据写入ic卡，由机车乘务人员携带ic卡上车并将运行揭示数据载入lkj设备，最后由lkj设备进行运行揭示调度命令的监控执行。

3、此方式存在如下问题：(1)运行揭示调度命令经多个业务部门管理并需要人工参与编辑与传达，未实现运行揭示调度命令通过设备直接传输至lkj设备，从而不能满足运行揭示调度命令自动车地双向闭环控制管理；另外，当运行揭示调度命令有变化时，需要立即对所有计划执行相关任务的列车进行运行揭示数据更新；故存在运行揭示调度命令漏发、漏交、漏编、延迟、编错等安全隐患；(2)针对计划外的涉及限速、行车方式变化或设备变化的调度命令控制，需要调度员通过车机联控方式向司机和车站值班员发布调度命令，司机按照调度命令人工执行列车运行监控，而无法及时将调度命令通过ic卡以运行揭示数据形式载入到lkj设备，相关计划外调度命令执行的安全性主要由操作管理流程和人工卡控，同样存在运行揭示调度命令漏发、错传、延迟等安全隐患；(3)已载入lkj设备的运行揭示调度命令，司机通过在lkj设备人机交互单元(dmi)上执行相关操作，可“随意”人工解除相关运行揭示数据信息，设备不能实现对已存储的运行揭示数据的严格监控和管理，其安全性同样需要行车管理流程和人工卡控，存在运行揭示调度命令误删、错删的安全隐患。

4、针对普速铁路线路基于ic卡的运行揭示调度命令控制方式，严重依赖管理流程和人工操作，存在较大影响行车安全和效率的问题，亟需研究一种基于lkj设备，能够满足运行揭示调度命令控制过程自动化程度高、安全性能强、车地闭环管控，同时针对计划外涉及限速、行车方式变化或设备变化的调度命令实现运行揭示调度命令相关控制管理，具有重要的现实意义和市场价值。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种适用于普速铁路的基于400mhz数字无线通信的运行揭示调度命令控制方法，实现普速铁路运行揭示调度命令设备自动传输，传输过程闭环管控，符合铁路信号系统故障-安全要求，增强列车运行安全性，具有创新性、适用性和经济性。

2、本发明方法继承车载lkj设备基于运行揭示调度命令的控制方式，通过ctc/tdcs调度台拟定运行揭示调度命令，命令兼容现有ic卡运行揭示数据内容，满足lkj设备关于运行揭示调度命令控制要求。运行揭示调度命令类型主要包括临时限速、侧线限速、车站限速、绿色凭证、电话闭塞、特定引导和乘降所等。运行揭示调度命令内容主要包括：揭示有效区域、揭示有效时间和揭示有效值，根据不同命令类型，表示的内容不同：揭示有效区域，采用线路号(工务线路号)、上/下行别、正/反向、主/三线、起始公里标(若为车站揭示则为车站tims号)和终止公里标等元素描述，即以绝对公里标位置标示线路揭示有效区域；揭示有效时间，采用昼夜/每日、起始时间、终止时间，采用“年/月/日/时/分”的格式表示，即以绝对时间标示揭示有效时间；揭示有效值，包括客车限速和货车限速，以及用于针对乘降所类型揭示的车次号信息等。

3、本发明方法实现运行揭示调度命令基于设备自动传输，由中心设备、车站设备和车载设备共同实现运行揭示调度命令车地闭环管控。中心设备包括ctc/tdcs调度台(即中心调度台)；车站设备包括ctc/tdcs站机(含车站值班员终端)、无线车站控制器(stc)以及400m无线基站(400m rbs)，stc设备与ctc/tdcs站机直接接口，车站第二接近区段和第三接近区段入口外方设置无源应答器组；车载设备主要包括lkj设备、400m通信车载电台及天线、btm设备(含天线)等。

4、由调度员通过中心ctc/tdcs调度台进行运行揭示调度命令的拟定、下达和取消等操作，可选的，可由车站值班员通过ctc/tdcs的车站值班员终端进行运行揭示调度命令的拟定、下达和取消等操作。

5、调度员通过调度中心ctc/tdcs调度台，拟定相关运行揭示调度命令，并根据揭示有效区域下达至相关受令车站ctc/tdcs站机，通常情况下，当揭示有效区域在区间时，应选择揭示有效区域正反方向各相邻2站作为受令站，即共4个受令车站；当揭示有效区域在车站时，应选择本站以及相邻2站作为受令站，即共3个受令车站。

6、ctc/tdcs站机接收到运行揭示调度命令，支持自动转发或人工确认转发给stc设备；stc设备接收到运行揭示调度命令，生成内容和格式符合lkj设备监控要求的运行揭示数据，并通过车站第二接近区段和第三接近区段入口外方设置的无源应答器组的编号标识后进行存储，同时自动向ctc/tdcs站机反馈接收成功指令，ctc/tdcs站机将指令直接转发给中心调度台，由中心调度员确认，若中心调度台在规定的时间内未收到全部受令站的反馈指令，则重新向未收到反馈指令的车站下达运行揭示调度命令，连续下达超过规定次数仍未成功，则表示下达失败，提示调度员操作失败，由调度员选择重发或者结束，完成运行揭示调度命令下达的闭环控制，即运行揭示调度命令的第一次闭环控制，保证命令下达的可靠性和安全性。

7、当列车运行通过第二接近区段入口时，lkj设备通过应答器传输单元(btm)接收到无源应答器组信息完成定位，通过400m车载通信电台发起并建立与地面stc设备的安全无线通信链接，发送包含接收到的无源应答器组编号的信息包，向地面stc设备请求运行揭示数据，stc设备收到车载设备请求信息后选取对应无源应答器组编号的运行揭示数据通过400mrbs发送给车载设备，lkj设备通过400m车载通信电台成功接收到运行揭示数据信息后，主动释放与stc设备的无线通信链接，同时存储接收到运行揭示数据并监控列车运行，完成运行揭示调度命令传输的闭环控制，即第二次闭环控制。当在第二接近区段lkj设备未与地面建链成功或未成功获取到运行揭示数据，则在列车运行至第三接近区段重复执行在第二接近区段流程，通过冗余方式提高lkj设备获取运行揭示数据的可靠性。

8、进一步地，车站400m无线通信信号仅需实现车站接近区段覆盖(车站进站信号机外方两个闭塞分区)，无线通信信号覆盖度要求低，进一步减少地面设备数量，降低建设成本。

9、可选的，车地400mhz无线通信可采用单个频点利用分时设计实现双工通信或采用半双工通信，单频点设置可节约车站无线信道资源，适用于普速铁路线路站场复杂和接发列车较多的情况。

10、可选的，也可通过stc与车站联锁设备接口，进一步扩展stc功能，使之可以同时发送车站股道信息，提升车站设备的集成度。stc设备存储车站进路号与股道号的对照表，其从车站联锁获取进路信息，处理后生成对应的接车股道信息，包含股道号信息包，股道号信息包通过接近区段无源应答器组编号进行唯一标识。车载设备发送的运行揭示数据请求帧中包括从车站接近区段接收到的无源应答器组编号，stc设备根据从车载设备获取的无源应答器组编号，将对应的接车进路股道号信息包发送给车载设备，车载lkj设备根据股道号信息调取相应股道数据执行列车运行监控。

11、进一步地，各车站stc设备将线路按段划分，分别管辖一定线路范围内的运行揭示调度命令，称为stc运行揭示管辖范围，设计为覆盖到相邻车站再延伸一个区间，至相邻车站前方站进站信号机处；若相邻车站为多条线路交汇站，则本站stc运行揭示管辖范围可覆盖至相邻车站所有线路前方站进站信号机处，解决车站到发线多方向发车因不能获取各线路出站信号机外方是否有临时限速等信息而需要控制列车提前降速，影响行车效率。

12、进一步地，相邻的调度中心调度台行车管辖边界车站stc通过通信接口交换相关边界处运行揭示数据信息，保证列车进入相邻的调度台管辖车站前，如遇到接近的线路区段有临时限速或者乘降所等类型信息时，可以实施提前降速，保证行车安全和效率。

13、stc设备向车载lkj设备发送临时限速揭示数据时，需要同时提供揭示有效区域，即临时限速有效范围。列车沿线路车站运行，接收前方车站stc设备发送的临时限速运行揭示数据，并持续更新临时限速有效范围。lkj设备监控列车运行过程中，除了按照临时限速运行揭示数据实施临时限速控制外，还需要实时比对列车位置与临时限速有效范围，若列车接近临时限速有效范围边界，需按照临时限速数据不足进行处理，监控列车提前降速到规定值，直至接收到更新的临时限速数据，方可恢复正常运行。通过设定临时限速有效范围和更新机制，可以处理lkj设备接收临时限速运行揭示数据失败以及数据无效等各种异常情况，实现运行揭示调度命令在lkj设备上的闭环控制，即第三次闭环控制。

14、本发明的技术优势如下：

15、(1)运行揭示调度命令由调度中心统一下发，通过设备自动传输至车载lkj设备实施运行揭示调度命令监控，实现多层次的车地闭环自动控制，解决了基于ic卡方式的层层人工传递的问题；同时相关控制设备和控制过程设计符合信号功能安全要求，进一步提升揭示调度命令控制的安全性。

16、(2)在车站设置stc设备和400m rbs，运行揭示调度命令经调度台确认下发后，自动传输给车站stc设备存储，列车运行至车站接近区段后车载lkj设备通过无线通信方式主动向地面stc请求运行揭示数据，并根据最新的运行揭示数据执行监控，一方面实现运行揭示调度命令在车站“实时更新”，另一方面实现计划外揭示调度命令也可按照运行揭示调度命令管理，实现由人工的“车机联控”方式转为设备自动传输和控制，解决了计划外调度命令控制安全由管理流程和人工卡控的问题；另外，lkj设备运行揭示数据“实时”更新后，可不需要司机通过dmi解除运行揭示数据控制，通过对lkj设备采取限制措施，可进一步地规避司机错误操作的问题。

17、(3)运行揭示调度命令直接从调度中心ctc/tdcs调度台或车站值班员终端通过ctc/tdcs站机传输到stc，无需专门建立信号安全数据网或调度中心到车站数据传输通道；同时stc将接收到的运行揭示调度命令存储，根据列车发起的请求将运行揭示数据发送至车载设备，从而实现运行揭示调度命令调度中心集中管理和车站分散控制，控制功能针对性强，揭示数据信息传输效率高；当调度中心与车站设备通信异常后，仍可通过车站值班员终端拟定/取消运行揭示调度命令，增加系统的可用性。

18、(4)采用400m无线通信方式建立车地运行揭示数据信息传输通道，车站无线通信信号仅需实现车站接近区段覆盖，无线信号覆盖度要求低，设备建设成本低；车地无线通信可仅使用单频点进行半双工或双工(分时设计)通信，节约无线信道资源；同时车载lkj设备在车站接近区段主动建立链接请求运行揭示数据成功后主动释放占用的无线通道，进一步节约无线信道资源，增加控车数量，适用于普速铁路线路推广应用。

19、(5)车站stc设备运行揭示管辖控制范围可覆盖至相邻车站前方站进站信号机处，若相邻车站为多线路交汇车站，则可实现在本站发送至相邻车站各线路前方站进站信号机处，解决车站到发线多方向发车因不能获取各线路出站信号机外方是否有临时限速等运行揭示信息而需要控制列车提前降速的问题。