一种多系统融合的轨道车辆融合控制方法及系统与流程

本发明属于轨道车辆，尤其涉及一种多系统融合的轨道车辆融合控制方法及系统。

背景技术：

1、列车控制管理系统tcms是列车控制系统的核心，负责监控列车的各个子系统，包括牵引系统、制动系统、电力系统和空调系统等，确保列车在正常运行过程中保持良好的状态。tcms系统通过收集来自各个子系统的信息，对列车进行综合控制和管理，车辆ccu是tcms的核心控制单元，负责接收和处理tcms系统的各种指令和数据，并根据指令和数据对列车进行相应的控制和调整。

2、列车自动运行系统(ato)负责控制列车的启动、加速、减速和停车等操作，使列车能够自动运行并保持在规定的速度范围内。ato系统的信号控制功能是实现对列车的精确定位、速度监控、时间调整、运行轨迹调整和自动停车等方面的控制的关键部分。

3、现有技术中，tcms系统和ato系统各自独立运行并协作控制列车实现列车自动运行和牵引制动等功能，运行时系统之间进行数据交互，但数据交互的传输路径十分复杂，控车精度低且系统响应时间较长，同时，tcms系统的车辆控制和ato系统的信号控制各自独立的维护测试，增加了首列车调试的时间和现场车辆调试工作量，系统的可靠性和运营可用性较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述技术问题之一，提供一种多系统融合的轨道车辆融合控制方法及系统。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种多系统融合的轨道车辆融合控制方法，包括以下步骤：

4、将列车自动运行系统ato的信号控制功能融合至tcms系统的中央处理单元ccu，以提供一种同时具有列车控制和信号控制功能的融合系统ocu；

5、提供一列车融合网络，融合网络与列车的地面调度中心建立通信连接，融合系统ocu、列车的自动防护系统atp和列车的各车载执行子系统均单独作为一个网络节点纳入融合网络；

6、地面调度中心通过融合网络向自动防护系统atp和/或融合系统ocu发送控车指令，自动防护系统atp接收预定的控车指令时通过融合网络将预定的控车指令转发至融合系统ocu；

7、融合系统ocu通过融合网络实时获取各车载子系统的状态信息，并基于地面调度中心发送的控车指令和/或各车载子系统的状态信息通过融合网络分别对各车载执行子系统进行控制，以控制列车实现上电自检和控车优化；

8、融合系统ocu基于控车指令控车后，通过融合网络向自动防护系统atp反馈列车的执行结果，自动防护系统atp通过融合网络将执行结果转发至地面调度中心。

9、本发明一些实施例中，控制列车实现上电自检的方法包括以下步骤：

10、将列车的车载休眠唤醒单元aom单独作为一个网络节点纳入融合网络；

11、地面调度中心通过融合网络向休眠唤醒单元aom发送远程唤醒指令，休眠唤醒单元aom接收远程唤醒指令后，分别通过融合网络向自动防护系统atp、融合系统ocu和各车载执行子系统发送上电自检命令；

12、自动防护系统atp上电自检成功后，通过融合网络向融合系统ocu发送atp自检成功状态信息，各车载执行子系统上电自检成功后，分别通过融合网络向融合系统ocu发送车辆自检成功状态信息；

13、融合系统ocu上电自检成功并接收到atp自检成功状态信息以及各车载执行子系统的车辆自检成功状态信息后，分别向各车载执行子系统发送静态测试指令，各车载执行子系统接收静态测试指令后各自执行静态测试，并向融合系统ocu反馈自身静态测试结果；

14、融合系统ocu基于各车载执行子系统的静态测试结果判断各车载执行子系统静态自检成功后，分别向各车载执行子系统发送动态测试指令，各车载执行子系统接收动态测试指令后各自执行动态测试，并向融合系统ocu反馈自身动态测试结果；

15、融合系统ocu基于各车载执行子系统的动态测试结果判断各车载执行子系统动态自检成功后，确定列车唤醒成功。

16、本发明一些实施例中，控制列车实现控车优化的方法包括以下步骤：

17、在自动防护系统atp设置sdu安全测速单元，sdu安全测速单元通过安装在列车上的速度传感器和/或测速雷达实时获取脉冲信号，并计算校准后的列车轮径，自动防护系统atp通过融合网络将校准后的列车轮径实时发送至融合系统ocu，融合系统ocu基于校准后的列车轮径实时计算列车测速信息，并基于列车测速信息实时优化自身控车策略；

18、sdu安全测速单元基于获取的脉冲信号进行空转/打滑判断，自动防护系统atp通过融合网络将空转/打滑判断结果发送至融合系统ocu，融合系统ocu基于空转/打滑判断结果实时优化自身控车策略。

19、本发明一些实施例中，控制列车实现控车优化的方法还包括以下步骤：

20、融合系统ocu通过融合网络实时获取各车载执行子系统的性能变化信息，车载执行子系统包括牵引执行子系统和制动执行子系统；融合系统ocu基于各车载执行子系统的性能变化信息以及自身在不同载重下的牵引/制动性能实时计算列车速度曲线，并基于计算出的列车速度曲线控制列车自动运行；

21、融合系统ocu通过融合网络实时获取牵引执行子系统的故障信息，并基于故障信息判断列车能够提供的牵引力，基于牵引力判断结果实时优化自身控车策略。

22、本发明一些实施例中，控制列车实现控车优化的方法还包括以下步骤：

23、车载执行子系统包括牵引执行子系统和制动执行子系统；牵引执行子系统包括多个牵引控制单元，制动执行子系统包括多个制动控制单元；

24、地面调度中心向自动防护系统atp发送线路状态信息，自动防护系统atp向融合系统ocu转发线路状态信息并发送列车防护状态信息；线路状态信息包括路况信息和雨雪模式信息；

25、融合系统ocu通过融合网络分别获取牵引控制单元和制动控制单元的实时状态，以及通过融合网络获取列车的载重信息；

26、融合系统ocu基于线路信息、牵引控制单元和制动控制单元的实时状态、载重信息和列车防护状态信息动态调整控车参数，基于控车参数控制列车运行，并向自动防护系统atp反馈列车当前线路状态下的执行结果。

27、本发明一些实施例中，还包括以下步骤：

28、车载执行子系统包括全自动车钩子系统；

29、融合系统ocu还基于地面调度中心发送的控车指令控制全自动车钩子系统实现车钩的全自动联挂解编，并在车钩联挂或解编成功后，通过融合网络向地面调度中心反馈列车的反馈联挂/解编状态信息和编组信息。

30、本发明一些实施例中，实现车钩的全自动联挂解编的方法包括以下步骤：

31、地面调度中心向自动防护系统atp发送联挂/解编指令，自动防护系统atp将联挂/解编指令转发至融合系统ocu，融合系统ocu基于联挂/解编指令进入联挂或解编工况后，分别向自动防护系统atp全自动车钩子系统发送自身联挂或解编工况，同时向全自动车钩子系统发送联挂/解编指令；

32、全自动车钩子系统基于接收到的联挂/解编指令自动执行联挂或解编，联挂或解编完成后，向融合系统ocu反馈联挂/解编状态信息，通过车辆硬线输出车辆状态信息并向自动防护系统atp反馈车辆状态信息；车辆状态信息包括列车完整性状态信息和驾驶室激活状态信息；

33、融合系统ocu接收联挂/解编状态信息后，将联挂/解编状态信息转发至自动防护系统atp，自动防护系统atp基于联挂/解编状态信息和车辆状态信息判断列车完整性是否丢失，当列车完整性丢失时，通过车辆硬线对列车施加紧急制动。

34、本发明一些实施例进一步提供一种多系统融合的轨道车辆融合控制系统，包括多个车载执行子系统、自动防护系统atp、融合系统ocu和融合网络；

35、各车载执行子系统、融合系统ocu和自动防护系统atp均单独作为一个网络节点纳入融合网络进行管理；融合网络包括tau模块和tcms网络模块；tau模块用于实现车地通信，以接收地面调度中心发送的控车指令，tcms网络模块用于实现融合网络内各网络节点之间的通信；

36、车载执行子系统包括牵引执行子系统和制动执行子系统，分别用于执行列车的牵引和制动；

37、自动防护系统atp用于实现列车自动防护，以及通过融合网络接收并向融合系统ocu转发列车调度中心下发的控车指令；

38、融合系统ocu包括融合有列车自动运行系统ato信号控制功能的tcms系统的中央处理单元ccu，中央处理单元ccu通过融合网络与地面列车调度中心、各车载执行子系统通信，获取列车调度中心下发的控车指令和各车载执行子系统的状态信息，并基于地面调度中心发送的控车指令和/或各车载子系统的状态信息调整自身控车策略，基于自身控车策略通过融合网络对各车载执行子系统进行控制，以控制列车实现上电自检和控车优化。

39、本发明一些实施例中，车载执行子系统还包括全自动车钩子系统；

40、中央处理单元ccu还用于基于地面调度中心发送的控车指令控制全自动车钩子系统实现车钩的全自动联挂解编，并在车钩联挂或解编成功后，通过融合网络向地面调度中心反馈列车的联挂/解编状态信息和编组信息。

41、本发明一些实施例中，还包括本地控制单元，本地控制单元单独作为一个网络节点纳入融合网络进行管理；

42、本地控制单元通过融合网络与地面列车调度中心、牵引执行子系统和制动执行子系统通信，用于在融合系统ocu出现故障降级时，在降级模式下代替融合系统ocu对牵引执行子系统和制动执行子系统进行控制，实现列车的牵引和制动。

43、本发明的有益效果在于：

44、1、本发明将列车自动运行系统ato的信号控制功能集成在tcms系统的中央处理单元ccu，提供一种新的融合系统ocu，将传统列车的多种网络进行融合提供一种融合网络，实现了列车控车业务逻辑的优化整合，控车逻辑集成度和系统的灵活性更高，同时有效的简化了列车各控制和执行子系统之间的的数据传输路径，优化了控车精度、系统响应时间、列车的平稳性和乘坐舒适度；

45、2、本发明所提供的融合系统ocu作为新的列车级控制中心，融合了现有的列车控制功能、信号控制功能、牵引控制功能和制动控制功能，统一控制列车运行，列车的牵引、制动、网络、信号和车辆控制融合后运行于同一个cpu，提高了融合系统的系统可靠性和运营可用性；

46、3、本发明所提供的融合系统ocu通过融合网络能够实时获取控车指令和列车的牵引制动性能，实时调整控车曲线，提高了列车启动、惰行、精确停车的效率，融合系统ocu能够根据历史控车曲线、列车实时载荷、实时牵引制动性能以及实时电空转换状态优化控车参数和控车策略，提高停站精度；

47、4、本发明所提供的融合系统ocu共享测速系统、列车线继电接口、人机接口以及网络设备，有效简化了现有的车辆和信号相对独立的维护和测试流程，减少了首列车调试时间，充分发挥了一体化仿真平台的优势，列车模拟试验场景更加丰富，减少了现场车辆调试工作量，缩短了列车的现场调试时间。