一种基于集中化通信的全自动运行系统和方法与流程

本发明涉及轨道交通，尤其涉及一种基于集中化通信的全自动运行系统和方法。

背景技术：

1、全自动运行(fully automatic operation，fao)系统：是一种全自动化、高度集中控制的列车运行控制系统，是基于现代计算机、通信、控制、综合监控和系统集成等技术，实现列车运行过程自动化的新一代城市轨道交通系统。全自动运行系统相比现有城市轨道交通基于通信的列车控制(communication based train control，cbtc)系统，引入了自动控制、优化控制、人因工程等领域的最新技术，进一步提升自动化程度。全自动运行系统具有更安全、更高效、更节能、更经济、更高服务水平的突出优点，已成为城市轨道交通技术的发展方向。

2、传统的cbtc系统升级到全自动运行系统后，虽然对cbtc功能进行了升级，增加了全自动运行的相关功能，提高了系统的自动化水平，但升级为fao系统后未能从根本上改变cbtc系统复杂的结构。这些创新应用依旧沿用传统的设计逻辑，在设备组成、网络架构、接口等具体工程设计、运营维护方面并未突破，存在以下问题：

3、改造工程实施期间要尽量保证正常运营，只能在夜间调试点进行系统调试。但除去例行维护故障维修及其他专业调试点后，留给信号系统的调试点往往极其有限，同时还需协调地面和车辆在同一天进行调试，导致在不影响正常运营的前提下，整体调试时间也极其有限，给调试造成极大的不便。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于集中化通信的全自动运行系统和方法，用以解决现有技术中系统调试时间有限，不便于调试的缺陷，实现一种基于集中化通信的全自动运行系统，该系统中控制功能和驱采功能均集中在一体化线路控制器中，在改造工程实施期间进行调试时，主要是对地面设备进行调试，无需对轻量化车载控制器进行调试，因此无需协调列车时间，使得调试时间更加自由、方便调试。

2、本发明提供一种基于集中化通信的全自动运行系统，包括：地面控制设备、轻量化车载控制器和轨旁设备，所述地面控制设备包括一体化线路控制器和驱采单元，其中：

3、所述一体化线路控制器分别与所述驱采单元和所述轻量化车载控制器通信连接，所述一体化线路控制器用于基于中心列车自动监控系统发送的控制信息向所述轻量化车载控制器发送列车控制指令和/或向所述驱采单元发送轨旁控制指令；

4、所述驱采单元与所述轨旁设备连接，用于基于所述轨旁控制指令采集所述轨旁设备的状态信息，和/或基于所述轨旁控制指令控制所述轨旁设备，所述驱采单元还用于向所述一体化线路控制器反馈所述轨旁设备的状态信息；

5、所述轻量化车载控制器用于基于所述列车控制指令控制所述列车，所述轻量化车载控制器还用于向所述一体化线路控制器反馈列车状态信息；

6、所述一体化线路控制器还用于向所述中心列车自动监控系统反馈所述列车状态信息和所述轨旁设备的状态信息。

7、根据本发明提供的一种基于集中化通信的全自动运行系统，所述一体化线路控制器包括列车运行中的安全功能，所述安全功能包括下述功能：列车休眠唤醒功能、列车速度—距离曲线控制功能、列车推荐速度曲线控制功能、列车进站停车控制功能、列车通信监督功能、列车出库/入库控制功能、列车辅助驾驶控制功能、列车跳停/扣车控制功能、列车折返换端控制功能、列车运行控制功能、站台发车控制功能、轨道区段控制功能、保护区段控制功能、轨道进路控制功能、道岔控制功能、信号机控制功能、列车远程紧急制动功能、列车雨雪模式切换功能、列车临时限速管理功能、列车占用判断功能、区段永久性汇报占用(always report block，arb)判断功能和安全协议功能。

8、根据本发明提供的一种基于集中化通信的全自动运行系统，所述列车休眠唤醒功能通过下述方法实现：

9、所述一体化线路控制器向位于休眠轨道上的列车上的轻量化车载控制器发送列车休眠指令，所述列车休眠指令用于指示所述轻量化车载控制器向所述列车发送列车下电指令，以使所述列车进入下电模式；

10、当所述一体化线路控制器基于中心列车自动监控系统发送的控制信息确定需要唤醒所述列车的情况下，所述一体化线路控制器向位于所述休眠轨道上的所述列车上的轻量化车载控制器发送列车唤醒指令，所述列车唤醒指令用于指示所述轻量化车载控制器向所述列车发送列车上电指令，以使所述列车进入上电模式。

11、根据本发明提供的一种基于集中化通信的全自动运行系统，还包括：应答器传输单元和车载接入单元，所述应答器传输单元、所述车载接入单元和所述轻量化车载控制器构成车载控制设备，其中：

12、所述应答器传输单元用于与地面应答器进行交互；

13、所述车载接入单元用于与所述一体化线路控制器进行通信交互。

14、根据本发明提供的一种基于集中化通信的全自动运行系统，所述轻量化车载控制器包括下述功能：列车测速和测距功能、列车位置管理功能、列车超速防护功能、列车完整性监督功能、列车速度—距离曲线执行功能、列车零速判断功能、列车退行防护功能、列车控车命令执行/监督功能、列车人机交互功能、列车上电自检和初始化功能、列车日检功能和列车的注册/注销功能。

15、根据本发明提供的一种基于集中化通信的全自动运行系统，所述列车超速防护功能通过下述方法实现：

16、所述轻量化车载控制器接收所述应答器传输单元发送的目标速度或目标距离，所述目标速度或所述目标距离为所述应答器传输单元通过与所述地面应答器交互获取的；

17、所述轻量化车载控制器基于所述目标速度或所述目标距离，根据所述列车的当前行驶信息，对所述列车进行超速防护控制，所述当前行驶信息包括所述列车当前行驶速度、制动率和车轮磨损补偿。

18、根据本发明提供的一种基于集中化通信的全自动运行系统，还包括中心列车自动监控系统，所述中心列车自动监控系统用于向所述一体化线路控制器发送控制信息。

19、根据本发明提供的一种基于集中化通信的全自动运行系统，铁路线路的各正线上分别部署一套所述一体化线路控制器，所述铁路线路的各一级集中站分别对应部署一套所述驱采单元，所述铁路线路的各场段部分线路上分别部署一套所述一体化线路控制器和一套所述驱采单元，各所述铁路线路对应的调度中心分别部署一套所述中心列车自动监控系统。

20、本发明还提供一种基于集中化通信的全自动运行方法，应用于一体化线路控制器，所述方法包括：

21、接收中心列车自动监控系统发送的控制信息；

22、基于所述控制信息向所述轻量化车载控制器发送列车控制指令，和/或向所述驱采单元发送轨旁控制指令，其中，所述列车控制指令用于控制列车，所述轨旁控制指令用于采集轨旁设备的状态信息，和/或用于控制所述轨旁设备；

23、接收所述轻量化车载控制器反馈的列车状态信息，和/或所述驱采单元反馈的所述轨旁设备的状态信息。

24、本发明还提供一种基于集中化通信的全自动运行装置，应用于一体化线路控制器，所述装置包括：

25、第一接收模块，用于接收中心列车自动监控系统发送的控制信息；

26、发送模块，用于基于所述控制信息向所述轻量化车载控制器发送列车控制指令，和/或向所述驱采单元发送轨旁控制指令，其中，所述列车控制指令用于控制列车，所述轨旁控制指令用于采集轨旁设备的设备信息，和/或用于控制所述轨旁设备；

27、第二接收模块，用于接收所述轻量化车载控制器反馈的列车状态信息，和/或所述驱采单元反馈的轨旁设备的状态信息。

28、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于集中化通信的全自动运行方法。

29、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于集中化通信的全自动运行方法。

30、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于集中化通信的全自动运行方法。

31、本发明提供的基于集中化通信的全自动运行系统和方法，通过将控制功能和驱采功能均集中在一体化线路控制器中，进而精简了车辆控制器的功能，使得在改造工程实施期间进行调试时，主要是对地面设备进行调试，无需对轻量化车载控制器进行调试，因此无需协调列车时间，使得调试时间更加自由、方便调试。并且一体化线路控制器，简化了地面控制设备的结构，进而简化了接口层级，减少了接口数量，进一步减小了系统的通信压力。