一种后备系统、列控系统及其应用方法与流程

本发明涉及轨道通信，特别涉及一种后备系统、列控系统及其应用方法。

背景技术：

1、目前，业界正在积极进行研究和探索下一代新型列控系统的应用和落地。

2、下一代新型列控系统的车地通信基于无线通信，在减少轨旁设备数量的情况下，根据具体应用方案的不同，可实现列车的虚拟闭塞、移动闭塞、虚拟编组等运行控制方式，提高列车运行效率和线路运能。

3、在车地无线通信中断时，因无法从地面获取到移动授权或线路数据等信息，列控系统车载设备将无法继续对列车运行进行完全的监督和防护，对于列车的安全防护需要交接给司机负责或使用后备系统进行防护，存在安全隐患。

4、某些下一代新型列控系统方案要求在车载设备检测到与地面通信中断后，车载设备要控制列车制动停车，由司机确认前方无车并输入临时限速后才能转入后备模式行车。

5、某些下一代新型列控系统方案中，车载设备在后备模式无法获取车站进路和信号开放情况，后备模式下列车对列车进站停车、出站或通过车站的效率影响比较大。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种后备系统、列控系统及其应用方法，能够在车地无线通信中断，列控系统降级至后备模式时，允许列车以更高速度进站，提高了后备模式下列车在车站接发车或通过的效率，并能够更好的保证列车运行的安全。

2、为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种后备系统，其应用于列控系统中，包括：轨旁电子单元，其与所述列控系统中的tis或车站计算机联锁设备通信，获取信号机状态和道岔位置信息。有源应答器，其分别与所述轨旁电子单元和所述列控系统的车载设备连接。所述轨旁电子单元根据获取到的所述信号机状态和道岔位置信息确定发送的移动授权信息以及线路数据信息。在列车经过所述有源应答器所在位置时，所述有源应答器将获取的所述移动授权信息以及线路数据信息发送给所述列控系统中的车载设备。所述列控系统中的车载设备转入增强型后备模式时，根据从所述有源应答器获得的所述移动授权信息以及线路数据信息，计算速度距离控制曲线，以对列车运行进行监督和防护。

4、可选地，所述轨旁电子单元与所述列控系统中的联锁电路连接，通过采集继电器状态或工作电流的方式得到所述信号机状态和所述道岔位置信息。

5、可选地，所述轨旁电子单元与所述列控系统中的智能感知系统连接，用于通过所述智能感知系统获取所述信号机状态和所述道岔位置信息。

6、可选地，所述轨旁电子单元获取并发送直接从所述tis处获取到的报文信息。在列车经过所述有源应答器所在位置时，所述有源应答器将从所述轨旁电子单元获取所述报文信息发送给所述列控系统中的车载设备。所述列控系统中的车载设备转入增强型后备模式时，根据从所述有源应答器获得的所述报文信息，计算速度距离控制曲线，以对列车运行进行监督和防护。

7、可选地，还包括：无线注入单元，其与所述列控系统中的第一无线网关连接；在列车处在无线网络覆盖范围内时，所述无线注入单元不受列车位置约束地将所述轨旁电子单元发来的所述信息或所述报文信息通过无线网络发送给所述车载设备。

8、可选地，还包括：环线设备，其与所述轨旁电子单元连接。所述列控系统中的所述车载设备设置有环线信息接收和处理设备。所述环线设备通过所述环线信息接收和处理设备与所述车载设备连接。在列车经过所述环线设备所在位置时，所述环线设备将从所述轨旁电子单元获得的所述信息或所述报文信息发送给所述车载设备。

9、可选地，所述有源应答器及其所属应答器组设置在车站预告信号机、进站信号机、出站信号机、进路信号机、以及区间通过信号机处。

10、可选地，根据所述列控系统降级到增强型后备模式的可能性以及线路运量运能目标进行确定在沿线的哪个所述区间通过信号机处设置所述有源应答器。相邻的两个所述有源应答器的间隔距离d满足条件：采用如下公式(m*(1-p)+d*p)≤l估算得出所述间隔距离d的最大值。其中，m表示整个所述列控系统在完全模式下的可达到的最小区间追踪间隔距离，l表示区间目标追踪间隔距离；p表示所述列控系统降级到增强型后备模式的概率。所述间隔距离d最小值不小于两个相邻的所述区间通过信号机的距离。

11、可选地，有源应答器及其所属应答器组应设置在其对应信号机所防护的区段的外方，距离该信号机的距离l1，p3到该信号机的距离l2；p1为应答器组位置，p2为信号机位置，p3为危险点或者防护区段终点的位置；所述l1和l2同时满足以下条件：

12、起始防护点和防护终点的组合是(p1,p2)时，保证l1≥最低开口速度下进行制动停车需要的距离+安全余量距离。

13、起始防护点和防护终点的组合是(p1,p3)时，保证l1+l2≥最低开口速度下进行制动停车需要的距离+安全余量距离。

14、起始防护点和防护终点的组合是(p2,p3)时，保证l2≥最低开口速度下进行制动停车需要的距离+安全余量距离；此时，l1不大于安全余量距离。

15、可选地，所述l1、l2值的范围以及开口速度的值采用如下过程计算：

16、步骤s211：确定线路上运行的最差制动性能的列车的制动参数和制动距离。

17、步骤s212：确定司机人工驾驶列车时可接受的最低速度，若低于该速度，司机人工驾驶列车会有操作困难难以保证列车不超过该速度，可称为最低开口速度；设开口速度的值为最低开口速度。

18、步骤s213：根据步骤s211～步骤s212，确定列车在所述开口速度下进行制动停车需要的距离。

19、步骤s214：根据列车参数以及列控系统测速定位精度，确定安全余量距离；为了保证列车不越过移动授权终点，在移动授权终点之前预留的一段距离。

20、步骤s215：根据线路或者车站采用的信号联锁规则或者相关安全防护规定，确定列车经过应答器组未收到更新的移动授权时的起始防护点以及防护终点；起始防护点和防护终点的组合可以是(p1,p2)，(p1,p3)，(p2,p3)。

21、步骤s216：起始防护点和防护终点的组合是(p1,p2)时，应保证l1≥最低开口速度下进行制动停车需要的距离+安全余量距离。

22、步骤s217：起始防护点和防护终点的组合是(p1,p3)时，应保证l1+l2≥最低开口速度下进行制动停车需要的距离+安全余量距离。

23、步骤s218：起始防护点和防护终点的组合是(p2,p3)时，应保证l2≥最低开口速度下进行制动停车需要的距离+安全余量距离。此时，l1不宜大于安全余量距离。

24、步骤s219：若实际线路设计时l1、l2的值较大，充裕的满足所述步骤s216～步骤s218的要求，则在最低开口速度的值的基础上，提高所述开口速度的值，重复步骤s213～步骤s219，直到得到所述l1、l2值的范围以及所述开口速度的值。

25、再一方面，本发明还提供一种列控系统，包括：如上文所述的后备系统，rbc，其与所述tis或车站计算机联锁设备连接；第二无线网关，所述rbc通过所述第二无线网关与无线通信网络连接；无线通信网络与所述无线通信单元及天线连接，无线通信单元及天线，所述无线通信网络通过所述无线通信单元及天线与所述车载设备连接；信号机和道岔，所述联锁电路分别与所述信号机和所述道岔连接。

26、可选地，所述联锁电路包括继电器电路或目标控制器。

27、再一方面，本实施例还提供一种如上文所述的列控系统的应用方法，包括：所述列控系统的车载设备具有如下工作模式：完全工作模式、目视行车模式、第一后备模式和第二后备模式；所述第一后备模式包括：所述强型后备模式将所述原有后备模式替换，所述车载设备仅进入增强型后备模式。所述第二后备模式包括：原有后备模式和增强型后备模式共存。所述车载设备通过配置的方式或由地面设备通过无线消息或报文信息的方式告知确定选择哪种后备模式。

28、所述车载设备在所有工作模式下都接收所述后备系统发来的信息，但仅在所述原有后备模式或所述增强型后备模式下根据所述后备系统发来的信息对列车进行监督和防护。

29、在所述原有后备模式或所述增强型后备模式下，若所述车载设备收到了所述rbc给出的移动授权信息和线路数据信息，则退出所述原有后备模式或所述增强型后备模式，进入完全工作模式。

30、所述后备系统发来的信息丢失，所述车载设备缺少根据后备系统发来的信息对列车进行监督和防护的条件，且所述车载设备也不具备进入完全工作模式的条件时，所述车载设备进入所述原有后备模式或所述目视行车模式。

31、在重新收到所述后备系统发送的信息时，所述车载设备转入所述增强型后备模式。

32、可选地，在所述车载设备与所述rbc通信中断时，且在按要求制动停车转入所述原有后备模式的过程中，若所述车载设备接收到了所述后备系统发送的所述移动授权信息，则根据所述移动授权信息对列车进行监督和防护，允许列车不停车继续运行。

33、可选地，对平交道口防护的过程如下：步骤s1、在增强型后备模式下，列车以道口遮断信号为停车点向前运行；若车载设备从rbc通过无线网络获取到所述移动授权信息，则按照所述rbc给出的移动授权信息控制列车运行。

34、步骤s2、在经过道口关闭激活点时，检测到列车接近道口，将通知人工关闭道口或自动控制道口关闭。

35、若车载设备从rbc通过无线网络获取到所述移动授权信息，则按照所述rbc给出的移动授权信息控制列车运行。

36、步骤s3、在距离所述激活点的预设距离处设置有一组后备系统中的所述有源应答器，若道口正常关闭，则该组有源应答器给出新的移动授权信息，列车提速通过道口；若道口未能正常关闭，则该组有源应答器仍然给出到道口遮断信号机的移动授权信息，列车在道口遮断信号机处停车。

37、若车载设备从rbc通过无线网络获取到所述移动授权信息，则按照所述rbc给出的移动授权信息控制列车运行。

38、步骤s4、列车停车后，车载设备给出开口速度，在遮断信号机开放之后，列车以开口速度为限接近道口遮断信号机处的有源应答器，该有源应答器将给出新的移动授权信息，列车加速通过道口。

39、若车载设备从rbc通过无线网络获取到所述移动授权信息，则按照所述rbc给出的移动授权信息控制列车运行。

40、本发明与现有技术相比，至少具有以下技术效果之一：

41、本发明能够在车地无线通信中断，列控系统降级至后备模式时，允许列车以更高速度进站，提高了后备模式下列车在车站接发车或通过的效率，并能够更好的保证列车运行的安全。

42、在增强型后备模式下，车载设备可以得到地面进路状态，从而以更高速度进出站或通过车站，提高了列控系统在车站作业的效率。

43、某些下一代新型列控系统方案中，在后备模式下，列车进站作业是以固定限速为限进行作业，由司机负责控制和防护列车进行站内作业，存在安全隐患，增加增强型后备系统后车载设备可实现车站作业的安全防护，提高了安全性。

44、提出了一种间隔设置区间通过信号机处应答器设备的评估和计算方法；提出了适用于不同国家和地区信号联锁以及安全防护规定的应答器位置范围估算方法以及开口速度计算方法。可以根据线路容量目标设计区间应答器的布置，避免浪费。适用于不同国家和地区信号联锁以及安全防护规定，增强了适应性。使得后备模式下也实现了平交道口的安全防护。