本發(fā)明涉及軌道交通列車(chē)控制系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)，尤其是涉及一種基于次級(jí)檢測(cè)設(shè)備方向信息的側(cè)沖防護(hù)裝置與方法。

背景技術(shù)：

在軌道交通列車(chē)控制系統(tǒng)中側(cè)沖防護(hù)是安全防護(hù)的重要功能。傳統(tǒng)的固定/準(zhǔn)移動(dòng)閉塞系統(tǒng)對(duì)列車(chē)間追蹤間隔的要求較低，通常采用軌道檢測(cè)設(shè)備的占用信息結(jié)合進(jìn)路聯(lián)鎖關(guān)系的設(shè)計(jì)來(lái)完成側(cè)沖防護(hù)功能，性能較低?，F(xiàn)代的移動(dòng)閉塞(通常采用基于通信的列車(chē)控制系統(tǒng)，即cbtc系統(tǒng))由于具備車(chē)地實(shí)時(shí)通信的能力，因此可根據(jù)列車(chē)的實(shí)時(shí)位置進(jìn)行側(cè)沖防護(hù)，在保證安全的情況下可提升運(yùn)行效率。

目前存在的問(wèn)題是在cbtc系統(tǒng)中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些沒(méi)有裝備車(chē)地通信設(shè)施的列車(chē)，另一方面對(duì)于通信列車(chē)也會(huì)出現(xiàn)因故障導(dǎo)致通信中斷，基于運(yùn)營(yíng)的需要在正線存車(chē)線斷電存車(chē)的場(chǎng)景，這些情況均會(huì)導(dǎo)致基通信的移動(dòng)閉塞列車(chē)與非通信的固定閉塞/準(zhǔn)移動(dòng)閉塞列車(chē)混合運(yùn)行的場(chǎng)景，導(dǎo)致在側(cè)沖防護(hù)時(shí)對(duì)移動(dòng)閉塞制式的列車(chē)運(yùn)行產(chǎn)生較大的性能降低。

如附圖1所示的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的cbtc系統(tǒng)中：通信列車(chē)經(jīng)由無(wú)線將自身的位置報(bào)告給軌旁的區(qū)域控制器zc同時(shí)經(jīng)由zc提供給聯(lián)鎖系統(tǒng)ci，該位置信息為主動(dòng)位置信息，不依賴(lài)于軌旁的任何檢測(cè)設(shè)備；軌旁的列車(chē)占用檢測(cè)設(shè)備通過(guò)軌旁安裝的計(jì)軸點(diǎn)或軌道電路發(fā)送接收盒等檢測(cè)設(shè)備檢查軌道區(qū)段的占用情況，該信息經(jīng)由次級(jí)檢測(cè)設(shè)備stde送給ci和zc。

在附圖1所示的案例中，初始狀態(tài)為軌道區(qū)段tc1存放非通信列車(chē)b，另一列通信列車(chē)a由tc2向tc3運(yùn)行，此時(shí)cbtc系統(tǒng)中經(jīng)由stde檢測(cè)到tc1和tc2均處于占用狀態(tài)，且列車(chē)a自tc2向tc3方向運(yùn)行；當(dāng)通信列車(chē)a進(jìn)入tc3時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)中經(jīng)由stde檢測(cè)到tc1、tc2和tc3均處于占用狀態(tài)，但系統(tǒng)并不能確定tc3的占用是由于哪輛車(chē)進(jìn)入導(dǎo)致的，可能的情況包括：

①通信列車(chē)a進(jìn)入；②非通信列車(chē)b進(jìn)入；③通信列車(chē)a和非通信列車(chē)b同時(shí)進(jìn)入。

其中第①種情況是安全的，而剩余兩種情況均可能導(dǎo)致通信列車(chē)a和非通信列車(chē)b發(fā)生側(cè)面碰撞的安全風(fēng)險(xiǎn)，盡管正常情況下均只是通信列車(chē)a的進(jìn)入，但基于信號(hào)的故障-安全原則，應(yīng)按最不利情況考慮，因此需要禁止通信列車(chē)a進(jìn)入tc3區(qū)域，降低了系統(tǒng)的可用性。部分系統(tǒng)或項(xiàng)目在輸出運(yùn)營(yíng)約束限制條件下允許列車(chē)a進(jìn)入tc3區(qū)域，但可能會(huì)出現(xiàn)上述分析的剩余兩種場(chǎng)景的安全風(fēng)險(xiǎn)，事實(shí)上在國(guó)外就有類(lèi)似情況發(fā)生，增加了安全風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于次級(jí)檢測(cè)設(shè)備方向信息的側(cè)沖防護(hù)裝置與方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于次級(jí)檢測(cè)設(shè)備方向信息的側(cè)沖防護(hù)裝置，包括檢測(cè)點(diǎn)、次級(jí)檢測(cè)設(shè)備、區(qū)域控制器、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)及這些設(shè)備間的安全通信系統(tǒng)，所述的次級(jí)檢測(cè)設(shè)備分別與檢測(cè)點(diǎn)、區(qū)域控制器和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)連接，所述的區(qū)域控制器和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)連接；

所述的次級(jí)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)列車(chē)跨壓的方向信息，并將其發(fā)送給區(qū)域控制器和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，所述的區(qū)域控制器和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)分別基于檢測(cè)點(diǎn)列車(chē)跨壓的方向信息及列車(chē)占用信息計(jì)算是否有非通信列車(chē)進(jìn)入側(cè)沖防護(hù)區(qū)域及從何方向進(jìn)入側(cè)沖防護(hù)區(qū)域，以判斷是否有導(dǎo)致側(cè)面碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，如果存在風(fēng)險(xiǎn)的話則采取相應(yīng)的措施。

所述的次級(jí)檢測(cè)設(shè)備通過(guò)安全接口分別與區(qū)域控制器和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)連接。

所述的安全接口為繼電接口或經(jīng)由安全協(xié)議的數(shù)據(jù)通信接口。

所述的檢測(cè)點(diǎn)列車(chē)跨壓的方向信息采用以下三種方式中的一種進(jìn)行傳遞：(1)次級(jí)檢測(cè)設(shè)備分別發(fā)送給計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和區(qū)域控制器，(2)次級(jí)檢測(cè)設(shè)備發(fā)送給計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)經(jīng)由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)送給區(qū)域控制器，(3)次級(jí)檢測(cè)設(shè)備發(fā)送給區(qū)域控制器并經(jīng)由區(qū)域控制器送給計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。

所述的采取相應(yīng)的措施包括：區(qū)域控制器根據(jù)列車(chē)進(jìn)入防護(hù)區(qū)域的方向情況封鎖對(duì)應(yīng)的側(cè)沖防護(hù)區(qū)域，禁止cbtc受控列車(chē)進(jìn)入這一區(qū)域；計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)關(guān)閉防護(hù)該側(cè)沖防護(hù)區(qū)域的信號(hào)機(jī)，阻止其它列車(chē)超過(guò)該信號(hào)機(jī)。

一種基于次級(jí)檢測(cè)設(shè)備方向信息的側(cè)沖防護(hù)方法，包括以下步驟：

1)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)到列車(chē)的跨壓信息后將由次級(jí)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)算并通過(guò)繼電接口或進(jìn)行安全編碼后輸出給計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和區(qū)域控制器，同時(shí)執(zhí)行步驟2)和3)；

2)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在得到側(cè)防區(qū)的檢測(cè)點(diǎn)列車(chē)跨壓方向信息后，將基于進(jìn)路建立和信號(hào)開(kāi)放邏輯進(jìn)行側(cè)防區(qū)域的安全防護(hù)計(jì)算，控制信號(hào)機(jī)和軌旁有源應(yīng)答器，執(zhí)行步驟4)；

3)區(qū)域控制器在得到側(cè)防區(qū)域的檢測(cè)點(diǎn)列車(chē)跨壓方向信息后，將進(jìn)行列車(chē)移動(dòng)授權(quán)的計(jì)算，并通過(guò)車(chē)地?zé)o線通信傳遞給車(chē)載控制器，執(zhí)行步驟4)；

4)cbtc列車(chē)的車(chē)載控制器在得到經(jīng)由車(chē)地?zé)o線通信傳遞的移動(dòng)授權(quán)信息自動(dòng)保護(hù)列車(chē)不進(jìn)入側(cè)防區(qū)域，如已進(jìn)入側(cè)防區(qū)域則會(huì)觸發(fā)緊急停車(chē)；非cbtc列車(chē)中點(diǎn)式atp防護(hù)車(chē)載控制器基于有源應(yīng)答器提供的信息進(jìn)行列車(chē)安全控車(chē)曲線的計(jì)算，防止列車(chē)進(jìn)入側(cè)防區(qū)域，非cbtc列車(chē)中atc旁路的列車(chē)將由司機(jī)根據(jù)信號(hào)機(jī)的禁止信號(hào)顯示控制列車(chē)防止進(jìn)入側(cè)防區(qū)域，保證列車(chē)的安全。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)實(shí)現(xiàn)了cbtc系統(tǒng)中存在非cbtc列車(chē)情況下的安全高效地側(cè)沖防護(hù)，提高了系統(tǒng)的安全性和可用性。

2)增加了次級(jí)檢測(cè)設(shè)備對(duì)于軌道區(qū)段的列車(chē)跨壓方向信息的檢測(cè)及安全傳輸功能，增加了聯(lián)鎖、區(qū)域控制器根據(jù)區(qū)段的列車(chē)跨壓方向信息進(jìn)行側(cè)沖防護(hù)的能力。

附圖說(shuō)明

圖1為標(biāo)準(zhǔn)的cbtc系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的信息處理流程圖；

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖2所示，基于次級(jí)檢測(cè)設(shè)備方向信息的側(cè)沖防護(hù)裝置，包括檢測(cè)點(diǎn)1、次級(jí)檢測(cè)設(shè)備2、區(qū)域控制器3和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)4，所述的次級(jí)檢測(cè)設(shè)備2分別與檢測(cè)點(diǎn)1、區(qū)域控制器3和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)4連接，所述的區(qū)域控制器3和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)4連接；

所述的次級(jí)檢測(cè)設(shè)備2檢測(cè)每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)列車(chē)跨壓的方向信息，并將其發(fā)送給區(qū)域控制器3和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)4，所述的區(qū)域控制器3和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)4分別基于檢測(cè)點(diǎn)列車(chē)跨壓的方向信息計(jì)算是否有非通信列車(chē)進(jìn)入側(cè)沖防護(hù)區(qū)域?qū)е聜?cè)面碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，如果存在風(fēng)險(xiǎn)的話則采取相應(yīng)的措施，包括：區(qū)域控制器封鎖該側(cè)沖防護(hù)區(qū)域，禁止cbtc受控列車(chē)進(jìn)入這一區(qū)域；計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)關(guān)閉防護(hù)該側(cè)沖防護(hù)區(qū)域的信號(hào)機(jī)，阻止其它列車(chē)超過(guò)該信號(hào)機(jī)。

所述的次級(jí)檢測(cè)設(shè)備通過(guò)安全接口分別與區(qū)域控制器和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)連接。所述的安全接口為繼電接口或經(jīng)由安全協(xié)議的數(shù)據(jù)通信接口。所述的檢測(cè)點(diǎn)列車(chē)跨壓的方向信息采用以下三種方式中的一種進(jìn)行傳遞：(1)次級(jí)檢測(cè)設(shè)備分別發(fā)送給計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和區(qū)域控制器，(2)次級(jí)檢測(cè)設(shè)備發(fā)送給計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)經(jīng)由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)送給區(qū)域控制器，(3)次級(jí)檢測(cè)設(shè)備發(fā)送給區(qū)域控制器并經(jīng)由區(qū)域控制器送給計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。

該裝置還包括與區(qū)域控制器連接的車(chē)載控制器5。該裝置還包括與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)連接的信號(hào)機(jī)6和有源應(yīng)答器。

本發(fā)明包括具備列車(chē)跨壓信息檢測(cè)的次級(jí)檢測(cè)設(shè)備(檢測(cè)點(diǎn)和處理單元)、由次級(jí)檢測(cè)設(shè)備經(jīng)由繼電或安全協(xié)議的數(shù)據(jù)接口提供給聯(lián)鎖或區(qū)域控制器的區(qū)段的列車(chē)跨壓方向信息、聯(lián)鎖和區(qū)域控制器基于區(qū)段的列車(chē)跨壓方向信息進(jìn)行的側(cè)沖防護(hù)區(qū)域的防護(hù)計(jì)算、基于側(cè)沖防護(hù)區(qū)域的防護(hù)計(jì)算結(jié)果的車(chē)載安全防護(hù)幾個(gè)部分組成。

信息處理流程如圖3所示，檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)到列車(chē)的跨壓信息后將由次級(jí)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)算并通過(guò)繼電接口或進(jìn)行安全編碼后輸出給計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和區(qū)域控制器；計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在得到側(cè)防區(qū)的檢測(cè)點(diǎn)列車(chē)跨壓方向信息后將基于進(jìn)路建立和信號(hào)開(kāi)放邏輯進(jìn)行側(cè)防區(qū)域的安全防護(hù)計(jì)算，控制信號(hào)機(jī)和軌旁有源應(yīng)答器；區(qū)域控制器在得到側(cè)防區(qū)域檢測(cè)點(diǎn)列車(chē)跨壓方向信息后將進(jìn)行列車(chē)移動(dòng)授權(quán)的計(jì)算，并通過(guò)車(chē)地?zé)o線通信傳遞給車(chē)載控制器；cbtc列車(chē)的車(chē)載控制器在得到經(jīng)由車(chē)地?zé)o線通信傳遞的移動(dòng)授權(quán)信息自動(dòng)保護(hù)列車(chē)不進(jìn)入側(cè)防區(qū)域，如已進(jìn)入側(cè)防區(qū)域則會(huì)觸發(fā)緊急停車(chē)，非cbtc列車(chē)中點(diǎn)式atp防護(hù)車(chē)載控制器會(huì)基于有源應(yīng)答器提供的信息進(jìn)行列車(chē)安全控車(chē)曲線的計(jì)算，防止列車(chē)進(jìn)入側(cè)防區(qū)域，非cbtc列車(chē)中atc旁路的列車(chē)將由司機(jī)根據(jù)信號(hào)機(jī)的禁止信號(hào)顯示控制列車(chē)防止進(jìn)入側(cè)防區(qū)域，保證列車(chē)的安全。

本發(fā)明已在上海地鐵17號(hào)線實(shí)施，其示意圖如圖4所示的。該項(xiàng)目中的次級(jí)檢測(cè)設(shè)備為計(jì)軸設(shè)備，該計(jì)軸設(shè)備除具備占用檢測(cè)功能外還能對(duì)經(jīng)由該計(jì)軸點(diǎn)的列車(chē)跨壓方向信息進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算后的結(jié)果經(jīng)由安全通信協(xié)議傳遞至區(qū)域控制器，同時(shí)計(jì)軸還將區(qū)段的占用信息傳遞至聯(lián)鎖，區(qū)域控制器在得到計(jì)軸點(diǎn)的列車(chē)跨壓方向信息并結(jié)合聯(lián)鎖提供過(guò)來(lái)的道岔位置信息、進(jìn)路信息和計(jì)軸區(qū)段占用信息后對(duì)應(yīng)相關(guān)的側(cè)防區(qū)域進(jìn)行計(jì)算，以確認(rèn)是否有非預(yù)期的列車(chē)進(jìn)入側(cè)沖防護(hù)區(qū)域，若存在非預(yù)期的列車(chē)進(jìn)入側(cè)沖防護(hù)區(qū)域則將該側(cè)沖防護(hù)區(qū)域置為禁止?fàn)顟B(tài)，并基于該側(cè)沖防護(hù)區(qū)域的狀態(tài)進(jìn)行移動(dòng)授權(quán)的計(jì)算，阻止列車(chē)進(jìn)入這一區(qū)域或在該區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

如圖4中側(cè)沖防護(hù)區(qū)域的范圍為(p_1,sdd1,sdd2)，初始狀態(tài)為tc1存有1列非通信列車(chē)b，另有一列通信列車(chē)a由tc2向tc3運(yùn)行，以下分幾種場(chǎng)景對(duì)本發(fā)明的技術(shù)和方法的防護(hù)情況進(jìn)行說(shuō)明：

1)若通信列車(chē)a進(jìn)入tc3區(qū)段，非通信列車(chē)b仍停在tc1區(qū)段，此時(shí)sdd2的列車(chē)跨壓信息為up狀態(tài)，sdd1和sdd3無(wú)列車(chē)跨壓信息，聯(lián)鎖和區(qū)域控制器均計(jì)算得知該側(cè)沖防護(hù)區(qū)域沒(méi)有側(cè)沖的安全風(fēng)險(xiǎn)，側(cè)防區(qū)域(p_1,sdd1,sdd2)對(duì)于列車(chē)a而言是允許狀態(tài)，若其它條件具備則列車(chē)a的移動(dòng)授權(quán)可正常穿越。

2)若非通信列車(chē)b進(jìn)入了tc3區(qū)段，此時(shí)sdd1的列車(chē)跨壓信息為up狀態(tài)，若通信列車(chē)a運(yùn)行至tc3區(qū)域則會(huì)出現(xiàn)側(cè)面碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，因此區(qū)域控制器將側(cè)防區(qū)域(p_1,sdd1,sdd2)設(shè)置為禁止?fàn)顟B(tài)，通信列車(chē)a的移動(dòng)授權(quán)最大終點(diǎn)只能到sdd2處，列車(chē)a的車(chē)載控制器也會(huì)基于這一移動(dòng)授權(quán)進(jìn)行列車(chē)的安全控制。

3)若通信列車(chē)a和非通信列車(chē)b均進(jìn)入了tc3區(qū)段，此時(shí)sdd1和sdd2的列車(chē)跨壓信息為up狀態(tài)，若通信列車(chē)a繼續(xù)運(yùn)行則加劇側(cè)面碰撞的風(fēng)險(xiǎn)和后果，因此區(qū)域控制器將側(cè)防區(qū)域(p_1,sdd1,sdd2)設(shè)置為禁止?fàn)顟B(tài)，通信列車(chē)a的移動(dòng)授權(quán)變?yōu)闊o(wú)效，列車(chē)a的車(chē)載控制器也會(huì)基于這一移動(dòng)授權(quán)觸發(fā)緊急制動(dòng)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。