一種適應(yīng)于既有線改造的列控系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及鐵路行業(yè)的列車控制領(lǐng)域，特別涉及適應(yīng)于既有線改造的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)和方法領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)對鐵路運(yùn)輸要求不斷提高，對鐵路列車運(yùn)行管理和安全控制要求也不斷升級。中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(CTCS)根據(jù)列車行駛速度和鐵路運(yùn)營的需求分為不同的級別。其中，我國干線鐵路線路(既有線鐵路線路)為CTCS-O級(簡稱CO)，列車運(yùn)行速度在160km/h以下，由通用式機(jī)車信號和列車運(yùn)行監(jiān)控裝置(簡稱LKJ)作為車載設(shè)備，軌道電路、聯(lián)鎖和自動閉塞設(shè)備作為地面設(shè)備。在CO系統(tǒng)中，列車行車過程中過多依靠司機(jī)操作，勞動強(qiáng)度大，最重要的是安全性低(比如進(jìn)站時(shí)由車站值班員通過無線列調(diào)向司機(jī)告知進(jìn)站股道號，然后由司機(jī)操作顯示屏鍵盤輸入進(jìn)路信息;若司機(jī)聽錯了、記錯了股道號或按錯了鍵盤，車載設(shè)備得到錯誤的進(jìn)路信息，則可能引起列車岔區(qū)超速或冒進(jìn)信號而發(fā)生脫軌或撞車事故，存在造成嚴(yán)重安全事故的隱患)。而目前的高鐵、客運(yùn)專線(即動車組)運(yùn)行速度一般在200km/h以上，以多信息軌道電路和點(diǎn)式應(yīng)答器(簡稱應(yīng)答器)存儲地面線路信息，以列車超速防護(hù)系統(tǒng)(簡稱ATP)為車載設(shè)備，構(gòu)成了目前的CTCS-2級(簡稱C2)系統(tǒng)。但C2方案基本上僅針對高鐵、客運(yùn)專線等線路情況，而沒有針對既有線的兼容方案，且成本很高。
[0003]CO系統(tǒng)和C2系統(tǒng)原理不同，獨(dú)立運(yùn)行，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。比如在CO系統(tǒng)中，存在著需要人工輸入股道號、由IC卡人工輸入臨時(shí)限速信息的問題，很容易出現(xiàn)人員失誤或故意造成的行車安全事故，導(dǎo)致CO系統(tǒng)的安全性較低。而且在CO系統(tǒng)中，線路數(shù)據(jù)存儲在機(jī)車上，線路施工后修改線路，需要人工對所有機(jī)車進(jìn)行數(shù)據(jù)更換，工作量大;更嚴(yán)重的是如果更換不及時(shí)，車載數(shù)據(jù)與地面狀態(tài)不符，會造成極大的安全隱患。
[0004]而C2系統(tǒng)雖然具有足夠的安全性，但臨時(shí)限速信息及股道號的輸入是在車站安裝臨時(shí)限速服務(wù)器，并鋪設(shè)安全控制網(wǎng)絡(luò)的條件下，由車站的列控中心(簡稱TCC)通過軌旁電子單元(簡稱LEU)，以應(yīng)答器報(bào)文(簡稱報(bào)文)的形式通過有源應(yīng)答器發(fā)給車載ATP設(shè)備，而列控中心造價(jià)通常在上百萬以上，再加上臨時(shí)限速服務(wù)器、安全控制網(wǎng)絡(luò)(以光纖負(fù)責(zé)多個(gè)車站之間的數(shù)據(jù)通信)、以及對多個(gè)列控中心進(jìn)行集中控制和協(xié)調(diào)的區(qū)域數(shù)據(jù)控制中心，其造價(jià)在上千萬至上億，成本高昂，對于既有線的改造造成了巨大的成本壓力。另外，由于客運(yùn)專線、高速鐵路僅運(yùn)載旅客，沒有貨物運(yùn)輸，而且是近幾年修建的，因此在設(shè)計(jì)之初及建造時(shí)就可以將車站設(shè)計(jì)的比較簡單，這使得高鐵線路的復(fù)雜度較低，而且不需要考慮貨運(yùn)的影響(比如列車重載、長編等問題)；而且在設(shè)計(jì)時(shí)對于車輛的要求也比較明確，使得車輛類型也比較單一，這些措施都簡化了高鐵線路的設(shè)計(jì)，降低了列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的難度。因此C2系統(tǒng)適用的高鐵線路上，道岔數(shù)量較少，道岔類型較單一，股道鋪設(shè)合理，且車站內(nèi)外、區(qū)間不存在長大下坡道、小半徑曲線等復(fù)雜環(huán)境，車站的作業(yè)類型和復(fù)雜程度也很簡單，這使得C2系統(tǒng)不適合復(fù)雜的既有線情況。這是由于，既有線的線路大多已有幾十年的建造歷史，甚至上百年歷史的鐵路線路仍在使用，這些既有線所處的地理環(huán)境極其復(fù)雜，而且既有線上行駛的機(jī)車、車輛的類型也十分復(fù)雜，并且存在著復(fù)雜的軌道電路制式。一旦這些復(fù)雜因素都需要在C2系統(tǒng)的列控中心中加以考慮，目前的C2系統(tǒng)的列控中心也無法應(yīng)對既有線這樣的復(fù)雜系統(tǒng)。因此，目前尚缺少一種適用于既有線改造、能兼容既有線和高速鐵路的列控系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有CO系統(tǒng)大量依賴人工參與而導(dǎo)致安全性低的問題、以及更新的臨時(shí)限速信息無法及時(shí)更新到列車的問題。
[0006]本發(fā)明提供了一種適用于既有線改造的列控系統(tǒng)，包括地面設(shè)備和車載設(shè)備，
[0007]所述地面設(shè)備包括，安裝在車站且順序連接的聯(lián)鎖系統(tǒng)、并口LEU以及有源應(yīng)答器;所述并口 LEU采集所述聯(lián)鎖系統(tǒng)的接點(diǎn)狀態(tài)，并將聯(lián)鎖系統(tǒng)的所述接點(diǎn)狀態(tài)組合成進(jìn)路選擇條件，并將存儲在并口 LEU中的、與所述進(jìn)路選擇條件相應(yīng)的車站報(bào)文發(fā)送給對應(yīng)的有源應(yīng)答器;所述有源應(yīng)答器在有列車經(jīng)過其作用范圍時(shí)，將所述相應(yīng)的車站報(bào)文發(fā)送給所述列車的車載設(shè)備；
[0008]所述車載設(shè)備包括，BTM，BTM天線，列車超速防護(hù)系統(tǒng);所述BTM在列車經(jīng)過所述有源應(yīng)答器的作用范圍時(shí)，通過BTM天線接收有源應(yīng)答器發(fā)送的車站報(bào)文，并將所述車站報(bào)文發(fā)送給所述列車超速防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)處理。
[0009]優(yōu)選的，本發(fā)明的適應(yīng)于既有線改造的列控系統(tǒng)，還可以包括設(shè)置在鐵路線上的道岔、控制道岔的轉(zhuǎn)轍機(jī);所述聯(lián)鎖系統(tǒng)包括執(zhí)行繼電器組，所述執(zhí)行繼電器組包括道岔表示繼電器組，所述道岔表示繼電器組包括至少一個(gè)道岔表示繼電器，每個(gè)轉(zhuǎn)轍機(jī)均與一個(gè)道岔表示繼電器相連且轉(zhuǎn)轍機(jī)通過安全電路驅(qū)動與之對應(yīng)的所述道岔表示繼電器動作；由所述道岔表示繼電器組的接點(diǎn)狀態(tài)代表所述聯(lián)鎖系統(tǒng)的接點(diǎn)狀態(tài)。
[0010]優(yōu)選的，本發(fā)明的適應(yīng)于既有線改造的列控系統(tǒng)，所述聯(lián)鎖系統(tǒng)可以是繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)或微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。
[0011]優(yōu)選的，本發(fā)明的適應(yīng)于既有線改造的列控系統(tǒng)，還可以包括至少一個(gè)臨時(shí)限速服務(wù)器以及設(shè)置在列車運(yùn)行全程的至少一個(gè)車站的無線網(wǎng)絡(luò)，所述臨時(shí)限速服務(wù)器用以存儲臨時(shí)限速報(bào)文，并在列車進(jìn)入所述車站范圍時(shí)通過所述無線網(wǎng)絡(luò)向所述列車發(fā)送所述列車運(yùn)行線路上行車需要的臨時(shí)限速報(bào)文和/或更新的臨時(shí)限速報(bào)文；
[0012]所述車載設(shè)備還可以包括，能接收所述無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)天線，所述網(wǎng)絡(luò)天線接收所述臨時(shí)限速報(bào)文，并將所述臨時(shí)限速報(bào)文存儲在列車的存儲單元中；
[0013]所述地面設(shè)備還可以包括應(yīng)答器組，所述應(yīng)答器組包括二個(gè)應(yīng)答器;所述二個(gè)應(yīng)答器在列車進(jìn)入其作用范圍內(nèi)時(shí)依次向列車發(fā)出均包含其應(yīng)答器組編號的二個(gè)地面設(shè)備報(bào)文；
[0014]所述BTM在列車經(jīng)過所述應(yīng)答器組的作用范圍時(shí)，通過BTM天線依次接收二個(gè)應(yīng)答器分別發(fā)送的二個(gè)地面設(shè)備報(bào)文，并將所述地面設(shè)備報(bào)文發(fā)送給所述列車超速防護(hù)系統(tǒng)；
[0015]所述列車超速防護(hù)系統(tǒng)解析所述地面設(shè)備報(bào)文得到所述應(yīng)答器組編號，并根據(jù)接收的二個(gè)應(yīng)答器的地面設(shè)備報(bào)文的先后順序判斷列車行駛方向，根據(jù)所述應(yīng)答器組編號和列車行駛方向從所述存儲單元中選擇相應(yīng)的臨時(shí)限速報(bào)文，若所述臨時(shí)限速報(bào)文包含臨時(shí)限速信息，則列車超速防護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述臨時(shí)限速信息行車。
[0016]優(yōu)選地，本發(fā)明的適應(yīng)于既有線改造的列控系統(tǒng)，在車站設(shè)置臨時(shí)限速報(bào)文更新按鈕，用以選擇“臨時(shí)限速報(bào)文更新”狀態(tài)位的“更新”狀態(tài)和“未更新”狀態(tài)；
[0017]“臨時(shí)限速報(bào)文更新”的初始狀態(tài)位為“未更新”狀態(tài);臨時(shí)限速服務(wù)器更新臨時(shí)限速報(bào)文時(shí)，觸發(fā)所述臨時(shí)限速報(bào)文更新按鈕，所述臨時(shí)限速報(bào)文更新按鈕將“臨時(shí)限速報(bào)文更新”的狀態(tài)位調(diào)為“更新”狀態(tài)；
[0018]所述并口LEU采集所述聯(lián)鎖系統(tǒng)的接點(diǎn)狀態(tài)，并將聯(lián)鎖系統(tǒng)的所述接點(diǎn)狀態(tài)組合成進(jìn)路選擇條件，再與“臨時(shí)限速報(bào)文更新”狀態(tài)位相結(jié)合形成報(bào)文選擇條件，將存儲在并口 LEU中的、與所述報(bào)文選擇條件相應(yīng)的車站報(bào)文發(fā)給對應(yīng)的有源應(yīng)答器；
[0019]所述有源應(yīng)答器在列車經(jīng)過其作用范圍時(shí)，將所述車站報(bào)文發(fā)給所述列車的列車超速防護(hù)系統(tǒng)；
[0020]所述列車超速防護(hù)系統(tǒng)解析所述車站報(bào)文，若發(fā)現(xiàn)車站報(bào)文中的“臨時(shí)限速報(bào)文更新”狀態(tài)位為“更新”狀態(tài)，自動/提醒列車司機(jī)打開無線網(wǎng)絡(luò)接收更新的臨時(shí)限速報(bào)文。[0021 ]用于上述的適應(yīng)于既有線改造的列控系統(tǒng)的列控方法，包括以下步驟:
[0022]S210:車站值班員排進(jìn)路；
[0023]S220:聯(lián)鎖系統(tǒng)驗(yàn)證該進(jìn)路是否安全可行，聯(lián)鎖系統(tǒng)完成道岔調(diào)度后自動將接點(diǎn)狀態(tài)提供給并口 LEU;
[0024]S230:并口 LEU采集所述聯(lián)鎖系統(tǒng)的接點(diǎn)狀態(tài)，
[0025]S240:并口 LEU將聯(lián)鎖系統(tǒng)的所述接點(diǎn)狀態(tài)組合成進(jìn)路選擇條件，
[0026]S250:并口 LEU將存儲在并口 LEU中的、與所述進(jìn)路選擇條件相應(yīng)的車站報(bào)文發(fā)送給對應(yīng)的有源應(yīng)答器；
[0027]S260:所述有源應(yīng)答器在有列車經(jīng)過其作用范圍時(shí)，將所述相應(yīng)的車站報(bào)文發(fā)送給所述列車的車載設(shè)備；
[0028]S270:列車的BTM在列車經(jīng)過所述有源應(yīng)答器的作用范圍時(shí)，通過BTM天線接收有源應(yīng)答器發(fā)送的車站報(bào)文，并將所述車站報(bào)文發(fā)送給所述列車超速防護(hù)系統(tǒng)；
[0029]S280:所述列車防護(hù)系統(tǒng)解析所述車站報(bào)文，得到正確的股道信息，自動將列車?？吭谲囌緝?nèi)合適的位置，或由司機(jī)根據(jù)正確的股道信息將列車?？吭谲囌緝?nèi)合適的位置。
[0030]用于上述的適應(yīng)于既有線改造的列控系統(tǒng)的列控方法，包括以下步驟:
[0031]S100:臨時(shí)限速服務(wù)器通過出車車站的無線網(wǎng)絡(luò)向列車發(fā)送所述列車運(yùn)行全程所需的臨時(shí)限速報(bào)文；
[0032]S200:所述列車將進(jìn)入其運(yùn)行線路的某車站；
[0033]S201:所述車站的“臨時(shí)限速報(bào)文更新”狀態(tài)位設(shè)置為“未更新”狀態(tài)；
[0034]S210:所述車站的車站值班員排進(jìn)路；
[0035]S220:所述車站的聯(lián)鎖系統(tǒng)驗(yàn)證該進(jìn)路是否安全可行，聯(lián)鎖系統(tǒng)完成道岔調(diào)度后自動將接點(diǎn)狀態(tài)提供給并口 LEU;