专利名称：信号机强制命令控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路信息控制技术领域，特别涉及一种信号机强制命令控制方法及系统。
背景技术：
随着无线通信技术的飞速发展，无线通信的可靠性、可用性大大提高，基于通信的列车运行控制系统(Communication Based Train Control System，简称CBTC)是今后轨道交通列车运行控制系统的发展趋势。CBTC系统是突破了固定闭塞的界限、完全脱离轨道电路的新一代信号系统，通过高精度的列车定位技术和不间断的车地通信提供更精确的列车控制、持续的列车安全分隔和超速防护，使得列车可以在更短的运行间隔内实现安全运行。
由于CBTC系统功能的特殊性，列车在CBTC级别下运行完全按照移动授权运行，并考虑到室外信号机点灯将消耗大量的能源，因此从系统功能以及节能的考虑，在主用模式 (CBTC模式)下运行列车的司机无需关注室外信号机的状态，只需按照列车显示屏上的速度指示运行。
在固定闭塞制式下，铁路信息控制技术中联锁系统只要完成对信号机的显示控制 (绿灯、红灯、黄灯等)，不负责对信号的亮灭进行控制，同时在传统轨道交通运行控制系统中，对于信号机的亮灯需进行持续检查，一旦发现灯丝断丝等情况出现，联锁须将信号机状态设置为安全侧(红灯)。
虽然信号机亮灯不会对城市轨道交通列车运行控制系统的控制产生影响，但由于城市轨道交通运行控制系统的特性，其具有高密度，高客流的需求，而国外的城市轨道交通控制系统在完成列车控制的基础上，未能更人性化的考虑系统的舒适性和可用性，有很大的改进空间，主要的缺陷如下
1)信号机常态亮灯显示，将对驾驶CBTC列车运行的司机产生困扰，影响司机对列车前方情况的判断；
2)信号机长时间亮灯，不利于节约能源，且由于信号机长时间工作，需要地面维护人员进行定期维护和巡查，增加了运营成本和能源消耗。
3)信号机一直处于亮灯状态，联锁将无法通过信号机的亮灭获知接近该信号的列车的运行级别，进而准确的根据列车运行级别指导列车的运行，对系统运行的效率存在影响。发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何解决由于信号机常亮对CBTC列车司机的影响， 并进一步降低设备维护成本和运营成本。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种信号机强制命令控制方法，包括以下步骤
Sl 获取每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系；
S2:根据每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系确定每个信号机的点灯区段，所述点灯区段为能够影响信号机前方列车上的司机驾驶的区段的总和；
S3 判断当前信号机的点灯区段是否被列车占用，若有，则执行步骤S4，否则需要控制当前信号机灭灯，并执行步骤S5 ；
S4 根据列车是否为CBTC列车、以及列车与当前信号机之间的距离进行判断，若与当前信号机最接近的列车为CBTC列车，则需要控制当前信号机灭灯，否则需要控制当前信号机亮灯；
S5:将当前信号机的灭灯和亮灯需求发送至联锁系统，所述联锁系统发送控制命令至当前信号机，以实现当前信号机的亮灯/灭灯控制。
优选地，步骤Sl中通过查询电子地图获得每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系。
优选地，所述周边设备包括轨道区段、站台、以及道岔。
本发明还公开了一种信号机强制命令控制系统，包括
获取模块，用于获取每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系；
区段确定模块，用于根据每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系确定每个信号机的点灯区段，所述点灯区段为能够影响信号机前方列车上的司机驾驶的区段的总和；
占用判断模块，用于判断当前信号机的点灯区段是否被列车占用，若有，则执行列车类型判断模块，否则需要控制当前信号机灭灯，并执行控制模块；
列车类型判断模块，用于根据列车是否为CBTC列车、以及列车与当前信号机之间的距离进行判断，若与当前信号机最接近的列车为CBTC列车，则需要控制当前信号机灭灯，否则需要控制当前信号机亮灯；
控制模块，用于将当前信号机的灭灯和亮灯需求发送至联锁系统，所述联锁系统发送控制命令至当前信号机，以实现当前信号机的亮灯/灭灯控制。
优选地，获取模块中通过查询电子地图获得每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系。
优选地，所述周边设备包括轨道区段、站台、以及道岔。
(三)有益效果
本发明解决了现有技术中对于信号机无法灭灯的问题，在实现对信号机亮灭控制的基础上，向联锁系统提供了进路办理时的监督级别，保证了联锁在办理进路时能够通过信号机的亮灭状态获知接近该信号机的列车的运行级别，从而提高系统中列车运行的效率。同时实现节能和不误导司机驾驶的作用，降低了设备维护成本和运营成本。
图1是按照本发明一种实施方式的信号机强制命令控制方法的流程图2是按照图1的方法在无车占用当前信号机的点灯区段时的示意图3是按照图1的方法在CBTC列车与当前信号机最接近时的示意图4是按照图1的方法在非CBTC列车与当前信号机最接近时的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1是按照本发明一种实施方式的信号机强制命令控制方法的流程图；参照图1， 本实施方式的方法包括以下步骤
Sl 获取每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系；优选地， 步骤Sl中通过查询电子地图获得每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系。优选地，所述周边设备包括轨道区段、站台、以及道岔等。
S2:根据每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系确定每个信号机的点灯区段，所述点灯区段为能够影响信号机前方列车上的司机驾驶的区段的总和； 信号机在现场的位置可以通过现场设备的拓扑获知，一架信号机一旦位置确定，即可通过现场设备的拓扑关系，推算出可能影响信号机亮灭的区域范围，此范围被称为点灯区段。
点灯区段为所有可能影响信号机亮灭的区段的总和，每架信号机的点灯区段随线路拓扑关系结合现场设备确定。由于信号机的作用是指示列车按照信号显示行车，由于信号机负责防护一个方向的列车运行安全，信号机只进行单方向的显示，即只有位于信号机前方的区段才能够看见本信号机，因此点灯区段只需考虑信号机前方的司机可见的可能影响司机驾驶的区域。
为实现正确的信号机的强制命令，就需要地面设备对在线路上运行的列车进行精确定位，由于CBTC列车的车-地通信采用无线通信方式，离散式系统的固有特性决定列车向地面汇报的位置存在一定的不确定性，且线路上可能存在位置汇报列车和无位置汇报的列车的混合运行，因此地面设备在定位列车时除使用列车汇报的位置信息外(列车汇报的位置为列车经测速定位后确定的列车最可能的实际位置)，为保证系统安全，还需要考虑轨旁设备汇报的区段占用信息。结合列车的位置汇报和轨旁设备的占用信息，综合后获得列车在线路上运行的序列关系，即获知列车与信号机的远近关系。
S3 判断当前信号机的点灯区段是否被列车占用，若有，则执行步骤S4，否则参照图2，需要控制当前信号机灭灯，并执行步骤S5 ；
S4 根据列车是否为CBTC列车、以及列车与当前信号机之间的距离进行判断，若与当前信号机最接近的列车为CBTC列车，则参照图3，需要控制当前信号机灭灯，否则参照图4，需要控制当前信号机亮灯；
S5:将当前信号机的灭灯和亮灯需求发送至联锁系统，所述联锁系统发送控制命令至当前信号机，以实现当前信号机的亮灯/灭灯控制。
本发明还公开了一种信号机强制命令控制系统，包括
获取模块，用于获取每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系；
区段确定模块，用于根据每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系确定每个信号机的点灯区段，所述点灯区段为能够影响信号机前方列车上的司机驾驶的区段的总和；
占用判断模块，用于判断当前信号机的点灯区段是否被列车占用，若有，则执行列车类型判断模块，否则需要控制当前信号机灭灯，并执行控制模块；
列车类型判断模块，用于根据列车是否为CBTC列车、以及列车与当前信号机之间的距离进行判断，若与当前信号机最接近的列车为CBTC列车，则需要控制当前信号机灭灯，否则需要控制当前信号机亮灯；
控制模块，用于将当前信号机的灭灯和亮灯需求发送至联锁系统，所述联锁系统发送控制命令至当前信号机，以实现当前信号机的亮灯/灭灯控制。
优选地，获取模块中通过查询电子地图获得每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系。
优选地，所述周边设备包括轨道区段、站台、以及道岔等。
本发明解决了现有技术中对于信号机无法灭灯的问题，在实现对信号机亮灭控制的基础上，向联锁系统提供了进路办理时的监督级别，保证了联锁在办理进路时能够通过信号机的亮灭状态获知接近该信号机的列车的运行级别，从而提高系统中列车运行的效率。同时实现节能和不误导司机驾驶的作用，降低了设备维护成本和运营成本。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种信号机强制命令控制方法，其特征在于，包括以下步骤51获取每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系；52根据每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系确定每个信号机的点灯区段，所述点灯区段为能够影响信号机前方列车上的司机驾驶的区段的总和；53判断当前信号机的点灯区段是否被列车占用，若有，则执行步骤S4，否则需要控制当前信号机灭灯，并执行步骤S5 ；54根据列车是否为CBTC列车、以及列车与当前信号机之间的距离进行判断，若与当前信号机最接近的列车为CBTC列车，则需要控制当前信号机灭灯，否则需要控制当前信号机亮灯；55将当前信号机的灭灯和亮灯需求发送至联锁系统，所述联锁系统发送控制命令至当前信号机，以实现当前信号机的亮灯/灭灯控制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤Sl中通过查询电子地图获得每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述周边设备包括轨道区段、站台、以及道岔。
4.一种信号机强制命令控制系统，其特征在于，包括获取模块，用于获取每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系；区段确定模块，用于根据每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系确定每个信号机的点灯区段，所述点灯区段为能够影响信号机前方列车上的司机驾驶的区段的总和；占用判断模块，用于判断当前信号机的点灯区段是否被列车占用，若有，则执行列车类型判断模块，否则需要控制当前信号机灭灯，并执行控制模块；列车类型判断模块，用于根据列车是否为CBTC列车、以及列车与当前信号机之间的距离进行判断，若与当前信号机最接近的列车为CBTC列车，则需要控制当前信号机灭灯，否则需要控制当前信号机亮灯；控制模块，用于将当前信号机的灭灯和亮灯需求发送至联锁系统，所述联锁系统发送控制命令至当前信号机，以实现当前信号机的亮灯/灭灯控制。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，获取模块中通过查询电子地图获得每个信号机所处的位置以及每个信号机周边设备的拓扑关系。
6.如权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述周边设备包括轨道区段、站台、以及道岔。
全文摘要
本发明公开了一种信号机强制命令控制方法及系统，涉及铁路信息控制技术领域，该方法包括S1获取每个信号机所处的位置以及周边设备的拓扑关系；S2确定每个信号机的点灯区段；S3判断当前信号机的点灯区段是否被列车占用，若有，则执行步骤S4，否则需要控制当前信号机灭灯，并执行步骤S5；S4若与当前信号机最接近的列车为CBTC列车，则需要控制当前信号机灭灯，否则需要控制当前信号机亮灯；S5将需求发送至联锁系统，所述联锁系统发送控制命令至当前信号机，以实现亮灯/灭灯控制。本发明解决了现有技术中对于信号机无法灭灯的问题，同时实现节能和不误导司机驾驶的作用，降低了设备维护成本和运营成本。
文档编号B61L5/18GK102514592SQ20111043624
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者孙玉鹏 申请人:北京交控科技有限公司