轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统，包括信号系统车载设备、列车位置信息连接单元、车地无线通信网络系统和控制中心；信号系统车载设备通过列车位置信息连接单元与车地无线通信网络系统连接，车地无线通信网络系统与控制中心连接，将信号系统车载设备产生的列车位置信息发送至控制中心，由控制中心的调度服务器解析后分发至各个终端。本发明能够在信号系统故障下准确清晰的为行车调度指挥人员反映当前所有列车准确位置，保证列车的行车安全。
【专利说明】轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种列车辅助监视系统，尤其是涉及一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统。
【背景技术】
[0002]现行的地铁行车调度指挥系统在信号系统故障后将会改为以电话闭塞模式通过人工调度指挥行车，在指挥行车过程中，有可能会出现行车调度员在未准确定位正线区间内全部列车位置的情况下，发布错误的电话闭塞命令，从而致使列车发生追尾碰撞事故。因此，在目前的地铁行车指挥系统中，当信号系统故障后，缺乏准确直观的为行车调度指挥人员反映当前线路所有列车的准确位置的手段，当信号系统故障后，调度人员指挥行车时，调度人员需要与所有的在线列车的司机确认列车位置并指挥其行车，这势必给调度人员增加大量纷繁复杂的工作，极易造成调度人员遗漏个别列车导致重大追尾事故发生。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的是提供一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统，该系统能够在信号系统故障下准确、清晰、直观地为调度指挥人员反映当前所有列车准确位置，保证列车的行车安全。
[0004]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统，包括信号系统车载设备、列车位置信息连接单元、车地无线通信网络系统和控制中心；信号系统车载设备通过列车位置信息连接单元与车地无线通信网络系统连接，车地无线通信网络系统与控制中心连接，将信号系统车载设备产生的列车位置信息发送至控制中心，由控制中心的调度服务器解析后分发至各个终端。
[0005]作为优选，所述列车位置信息连接单元采用列车网络管理系统或无线通信模块网络连接板。
[0006]作为优选，所述的列车位置信息包括精确位置信息和区段占用信息。
[0007]作为优选，所述的车地无线通信网络系统包括车载PIS设备、地面PIS车载设备、专用无线系统通信车载台、专用无线系统车载天线、专用无线系统区间漏缆、专用无线系统各车站基站和专用无线系统控制中心核心交换机；车载PIS设备经网络与地面PIS车载设备连接，地面Pis车载设备经RS232接口与专用无线系统通信车载台连接，专用无线系统通信车载台与专用无线系统车载天线连接，将列车位置转换为无线信号发至区间，并经专用无线通信系统区间漏缆传输至专用无线通信系统各车站基站，然后通过光缆连接专用无线系统控制中心核心交换机；所述车地无线通信网络系统采用的通信频段为800MHz。
[0008]作为优选，所述的车地无线通信网络系统包括车载PIS设备、地面PIS车载设备、区间商用漏缆、PIS系统专用区间射频拉远单元、合路器、PIS系统专用基带处理单元、PIS系统车站交换机、专用通信传输系统和PIS系统控制中心核心交换机； 车载PIS设备经网络与地面PIS车载设备连接，地面PIS车载设备经地面PIS车载天线将列车位置信息转换为无线信号发至区间，并经区间商用漏缆、Pis系统专用区间射频拉远单元及合路器传输至Pis系统各车站专用基带处理单元，通过光缆连接至PIS系统车站交换机，最后将列车位置信息传输至Pis系统控制中心核心交换机；所述车地无线通信网络系统采用4G LTE通信技术实现，通信频段为1800MHz。
[0009]作为优选，所述的车地无线通信网络系统包括无线通信模块、区间商用漏缆、合路器和移动联通电信运营商网络；所述无线通信模块将列车位置信息编辑为手机短信发出，经区间商用漏缆及合路器将列车位置信息传输至各车站商用通信设备，通过车站商用通信设备接入移动、联通、电信运营商无线网络；所述的车地无线通信网络系统采用的2G、3G及4G通信技术实现，通信频段包括900、1800、1900、2100、2300MHz。
[0010]作为优选，所述的车地无线通信网络系统包括车载PIS设备、车载PIS天线、区间AP、车站PIS交换机和PIS核心交换机；车载PIS设备连接车载PIS天线将列车位置信息转化为无线信号传输至区间AP，再通过区间AP经光纤接口连接车站PIS交换机，车站PIS交换机通过光缆与控制中心Pis核心交换机相连；所述的车地无线通信网络采用802.1lg标准组网，通信频段为2400MHz。
[0011]作为优选，所述的终端包括显示终端和语音终端。
[0012]作为优选，所述的显示终端为显示器、移动终端或大屏幕；语音终端为语音输入输出设备、扬声器、音响设备或耳机。
[0013]一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视方法，包括如下步骤:
步骤1，检测信号系统是否有故障，若无故障，重新进行检测；若有故障，执行步骤2 ； 步骤2，由行车调度指挥人员选择显示低精度列车位置信息或高精度列车位置信息；
若选择显示低精度列车位置信息，则执行步骤3 ;若选择显示高精度列车位置信息，则执行步骤4 ;
步骤3，通信无线车载台将接收到的地面PIS车载设备发送过来的低精度列车位置信息周期上传至控制中心，由控制中心分发给相应的终端并在终端上显示或语音播放，辅助行车调度，然后继续执行步骤I ;
步骤4，通信无线车载台接到发送高精度列车位置信息的控制指令后，将接收到的地面PIS车载设备发送过来的高精度列车位置信息上传给控制中心，由控制中心整合后分发给相应的调度台并在调度台上显示，行车调度指挥人员根据控制中心终端所显示或语音播放的各列车精确位置进行行车调度指挥，在线列车正常运行，然后继续执行步骤I。
[0014]本发明的有益效果是:
现行的地铁行车调度指挥系统，一旦信号系统故障，就没有其他手段准确直观的为行车调度指挥人员反映当前线路所有列车的准确位置，极易造成调度人员遗漏个别列车导致重大追尾事故发生。本发明提供了多种列车位置信息信号传输方式，以便在信号系统故障时，车地无线通信网络系统可经由多种途径将列车位置信息上传至控制中心。本发明提供了当信号系列故障时的列车辅助监视新途径，避免了现有技术中当行车指挥系统尤其是信号系统出现故障需改为电话闭塞模式指挥行车带来的安全隐患。本发明借助现有的机电设备将列车位置信息实时显示或播放在控制中心相应的终端上，使得行车调度指挥人员清晰的掌握各列车实际位置，确保行车指挥工作安全可控。
[0015]地铁机电设备系统纷繁复杂，包含种类很多，若对现有地铁机电设备进行改进，则实施成本高、工程难度大，而且要经过严格的审批，如果要对现有地铁机电设备的结构进行改进或增加新设备，则很难推广使用。本发明在不增加新设备的情况下，实现了列车辅助定位功能，能够在信号系统故障下准确、清晰、直观地为调度指挥人员反映当前所有列车准确位置，有效的保证了列车的行车安全，易于维护和推广，具有重要意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构原理框图。
[0017]图2为本发明辅助监视方法的流程图。
[0018]图3为本发明实施例1车地无线通信网络系统的结构原理框图。
[0019]图4为本发明实施例2车地无线通信网络系统的结构原理框图。
[0020]图5为本发明实施例3车地无线通信网络系统的结构原理框图。
[0021]图6为本发明实施例4车地无线通信网络系统的结构原理框图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0023]实施例1:
如图1所示，本发明包括信号系统车载设备、列车位置信息连接单元、车地无线通信网络系统和控制中心；信号系统车载设备通过列车位置信息连接单元与车地无线通信网络系统连接，将列车位置信息发送至控制中心，由控制中心的调度服务器解析后分发至各个终端。列车位置信息连接单元采用列车网络管理系统或无线通信模块网络连接板。列车网络管理系统(列车通信总线)为车辆上装的所有电子设备提供通信方式。
[0024]如图3所示，本实施例的车地无线通信网络系统包括车载PIS设备、地面PIS车载设备、专用无线系统通信车载台、专用无线系统车载天线、专用无线系统区间漏缆、专用无线系统各车站基站和专用无线系统控制中心核心交换机；车载PIS设备经网络与地面PIS车载设备连接，地面PIS车载设备经RS232接口与专用无线系统通信车载台连接，专用无线系统通信车载台与专用无线系统车载天线连接，将列车位置转换为无线信号发至区间，并经专用无线通信系统区间漏缆传输至专用无线通信系统各车站基站，然后通过光缆连接专用无线系统控制中心核心交换机。专用无线系统控制中心核心交换机与控制中心连接，将列车位置信息发送至控制中心，由控制中心的调度服务器解析后分发至各个终端。车地无线通信网络系统采用的通信频段为800MHz。
[0025]这里的终端可以是所有能够实现显示功能或语音播放功能的终端，包括移动终端(手机、平板电脑、笔记本电脑等)、大屏幕、PC机、语音播放设备等，语音播放设备包括语音输入输出设备、扬声器、音响设备和耳机等。
[0026]如图2所示，本发明包括如下步骤:
步骤1，检测信号系统是否有故障，若无故障，重新进行检测；若有故障，执行步骤2 ；步骤2，由行车调度指挥人员选择显示低精度列车位置信息或高精度列车位置信息；若选择显示低精度列车位置信息，则执行步骤3 ;若选择显示高精度列车位置信息，则执行步骤4 ; 步骤3，专用无线系统通信车载台将接收到的地面PIS车载设备发送过来的低精度列车位置信息按一定的周期上传至控制中心，由控制中心分发给相应的终端并在终端上显示或语音播放，辅助行车调度，然后继续执行步骤I ;
步骤4，控制中心行车调度指挥人员指挥各在线列车司机发送高精度列车位置信息，各在线列车司机收到指令后打开专用无线系统通信车载台高精度列车位置信息开关，专用无线系统通信车载台接到发送高精度列车位置信息的控制指令，将接收到的地面PIS车载设备发送过来的高精度列车位置信息上传给控制中心，由控制中心整合后分发给相应的调度台并在调度台上显示，行车调度指挥人员根据控制中心终端所显示或语音播放的各列车精确位置进行行车调度指挥，在线列车正常运行，然后继续执行步骤I。
[0027]地面PIS车载设备提供给专用无线系统通信车载台设备的车载信号车辆位置信息是一种高精度、周期性实时更新的信息流。为了丰富调度指挥者指挥行车的手段，可以将车辆位置信息区分为高精度列车位置信息和低精度列车位置信息。
[0028]I)高精度列车位置信息
完全复制信号系统车载设备信息，包括上下行信息、下一车站ID、至下一车站距离。在特定紧急情况下(例如，控制中心信号ATS人机界面故障)，该信息可以用来反应准确的定位列车位置，实现列车辅助定位功能。
[0029]对于高精度列车位置信息传输，将采用以下传输与控制策略:
必须由控制中心调度用户或者列车司机手动操作触发信息上报，每次触发操作仅上报一次信息，上报完成之后将自动关闭信息上报，直到接收到下一个上报控制指令。控制中心调度用户可以同时触发多个列车专用无线系统通信车载台进行位置信息上报。高精度列车位置信息传输与控制中心侧无线系统和信号系统接口状态无关。高精度列车位置信息将以图文方式在调度台软件界面上呈现给用户。
[0030]2)低精度列车位置信息
由车载信号车辆位置信息转换而来的信息，包括上下行信息、当前车站信息。当控制中心专用无线系统与信号系统之间接口故障时，该信息可以用来辅助调度席位分配、释放列车资源，完成界面列车位置信息更新。
[0031]与高精度列车位置信息传输和控制策略相比，其最大不同是每次触发操作将打开信息上报状态，直到车载台接收到手动关闭控制指令，在此期间如果检查到信息变化时持续上报信息包。
[0032]低精度列车位置信息传输与控制中心侧无线系统和信号系统接口状态相关，仅当无线系统与信号系统接口故障时，才能启动低精度列车位置信息传输，这样能够有效防止无线系统从两个接口接收到不一致的位置信息造成调度混乱。低精度列车位置信息将以列表方式在调度台软件界面上呈现给用户。
[0033]专用无线系统通信车载台一直接收地面PIS车载设备提供的数据信息，但仅在接收到控制指令时才会开始、停止列车位置信息上传，控制中心调度用户和列车司机可以通过手动操作对专用无线系统通信车载台发出控制指令。控制中心CAD调度服务器仅在中心信号链路故障的情况下才会启动低精度列车位置信息传输，无线系统CAD调度系统将以这些信号系统车载设备信息辅助列车运营调度。为了节省无线通道资源，专用无线系统通信车载台并不是直接复制信号设备数据包，而是在把这些信息进行一定的整合、变换之后再转发给CAD调度服务器。即使通信车载台从地面PIS车载设备接收到的信息发生了改变，但如果变换之后的列车位置信息结果并没有发生改变，那么通信车载台将不会上传该变换结果——列车在正线上运行时，如果不跨站不折返，其低精度列车位置信息将不会改变。
[0034]列车辅助定位功能定位于行车指挥系统故障后发挥辅助调度人员指挥行车作用，增加了调度人员对线路列车分步情况的了解程度，丰富了调度人员指挥行车的手段，极大提高了行车指挥的安全性和指挥行车的准确性。
[0035]本发明的设计方案没有增加任何新的机电设备，仅借助目前现有的信号、牵引及通信车载、地面、控制中心设备，通过现有的有线及无线通信网络实现。传输信息非常简单，车地通信量小，且没有借用信号系统的车地通信网络，因此不会引起信号系统的车地通信故障，没有增加危害行车的因素。于行车指挥系统发生故障时使用，仅在专用无线系统通信车载台上显示列车位置信息，因此显示信息量小，不会影响正常行车指挥时调度人员的正常工作。
[0036]实施例2:
如图4所示，本实施例的车地无线通信网络系统包括车载PIS设备、地面PIS车载设备、区间商用漏缆、PIS系统专用区间射频拉远单元、合路器、PIS系统专用基带处理单元、Pis系统车站交换机、专用通信传输系统和、PIS系统控制中心核心交换机。
[0037]由车载PIS设备经网络与地面PIS车载设备连接，地面PIS车载设备经地面PIS车载天线将列车位置信息转换为无线信号发至车地无线通信网络系统，经车地无线通信网络系统的商用通信系统区间漏缆、Pis系统专用区间射频拉远单元(RRU)及合路器传输至Pis系统各车站专用基带处理单元(BBU)，然后通过光缆连接至PIS系统车站交换机，最后将列车位置信息传输至PIS系统控制中心核心交换机，由PIS系统控制中心核心交换机将列车位置信息发送给控制中心。此车地无线通信网络采用4G LTE通信技术实现，通信频段为 1800MHz。
[0038]实施例3:
如图5所示，车地无线通信网络系统包括无线通信模块、区间商用漏缆、合路器和移动联通电信运营商网络。车地无线通信网络系统采用无线通信模块，由无线通信模块直接将列车位置信息编辑为手机短信发出，经区间商用漏缆将列车位置信息传输至商用通信系统各车站设备，通过商用通信系统各车站设备接入移动、联通、电信运营商无线网络，此车地无线通信网络采用的2G、3G及4G通信技术实现，通信频段包括900、1800、1900、2100、2300MHz ο
[0039]实施例4:
如图6所示，车地无线通信网络系统包括车载PIS设备、车载PIS天线、区间AP、车站PIS交换机和PIS核心交换机；车载PIS设备连接车载PIS天线将列车位置信息转化为无线信号传输至区间AP，再通过区间AP经光纤接口连接车站PIS交换机，车站PIS交换机通过光缆与控制中心PIS核心交换机相连；所述的车地无线通信网络采用802.1lg标准组网，通信频段为2400MHz。
[0040]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统，其特征在于:包括信号系统车载设备、列车位置信息连接单元、车地无线通信网络系统和控制中心；信号系统车载设备通过列车位置信息连接单元与车地无线通信网络系统连接，车地无线通信网络系统与控制中心连接，将信号系统车载设备产生的列车位置信息发送至控制中心，由控制中心的调度服务器解析后分发至各个终端。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统，其特征在于:所述列车位置信息连接单元采用列车网络管理系统或无线通信模块网络连接板。
3.根据权利要求1或2所述的一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统，其特征在于:所述的列车位置信息包括精确位置信息和区段占用信息。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统，其特征在于:所述的车地无线通信网络系统包括车载？13设备、地面？13车载设备、专用无线系统通信车载台、专用无线系统车载天线、专用无线系统区间漏缆、专用无线系统各车站基站和专用无线系统控制中心核心交换机；车载？13设备经网络与地面？13车载设备连接，地面？13车载设备经旧232接口与专用无线系统通信车载台连接，专用无线系统通信车载台与专用无线系统车载天线连接，将列车位置转换为无线信号发至区间，并经专用无线通信系统区间漏缆传输至专用无线通信系统各车站基站，然后通过光缆连接专用无线系统控制中心核心交换机；所述车地无线通信网络系统采用的通信频段为800册！2。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统，其系统特征在于:所述的车地无线通信网络系统包括车载？13设备、地面？13车载设备、区间商用漏缆、？18系统专用区间射频拉远单元、合路器、？18系统专用基带处理单元、？18系统车站交换机、专用通信传输系统和系统控制中心核心交换机； 车载？13设备经网络与地面？13车载设备连接，地面？13车载设备经地面？13车载天线将列车位置信息转换为无线信号发至区间，并经区间商用漏缆、？13系统专用区间射频拉远单元及合路器传输至？13系统各车站专用基带处理单元，通过光缆连接至？13系统车站交换机，最后将列车位置信息传输至？13系统控制中心核心交换机；所述车地无线通信网络系统采用％ 通信技术实现，通信频段为1800册12。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统，其系统特征在于:所述的车地无线通信网络系统包括无线通信模块、区间商用漏缆、合路器和移动联通电信运营商网络；所述无线通信模块将列车位置信息编辑为手机短信发出，经区间商用漏缆及合路器将列车位置信息传输至各车站商用通信设备，通过车站商用通信设备接入移动、联通、电信运营商无线网络；所述的车地无线通信网络系统采用的及％通信技术实现，通信频段包括900、1800、1900、2100、2300册12。
7.根据权利要求1所述的一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统，其系统特征在于:所述的车地无线通信网络系统包括车载？13设备、车载？13天线、区间八?、车站交换机和？13核心交换机；车载？13设备连接车载？13天线将列车位置信息转化为无线信号传输至区间八?，再通过区间八？经光纤接口连接车站交换机，车站？13交换机通过光缆与控制中心？13核心交换机相连；所述的车地无线通信网络采用802.118标准组网，通信频段为2400册12。
8.根据权利要求1所述的一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统，其特征在于:所述的终端包括显示终端和语音终端。
9.根据权利要求8所述的一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视系统，其特征在于:所述的显示终端为显示器、移动终端或大屏幕；语音终端为语音输入输出设备、扬声器、音响设备或耳机。
10.一种轨道交通信号系统故障状态下的列车辅助监视方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1，检测信号系统是否有故障，若无故障，重新进行检测；若有故障，执行步骤2 ； 步骤2，由行车调度指挥人员选择显示低精度列车位置信息或高精度列车位置信息；若选择显示低精度列车位置信息，则执行步骤3 ；若选择显示高精度列车位置信息，则执行步骤4 ； 步骤3，通信无线车载台将接收到的地面？13车载设备发送过来的低精度列车位置信息周期上传至控制中心，由控制中心分发给相应的终端并在终端上显示或语音播放，辅助行车调度，然后继续执行步骤1 ； 步骤4，通信无线车载台接到发送高精度列车位置信息的控制指令后，将接收到的地面？18车载设备发送过来的高精度列车位置信息上传给控制中心，由控制中心整合后分发给相应的调度台并在调度台上显示，行车调度指挥人员根据控制中心终端所显示或语音播放的各列车精确位置进行行车调度指挥，在线列车正常运行，然后继续执行步骤1。
【文档编号】B61L27/02GK104386099SQ201410684818
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】马子彦, 陈琦, 马程前 申请人:马子彦