一种基于轨道交通跨灯泡线运行方法与流程

1.本发明涉及一种灯泡线运行方法，属于轨道交通技术领域，具体是涉及一种基于轨道交通跨灯泡线运行方法。


背景技术：

2.基于通信的列车控制cbtc（communication based train control）系统是当今城市轨道交通的主流控制系统，作为cbtc系统的核心地面控制设备，线路控制器（lc）主要功能是根据通信列车所汇报的位置信息以及联锁排列的进路和轨旁设备提供的轨道占用/空闲信息，为其控制范围内的列车生成和发送移动授权（ma），是车地信息处理的枢纽，保障了cbtc系统下通信列车行车效率及安全运行，具备在各种列车控制级别和驾驶模式下进行列车管理的能力。
3.由于列车经过灯泡线某个点时，列车运行方向会发生变化，称该点为拐点，即列车经过拐点时，列车运行方向会发生改变。根据国产的线路描述方式，运营规定线路的上行正向是从左至右，或下行正向是从右至左，列车运行方向根据运营方向报告，cbtc系统根据运营规定的上下行方向，即上行或者下行，并以此确定列车运行方向在cbtc系统内部是上行或者下行。然而当存在灯泡线以及拐点时，在cbtc系统内部的现有方法中会出现：拐点两侧的方向发生突变，导致区段关联关系按照既有的方向难以确定和描述，列车跨拐点时的列车方向、列车的ebi、列车的移动授权等功能难以实现。
4.目前国内大部分的线路设计时，都没有灯泡线特殊拐点，在设计整个轨道交通信号系统不考虑存在灯泡线拐点时导致方向突变的场景。用既有的轨道交通信号系统来运行既有灯泡线拐点的线路时，拐点两侧的方向发生突变，导致区段关联关系按照既有的方向难以确定和描述，列车跨拐点时的列车方向、列车的ebi、列车的移动授权等功能难以实现。


技术实现要素：

5.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
6.为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种基于轨道交通列车跨灯泡线运行方法，保证列车运行安全的前提下，使列车平稳顺畅的通过灯泡线拐点。
7.为解决上述问题，本发明的方案是：一种基于轨道交通跨灯泡线运行方法，包括：获取线路中灯泡线拐点信息，建立灯泡线拐点识别区，所述灯泡线拐点识别区的距离大于列车移动授权系统的计算范围；基于列车位置，判断列车移动授权系统的计算范围是否进入灯泡线拐点识别区，并在判断列车移动授权系统的计算范围未进入灯泡线拐点识别区时按原有的运算逻辑进
行运算；当判断列车移动授权系统的计算范围进入灯泡线拐点识别区时，在拐点两侧采用相反方向计算列车移动授权功能。
8.优选的，上述的一种基于轨道交通跨灯泡线运行方法，当列车的位置在灯泡线拐点识别区外，而列车移动授权系统的计算范围的最远点处于所述灯泡线拐点识别区的起点与拐点之间时，则按列车运行方向计算。
9.优选的，上述的一种基于轨道交通跨灯泡线运行方法，当列车的位置在灯泡线拐点识别区外，而列车移动授权系统的计算范围的最远点处于拐点与所述灯泡线拐点识别区的终点之间，则车尾到拐点的范围内，用列车的方向计算列车移动授权功能，拐点到需要计算点的范围内，采用与列车行驶方向相反的方向计算列车移动授权功能。
10.优选的，上述的一种基于轨道交通跨灯泡线运行方法，当列车的位置在灯泡线拐点识别区内，而列车移动授权系统的计算范围的最远点处于列车与拐点之间时，则按列车运行方向计算。
11.优选的，上述的一种基于轨道交通跨灯泡线运行方法，当列车的位置在灯泡线拐点识别区内，而列车移动授权系统的计算范围的最远点越过拐点时，则车尾到拐点的范围内，用列车的方向计算列车移动授权功能，拐点到需要计算点的范围内，采用与列车行驶方向相反的方向计算列车移动授权功能。
12.优选的，上述的一种基于轨道交通跨灯泡线运行方法，当列车跨灯泡线拐点时，基于以下方法判断列车的方向：从车尾至拐点处按照列车运行方向查找车头，在拐点处至需查找的距离处之间按与列车运行方向相反的方向查找车头，判断查找到的车头与通过定位得到的车头是否为同一点，若二者为同一点，则列车为上行方向。
13.因此，与现有技术相比，本发明的优点是：（1）兼容性强，在既有的系统下，在不改变原有的逻辑下，解决灯泡线拐点，方向突变的问题；（2）在既有的系统上，通过基础的数据制作，添加相关的灯泡线数据，在原有的方案上，嵌入关于灯泡线拐点方向突变的场景，根据列车的位置和功能，识别出场景，对方向突变进行处理，从而使得cbtc系统支持灯泡线，提高了cbtc系统的运营能力。
附图说明
14.并入本文并形成说明书的一部分的附图例示了本发明的实施例，并且附图与说明书一起进一步用于解释本发明的原理以及使得所属领域技术人员能够制作和使用本公开。
15.图1为以大端属性为例处理灯泡线的流程图；图2为小端属性灯泡线示意图；图3为大端属性灯泡线示意图；图4为灯泡线识别区大端拐点示意图；图5为以大端拐点为例且系统计算范围未越过拐点时的示意图；图6为以大端拐点为例且系统计算范围越过拐点时的示意图；图7为以大端拐点为例且列车跨拐点时的示意图；图8为当列车的位置在灯泡线拐点识别区内且车尾越过拐点时的示意图；图9为本发明实施例的一应用示意图。
16.将参照附图描述本发明的实施例。
具体实施方式
17.实施例本实施例中，基于通信的列车控制communicationbasedtraincontrol(cbtc)是指通过不依赖轨旁列车占用检测设备的列车主动定位技术、连续车一地双向数据通信技术以及能够执行安全功能的车载和地面处理器而构建的连续式列车自动控制系统。
18.本实施例中，线路控制器（linecontroller)lc系统主要负责根据通信列车所汇报的位置信息以及联锁所排列的进路和轨旁设备提供的轨道占用/空闲信息，为其控制范围内的通信列车计算移动授权（ma），保证其控制区域内通信列车的安全运行。
19.列车自动防护（automatictrainprotection）atp是直接保证列车安全的车载子系统，实现对列车安全的全部防护。atp将安装在每列车的车头和车尾，通过速度传感器、测速雷达和里程计实现自主定位，并用应答器对列车的位置和速度信息进行校正，通过无线通信（或可变数据应答器）获得列车的移动授权（ma），计算生成列车的控制速度曲线，并对列车的位置和速度进行防护，保证行车安全。
20.灯泡线：是指线路图形状像灯泡，用于列车完成转向，作用类似与折返轨，折返轨无法满足只有单端列车完成转向，而灯泡线却可以完成单端转向而无需转轨，甚至无需停车。灯泡线对旅客列车及货运列车很有用，尤其是当列车只具有单向驾驶台时，灯泡线可以帮助其完成换向。
21.在正常的线路中，计算移动授权依照列车方向即可计算出，但是在有灯泡线的地方，仅依靠方向是不能计算出的，甚至严重会导致整个系统的崩溃，所以需要进行特殊处理，根据方向的突变来计算。本实施例用于识别方向突变，建立识别区域，来保障这些安全功能的计算成功。
22.如图1所示，为本实施例的基于轨道交通列车跨灯泡线运行方法，在既有的系统上，通过基础的数据制作，添加相关的灯泡线数据，在原有的方案上，建立灯泡线识别区，嵌入关于灯泡线拐点方向突变的场景，根据列车的位置和功能，识别出场景，对方向突变进行处理。整个轨道交通信号系统，例如atp系统、ci系统、ats系统即都可以利用本方案进行跨灯泡线运行，列车在运行时，地面设备lc系统，或ci系统，或ato系统，或列车自动防护系统atp，或以上多种系统的组合获取线路中灯泡线拐点信息，建立灯泡线识别区；正常运行时，地面设备lc系统获取列车位置，判断列车是否进入灯泡线识别区，并在判断列车未进入灯泡线识别区时按原有的运算逻辑进行运算；其中，此处以地面设备lc系统处理灯泡线来说明为主，但在实际应用中，atp和ato也是同样处理的，在计算ebi（紧急制动曲线速度），sbi（推荐速度）的时候也需要跨越灯泡线，识别灯泡线，建立灯泡线识别区域。
23.当判断列车进入灯泡线识别区时，判断计算时是否需要进行方向改变。
24.本实施例中，在制作电子地图数据时，通过静态电子地图数据，标识出灯泡线拐点的位置，同时识别出该拐点的大端和小端属性。可以通过静态电子地图数据，标识出灯泡线拐点的位置，同时识别出该拐点的属性，暂称为大端和小端。根据国产的线路描述方式，运
营规定线路的上行正向是从左至右，或下行正向是从右至左，列车运行方向根据运营方向报告，cbtc系统根据运营规定的上下行方向，即上行或者下行，并以此确定列车运行方向在cbtc系统内部是上行或者下行。
25.即在制作电子地图数据时，系统按照一定的划分原则划分确定线路，数据中设备描述坐标点位置统一以“所在轨道区段+偏移量”方式描述。其中偏移量为沿线路上行方向，从所在轨道区段起点到坐标点的距离，即从轨道区段左端到坐标点距离。
26.当拐点在轨道区段的偏移量为0的时候，表示该拐点为小端属性（数字1表示），如图2所示；当拐点在轨道区段的偏移量为该轨道区段最长的时候，表示该拐点为大端属性，如图3所示。在制作电子地图数据的时候，建立单独的表：灯泡线数据，表格内容包括拐点id，拐点位置，拐点属性，例如可以用数字1表示小端属性，用数字2表示大端属性。
27.为兼顾既有的线路原则，在设备各个系统初始化的过程中，能根据拐点的位置，和拐点的属性，动态的识别和建立灯泡线识别区，同时能根据列车的位置，动态识别是否需要出拐点，即当列车进入该灯泡线范围时，进行列车需要通过灯泡线的逻辑运算时（如计算列车位置，列车方向，移动授权，防护信号机，ebi紧急制动曲线速度，sbi推荐速度等功能，需考虑灯泡线拐点的影响导致方向突变。本实施例根据列车的位置和功能，识别出场景，对方向突变进行处理，从而使得cbtc系统支持灯泡线，提高了cbtc系统的运营能力。
28.如图4所示。根据灯泡线数据表，此表用来描述灯泡线点位置和属性（大小端）。通过其拐点位置，评估ma最远能计算的位置和其他条件，对拐点前后区域范围内建立灯泡线拐点识别区。当需要计算的内容（位置、距离、设备）出现在此灯泡线拐点识别区，需要判断是否拐点的特此处理，进行方向的突变，如果没有考虑方向的突变，导致计算失败或无法计算的情况，严重的导致整个系统崩溃。其中，灯泡线识别区的距离大于列车最大功能区的系统计算范围；此建立的识别区，前提条件是不能出现列车在识别区外，计算的范围越过识别区，到识别区域外的场景。如有出现，则建立的识别区范围不合理。
29.根据列车的位置和功能，识别出场景，进行方向突变进行处理，以下场景是列车没有跨拐点，并且向拐点的方向驶入的场景。具体如下：根据列车所在的位置，和计算的功能不同，来识别出场景，进而是否需要进行方向突变处理。
30.当列车未进入识别区时当列车的位置在灯泡线拐点识别区外，而且需要计算的ma和相关功能都没有进入识别区，即不需要进行方向突变处理。
31.当列车的位置在灯泡线拐点识别区外，而且需要计算的ma和相关功能的系统计算范围都进入识别区，但是没有越过拐点，即不需要进行方向突变处理，如图5所示。
32.当列车的位置在灯泡线拐点识别区外，而且需要计算的ma和相关功能都进入识别区，但是越过拐点，即需要进行方向突变处理，如图6所示。车尾到拐点的范围内，用列车的方向进行计算，拐点到需要计算点的范围内，即用相反方向进行计算。以大端属性灯泡点为例，当列车车尾到拐点的范围内，按照列车方向上行进行逻辑计算；拐点到需要计算点的范围内，即用相反方向（下行）下行进行计算。
33.当列车进入识别区时当列车的位置在灯泡线拐点识别区内，向拐点的方向驶入，通过需要计算点是否
越过拐点进行区分，当需要计算的点未进入拐点，同理也不需要进行方向突变处理。需要计算的点越过进入拐点，即需要进行方向突变处理。根据拐点的位置，车尾到拐点的范围内，用列车的方向进行计算，拐点到需要计算点的范围内，即用相反方向进行计算。其中，计算点根据整个轨道系统进行整体分析得出，计算点可以为一次计算最远需要查询的距离。例如：一辆车最多只能匹配三条进路，那么根据具体线路地图，以灯泡线点为起点，以三条进路的长度为终点，三条进路的终点均为计算点。
34.当列车跨拐点时，首先需要确定列车的方向，根据列车方向的定义，即车尾到车头的方向为列车的方向。当列车跨拐点时，如图7所示，列车开始以上行正向的驶入拐点，此时计算列车的方式需要考虑拐点带来的影响。列车通过应答器和周期运行距离，计算出列车车头的当前位置。通过该列车的车长的距离，先是以上行方向计算，发现前方有大端的拐点，其改变方向，以下行方向往前查找，查找列车长度的距离，确定车尾的位置，最后通过车尾到车头的方向确定列车运行的方向。在没有拐点的情况下，通过车头的位置查找车尾的方向，就可以确定反转一下方向来确定车尾到车头的列车方向，但是因为列车压在拐点上，所以用此方法计算处理的列车方向是错误的，所以需重新按照车尾查找车头的方向当作列车的方向。
35.确定列车的方向，通过车尾的位置和车长的距离，查找车头。以大端属性为例，即通过车尾以上行方向查找，通过大端拐点，改变方向以下行继续查找，查找车长的距离，确定车头的点，并且比较查找的车头与定位的车头点是一个，即说明列车的方向是上行。
36.当列车跨压在拐点时，列车正常向前方行驶。此时列车正在灯泡线拐点识别区内，并且车身压在拐点上，为列车计算ma或者其他的计算时需要进行拐点处的方向突变处，根据拐点的位置，车尾到拐点的范围内，用列车的方向进行计算，拐点到需要计算点的范围内，即用相反方向进行计算。以大端属性灯泡点为例，当列车车尾到拐点的范围内，按照列车方向上行进行计算；拐点到需要计算点的范围内，即用相反方向（下行）下行进行计算。
37.当列车的位置在灯泡线拐点识别区内，车尾越过拐点时，即不需要进行方向突变处理，如图8所示。
38.如图9所示，为本实施例的一应用示例。本实施例根据列车的位置和功能，识别出场景，进行方向突变进行处理。根据线路设计时，在拐点处设置信号机，用于线路防护，按照正常的逻辑，即大端属性点处的信号机防护方向为上行，但当此信号机在拐点处，如信号机只是设置防护方向为上行，那么两边的列车通过该信号机的方向都是上行，如果只是用信号机的防护方向进行计算，那么会使计算造成偏差，考虑到灯泡线拐点的特殊性，即通过防护方向查找，并且越过拐点，方向突变，查找到信号机，才是正确的防护信号机。所以系统能识别出列车1方向开过来的路径是该信号机防护的。
39.本实施例中，尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
40.注意到，说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“一些实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括所述特定特征、结构或特性。而且，这样的短语不必指代同一实施例。此外，当结合实施例描
述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例来实现这样的特征、结构或特性将在所属领域的技术人员的知识范围内。
41.提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。