用于TACS系统的轨道资源防死锁管理方法、设备及介质与流程

本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种用于tacs系统的轨道资源防死锁管理方法、设备及介质。

背景技术：

1、目前，以计算机联锁(computer interlocking,ci)和区域控制器(zonecontroller,zc)等轨旁设备为核心的cbtc(communication based train control)系统仍为我国城市轨道交通主流的信号系统。cbtc系统采用车-地无线通信架构，由轨旁设备根据调度计划对全线列车运行所需的线路资源进行集中管理，线路资源以成段的形式被轨旁设备打包成进路后再授权给列车占用通过。cbtc系统具有通信链路多、线路资源管理颗粒度大、列车追踪效率低等缺点。

2、为克服既有cbtc信号系统的缺点，基于车-车通信系统架构并以车载设备为核心的tacs(train autonomous circumambulate system)系统应运而生。tacs系统摒弃了既有cbtc系统中的“进路”概念，从中拆解细分出列车运行所需的各类线路资源。列车在走行过程中由车载控制器(carbone controller,cc)根据任务和实时运行状态自主计算资源需求，择机向轨旁资源管理器(wayside resource controller,wrc)申请及释放资源。tacs系统能够充分提高城市轨道交通线路资源的利用效能，有效压缩行车间隔并提升线路运能。

3、城市轨道交通线路资源为列车完成运行任务所需的各种土建资源的集合，包含轨道、道岔等。为防止发生列车正面冲撞、侧面冲撞、掉道等安全风险，线路资源在被列车征用时应遵循独占性原则，即某一资源在同一时刻最多只能被一列车占用。tacs系统允许多辆列车对线路资源进行自由地竞争，但不可避免地会引入自由竞争所造成的资源死锁问题。

4、经过检索，中国专利公开号cn114312932a公开了一种tacs系统的防死锁方法、装置、设备及介质，对tacs系统中道岔资源被多列车征用时的防死锁方法进行了描述。在tacs系统中，轨道资源被多列车征用时发生死锁的场景更为常见，如附图2所示，前后两列车在线路上追踪运行，后车的轨道资源申请范围超过并覆盖了前车的轨道资源申请范围，若在分配轨道资源时不做防死锁处理，则会导致后车先于前车申请到了前车前方的轨道资源。考虑到轨道资源的独占性特点，wrc无法将已分配给后车的轨道资源再次分配给前车，造成前车无法拿到前方的轨道资源而停止前行，后车虽然拥有资源却无法越过前车继续运行的死锁场景。因此，如何来避免tacs系统中多列车对轨道资源自由竞争而引入的死锁问题，从而提升列车对轨道资源的征用效率，成为需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于tacs系统的轨道资源防死锁管理方法、设备及介质，用于解决tacs系统下多列车自主征用轨道资源冲突后出现的死锁问题，本发明能够充分发挥tacs系统车-车通信系统架构的优势，让列车两两之间直接协商使用冲突的轨道资源，有效提高了城市轨道交通线路资源利用效率。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的第一方面，提供了一种用于tacs系统的轨道资源防死锁管理方法，该方法包括以下步骤：

4、步骤s1、车载控制器cc根据列车运行任务生成列车计划运行曲线；

5、步骤s2、车载控制器cc基于当前列车运行状态实时计算列车按计划运行曲线运行所需的轨道资源申请范围，向轨旁资源管理器wrc申请所需轨道资源；

6、步骤s3、轨旁资源管理器wrc收到车载控制器cc发来的轨道资源申请后，判断当前列车所需轨道资源是否与其他列车冲突；若不存在冲突，则wrc将当前列车所需的轨道资源全部分配给cc；若存在冲突，则wrc仅将列车运行方向上的第一个冲突点上游的列车所需轨道资源分配给cc，同时要求cc与冲突列车建立车-车通信；

7、步骤s4、车载控制器cc收到轨旁资源管理器wrc发来的建立通信指令后，向对应冲突列车请求建立车-车通信，通信建立完成后向轨旁资源管理器wrc回执通信建立成功消息；

8、步骤s5、轨旁资源管理器wrc收到车载控制器cc与冲突列车通信建立成功的消息后，将列车全部所需的轨道资源分配给cc，其中所含的冲突部分由cc和其他列车自主协商使用；

9、步骤s6、车载控制器cc根据轨旁资源管理器wrc分配的轨道资源以及与其他列车对冲突轨道资源的协商结果来确定列车移动授权终点，在此基础上结合列车运行性能指标向列车输出牵引制动指令；

10、步骤s7、车载控制器cc将不为列车运行所需的轨道资源释放给轨旁资源管理器wrc。

11、作为优选的技术方案，所述的步骤s1中，列车自动监控系统ats根据行车计划生成列车运行任务，将列车运行任务下发给车载控制器cc。

12、作为优选的技术方案，所述的步骤s3中轨旁资源管理器wrc判断当前列车所需轨道资源是否与其他列车冲突，具体为：若当前列车所需的轨道资源已被分配给了其他列车，则判定发生冲突，否则不冲突。

13、作为优选的技术方案，所述的步骤s5中，车载控制器cc和其他列车自主协商的具体过程如下：

14、步骤s51、车载控制器cc向其他列车提出使用冲突轨道资源的申请；

15、步骤s52、其他列车根据自身实际运行需求及运行情况，将其中可转移使用权的冲突轨道资源转移给车载控制器cc使用。

16、作为优选的技术方案，所述的可转移使用权的冲突轨道资源为：

17、不为列车运行所需且转移给其他列车使用不会对其自身造成危害的冲突轨道资源。

18、作为优选的技术方案，所述不为列车运行所需的冲突轨道资源为列车资源申请范围以外的冲突轨道资源。

19、作为优选的技术方案，所述转移给其他列车使用不会对列车自身造成危害的冲突轨道资源为列车运动学防护包络以外的冲突轨道资源。

20、作为优选的技术方案，所述列车运动学防护包络为列车在最不利条件下施加紧急制动后可能会出现的位置集合；

21、作为优选的技术方案，列车运动学防护包络至少要包含列车当前完整的安全定位。

22、作为优选的技术方案，所述冲突轨道资源的使用权在多列车开始协商前默认归属于先从轨旁资源管理器wrc获取该资源授权的列车。

23、作为优选的技术方案，所述步骤s6中的确定列车移动授权终点具体为：

24、若当前列车与其他列车未建立车车通信，则车载控制器cc将当前列车移动授权终点确定为从wrc获取的连续轨道资源终点；若当前列车和其他列车已建立通信，则cc将当前列车移动授权终点确定为其他列车允许cc使用的连续冲突轨道资源终点。

25、作为优选的技术方案，所述步骤s7中的不为列车运行所需的轨道资源为列车资源申请范围以外的轨道资源。

26、作为优选的技术方案，所述步骤s2中的轨道资源申请范围为车载控制器cc以控制列车贴合计划运行曲线运行为目标，同时避免申请过多轨道资源而影响到其他列车行车，基于列车当前位置、速度、运行方向、线路条件实时计算的一段轨道资源范围。

27、作为优选的技术方案，所述步骤s2中的轨道资源范围不再是通过多个预先划分好的离散区段组合后确定的范围，而是由车载控制器cc自主计算的一段始终端公里标可连续变化的范围。

28、根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。

29、根据本发明的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。

30、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

31、1)本发明轨旁资源管理器wrc在列车间未建立车-车通信的前提下，仅对列车运行方向上第一个冲突点上游的所需轨道资源进行确认，在资源调度层面上避免了tacs系统中由多列车对轨道资源自由竞争而引入的死锁问题；

32、2)本发明轨旁资源管理器wrc在列车已建立车-车通信的前提下，对列车所申请的全部轨道资源进行确认，将冲突轨道资源交由列车两两自主协商使用，列车间根据资源使用需求转移冲突轨道资源的使用权，从资源使用层面上避免了资源不合理占用而导致的死锁问题；

33、3)本发明列车在紧追踪模式下的资源管理链路由“车-地-车”缩短为“车-车”，极大提高了线路资源的转移效率，可有效压缩行车间隔并提升线路运能；