面向区域轨道交通的一体化行车调度系统、方法及介质与流程

本发明涉及区域轨道交通，尤其是涉及一种面向区域轨道交通的一体化行车调度系统及介质。

背景技术：

1、随着轨道交通技术的发展，传统相对独立的各种轨道交通方式开始向一体化融合转变，从而要求区域内高速铁路、城际铁路、市域(郊)铁路和城市轨道交通等多层级线网互联互通、跨线运行与资源共享，实现跨技术等级的多网融合和协同发展，将为城市中心城区和周边城镇之间及城镇组团之间提供网络化、通勤化、快速度、大运量的出行服务，且具有站台候车、不固定列车到发时刻、旅客不公布车次、不固定席次等“公交化运营”特征。

2、目前轨道交通行业存在cbtc(communication based train control system，基于通信的列车自动控制系统)与ctcs(china train control system，中国列车控制系统)两套信号制式，两者各自发展多年形成了独立的技术体系。由铁路局管辖的高速铁路、城际铁路一般采用ctcs信号制式，对应采用ctc(调度集中)调度指挥系统；城市轨道交通一般采用cbtc信号制式，对应采用ats(列车自动监控)调度指挥系统。因为不同层次轨道交通服务目标的差异，两种调度系统各自在近20年的发展过程中，在系统架构、关键功能、外部接口等技术实现方面存在较大的差异，同时在运营模式、调度管理、应用场景等应用方面均存在较大的区别。ats系统以车站、线路控制中心两级架构设计，一般为单独线路部署，能够满足单一线路的灵活交路组织和调整以及对列车灵活控制的公交化运营需求。虽然目前城轨对于cbtc轨旁设备和车载设备的互联互通进行了一定的研究，但目前尚无法满足区域轨道交通大规模铁路网的“网络化运行”需求。ctc系统随着中国高速铁路与城际铁路的大型铁路网发展，一般分为站段层、局调层、总调层三级架构，具备“网络化运行”功能。但由于高速铁路与城际铁路服务于长距离旅行要求，没有公交化高密度的运营需求，因此ctc系统又无法直接满足区域轨道交通“公交化运营”的要求。

3、同时，区域轨道交通根据不同地区的运营需求存在cbtc与ctcs两种信号制式独立或跨线运用的要求。目前高速铁路、城际铁路、市域铁路与城市轨道交通不同层次之间普遍没有运营的接轨线路，由不同运营单位独立运营，不同制式的轨道轨道交通存在割据，相互之间协同运行存在较大的难度。信号设备层面ctcs与cbtc之间未实现互联互通，相应的调度指挥层面ctc与ats系统的现有技术标准也不具备互联互通条件。

4、目前暂没有能够解决城市内轨道交通和城市群各种轨道交通整体公交化运营和网络化运行的问题的相关技术。因此以区域轨道交通客运公交化高密度运营、列车跨线运行特征的发展需求为驱动，在复杂运营模式、无统一技术标准的条件下，迫切需要对一体化行车调度指挥的方法和装备进行研究，发明一种一体化行车调度指挥系统。

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，为针对未来大规模发展的城市中心城区联接周边城镇组团及其城镇组团之间的通勤化、快速度、大运量的市域轨道交通系统，通常联结高速铁路网、城际铁路和城市轨道交通网，面对高铁车下线的ctcs2+ato+atb、跨线运行cbtc、cbtc和ctcs2+ato+atb跨线运行三种信号制式组合场景下的一体化调度系统及介质，解决了现有技术难以满足区域轨道交通客运公交化高密度运营、列车跨线运行的运营需求的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明的第一方面提供一种面向区域轨道交通的一体化行车调度系统，包括：

4、全网运行图编辑展示模块，用于构建并展示区域轨道交通线网级运行图；

5、中心车站功能模块，用于根据中心车站模式配置信息，激活相应的功能模块，实现中心调度或车站调度；

6、线路混合调度功能模块，用于根据线路自动化等级配置信息，激活当前自动化等级对应的功能模块，实现不同自动化等级的线路的混合调度管理；

7、全功能场景动态调度模块，用于根据不同信号制式条件，进行列车的全生命周期动态调度，所述信号制式包括ctcs2+ato+atb、跨线运行cbtc、cbtc和ctcs2+ato+atb跨线运行。

8、作为优选的技术方案，所述全网运行图编辑展示模块中，区域轨道交通线网级运行图的构建包括：

9、获取基础交路数据，该基础交路数据包括交路属性定义，所述交路属性定义包括单线交路和跨线交路；

10、基于周期性客流情况及运输需求，自动优化生成网络化开行方案，按照先跨线交路、再单线交路的顺序获取初始线网运行图；

11、引入相关换乘车站公交化对接运营时刻表信息，进行时刻表同步校验，在所述初始线网运行图中增加各条线路与接驳公交之间的协作关系，生成所述区域轨道交通线网级运行图。

12、作为优选的技术方案，所述区域轨道交通线网级运行图统一完成全部线路的编制后，在各区域间实时共享。

13、作为优选的技术方案，所述区域轨道交通线网级运行图采用分布式编制方式，且在各区域间实时共享。

14、作为优选的技术方案，所述中心车站功能模块中，在所述中心车站模式配置信息为控制中心模式时，构建一个集中的线网运行计划调度管理平台与若干套线路调度执行管理平台，其中，

15、所述线网运行计划调度管理平台用于对实行网络化运行的线网运行计划进行统一管理，并进行应急故障处理；

16、所述线路调度执行管理平台用于实现线路日常公交化运营过程中的正常行车管理。

17、作为优选的技术方案，在所述中心车站模式配置信息为控制中心模式时，所述中心车站功能模块执行以下动作：

18、对列车行车计划进行调度管理；

19、设定全网统一的时刻表编制和生产实时调整管理服务器；

20、对网络化生产计划进行编制、调用和实时调整；

21、执行正常调度管理。

22、作为优选的技术方案，在所述中心车站模式配置信息为车站模式时，所述中心车站功能模块执行以下动作：

23、在设备故障场景下或降级运营场景下进行相应列车控制；

24、执行正常调度管理。

25、作为优选的技术方案，所述线路自动化等级包括goa1-goa4等级。

26、作为优选的技术方案，所述全生命周期动态调度基于不同信号制式条件下的关键运营需求实现。

27、作为优选的技术方案，所述关键运营需求包括根据信号制式差异确定的线路参数、车站股道数量与应用限制参数、列车属性与运行正晚点参数和/或自然环境参数。

28、作为优选的技术方案，所述全生命周期动态调度包括列车进入运营前调度、正常运营场景下调度、降级场景下调度、跨线运行交互处理和列车退出运营调度。

29、作为优选的技术方案，所述列车进入运营前调度包括列车出库计划和进路自动排列的生成，按照基本图定义的编组类型及动车底保存位置，自动匹配计算对应的列车出库计划，根据正线列车计划结合进路预期排列时间实现进路自动排列，并发送给外部系统。

30、作为优选的技术方案，执行所述正常运营场景下调度时，基于逐站按图行车的处理逻辑，根据每日调整计划列车等级以及车站营业的标准参数要求，完成正线车站的列车到达、出发、通过进路的自动排列，并发送给外部系统；基于所述区域轨道交通线网级运行图和实时列车运行信息，进行相关换乘车站和公交衔接车站的匹配度显示。

31、作为优选的技术方案，所述降级场景包括列车临停场景和列车禁停场景。

32、作为优选的技术方案，所述跨线运行交互处理包括：

33、将列车晚点后计划调整情况自动传递至列车走行后方线路对应的调度台；

34、将列车运行状态与周边线路信号设备状态进行实时自动同步。

35、作为优选的技术方案，所述列车退出运营调度包括入库和检修计划管理与进路自动排列的生成，根据每日调整计划以及实时列车运行动态变化，结合列车编组、股道应用限制条件和检修请求，生成动车组入库和检修计划，结合列车实时位置生成进路自动排列。

36、作为优选的技术方案，该调度系统还包括：

37、列车跨线运行调度模块，在接收到存在列车跨线运行指令时启动，基于行车计划及实时获得的列车早晚点，自动化生成在跨线列车与本线列车的交汇运行区域的列车通过顺序。

38、作为优选的技术方案，所述列车跨线运行调度模块中，基于交汇运行区域的列车通过顺序对跨线列车的后续预测运行计划进行计算与调整，并实时转发至外部系统。

39、作为优选的技术方案，该调度系统还包括：

40、灾备配置模块，用于响应不同的灾备方案指令，激活对应的灾备执行模块。

41、作为优选的技术方案，所述灾备方案指令包括数据级灾备指令、完善型灾备指令和完备型灾备指令。

42、作为优选的技术方案，该调度系统还包括基于适配器模式的外部接口模块，实现与cbtc/ctcs列控子系统间的连接。

43、作为优选的技术方案，该调度系统基于云平台部署。

44、本发明的第二方面提供一种面向区域轨道交通的一体化行车调度方法，该方法应用于一体化行车调度系统中，包括以下步骤：

45、构建区域轨道交通线网级运行，并基于调度系统的配置权限进行共享展示；

46、基于获取的中心车站模式配置信息，激活相应的功能模块，各功能模块基于接收指令实现中心调度或车站调度；

47、基于获取的根据线路自动化等级配置信息，激活当前自动化等级对应的功能模块，实现不同自动化等级的线路的混合调度管理；

48、根据不同信号制式条件，进行列车的全生命周期动态调度，所述信号制式包括ctcs2+ato+atb、跨线运行cbtc、cbtc和ctcs2+ato+atb跨线运行。

49、本发明的第三方面提供一种计算机可读存储介质，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述面向区域轨道交通的一体化行车调度方法的指令。

50、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

51、1、本发明从运输指挥任务出发，涵盖了运输任务的制定、运输任务的落实执行和运输效果的统计评估和日常运输落地过程中的应急处理管理等全过程，功能实现全面，实现了监控需求与调度需求的分层实现，实现了调度需求和操控的一致性标准画面，也兼顾了不同常见特定功能的标准化设计和根据区域自动识别，为控制中心人员之间互为备用提供了基础条件。

52、2、本发明采用“两级架构、综合管理”的管控模式，充分吸收了国家铁路调度指挥系统(ctc)面对复杂场景网络化运营的优势，也继承了城市轨道交通调度指挥系统(ats)高密度公交化全自动的长处，与传统的三层架构行车调度指挥系统相比，能够从网络化运营的角度对区域轨道交通的线网调度功能与线路调度功能进行更加合理的划分，从而提升线网行车调度管理的效率。

53、3、本发明可面向高铁车下线的不同信号制式条件，包括ctcs2+ato+atb、跨线运行cbtc、cbtc和ctcs2+ato+atb跨线运行三种信号制式线网组合条件，实用性广泛。

54、4、本发明设置有线路混合调度功能模块，根据线路自动化等级配置信息进行自动化处理，操作更加统一简便，goa等级兼容性强，各线路基本功能实现集中统一设计，避免多次重复开发。

55、5、本发明可以对从列车进入正线运营至列车退出运营及检修的全部过程进行全场景覆盖，所有信息集中化管理，实现了全网统一调度，大幅提升线网运行的突发故障应对的实时性和全局性。

56、6、跨线运行列车的运行计划和实时信息的线间交互和自动化处理，自动化程度高。

57、7、系统架构更加简洁，设备资源使用与后续扩展更加灵活，设备投资成本和机房占用空间大幅度降低，能耗也进一步降低，运行更加稳定可靠。

58、8、运营的运力匹配管理更加高效，对全网客流适配，对全网各条线路的衔接，对全网单点故障的应对更加及时有效。

59、9、本发明提供了运营调度全生命周期的作业闭环管理，通过灵活的运输计划编制功能实现区域轨道交通线网级运行图的构建和显示，借助于融合的数据集中管理，实现各线路运行任务的同步下达，并实现对全网实际运行数据的收集和对运行任务的每日实时评估和优化评估，从而实现从计划到实际运能分析的全周期管理，从日常出场段、正线运行、正线存车和下线列车等一系列功能的角度出发，实现了全程管理，极大提升了网络化运行的及时性和有效性，避免了目前多套系统之间接口实现和不同风格实现的方式。

60、10、本发明可根据中心车站模式，配置控制中心、车站的功能分配，控制中心和车站可采用统一的一体化架构，所有设备规格型号完全一致，能够对调度人员进行统一培训，并在不同线路之间对调度员灵活调配，减少调度人员配置，从而有效降低调度人员配置及培训成本。

61、11、本发明设计了一种区域轨道交通线网级运行图的构建方法，实现协作编图和自动编图，极大缓解了单个编图人员的压力，大幅度降低调度编图人员的工作压力。

62、12、在系统维护方面，由于设备规格型号完全一致，能够有效降低系统备品备件配置，减少系统维护人员配置，从而有效降低系统维护成本。

63、13、本发明采用云平台部署的方式，实现了设备资源动态调配和充分利用，也降低了设备运行的能耗，能够保证信息安全和功能安全。

64、14、本发明提供了对既有各种制式接口的适配与兼容，实现了一套调度系统同时管理和调整不同列控制式的系统，兼容了不同运营场景的功能融合，满足了多层次的运营需求，兼顾了“公交化运营”和“网络化运行”的调度需求，完成了功能融合。

65、15、本发明设置有灾备配置模块，提供了集中化的设备部署和多层次的备份方案，大幅提升了系统的可靠性，也大幅降低了控制中心的维护成本。