一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法技术

一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，属于城市轨道交通列车运行控制系统车地信息传输技术领域。针对车——车、车——地通信传输的信息内容、传输方式及信息融合使用问题，设计了两种可行方案。提出的车——车、车——地通信相结合的列控系统新的通信机制，通过合理使用车——车、车——地通信传输的信息，不仅能够提升列控系统信息的传输性能、提高列控系统信息传输的可靠性及可用性；而且能够避免由于既有列控系统设备故障或控制中心失效等原因造成的列车碰撞事故的发生，达到提升列控系统的安全性和整体性能的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法
本专利技术涉及一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，属于城市轨道交通列车运行控制系统车地信息传输

技术介绍
基于通信的列控(CommunicationBasedTrainControl，CBTC)系统是指在高精度列车定位的前提下，通过无线通信技术进行双向、连续、大容量的车地通信，从而实现对列车的精确、闭环控制。因此，采用何种通信方式，保证车地通信的可靠性、实时性至关重要。在CBTC系统中，基于无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork,WLAN)的数据通信子系统(DataCommunicationSystem,DCS)建立了车地之间双向、连续、大容量的数据传输通道，使得地面设备和车载设备的命令和状态信息能够在车地之间可靠的交换。现有CBTC的通信机制中，前行列车(简称前车)和追踪列车(简称后车)之间没有直接的信息传输通道，所有列车将实时的位置、速度、工况等状态信息发送给轨旁的区域控制器(zonecontroller,ZC)。ZC将前车的状态信息或距离后车运行前方最近的障碍物的状态信息发送给后车。2011年7月23日发生的甬温线D301次动车与D3115次动车追尾事故，以及2011年9月27日发生的上海地铁10号线列车追尾事故，使得信号专家开始反思以下问题：现有列控系统中，前车与后车之间没有直接的信息通道，后车通过轨旁设备间接地获得前车的状态信息，计算安全防护速度/位置曲线，由于设计错误和设备故障使得地面设备发送了错误的前车状态信息给后车，从而导致了甬温线“7·23”特别重大铁路交通事故的发生。也正是因为后车无法获得前车的实时状态信息导致了上海地铁“9·27”追尾事故的发生。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足,本专利技术提供一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法。一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法,包括如下步骤：步骤1：在现有列控系统车——地通信的基础上引入车——车通信；步骤2：区域控制器通过车——地通信将移动授权发送给列车；步骤3：前车通过车——车通信将状态信息发送给后车；步骤4：车载设备从前车状态信息中提取前车位置信息；步骤5：车载设备根据接收到的MA和前车位置信息，计算防护速度/位置曲线。一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，包括如下步骤：步骤1:在现有列控系统车——地通信的基础上引入车——车通信；步骤2:区域控制器通过车——地通信将所有列车的移动授权和所有列车的状态信息发送给列车；步骤3:相邻列车通过车——车通信相互转发所有列车的移动授权和所有列车的状态信息；步骤4：前车通过车——车通信将状态信息发送给后车；步骤5:车载设备从所有列车的移动授权中提取本车的移动授权；步骤6:车载设备从所有列车的状态信息中提取前车的位置信息；步骤7：车载设备根据接收到的本车MA和前车位置信息，计算防护速度/位置曲线。本专利技术的优点是：本专利技术针对城市轨道交通列车运行控制系统既有通信机制仅存在车——地通信，无法避免由于既有系统设备故障或控制中心失效等原因造成的列车碰撞事故的发生的问题，提出在既有列控系统中引入车——车直接通信，允许相邻列车之间通过车——车直通链路直接交互信息。针对车——车、车——地通信传输的信息内容、传输方式及信息融合使用问题，设计了两种可行方案。提出的车——车、车——地通信相结合的列控系统新的通信机制，通过合理使用车——车、车——地通信传输的信息，不仅能够提升列控系统信息的传输性能、提高列控系统信息传输的可靠性及可用性；而且能够避免由于既有列控系统设备故障或控制中心失效等原因造成的列车碰撞事故的发生，达到提升列控系统的安全性和整体性能的目标。附图说明当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本专利技术以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定，如图其中：图1为本专利技术的车——车、车——地通信相结合的列控系统结构示意图；图2为本专利技术的车——车、车——地通信相结合的信息传输模型；图3为本专利技术的车——车、车——地通信信息使用方案一流程图；图4为本专利技术的车——车、车——地通信信息使用方案二流程图；图5为本专利技术的MAs、STs数据包组包示意图。下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。具体实施方式显然，本领域技术人员基于本专利技术的宗旨所做的许多修改和变化属于本专利技术的保护范围。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。为便于对本专利技术实施例的理解，下面将做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本专利技术实施例的限定。实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，在列车运行控制系统中引入车——车通信，采用车——地、车——车通信相结合的方式实现列控信息的传输，提出了两种车——地、车——车通信相结合的列控信息传输机制，并针对每种传输机制的不同传输丢包情况，设计了信息融合使用的方案。本专利技术有效解决了引入车——车通信后，车——地、车——车通信传输信息内容，以及传输信息使用方法的问题。车车通信的引入不仅能够提升列控信息传输的性能、提高信息传输的可靠性及可用性，而且能够有效降低由于列控系统轨旁设备故障或设计缺陷，地面向列车发送错误的前车位置信息而引发列车碰撞事故的可能，提高列控系统的安全性。一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，包括如下步骤：步骤1：在现有列控系统车——地通信的基础上引入车——车通信；步骤2：区域控制器通过车——地通信将移动授权发送给列车；步骤3：前车通过车——车通信将状态信息发送给后车；步骤4：车载设备从前车状态信息中提取前车位置信息；步骤5：车载设备根据接收到的MA和前车位置信息，计算防护速度/位置曲线。所述步骤1的车——车通信可以是列车之间的直接通信，也可以是列车之间通过基站中转的通信；所述的步骤3中的状态信息包括前车的位置信息、速度信息、工况信息；所述步骤5中车载设备根据传输丢包情况采用不同的信息融合方法，计算防护速度/位置曲线：情况1:接收到MA，接收到前车状态信息。车载设备对比MA和前车位置信息，选取距离列车运行前方最近的位置作为新的MA，计算防护速度/位置曲线；情况2:接收到MA，未接收到前车状态信息。车载设备对比MA和最近一次通过车——车通信接收到的前车位置信息，选取距离列车运行前方最近的位置作为新的MA，计算防护速度/位置曲线；情本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：在现有列控系统车——地通信的基础上引入车——车通信；步骤2：区域控制器通过车——地通信将移动授权发送给列车；步骤3：前车通过车——车通信将状态信息发送给后车；步骤4：车载设备从前车状态信息中提取前车位置信息；步骤5：车载设备根据接收到的MA和前车位置信息，计算防护速度/位置曲线。

【技术特征摘要】
1.一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：在现有列控系统车——地通信的基础上引入车——车通信；步骤2：区域控制器通过车——地通信将移动授权发送给列车；步骤3：前车通过车——车通信将状态信息发送给后车；步骤4：车载设备从前车状态信息中提取前车位置信息；步骤5：车载设备根据接收到的MA和前车位置信息，计算防护速度/位置曲线。2.根据权利要求1所述一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，其特征在于所述步骤1的车——车通信可以是列车之间的直接通信，也可以是列车之间通过基站中转的通信。3.根据权利要求1所述一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，其特征在于所述的步骤3中的状态信息包括前车的位置信息、速度信息、工况信息。4.根据权利要求1所述一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，其特征在于所述步骤5中车载设备根据传输丢包情况采用不同的信息融合方法，计算防护速度/位置曲线：情况1:接收到MA，接收到前车状态信息；车载设备对比MA和前车位置信息，选取距离列车运行前方最近的位置作为新的MA，计算防护速度/位置曲线；情况2:接收到MA，未接收到前车状态信息；车载设备对比MA和最近一次通过车——车通信接收到的前车位置信息，选取距离列车运行前方最近的位置作为新的MA，计算防护速度/位置曲线；情况3:未接收到MA，接收到前车状态信息；车载设备对比前车位置信息和最近一次通过车——地通信接收到的MA，选取距离列车运行前方最近的位置作为新的MA，计算防护速度/位置曲线；情况4:未接收到MA，未接收到前车状态信息；车载设备对比最近一次通过车——地通信接收到的MA和最近一次通过车——车通信接收到的前车位置信息，选取距离列车运行前方最近的位置作为新的MA，计算防护速度/位置曲线。5.一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1:在现有列控系统车——地通信的基础上引入车——车通信；步骤2:区域控制器通过车——地通信将所有列车的移动授权和所有列车的状态信息发送给列车；步骤3:相邻列车通过车——车通信相互转发所有列车的移动授权和所有列车的状态信息；步骤4：前车通过车——车通信将状态信息发送给后车；步骤5:车载设备从所有列车的移动授权中提取本车的移动授权；步骤6:车载设备从所有列车的状态信息中提取前车的位置信息；步骤7：车载设备根据接收到的本车MA和前车位置信息，计算防护速度/位置曲线。6.根据权利要求5所述一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，其特征在于所述步骤2中区域控制器将所有列车的移动授权和所有列车的位置信息按前后车顺序组成数据包，发给所有列车；如果某次因为丢包,区域控制器没有收到某列车的状态信息，则组包时数据包中该位置为空或全部置零。7.根据权利要求5所述一种列车运行控制信息传输及信息融合使用方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：步兵，滕昌敏，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11