一种基于车车通信的CBTC系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于车车通信的CBTC系统，所述CBTC系统包括：智能列车监控ITS系统、对象控制器OC、列车管理平台TMC、数据通信系统DCS以及设置于各列车上的智能车载控制器IVOC。本发明专利技术公开的CBTC系统，可减少地面设备，取消地面ATP、联锁等设备，IVOC通过与前后车的IVOC、OC以及ITS系统进行信息交互可自主计算移动许可，规划行车路径；ITS系统可基于现场情况，自动生成列车运行控制信息，减轻运营调度人员的作业负担，提升运营效率和服务水平；并发送给所述IVOC；TMC获取线路限速信息并发送给线路上的各列车，可实现列车安全防护。

A CBTC system based on vehicle communication

The invention discloses a vehicle communication based on CBTC system, the CBTC system comprises: intelligent train monitoring system and object ITS controller OC, train management platform TMC, DCS data communication system and set up at the train on the intelligent vehicle controller IVOC. The CBTC system disclosed by the invention can reduce the ground equipment, ATP, cancel the ground interlocking equipment, IVOC interactive mobile computing and independent license by car, OC and IVOC before and after ITS system information, planning travel; ITS system can be based on site conditions, automatic train operation control information, reduce operation personnel the burden of work, improve operation efficiency and service level; and sent to the IVOC; TMC for line speed information and send it to all the trains on the line, can realize automatic train protection.

【技术实现步骤摘要】
一种基于车车通信的CBTC系统
本专利技术涉及轨道交通
，具体涉及一种基于车车通信的CBTC系统。
技术介绍
传统的CBTC(CommunicationBasedTrainControl，基于通信的列车自动控制)系统是保证列车运行安全、实现行车指挥、列车运行自动化和提高运输效率的关键系统设备，CBTC系统主要设备有：车载设备、轨旁设备以及地面设备，各设备具体说明如下：车载设备(VehicleonboardControl，VOBC)包括：车载自动防护系统(车载ATP，AutomaticTrainProtection)、车载自动驾驶系统(车载ATO，AutomaticTrainOperation)等；轨旁设备包括：信号机、道岔、应答器、计轴器、自动停车信标、站台屏蔽门、防洪门及紧急停车按钮等；地面设备包括：列车自动监控系统(AutomaticTrainSupervision，ATS)、区域控制器(ZoneController，ZC)、计算机联锁(ComputerInterlocking，CI)、数据通信系统(DataCommunicationSystem，DCS)等；其中，ZC包括：地面列车自动防护系统(地面ATP)和地面列车自动驾驶系统(地面ATO)；CI对地面办理进路，保证进路、道岔与信号机之间联锁关系正确，保证列车运行线路安全。可见，CBTC系统是涉及地面、轨旁、车载、车站等设备构成的覆盖整条线路及其所有车站和列车的分布式系统。传统的CBTC系统以地面控制为主，如图1所示，列车通过向地面的ZC注册并主动接受ZC的控制，并主动向ZC汇报位置，ZC为管辖区域内的列车计算移动授权(MA)，通过连续的车地双向无线通信实现车地信息的交互，实现了基于目标-距离的移动闭塞制式下的追踪运行。上述以地面控制为主的控制方式体现了控制集中的思想，由地面ZC计算移动授权集中管理列车的通过和折返作业。列车主动向ZC汇报位置，ZC根据列车位置进行列车排序，计算线路上列车的相邻关系，根据前车车尾为后车计算MA。实际应用中，ZC需要每周期对管辖区域内列车进行筛选、排序，识别出每列车的位置以及列车之间的相邻关系，由于车地传输存在一定延时，信息从车载到ZC再回到车载存在一定累计误差。传统CBTC系统以地面控制为主，主要存在以下缺陷1)～3)：1)由于ZC和CI分别运行在不同的工控机器中，大大增加了地面设备的建设成本和维护成本。2)地面设备采用CI控制和管理轨旁设备，ZC结合轨旁信息和列车运行信息，计算MA信息，并将该信息提供给列车，同时将列车对轨旁设备的控制信息传给CI，达到对轨旁设备的控制功能，由于轨旁设备繁多，系统相互之间的接口信息也较多，增加了系统的复杂度，从而增加了系统的维护成本，同时由于系统之间的信息传输的延迟性，降低了系统的实时性。同时也限制了列车的灵活运行控制和智能化水平。3)地面设备繁多，不利于对线路的升级、改造以及线路间的互联互通。随着轨道交通里程的增长，保障轨道交通高安全、高效率运行的信号系统也产生了新的需求。在保证行车安全和设备高可靠性的前提下，优化系统架构，减少轨旁、车站设备，最大限度的缩短列车运行间隔是是未来信号系统发展的方向。为此，现有技术提供了一种轨道交通全自动驾驶精简系统，如图2所示，包括：中心级综合调度自动化控制中心101、车站级综合调度自动化控制子中心102、无线管理集散控制系统DCS103、数据库存储单元DSU104、对象控制器OC105和车载控制器VOBC106。该轨道交通全自动驾驶精简系统，可精简地面设备，取消地面ATP、联锁等设备。由列车根据运行计划，线路资源状况及自身运行状态自主计算移动许可，保证列车在线路上的自主安全运行控制。在保证列车前后方安全距离的基础上，两个相邻的移动闭塞区域就能以很小的间隔同时前进，使得列车能以允许最大的速度和较小的间隔运行，提高运营效率。该系统还可以降低建设和维护成本、减少中间环节、提高性能、降低复杂度、提高可靠性和缩小运行间隔。然而，现有的轨道交通全自动驾驶精简系统存在如下技术问题：1、现有的轨道交通全自动驾驶精简系统中不论是中心级综合调度自动化控制中心，还是车站级综合调度自动化控制子中心，均需要调度人员根据现场情况发出控制指令。因此，需要通过一种方式实现控制指令自动生成。2、现有的轨道交通全自动驾驶精简系统中的车载控制器VOBC只能接收列车运行计划，然后再进行移动许可计算及路径规划，无法在特殊情况(例如未接收到列车运行计划)下，进行移动许可计算及路径规划。3、现有的轨道交通全自动驾驶精简系统中的车载控制器VOBC可进行限速计算，但是对于当某段特定线路的运营条件发生变化时，通过VOBC进行限速计算，会有一定时延，无法快速响应，存在安全隐患。
技术实现思路
由于现有技术存在的上述问题，本专利技术提出克服上述问题或者至少部分地解决上述问题一种基于车车通信的CBTC系统。为此目的，本专利技术提出一种基于车车通信的CBTC系统，包括：智能列车监控ITS系统、对象控制器OC、列车管理平台TMC、数据通信系统DCS以及设置于各列车上的智能车载控制器IVOC；其中，所述ITS系统、所述OC以及所述TMC分别通过所述DCS与所述IVOC通信连接；所述OC以及所述TMC分别通过所述DCS与所述ITS系统通信连接；各所述IVOC之间通信连接；所述OC，用于获取轨旁设备信息以及区段信息，并发送给所述ITS系统和所述IVOC，以及基于所述IVOC和所述ITS系统发送的轨旁设备控制信息对轨旁设备进行控制；所述IVOC，用于与前后车的IVOC、所述OC以及所述ITS系统进行信息交互，以实现移动授权计算、行车路径规划、行车控制、测速测距、无人驾驶、系统时间管理、列车速度管理防护、模式管理、行车安全防护、列车信息管理以及辅助驾驶；所述ITS系统，用于对全线的行车、车辆、机电设备和供电设备进行监控，并进行紧急事故情况下的应急处理，还用于基于所述轨旁设备信息、所述区段信息以及列车运行状态信息，生成列车运行控制信息并发送给所述IVOC；以及获取线路限速信息，并发送给所述TMC；所述TMC，用于存储所述线路限速信息，并发送给所述线路上的各列车。可选的，所述IVOC，包括：人机接口MMI模块以及智能列车防护ITP子系统；其中，所述MMI模块与所述ITP子系统通信连接；所述MMI模块，用于获取司机输入的目的地信息；所述ITP子系统，用于获取列车运行状态信息，并发送给所述ITS系统；以及基于所述目的地信息、轨旁设备信息以及区段信息生成行车路径，并基于所述行车路径进行行车控制；其中，所述基于所述目的地信息、轨旁设备信息以及区段信息生成行车路径，包括：基于所述目的地信息，查询车载配置路径信息中是否存在目标路径，所述目标路径包括当前位置及所述目的地：若存在，则生成行车路径为所述目标路径；若不存在，则基于所述轨旁设备信息以及区段信息，计算当前位置到所述目的地的路径，并通过所述MMI模块进行显示，在接收到所述MMI模块反馈的司机确认命令后，生成行车路径为计算得到的路径。可选的，所述IVOC，还包括：应答器传输模块BTM以及测速测距模块；所述BTM、所述测速测距模块分别与所述ITP子系统通信连接；所述BTM，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于车车通信的CBTC系统，其特征在于，包括：智能列车监控ITS系统、对象控制器OC、列车管理平台TMC、数据通信系统DCS以及设置于各列车上的智能车载控制器IVOC；其中，所述ITS系统、所述OC以及所述TMC分别通过所述DCS与所述IVOC通信连接；所述OC以及所述TMC分别通过所述DCS与所述ITS系统通信连接；各所述IVOC之间通信连接；所述OC，用于获取轨旁设备信息以及区段信息，并发送给所述ITS系统和所述IVOC，以及基于所述IVOC和所述ITS系统发送的轨旁设备控制信息对轨旁设备进行控制；所述IVOC，用于与前后车的IVOC、所述OC以及所述ITS系统进行信息交互，以实现移动授权计算、行车路径规划、行车控制、测速测距、无人驾驶、系统时间管理、列车速度管理防护、模式管理、行车安全防护、列车信息管理以及辅助驾驶；所述ITS系统，用于对全线的行车、车辆、机电设备和供电设备进行监控，并进行紧急事故情况下的应急处理，还用于基于所述轨旁设备信息、所述区段信息以及列车运行状态信息，生成列车运行控制信息并发送给所述IVOC；以及获取线路限速信息，并发送给所述TMC；所述TMC，用于存储所述线路限速信息，并发送给所述线路上的各列车。...

【技术特征摘要】
1.一种基于车车通信的CBTC系统，其特征在于，包括：智能列车监控ITS系统、对象控制器OC、列车管理平台TMC、数据通信系统DCS以及设置于各列车上的智能车载控制器IVOC；其中，所述ITS系统、所述OC以及所述TMC分别通过所述DCS与所述IVOC通信连接；所述OC以及所述TMC分别通过所述DCS与所述ITS系统通信连接；各所述IVOC之间通信连接；所述OC，用于获取轨旁设备信息以及区段信息，并发送给所述ITS系统和所述IVOC，以及基于所述IVOC和所述ITS系统发送的轨旁设备控制信息对轨旁设备进行控制；所述IVOC，用于与前后车的IVOC、所述OC以及所述ITS系统进行信息交互，以实现移动授权计算、行车路径规划、行车控制、测速测距、无人驾驶、系统时间管理、列车速度管理防护、模式管理、行车安全防护、列车信息管理以及辅助驾驶；所述ITS系统，用于对全线的行车、车辆、机电设备和供电设备进行监控，并进行紧急事故情况下的应急处理，还用于基于所述轨旁设备信息、所述区段信息以及列车运行状态信息，生成列车运行控制信息并发送给所述IVOC；以及获取线路限速信息，并发送给所述TMC；所述TMC，用于存储所述线路限速信息，并发送给所述线路上的各列车。2.根据权利要求1所述的CBTC系统，其特征在于，所述IVOC，包括：人机接口MMI模块以及智能列车防护ITP子系统；其中，所述MMI模块与所述ITP子系统通信连接；所述MMI模块，用于获取司机输入的目的地信息；所述ITP子系统，用于获取列车运行状态信息，并发送给所述ITS系统；以及基于所述目的地信息、轨旁设备信息以及区段信息生成行车路径，并基于所述行车路径进行行车控制；其中，所述基于所述目的地信息、轨旁设备信息以及区段信息生成行车路径，包括：基于所述目的地信息，查询车载配置路径信息中是否存在目标路径，所述目标路径包括当前位置及所述目的地：若存在，则生成行车路径为所述目标路径；若不存在，则基于所述轨旁设备信息以及区段信息，计算当前位置到所述目的地的路径，并通过所述MMI模块进行显示，在接收到所述MMI模块反馈的司机确认命令后，生成行车路径为计算得到的路径。3.根据权利要求2所述的CBTC系统，其特征在于，所述IVOC，还包括：应答器传输模块BTM以及测速测距模块；所述BTM、所述测速测距模块分别与所述ITP子系统通信连接；所述BTM，用于获取应答器信息并发送给所述ITP子系统；所述测速测距模块，用于测量本车速度以及测量本车行车距离，并发送给所述ITP子系统；所述ITP子系统，还用于基于所述应答器信息、本车速度以及本车行车距离，确定本车位置；以及进行无计轴器辅助的邻车识别，具体包括如下步骤：在本车驶入所述OC的管辖区域之前，获取所述OC管辖范围内所有运行列车的ID信息，并与每一ID信息对应的列车的ITP子系统进行通信，获得每一ID信息对应列车的位置信息；采用应答器排序方式将所有ID信息对应列车的位置信息进行排序，识别出本车的邻车的ID信息。4.根据权利要求1所述的CBTC系统，其特征在于，所述ITS系统，还用于生成限速指示信息并发送给所述TMC；其中，所述限速指示信息用于指示是否开启线路限速功能；所述TMC将所述线路限速信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：郜春海，
申请(专利权)人：交控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11