一种基于车车协作的列车移动授权方法技术

本发明专利技术涉及一种基于车车协作的列车移动授权方法，该方法包括以下步骤：步骤1、列车从自动列车监控系统ATS获取当前任务信息；步骤2、列车从轨旁资源管理中心获取当前的资源分配信息；步骤3、列车根据所收到的资源分配信息推算其运行方向下游的第一列列车；步骤4、列车根据自身运行任务，向其运行方向上下游第一列列车发送位置请求并应答其他列车的位置请求；步骤5、列车根据运行方向上下游第一列列车发送的列车信息计算本车移动授权；步骤6、列车根据其任务和所计算的移动授权状态向轨旁资源管理中心申请相应的线路资源。与现有技术相比，本发明专利技术具有以下优点：简化了CBTC系统架构，提高了CBTC运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于车车协作的列车移动授权方法
本专利技术涉及轨道交通信号安全控制
，尤其是涉及一种基于车车协作的列车移动授权方法。
技术介绍
传统的基于通信的自动列车控制系统(CommunicationBasedTrainControl,CBTC)的核心系统——“自动列车保护系统”(ATP)由轨旁和车载两部分组成，其中轨旁部分主要负责采集轨旁设备和列车信息，为线路上所有列车计算移动授权并发送至车载ATP。为了实现这个功能，轨旁ATP必须维护其管辖范围内以及相邻轨旁ATP管辖范围的所有列车位置和状态信息。同时，轨旁ATP还必须维护与本轨旁ATP交界的相邻轨旁ATP边界处的列车信息，以保证列车可在多个轨旁ATP设备管辖区内不停车运行。轨旁ATP由于承担的功能关键而管辖范围较大，对可靠性有严格的要求。所以，尽量简化轨旁ATP的设计以降低其出问题的概率是CBTC系统设计发展的一个重要方向。轨旁ATP的核心功能——列车信息维护和移动授权计算不仅涉及大量数值计算，还需要相邻轨旁ATP之间复杂接口的支持，如将这部分功能设计为由车载ATP计算，则可将轨旁ATP的数值计算功能和轨旁ATP之间的接口完全移除，可极大简化整个CBTC系统的复杂度。基于车车协作的列车移动授权方法通过列车和列车之间直接的信息交互实现了列车移动授权的计算，包括列车追踪和面对面行驶等运行模式。轨旁ATP只负责维护在线运行列车的序列信息并将这些信息提供给车载ATP。
技术实现思路
本专利技术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基于车车协作的列车移动授权方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于车车协作的列车移动授权方法，该方法包括以下步骤：步骤1、列车从自动列车监控系统ATS获取当前任务信息；步骤2、列车从轨旁资源管理中心获取当前的资源分配信息；步骤3、列车根据所收到的资源分配信息推算其运行方向下游的第一列列车；步骤4、列车根据自身运行任务，向其运行方向上下游第一列列车发送位置请求并应答其他列车的位置请求；步骤5、列车根据运行方向上下游第一列列车发送的列车信息计算本车移动授权；步骤6、列车根据其任务和所计算的移动授权状态向轨旁资源管理中心申请相应的线路资源。优选的，所述的步骤1中列车从自动列车监控系统ATS获取当前列车的任务信息后，列车根据当前列车任务计算列车需要依次通过的所有轨道资源列表。优选的，所述的步骤2中列车从轨旁资源管理中心获取当前的资源分配信息，所述的资源分配信息以列车信息容器TIC(TrainInformationContainer)上的列车序列的方式描述。优选的，所述的TIC是对轨道区段以资源方式进行划分的一种方式，所述的TIC为一段无岔区段或一个道岔；所述的列车ID出现在一个TIC中表示轨旁资源管理器认为列车可以使用该TIC资源。优选的，所述的步骤2中若列车信息容器TIC中只有当前列车的ID，则该列车的移动授权范围跨越整个TIC对应的轨道区段。优选的，所述的步骤3中若列车信息容器TIC中还有其他列车的ID，则当前列车应根据其运行方向和TIC中列车ID的排列顺序(TIC中列车ID以约定顺序排列，比如沿线路上行方向)，确定当前列车下游的第一列列车ID。优选的，所述的步骤4中列车根据其任务信息计算列车期望包络ETE(ExpectedTrainEnvelope)，并根据列车当前的运行状态计算列车承诺包络GTE(GuaranteedTrainEnvelope)，所述的列车期望包络ETE和列车承诺包络GTE用于应答其他列车的移动授权请求的移动授权报告。优选的，所述的步骤4中列车根据ETE计算需向其下游列车发送的移动授权请求，该请求中包含当前列车的ETE信息。优选的，所述的步骤5中当前列车根据其下游第一列列车发送的移动授权请求和移动授权报告计算本列车的移动授权，同时计算用于应答其他列车的移动授权请求的移动授权报告。优选的，所述的步骤6中列车根据当前的移动授权位置，通过比较列车的运行任务，确定列车需要申请的下一个TIC，并生成发送到资源管理中心的资源申请请求。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术所述方法将既有CBTC系统设计中的移动授权计算功能改为由车载通过车车信息交互直接计算，用于替代既有CBTC系统中由轨旁ATP集中计算的方法。2、本专利技术降低了轨旁ATP的复杂度，完全去除了轨旁ATP的数值计算模块和轨旁ATP之间的接口。3、本专利技术的车载ATP通过基于请求确认机制的车车信息交互以更高的效率实现了列车追踪、轨道资源竞争协调以及列车面对面运行。附图说明图1为资源管理中心(轨旁ATP)与车载ATP的信息交互拓扑结构图；图2为列车期望包络和列车承诺包络计算原理示意图；图3为车载ATP在列车面对面运行时资源竞争的典型流程图，其中11为列车1期望包络，21为列车1承诺包络，31为列车1移动授权，12为列车2期望包络，22为列车2承诺包络，32为列车2移动授权；图4为基于请求/确认机制的列车追踪和面对面运行原理示意图；图5为本专利技术的基于车车协作的列车移动授权方法流程图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。基于车车协作的CBTC系统车地/车车通信的拓扑结构如图1所示，在这个系统中，资源管理中心(轨旁ATP)之间不要交换信息。车载ATP需根据列车的运行方向和位置、速度信息计算列车当前所在的资源管理中心管辖区域，并向当前所在的资源管理中心和即将进入的资源管理中心发送轨道资源请求。列车从资源管理中心收到列车序列信息后，根据当前轨道的列车排序信息确定其运行方向上的下一列列车并通过列车移动授权请求向该下游列车请求移动授权，在收到该列车回复的列车移动授权报告后可据此计算本车的移动授权。列车在与其他列车进行信息交互时，首先需获取“需与哪些列车进行交互”的信息，这个信息由轨旁ATP(资源管理中心)维护并发送到车载ATP并以轨道区段(以TIC进行描述)上的列车序列进行描述。通过这个序列，车载ATP可以确定其运行方向的上下游最近列车的ID信息。车载ATP通过直接向其上下游列车请求列车信息来实现自身移动授权的计算。在列车需要进行交互的信息中，除了列车的基本运行信息(位置、速度、方向)，还应包括列车期望包络(ETE)和列车承诺包络(GTE)。如图2所示，列车根据当前的轨道资源分配状态、列车序列信息和本车运行状态计算的“列车承诺包络”、“列车期望包络”以及列车移动授权。ETE由列车根据其运行任务计算，它的范围为列车考虑最大回滚的最小安全后端，到列车期望进入的下一个TIC的远端端点。GTE的起点与ETE相同，GTE的终点为列车的最大头部安全定位向列车移动方向扩展一个距离得到，该距离为列车从当前时刻开始相应车载ATP制动指令到列车完全停下所能运行的最远距离，它根据如下函数计算：d＝f(t1，t2，vt，am，as，ae)其中：t1为列车牵引切除时间，t2为列车的制动施加时间，vt为列车当前运行速度，am为列车最大牵引加速度，as为列车最大坡度等效加速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车车协作的列车移动授权方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、列车从自动列车监控系统ATS获取当前任务信息；步骤2、列车从轨旁资源管理中心获取当前的资源分配信息；步骤3、列车根据所收到的资源分配信息推算其运行方向下游的第一列列车；步骤4、列车根据自身运行任务，向其运行方向上下游第一列列车发送位置请求并应答其他列车的位置请求；步骤5、列车根据运行方向上下游第一列列车发送的列车信息计算本车移动授权；步骤6、列车根据其任务和所计算的移动授权状态向轨旁资源管理中心申请相应的线路资源。

【技术特征摘要】
1.一种基于车车协作的列车移动授权方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、列车从自动列车监控系统ATS获取当前任务信息；步骤2、列车从轨旁资源管理中心获取当前的资源分配信息；步骤3、列车根据所收到的资源分配信息推算其运行方向下游的第一列列车；步骤4、列车根据自身运行任务，向其运行方向上下游第一列列车发送位置请求并应答其他列车的位置请求；步骤5、列车根据运行方向上下游第一列列车发送的列车信息计算本车移动授权；步骤6、列车根据其任务和所计算的移动授权状态向轨旁资源管理中心申请相应的线路资源。2.根据权利要求1所述的一种基于车车协作的列车移动授权方法，其特征在于，所述的步骤1中列车从自动列车监控系统ATS获取当前列车的任务信息后，列车根据当前列车任务计算列车需要依次通过的所有轨道资源列表。3.根据权利要求1所述的一种基于车车协作的列车移动授权方法，其特征在于，所述的步骤2中列车从轨旁资源管理中心获取当前的资源分配信息，所述的资源分配信息以列车信息容器TIC上的列车序列的方式描述。4.根据权利要求3所述的一种基于车车协作的列车移动授权方法，其特征在于，所述的TIC是对轨道区段以资源方式进行划分的一种方式，所述的TIC为一段无岔区段或一个道岔；所述的列车ID出现在一个TIC中表示轨旁资源管理器认为列车可以使用该TIC资源。5.根据权利要求4所述的一种基于车车协作的列车移动授权方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏庭锴，陈祥，崔科，吕新军，
申请(专利权)人：卡斯柯信号有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31