基于时间间隔比值的在先列车完整性判定方法及装置制造方法及图纸

一种列车自主判定其在先列车完整性方法，属轨道交通技术领域。以轨旁计时应答器生成在先列车车头和车尾先后到达计时应答器位置的时间差T

A method and device for determining the integrity of prior trains based on time interval ratio

【技术实现步骤摘要】
基于时间间隔比值的在先列车完整性判定方法及装置
本专利技术涉及轨道交通
，更具体地，涉及同轨追踪运行列车以时间间隔比值作为判据特征量自主判定其在先列车完整性的方法及装置。
技术介绍
列车完整性，即是指列车在行车过程中列车车厢整体连接性的完整。列车完整性检测，即是指列车在运行期间运用检测手段判定其具有列车完整性或列车完整性丢失。目前既有线上运行的列车大多采用轨道电路式、触点连接器式、跨接式、GPS定位式等方法检测列车完整性。列车在运行中需要实时地检测列车完整性，一旦发生列车完整性丢失事故，需及时控制在后追踪运行列车采取减速措施以防止追尾前方失控分离车厢的再生事故。随着高速轨道交通运输的迅猛发展，列车运行速度越来越快，列车运行间隔愈来愈小，一方面，有效地提升了交通便利和线路效能，另一方面，对列车完整性检测及完整性丢失下在后列车控制安全提出了极为刚性需求，列车完整性检测及完整性丢失下在后列车控制安全已然成为了制约列车速度提升和运行间隔缩减最为重要的因素，也是业界持续研究的焦点问题。我国既有在线运行的最高等级CTCS-3级列车运行控制系统可以实现列车最高速度350km/h、列车最小追踪间隔3min、列车典型长度402m运行。在最高速度350km/h及最小追踪间隔3min运行情况下，列车相互之间轨道空闲的长度超过17km之多，列车车体实际占用轨道线路的百分数仅为2.3％。为了适应运输量增长需求，曾经以改造列车编组结构增加列车车厢和延长站台长度方式提升轨道线路效能，但因受固有轨道线路道口限制获取的运输量增长十分有限，其车体占用轨道线路的百分数很难达到2.9％。如若采用缩减列车追踪间隔方式即可以大幅度提升线路效能，但严格受制于列车运行控制安全，尤其是列车高速追踪小间隔时间运行控制安全。智能微尘(SmartDust)由来已久，是一种以无线方式传递信息的微型传感器，体积定位在5毫米及以下，每一粒微尘都是由微处理器、双向无线电收/发装置和使它们能够组成一个无线网络的软件共同组成，如果一个微尘功能失常，其它微尘会对其修复。智能微尘适宜于大范围、长距离无人监控应用领域，列车运行控制属于此领域。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术是为了解决在既有列车运行控制系统下列车无法自主检测在先列车完整性的缺陷以及列车高速追踪小间隔时间运行控制安全的问题，提供一种基于时间间隔比值的列车自主判定其在先列车完整性的方法及装置，以建立列车完整性主体化机车信号手段实现检测事故脱钩车厢主体和控制防撞脱钩车厢主体的合二为一。(二)技术方案本专利技术首次提出了列车完整性主体化机车信号概念，及利用在先事故脱钩车厢减速始终慢于后来列车制动控制减速固有规律来解决列车完整性丢失下防止后来列车碰撞脱钩车厢问题的理念。采用轨道线路留存列车行车关联信息和在后列车获取轨道线路留存关联信息手段保证列车与列车之间信息共享的客观性，列车可以自动地针对其前方列车进行列车完整性判定及依据判定情况自主地采取自身列车速度控制以防止碰撞前方事故脱钩车厢，有效缓解列车脱钩事故再生危害，本专利技术提供的基于时间间隔比值的在先列车完整性判定方法为：以内设计时模块轨旁计时应答器和列车上内设计时模块车头装置及车尾装置建立轨道交通列车自主判定其在先列车完整性的主体化机车信号系统，以轨旁计时应答器生成在先列车车头和车尾先后到达计时应答器位置的头尾时间间隔及在先列车车尾和当前列车车头先后到达计时应答器位置的车辆时间间隔，以车头装置生成当前列车车头先后到达后方最近计时应答器和当前计时应答器位置的应答时间间隔，当前列车由当前计时应答器获取头尾时间间隔和车辆时间间隔，当前列车依据头尾时间间隔、车辆时间间隔和应答时间间隔计算出在先列车的车头特征参量和车尾特征参量，当前列车选取车头特征参量和车尾特征参量的比值作为判据特征量，通过比较判据特征量和预先设置阈值的大小，判定出在先列车完整性状态。优选的，在轨道线路上按距离间隔设置点式计时应答器序列，列车沿轨道线路行驶先后依此到达后方第三计时应答器位置、后方第二计时应答器位置、后方最近计时应答器位置和当前计时应答器位置，列车头部和尾部分别设有车头装置和车尾装置，车头装置和车尾装置在列车行驶中发射询问信号，计时应答器接收询问信号，计时应答器在询问信号控制下以累计时间方式生成每两个相邻询问之间的时间间隔信息，计时应答器发射应答信号，车头装置接收计时应答器发射的应答信号并从中获取计时应答器生成的时间间隔信息，车头装置在应答信号控制下以累计时间方式生成每两个相邻应答之间的时间间隔信息，列车车头装置依据计时应答器生成的时间间隔信息和自身生成的时间间隔信息进行计算，列车车头装置依据计算结果判定出在先列车先期在当前列车位置下的列车完整性状态。优选的，所述当前列车为同轨追踪运行的列车，所述在先列车为行驶于当前列车同轨前方列车，包括在先第一列车、在先第二列车、在先第三列车，所述车头装置为安装于列车头部内部设有计时模块以生成时间间隔信息并用于控制计时应答器累计时间及与计时应答器实施数据通信及控制列车运行的车载设备，所述车尾装置为安装于列车尾部用于控制计时应答器累计时间的车载设备，所述计时应答器为设于轨道上用于生成每两个询问之间时间间隔信息及以询问/应答通信方式向车载设备传递时间间隔信息的点式轨旁装置，所述当前计时应答器为车头装置当前正在行驶到达的计时应答器，所述后方最近计时应答器为在先列车和当前列车在行驶到达当前计时应答器位置之前所到达过的所有计时应答器中的最后一个计时应答器。优选的，计时应答器沿轨道线路按序列设置，当前列车沿轨道线路正向追踪同轨在先列车运行，在先第三列车、在先第二列车、在先第一列车和当前列车先后依次行驶通过计时应答器位置；列车在行驶中其车头装置和车尾装置向空间发射询问信号，在先第三列车车头装置的询问、在先第三列车车尾装置的询问、在先第二列车车头装置的询问、在先第二列车车尾装置的询问、在先第一列车车头装置的询问、在先第一列车车尾装置的询问、当前列车车头装置的询问先后依次到达计时应答器位置；计时应答器利用接收到的询问信号，采用测量其幅度与计时应答器预设幅度阈值和/或其相位与计时应答器预设相位阈值大小比较的判断，当测量到询问信号幅度达到计时应答器预设幅度阈值和/或相位达到计时应答器预设相位阈值时，判定为该询问到达计时应答器；计时应答器先后依次判定出在先第三列车车头装置的询问到达、在先第三列车车尾装置的询问到达、在先第二列车车头装置的询问到达、在先第二列车车尾装置的询问到达、在先第一列车车头装置的询问到达、在先第一列车车尾装置的询问到达、当前列车车头装置的询问到达。优选的，计时应答器以累计时间方式生成由在先第三列车车头装置询问到达时至在先第三列车车尾装置询问到达时的时间间隔、由在先第三列车车尾装置询问到达时至在先第二列车车头装置询问到达时的时间间隔、由在先第二列车车头装置询问到达时至在先第二列车车尾装置询问到达时的时间间隔、由在先第二列车车尾装置询问到达时至在先第一列车车头装置询问到达时的时间间隔、由在先第一列车车头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时间间隔比值的在先列车完整性判定方法，其特征是，基于内设计时模块轨旁计时应答器和列车上内设计时模块车头装置及车尾装置的轨道交通列车自主判定其在先列车完整性的主体化机车信号系统，以轨旁计时应答器生成在先列车车头和车尾先后到达计时应答器位置的头尾时间间隔及在先列车车尾和当前列车车头先后到达计时应答器位置的车辆时间间隔，以车头装置生成当前列车车头先后到达后方最近计时应答器和当前计时应答器位置的应答时间间隔，当前列车由当前计时应答器获取头尾时间间隔和车辆时间间隔，当前列车依据头尾时间间隔、车辆时间间隔和应答时间间隔计算出在先列车的车头特征参量和车尾特征参量，当前列车选取车头特征参量和车尾特征参量的比值作为判据特征量，通过比较判据特征量和预先设置阈值的大小判定出在先列车完整性状态，包括步骤：/nS1：确定在先列车的头尾时间间隔、在先列车与当前列车的车辆时间间隔和当前列车的应答时间间隔，包括：/n确定头尾时间间隔：轨道上计时应答器内设的计时模块累计由在先列车车头装置先期到达该计时应答器位置时为起点至在先列车车尾装置后期到达该计时应答器位置时为终点的时间间隔，该累计时间的过程为在在先列车车头装置和在先列车车尾装置控制下的计时过程；/n确定车辆时间间隔：轨道上计时应答器内设的计时模块累计由在先列车车尾装置先期到达该计时应答器位置时为起点至当前列车车头装置后期到达该计时应答器位置时为终点的时间间隔，该累计时间的过程为在在先列车车尾装置和当前列车车头装置控制下的计时过程；/n确定应答时间间隔：当前列车车头装置内设的计时模块累计由当前列车车头装置先期到达后方最近计时应答器位置时为起点至当前列车车头装置后期到达当前计时应答器位置时为终点的时间间隔，该累计时间的过程为在后方最近计时应答器和当前计时应答器控制下的计时过程。/nS2：当前列车依据确定的头尾时间间隔、车辆时间间隔和应答时间间隔计算出在先列车的车头特征参量和车尾特征参量；/nS3：当前列车采用在先列车车头特征参量和车尾特征参量的比值作为判据特征量，通过比较判据特征量和预先设置阈值的大小，判定出在先列车是具有完整性还是完整性丢失。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于时间间隔比值的在先列车完整性判定方法，其特征是，基于内设计时模块轨旁计时应答器和列车上内设计时模块车头装置及车尾装置的轨道交通列车自主判定其在先列车完整性的主体化机车信号系统，以轨旁计时应答器生成在先列车车头和车尾先后到达计时应答器位置的头尾时间间隔及在先列车车尾和当前列车车头先后到达计时应答器位置的车辆时间间隔，以车头装置生成当前列车车头先后到达后方最近计时应答器和当前计时应答器位置的应答时间间隔，当前列车由当前计时应答器获取头尾时间间隔和车辆时间间隔，当前列车依据头尾时间间隔、车辆时间间隔和应答时间间隔计算出在先列车的车头特征参量和车尾特征参量，当前列车选取车头特征参量和车尾特征参量的比值作为判据特征量，通过比较判据特征量和预先设置阈值的大小判定出在先列车完整性状态，包括步骤：
S1：确定在先列车的头尾时间间隔、在先列车与当前列车的车辆时间间隔和当前列车的应答时间间隔，包括：
确定头尾时间间隔：轨道上计时应答器内设的计时模块累计由在先列车车头装置先期到达该计时应答器位置时为起点至在先列车车尾装置后期到达该计时应答器位置时为终点的时间间隔，该累计时间的过程为在在先列车车头装置和在先列车车尾装置控制下的计时过程；
确定车辆时间间隔：轨道上计时应答器内设的计时模块累计由在先列车车尾装置先期到达该计时应答器位置时为起点至当前列车车头装置后期到达该计时应答器位置时为终点的时间间隔，该累计时间的过程为在在先列车车尾装置和当前列车车头装置控制下的计时过程；
确定应答时间间隔：当前列车车头装置内设的计时模块累计由当前列车车头装置先期到达后方最近计时应答器位置时为起点至当前列车车头装置后期到达当前计时应答器位置时为终点的时间间隔，该累计时间的过程为在后方最近计时应答器和当前计时应答器控制下的计时过程。
S2：当前列车依据确定的头尾时间间隔、车辆时间间隔和应答时间间隔计算出在先列车的车头特征参量和车尾特征参量；
S3：当前列车采用在先列车车头特征参量和车尾特征参量的比值作为判据特征量，通过比较判据特征量和预先设置阈值的大小，判定出在先列车是具有完整性还是完整性丢失。


2.根据权利要求1所述的在先列车完整性判定方法，其特征在于：
所述当前列车为同轨追踪运行的列车；
所述在先列车为当前列车正向追踪运行同轨道前方列车，包括当前列车前方距离最近的在先第一列车、在先第一列车前方距离最近的在先第二列车；
所述计时应答器为内部设有计时模块的应答器，并沿轨道线路按序列设置；
所述车头装置为安装于列车头部内部设有计时模块以生成时间间隔信息并用于控制计时应答器累计时间及与计时应答器实施数据通信及控制列车运行的车载设备；
所述车尾装置为安装于列车尾部用于控制计时应答器累计时间的车载设备；
所述当前计时应答器为当前列车车头装置正在行驶到达的计时应答器；
所述后方最近计时应答器为在先列车和当前列车在行驶到达当前计时应答器位置之前所到达过的所有计时应答器中的最后一个计时应答器。


3.根据权利要求1所述的在先列车完整性判定方法，其特征在于，步骤S2中，所述计算出在先列车的车头特征参量和车尾特征参量采用在先列车车头时间间隔Th和车尾时间间隔Tt的计算，包括：
在先第一列车的车头时间间隔Th和车尾时间间隔Tt为：
Th＝0Tr+1Tvva+1Thta-0Tvva-0Thta，
Tt＝0Tr+1Tvva-0Tvva，
在先第二列车的车头时间间隔Th和车尾时间间隔Tt为：
Th＝0Tr+1Tvva+1Thta+1Tvvb+1Thtb-0Tvva-0Thta-0Tvvb-0Thtb，
Tt＝0Tr+1Tvva+1Tvvb+1Thtb-0Tvva-0Tvvb-0Thtb，
其中，0Tr为当前列车车头装置在当前计时应答器位置确定的应答时间间隔，1Tvva为后方最近计时应答器确定的在先第一列车与当前列车的车辆时间间隔，1Thta为后方最近计时应答器确定的在先第一列车的头尾时间间隔，1Tvvb为后方最近计时应答器确定的在先第二列车与在先第一列车的车辆时间间隔，1Thtb为后方最近计时应答器确定的在先第二列车的头尾时间间隔，0Tvva为当前计时应答器确定的在先第一列车与当前列车的车辆时间间隔，0Thta为当前计时应答器确定的在先第一列车的头尾时间间隔，0Tvvb为当前计时应答器确定的在先第二列车与在先第一列车的车辆时间间隔，0Thtb为当前计时应答器确定的在先第二列车的头尾时间间隔。


4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：虞萍，
类型：发明
国别省市：江苏;32