一种轨道交通列车控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种轨道交通列车控制系统，包括：安全列控云平台，包括用于实现核心列控逻辑运算的云端控制器CiC、实现线路资源分配和管理的线路资源管理器LRM、实现云端控制器与车载多功能IO对应关系处理的列车注册与分配控制器TRAC；轨旁IO单元Wayside‑IO，部署在轨旁，用于实现轨旁设备的状态获取和指令下发；多功能IO单元Multi‑IO，部署在列车端，用于实现云端控制器与车辆的通信。与现有技术相比，本发明专利技术能够满足用户的高可靠性和可维护性要求，并具有易于扩展改造，降低成本等优点。

A train control system of rail transit

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通列车控制系统
本专利技术涉及轨道交通
，尤其是涉及一种轨道交通列车控制系统。
技术介绍
当前已广泛应用的基于通信的列车自动控制系统(CommunicationBasedTrainControl，CBTC)，主要架构由位于轨旁的区域控制器(ZoneController，ZC)，计算机联锁(ComputerInterlocking，CI)，列车自动监控系统(AutomaticTrainSupervision，ATS)等设备，以及安装在列车的车载控制器CC(CarborneController)组成。其基本原理，是以区域控制器ZC为核心，通过计算机联锁CI获取线路基本状态，并与车载控制器通信获知列车状态，从而计算列车的移动授权，由车载控制器据此控制行车。该系统已经成熟可靠，能为城市轨道交通的运营提供安全高效的服务。然而，传统CBTC系统存在以下缺陷：1)既有CBTC架构复杂，在执行涉及多个子系统的功能时效率较低。由于子系统间时钟异步，需要采用请求-确认机制以及安全延时，导致难以进一步提升系统效率。2)既有CBTC设备种类多，硬件架构各不相同，尤其是轨旁ZC、CI等安全计算机平台，采用各供货商自有硬件板卡，互不通用，只能依赖于各供货商提供备品备件，增加了安装和维护困难。3)既有CBTC各子系统均承担了重要的逻辑运算功能，子系统间接口定义复杂，涉及各供应商自上而下的内部功能划分和时序逻辑，难于实现由不同供应商提供不同的子系统的大系统集成，一方面导致现场测试工作量难以大幅度减少，另一方面导致既有项目的延伸线，增车等后续项目，还是只能采用相同供货商的产品。4)既有CBTC系统，在实施增车、延伸线和改造时，需对新增的特定硬件设备进行安装、调试和导切，较为繁琐。5)各个子系统的软件和数据分别存储在ZC、CI、CC、ATS，没有实现统一的管理，软件和数据升级需要耗费大量人力；近年来，不少厂商提出了以车载为中心的列控系统理念，将轨旁的CI和ZC简化为资源控制器，主要负责轨旁资源——如道岔的分配。而将移动授权等逻辑运算功能移到了车载，车载依赖与前方列车通信获取移动授权并据此进行监控。该系统合并了轨旁设备，减少了通信环节，可以说代表着系统朝向更加集成化，减少复杂性的演进方向，但是，并未完全解决以上问题。
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轨道交通列车控制系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种轨道交通列车控制系统，包括：安全列控云平台，包括用于实现核心列控逻辑运算的云端控制器CiC、实现线路资源分配和管理的线路资源管理器LRM、实现云端控制器与车载多功能IO对应关系处理的列车注册与分配控制器TRAC；轨旁IO单元Wayside-IO，部署在轨旁，用于实现轨旁设备的状态获取和指令下发；多功能IO单元Multi-IO，部署在列车端，用于实现云端控制器与车辆的通信。优选地，所述的安全列控云平台包括多个不同的多核服务器，用于实现2取2组合故障安全比较，且每台多核服务器将不同内核进行隔离，并映射为独立的CPU，运行安全应用软件；所述的安全列控云平台的服务器可部署在主用中心以及备用中心。优选地，所述的安全列控云平台的所用服务器按照M台热备+N台温备进行配置，当检测到服务器故障时，先由热备设备无扰接管故障服务器，再将温备设备投入，恢复M重热备冗余，在短时间内将系统恢复到完全可用的状态。优选地，所述的云端控制器CiC实现列车控制所需的核心逻辑运算，包括安全防护曲线计算，移动授权，线路资源如道岔、站台门状态请求和控制。优选地，所述的云端控制器CiC与列车端的多功能IO单元的对应关系是不固定，可根据列车注册与分配控制器的指令进行匹配，根据多功能IO单元告知的列车信息载入对应的列车配置参数和电子地图；所述的云端控制器CiC通过无线与列车端的多功能IO单元进行超低时延通信，获取列车当前信息，并下发包括紧急制动、ATO控车指令在内的控制命令；所述的云端控制器CiC通过LRM获取线路道岔位置和站台门状态信息，并通过LRM获知前方列车的CiC信息，并与前方列车对应的CiC进行通信，用于计算移动授权；所述的云端控制器CiC通过TRAC获知与自己同样部署在同一列车的CiC，与之建立通信实现主从管理，确定由哪个CiC进行控车。优选地，所述的列车注册与分配控制器TRAC运行在安全列控云平台内，按需分配多功能IO和CiC资源，并监控CiC的工作状态。当新的列车投入运行时，列车注册与分配控制器TRAC给其分配对应的CiC，包括告知位于同一列车的两个CiC互为冗余关系；列车注册与分配控制器TRAC对CiC的工作状态进行监控，如果某CiC故障，可向安全列控云平台请求，将该故障CiC所在服务器切除，用备用服务器进行替换；列车注册与分配控制器TRAC收到多功能IO单元的注销请求，则将释放对应的CiC资源，可用于其他多功能IO单元的匹配。优选地，所述的线路资源管理器LRM，运行在安全列控云平台内，实现线路资源的管理和分配，以及线路列车的排序；所述的线路资源管理器LRM通过与轨旁IO单元的低时延通信，获取轨旁设备的实时状态信息，并将来自CiC的道岔转动或站台门开关指令发送给轨旁IO单元；所述的线路资源管理器LRM接收来自CiC对轨旁设备状态的请求和控制命令，当收到CiC的资源请求时，LRM判断该资源是否被其他CiC占用，如果没有，则将该资源划分给请求的CiC；当CiC不再使用该资源后，LRM将该资源设置为空闲；所述的线路资源管理器LRM维护线路中所有列车对应CiC的状态，获知其在线路上的排列顺序，并反馈给所有的CiC；所述的线路资源管理器LRM还需要维护全线的临时限速，负责各设备的软件和数据管理功能。优选地，所述的多功能IO单元Multi-IO用于实现与列车的通信和硬线接口，人机界面显示，以及获取安装在车底的速度传感器、应答器天线、多普勒雷达设备的信息。优选地，所述的多功能IO单元Multi-IO将从速度传感器读到的脉冲变化量、多普勒雷达读到的脉冲变化量、应答器报文、车门状态、驾驶室激活状态实时且低时延地传送到云端的CiC，并接受其紧急制动或自动驾驶的牵引和制动命令；所述的多功能IO单元Multi-IO从CiC周期获取控制命令，若超过设定时间未收到控制命令，则Multi-IO自动施加紧急制动，禁止列车移动；所述的多功能IO单元Multi-IO没有控制逻辑，不存储预先配置的任何信息，只是位于列控云平台端CiC的采集和控制终端；所述的多功能IO单元Multi-IO在列车上冗余设置。优选地，所述的轨旁IO单元Wayside-IO用于采集轨旁基础信号设备的状态，发送给位于云端的线路资源管理器，并将线路资源管理的道岔动作、信号机亮灭或站台门开关的控制指令告知这些设备。与现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通列车控制系统，其特征在于，包括：/n安全列控云平台，包括用于实现核心列控逻辑运算的云端控制器CiC、实现线路资源分配和管理的线路资源管理器LRM、实现云端控制器与车载多功能IO对应关系处理的列车注册与分配控制器TRAC；/n轨旁IO单元Wayside-IO，部署在轨旁，用于实现轨旁设备的状态获取和指令下发；/n多功能IO单元Multi-IO，部署在列车端，用于实现云端控制器与车辆的通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通列车控制系统，其特征在于，包括：
安全列控云平台，包括用于实现核心列控逻辑运算的云端控制器CiC、实现线路资源分配和管理的线路资源管理器LRM、实现云端控制器与车载多功能IO对应关系处理的列车注册与分配控制器TRAC；
轨旁IO单元Wayside-IO，部署在轨旁，用于实现轨旁设备的状态获取和指令下发；
多功能IO单元Multi-IO，部署在列车端，用于实现云端控制器与车辆的通信。


2.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车控制系统，其特征在于，所述的安全列控云平台包括多个不同的多核服务器，用于实现2取2组合故障安全比较，且每台多核服务器将不同内核进行隔离，并映射为独立的CPU，运行安全应用软件；
所述的安全列控云平台的服务器可部署在主用中心以及备用中心。


3.根据权利要求2所述的一种轨道交通列车控制系统，其特征在于，所述的安全列控云平台的所用服务器按照M台热备+N台温备进行配置，当检测到服务器故障时，先由热备设备无扰接管故障服务器，再将温备设备投入，恢复M重热备冗余，在短时间内将系统恢复到完全可用的状态。


4.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车控制系统，其特征在于，所述的云端控制器CiC实现列车控制所需的核心逻辑运算，包括安全防护曲线计算，移动授权，线路资源如道岔、站台门状态请求和控制。


5.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车控制系统，其特征在于，所述的云端控制器CiC与列车端的多功能IO单元的对应关系是不固定，可根据列车注册与分配控制器的指令进行匹配，根据多功能IO单元告知的列车信息载入对应的列车配置参数和电子地图；
所述的云端控制器CiC通过无线与列车端的多功能IO单元进行超低时延通信，获取列车当前信息，并下发包括紧急制动、ATO控车指令在内的控制命令；
所述的云端控制器CiC通过LRM获取线路道岔位置和站台门状态信息，并通过LRM获知前方列车的CiC信息，并与前方列车CiC进行通信，用于计算移动授权；
所述的云端控制器CiC通过TRAC获知与自己同样部署在同一列车的CiC，与之建立通信实现主从管理，确定由哪个CiC进行控车。


6.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车控制系统，其特征在于，所述的列车注册与分配控制器TRAC运行在安全列控云平台内，按需分配多功能IO和CiC资源，并监控CiC的工作状态。
当新的列车投入运行时，列车注册与分配控制器TRAC给其分配对应的CiC，包括告知位于同一列车的两个C...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔科，常鸣，
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