一种基于4G网络的自动闭塞控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于4G网络的自动闭塞控制系统和方法，属于安全控制技术领域。包括：列车运行系统，采集设备，4G无线通信设备以及4G无线闭塞中心。本发明专利技术通过控制列车的启停以及列车的运行线路，采集并发送列车的运行状态信号，最后根据所述运行状态信号得到列车位置信息，并根据所述列车位置信息发送行车许可，从而确保列车在区间运行安全的信号交互实时畅通，提高线路运行效率。提高线路运行效率。提高线路运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于4G网络的自动闭塞控制系统和方法


[0001]本专利技术涉及安全控制
，更具体的说是涉及一种基于4G网络的自动闭塞控制系统和方法。

技术介绍

[0002]闭塞系统是保证列车在区间运行安全的信号设备，增加了铁路系统的运力和保证安全。传统自动闭塞系统由轨道电路、信号机及附属箱盒和连接电缆等组成，在两个车站之间的区间线路上按运行时分间隔划分轨道电路区段，每个区段起始点设防护信号机。
[0003]但是，传统的这种自动闭塞控制系统需要大量的信号机和附属箱盒和大量传输信号的电缆。传统自动闭塞系统存在体积庞大、轨道电路分路不良、造价高昂、布线困难、维护工作量大等问题。同时，这种系统的抗干扰性也比较差，一旦某处线路出现问题可能导致整个监控系统无法工作，在很大程度上限制了控制的可靠性。
[0004]例如申请号201210103808.3的中国专利公开了一种自动闭塞控制系统和方法，列车与车站之间的通讯所使用的400M无线电台是一种语音传输系统。虽然，布线简单，但目前铁路使用的400M电台电源仍是脉冲调宽式开关稳压电源，因此，这种自动闭塞控制系统和方法还需要对电源系统进行改造，不仅增加造价及运营成本还增加了维护工作量。
[0005]所以，现有技术中的自动闭塞控制系统都不利于铁路线路站间运行的安全及作业效率。
[0006]基于此，如何提供一种基于4G网络的自动闭塞控制系统和方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于4G网络的自动闭塞控制系统和方法，解决了传统的自动闭塞系统通信距离较短问题、造价高昂、布线困难、维护工作量大等问题，确保了列车在区间运行安全的信号交互实时畅通。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一方面，本专利技术提供了一种基于4G网络的自动闭塞控制系统，包括：
[0010]列车运行系统，用于控制列车的启停以及列车的运行线路；
[0011]采集设备，与所述列车运行系统连接，用于采集列车的运行状态信号；
[0012]4G无线通信设备，与所述采集设备以及所述列车运行系统连接，用于发送所述运行状态信号；
[0013]4G无线闭塞中心，与4G无线通信设备连接，用于根据所述运行状态信号得到列车位置信息，并根据所述列车位置信息发送行车许可。
[0014]优选的，所述4G无线通信设备与所述4G无线闭塞中心实现网络互通，所述4G无线通信设备接收所述行车许可并发送至所述列车运行系统进行行车运行控制。
[0015]优选的，所述列车运行系统包括：列车运行定位设备以及与所述列车运行定位设
备连接的列车运行控制电路。
[0016]优选的，所述列车运行控制电路中设置有启动控制继电器、停止控制继电器、联动控制继电器。
[0017]优选的，所述采集设备分别与所述启动控制继电器、所述停止控制继电器、所述联动控制继电器连接，用于采集启动信号、停止信号以及联动信号。
[0018]优选的，所述4G无线闭塞中心包括：
[0019]4G无线通信模块，与所述4G无线通信设备连接，接收所述启动信号、所述停止信号以及所述联动信号；
[0020]第一计算模块，与所述4G无线通信模块连接，用于根据启动信号、所述停止信号以及所述联动信号计算列车的头部位置信息以及尾部位置信息；
[0021]第二计算模块，与所述第一计算模块连接，用于根据所述列车的头部位置信息以及所述尾部位置信息，计算列车的距离与速度制动模式曲线，具体公式为：
[0022][0023]其中，V0为列车制动的初始速度，V
t
为列车制动的目的速度，β为减速度，t
d
为制动延迟时间，S为从列车制动的初始速度V0制动到列车制动的目的速度V
t
走过的距离；
[0024]第三计算模块，与所述第二计算模块以及所述4G无线通信模块连接，用于根据所述列车的距离与速度制动模式曲线得到最大制动距离，并将所述最大制动距离加上预定安全保护距离得到安全距离，所述4G无线通信模块根据安全距离发送行车许可。
[0025]另一方面，本专利技术提供了一种基于4G网络的自动闭塞控制方法，包括：
[0026]S100：通过列车运行系统控制列车的启停以及列车的运行线路；
[0027]S200：通过采集设备采集列车的运行状态信号；
[0028]S300：通过4G无线通信设备发送所述运行状态信号；
[0029]S400：4G无线闭塞中心根据所述运行状态信号得到列车位置信息，并根据所述列车位置信息发送行车许可。
[0030]优选的，4G无线通信设备与4G无线闭塞中心实现网络互通，4G无线通信设备接收行车许可并发送至列车运行系统进行行车运行控制。
[0031]优选的，控制列车的启停以及列车的运行线路包括列车进行定位以及根据列车定位结果对列车运行状态的控制。
[0032]优选的，所述列车运行状态的控制包括：启动控制、停止控制、联动控制。
[0033]优选的，所述S300采集列车的运行状态信号包括：启动信号、停止信号以及联动信号。
[0034]优选的，所述S400具体包括：
[0035]S410：4G无线通信模块接收所述启动信号、所述停止信号以及所述联动信号；
[0036]S420：第一计算模块根据启动信号、所述停止信号以及所述联动信号计算列车的头部位置信息以及尾部位置信息；
[0037]S430：第二计算模块根据所述列车的头部位置信息以及所述尾部位置信息，计算列车的距离与速度制动模式曲线，具体公式为：
[0038][0039]其中，V0为列车制动的初始速度，V
t
为列车制动的目的速度，β为减速度，t
d
为制动延迟时间，S为从列车制动的初始速度V0制动到列车制动的目的速度V
t
走过的距离；
[0040]S440：第三计算模块根据所述列车的距离与速度制动模式曲线得到最大制动距离，并将该最大制动距离加上预定的安全保护距离得到安全间距离，所述4G无线通信模块根据安全距离发送行车许可。
[0041]优选的，4G无线闭塞中心为多个，设置在每个站台。
[0042]更优的，还包括根据所述列车的距离与速度制动模式曲线得到目标列车所处的当前线路上沿所述运行方向搜索所述目标列车可能运行的所有路径，并确定出所述目标列车可能进入的站台。
[0043]若判断获知站台处于固定防护区域内，且站台存在小于配置数量的列车，则发送行车许可。
[0044]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于4G网络的自动闭塞控制系统和方法，有效提高列车定位精度和效率，降低轨道设备维护成本，同时保障列车的行车安全，确保列车在区间运行安全的信号交互实时畅通，提高线路运行效率。而且，本专利技术完全不需要人工进行干预，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于4G网络的自动闭塞控制系统，其特征在于，包括：列车运行系统，用于控制列车的启停以及列车的运行线路；采集设备，与所述列车运行系统连接，用于采集列车的运行状态信号；4G无线通信设备，与所述采集设备以及所述列车运行系统连接，用于发送所述运行状态信号；4G无线闭塞中心，与4G无线通信设备连接，用于根据所述运行状态信号得到列车位置信息，并根据所述列车位置信息发送行车许可。2.根据权利要求1所述的一种基于4G网络的自动闭塞控制系统，其特征在于，所述列车运行系统包括：列车运行定位设备以及与所述列车运行定位设备连接的列车运行控制电路。3.根据权利要求2所述的一种基于4G网络的自动闭塞控制系统，其特征在于，所述列车运行控制电路中设置有启动控制继电器、停止控制继电器、联动控制继电器。4.根据权利要求3所述的一种基于4G网络的自动闭塞控制系统，其特征在于，所述采集设备分别与所述启动控制继电器、所述停止控制继电器、所述联动控制继电器连接，用于采集启动信号、停止信号以及联动信号。5.根据权利要求4所述的一种基于4G网络的自动闭塞控制系统，其特征在于，所述4G无线闭塞中心包括：4G无线通信模块，与所述4G无线通信设备连接，接收所述启动信号、所述停止信号以及所述联动信号；第一计算模块，与所述4G无线通信模块连接，用于根据启动信号、所述停止信号以及所述联动信号计算列车的头部位置信息以及尾部位置信息；第二计算模块，与所述第一计算模块连接，用于根据所述列车的头部位置信息以及所述尾部位置信息，计算列车的距离与速度制动模式曲线，具体公式为：其中，V0为列车制动的初始速度，V
t
为列车制动的目的速度，β为减速度，t
d
为制动延迟时间，S为从列车制动的初始速度V0制动到列车制动的目的速度V
t
走过的距离；第三计算模块，与所述第二计算模块以及所述4G无线通信模块连接，用于根据所述列车的距离与速度制动模式曲线得到最大制动距离，并将所述最大制动距离加上预定安全保护距离得到安全距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莉，许征程，赵鹏，白振林，杨梅，
申请(专利权)人：石家庄信息工程职业学院，
类型：发明
国别省市：