【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及列车自主运行控制，尤其涉及一种适用于高速铁路的列车自主运行控制系统。
技术介绍
1、近年来，随着人工智能、大数据等技术的兴起，更安全、更绿色、更高效、更智能的轨道交通技术成为主要发展趋势，高速铁路列控系统迈入智能化发展新阶段，列车自动驾驶技术是当前国际铁路热门发展方向，根据国际公共运输协会(uitp)的定义，轨道交通自动化运行程度分为5个等级，即goa1至goa4级以及目视行车的goa0级。我国高速铁路已完成ctcs3+ato自动驾驶系统(goa2级)研发，并于2019年底随京张高铁开通运营，实现了世界首个时速350公里高速列车自动驾驶示范工程。
2、然而，目前的列车自动驾驶系统仍需要地面控制系统根据列车位置等信息进行道岔控制，并向每列车发送速度命令和其他信息，列车按照给定的驾驶模型行驶，在车-地通信中断、地面控制系统故障等特殊情况下，列车不具备自主运行的能力，无法适应复杂的运行环境及外部突发事件。目前欧洲的shift2rail联合行动计划和日本铁路技术研究所的“research 2025”总体规划中，均有关于铁路列车自主运行控制相关的研发任务和工作计划，进一步提升列控系统安全性、可用性和灵活性，实现无缝交通。
3、为实现高铁列车在紧急或特殊情况下自主确定允许的安全运行区间和运行速度，完成列车自主安全运行，还需在列车自动驾驶技术研究基础上，结合新一代无线通信、人工智能等技术，研究高速铁路列车自主运行控制环境及态势感知技术，以及自适应、自学习的控车模型等，率先突破具有自主感知、自主决策、无需外
4、下面针对现有技术中的相关方案进行介绍。
5、方案一、ctcs-2/ctcs-3级+ato列控系统是在既有列车运行控制系统atp的行车许可下，通过无线通信接收到的运行计划、站间数据(含线路基础数据和临时限速)等信息，实现列车的车站自动发车、区间自动运行、车站自动停车、车门自动开门、车门站台门联动控制等功能。然而，它的缺陷在于：ctcs-2/ctcs-3级+ato列控系统技术体系先进，但是不具备主动感知和不具备自主运行的能力，无法适应复杂的运行环境及外部突发事件。在特殊情况下仍需人工介入进行处理，不具备独立思考和独立决策的能力。
6、方案二、欧洲铁路行业协会(unife)下一代列车控制系统(next generation oftrain control system，ngtc)为代表的基于卫星导航定位、无线通信技术的列车自动运行系统。欧洲ngtc项目中，基于卫星导航的列车定位技术、基于ip的无线车-地通信技术和支持更短运行间隔的移动闭塞技术、自动驾驶(ato)等是研究的重点。然而，它的缺陷在于：欧洲的ngtc列控系统的列车定位完全依赖卫星导航，未能融合惯性导航、测速测距等其他技术手段，可靠性和定位精度均有不足。虽然轨旁设备较以往系统大幅减少，但其整体设计和理念与我国ctcs体系不兼容，无法实现系统间的互联互通。
7、方案三、国内某些城市轨道交通自动驾驶系统已具备goa4级的全自动运行技术条件，并在此基础上向列车自主运行控制发展，通过车-地协同感知、车-车可靠通信、虚拟编队等技术，大幅提升系统的自动化、智能化水平，全面提升系统的运行效率。然而，它的缺陷在于：未充分考虑国铁与城市轨道交通在运行场景与环境、列车运行时速、车站内线路复杂度等方面的差别，不能完全满足国铁路网互联互通、运行环境多样复杂、运行时速跨越空间大及车站联锁关系复杂等需求，既有城市轨道交通的goa4级自动驾驶技术和列车自主运行控制技术无法完全应用到高速铁路中。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种适用于高速铁路的列车自主运行控制系统，可以更好的实现列车自主运行控制。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种适用于高速铁路的列车自主运行控制系统，包括：云端部分、智能列车与轨旁设备；其中，所述云端部分包括：信号控制中心、列车调度系统、全息感知系统与智能运维系统；
4、所述全息感知系统负责获取来自智能列车以及轨旁设备中感知设备的感知信息，通过感知研判，判断是否满足列车发车条件，并传输至信号控制中心与智能列车；所述信号控制中心采用云计算技术实现，能够运行一系列信号设备系统，接收自轨旁设备中智能转辙机的道岔状态信息与来自智能列车的列车状态信息，并传输至列车调度系统与智能运维系统；以及，根据列车调度系统下发的运行计划排列列车进路，控制智能转辙机将道岔转至规定位置，以及结合全息感知系统的感知研判结果，计算行车授权并发送至智能列车；所述列车调度系统，用于根据智能转辙机的道岔状态信息与列车状态信息下发相应的运行计划；智能运维系统对接收到的信息进行大数据智能分析，输出维修建议和故障预警；
5、所述智能列车结合来自全息感知系统与信号控制中心的信息，进行自主控车。
6、由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，列车自主运行系统通过采用安全云计算技术，使得一系列地面设备系统能够运行在云服务器平台，实现进路和移动授权统一管理，达到信号控制系统层次扁平化、逻辑处理中心化、执行机构分散化，达到提高运输效率、节约资源的目的，在此基础上，实现基于云脑平台的地面中心化列车自主化运行控制，具备研究环境状态自感知、大数据自学习、模式自决策、协同自组织、故障自恢复、调度控制一体化等特征。
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1.一种适用于高速铁路的列车自主运行控制系统，其特征在于，包括：云端部分、智能列车与轨旁设备；其中，所述云端部分包括：信号控制中心、列车调度系统、全息感知系统与智能运维系统；
2.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路的列车自主运行控制系统，其特征在于，所述全息感知系统负责获取来自智能列车以及轨旁设备中感知设备的感知信息，并进行感知研判，判断是否满足列车发车条件包括：
3.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路的列车自主运行控制系统，其特征在于，所述智能列车结合来自全息感知系统与信号控制中心的信息，进行自主控车包括：
4.根据权利要求3所述的一种适用于高速铁路的列车自主运行控制系统，其特征在于，所述智能列车结合来自全息感知系统与信号控制中心的信息，进行自主控车还包括：结合环境变化下的速度曲线进行站内停车控制。
5.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路的列车自主运行控制系统，其特征在于，所述一系列信号设备系统包括：联锁系统、无线闭塞中心、临时限速服务器与列控中心设备系统。
【技术特征摘要】
1.一种适用于高速铁路的列车自主运行控制系统，其特征在于，包括：云端部分、智能列车与轨旁设备；其中，所述云端部分包括：信号控制中心、列车调度系统、全息感知系统与智能运维系统；
2.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路的列车自主运行控制系统，其特征在于，所述全息感知系统负责获取来自智能列车以及轨旁设备中感知设备的感知信息，并进行感知研判，判断是否满足列车发车条件包括：
3.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路的列车自主运行控制系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：张淼，周博渊，易海旺，李昂，孙延浩，惠子南，范楷，丁舒忻，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所，
类型：发明
国别省市：
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