提高ＣＴＣＳ－３列控系统安全性的方法技术方案

本发明专利技术公开了铁路安全运行控制技术领域中的一种提高ＣＴＣＳ－３列控系统安全性的方法。包括线路描述信息融合、行车许可信息融合和临时限速数据融合；线路描述信息融合是比较ＣＴＣＳ－２与ＣＴＣＳ－３接收的线路描述信息，当结果一致时，直接计算允许速度；否则，以安全数据计算允许速度；行车许可信息融合是当ＣＴＣＳ－３行车许可范围大于７个轨道电路区段时且ＣＴＣＳ－２给出的是空闲轨道电路区段的上限，则按照该行车许可计算允许速度；临时限速数据融合是比较ＣＴＣＳ－２与ＣＴＣＳ－３接收的临时限速报文，当结果一致时，直接计算允许速度；否则，以有利数据计算允许速度。本发明专利技术提高了计算结果的准确度和可信度，有利于列车安全运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铁路安全运行控制
，尤其涉及一种提高CTCS-3列控系统安 全性的方法。
技术介绍
随着2008年8月1日京津客运专线的开通，在短短两年时间里，我国有多条时 速超过300km/h的客运专线相继投入运营，这标志着我国已经步入高速列车强国的行 列。为了适应高速列车发展的需要，我国制定了 “中国列车控制系统CTCS(ChineSe Train Control System)发展规划”，结合中国列车控制现状及未来发展需要，将中国列车控制系 统分为CTCS-O至CTCS-4五级。其中CTCS-2适用于控制时速200km/h 250km/h线路的 列车，CTCS-3适用于控制时速350km/h及以上线路的列车。CTCS-3和CTCS-2是两种不同类型的列车运行控制系统，二者在传输方式、控制原 理、设备构成等方面存在很大差异。CTCS-2是一种基于轨道电路传输信息的分散式列车控 制系统；CTCS-3则是一种基于GSM-R传输信息的集中式列车控制系统。CTCS-2列控系统是基于轨道电路加点式应答器传输列车运行许可信息，并采 用目标距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统，它包括地面设备和车载设备。 地面设备包括车站列控中心(TCC)，轨道电路(TC)，轨旁电子单元(LEU)和有源应答器 (Variable-Data Balise)，区间无源应答器(Fixed-Data Balise)。车载设备包括安全计算 机(VC-U)、轨道电路信息接收单元(TCR)、应答器传输模块(BTM)、人机界面(DMI)、记录单 元(JRU-以)，机车接口单元(TIU)，测速单元(SDU)，监控装置(LKJ)。地面设备由轨道电路、 车站电码化设备传输连续列控信息，由点式应答器、车站列控中心传输点式列控信息。动车 组车载设备根据地面提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息及有关动车组数 据，生成控制速度和目标距离模式曲线，控制列车运行，实现一次连续式制动方式。同时，记 录单元对列控系统有关数据及操作状态信息实时动态记录。CTCS-2适用于区间ZPW-2000 系列自动闭塞(包括UM系列)、车站计算机联锁或6502电气集中、行车指挥CTC或TDCS。CTCS-3列控系统是基于GSM-R无线通信实现车地信息双向传输，无线闭塞中心 (RBC)生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，并具备CTCS-2功 能的列车运行控制系统。CTCS-3列控系统采用固定自动闭塞，以目标距离连续速度控制模 式监控列车运行。CTCS-3级车载设备具有设备制动优先和司机制动优先两种控制方式，且 一般采用设备制动优先控制方式。图1是CTCS-3列控系统总体结构示意图，图1中，CTCS-3 列控系统包括地面设备和车载设备。CTCS-3列控系统的地面设备包括无线闭塞中心 (RBC)、应答器(Fixed-Data Balise)、轨旁电子单元(LEU)、轨道电路(TC)、列控中心(TCC) 和临时限速服务器(TSR Server)。CTCS-3列控系统车载设备包括安全计算机(VC-C3)、 轨道电路信息接收单元(TCR)、应答器传输模块(BTM)及应答器天线(Balise Antenna)、无 线传输模块(RTU)、人机界面(DMI)、列车接口单元(TIU)、测速测距单元(SDU)和司法记录 器(JRU-C3)。上述CTCS-3列控系统中，地面设备的无线闭塞中心(RBC)、无源应答器 (Fixed-Data Balise)、轨道电路(TC)、列控中心(TCC)和临时限速服务器(TSR Server)组 成CTCS-3控制单元的地面部分。地面设备的有源应答器(Variable-Data Balise)、无源应 答器(Fixed-Data Balise)、轨旁电子单元(LEU)、轨道电路(TC)、列控中心(TCC)和临时限 速服务器(TSR Server)组成CTCS-2控制单元的地面部分。两个控制单元的共用部分为无 源应答器(Fixed-Data Balise)、轨道电路(TC)、列控中心(TCC)和临时限速服务器(TSR Server)。车载设备的CTCS-3安全计算机(VC-C3)、应答器传输模块(BTM)、应答器天线 (Balise Antenna)、无线传输模块(RTU)、人机界面(DMI)、列车接口单元(TIU)、测速测距 单元(SDU)和司法记录器(JRU-O)构成CTCS-3控制单元的车载部分。车载设备的CTCS-2 安全计算机(VC-C2)、司法记录器(JRU-U)、轨道电路接收单元(TCR)、应答器传输模块 (BTM)、应答器天线(Balise Antenna)、人机界面(DMI)、列车接口单元(TIU)、测速测距单 元(SDU)构成CTCS-2控制单元的车载部分。两个控制单元的车载共用部分为应答器传输 模块(BTM)、应答器天线(Balise Antenna)、人机界面(DMI)、列车接口单元(TIU)、测速测 距单元(SDU)。CTCS-3控制单元控制时速350km/h及以上线路的列车运行，CTCS-2控制单元控 制时速200km/h 250km/h线路的列车运行。通常，CTCS-3车载设备中CTCS-3控制单元 和CTCS-2控制单元同时运行，CTCS-3控制单元负责CTCS-3模式下的核心控制逻辑计算功 能；CTCS-2控制单元负责CTCS-2核心控制逻辑计算功能；两者共用DMI人机界面模块、列 车接口单元模块、测速测距模块、BTM模块、速度传感器及雷达速度传感器。CTCS-3控制单 元连接GSM-R单元，并负责系统总线管理及统一对外输出。CTCS-2车载控制单元连接轨道 电路读取器单元(TCR)，从TCR获得行车许可信息。当CTCS-2列控系统控车时，根据接收 到的轨道电路信息和应答器信息计算限速曲线，对列车速度进行监督控制，并将相关信息 显示在DMI。当CTCS-3列控系统控车时，CTCS-2控制单元仍正常接收轨道电路和应答器信 息，并根据接收到的地面信息计算限速曲线，且与列车实际运行速度进行比较，但计算和比 较结果不作为控制列车的依据和不传送DMI显示，仅作为CTCS-3控制单元的备用单元，在 CTCS-3控制单元转换到CTCS-2控制单元时，CTCS-2控制单元能马上投入控车和送DMI显 示。CTCS-3控制单元和CTCS-2控制单元之间的转换分为正常转换和故障转换，正常转换通 过转换点地面设置的应答器实现不停车转换；在GSM-R通信中断时，当列车运行速度降至 备用单元可控的允许速度后，车载设备自动转为CTCS-2控制单元控车。CTCS-3列控系统中的CTCS-3控制单元和CTCS-2控制单元相互独立控制列车，在 控制过程中彼此没有进行数据共享和数据融合。由于单一控制单元在列控数据采集、处理 及传输环节，受系统结构、传感器件限制和环境干扰的影响，存在数据的不确定性和可信度 风险，以致影响行车安全。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种提高CTCS-3列控系统安全性的方法，通过融合 CTCS-3列控系统中的CTCS-3控制单元和CTCS-2控制单元接收的数据，提高列控数据的准 确性和可行度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高ＣＴＣＳ－３列控系统安全性的方法，通过融合ＣＴＣＳ－３列控系统中的ＣＴＣＳ－３控制单元和ＣＴＣＳ－２控制单元接收的数据实现，其特征是所述方法包括线路描述信息融合、行车许可信息融合和临时限速数据融合；所述线路描述信息融合具体是：当以ＣＴＣＳ－３控制单元控制列车运行时，索取ＣＴＣＳ－２控制单元接收的来自有源应答器和无源应答器的线路描述信息，并与ＣＴＣＳ－３控制单元接收的来自无线闭塞中心的同一区段的线路描述信息比较，如果比较结果一致，则使用任意一个线路描述信息计算允许速度值并生成监控曲线；如果比较结果不一致，则采用安全数据计算允许速度值并生成监控曲线；所述安全数据是两个线路描述信息中，线路限速值低或者目标距离短的线路描述信息；所述行车许可信息融合具体是：当以ＣＴＣＳ－３控制单元控制列车运行时，当ＣＴＣＳ－３控制单元接收到的行车许可大于７个轨道电路区段时，并且ＣＴＣＳ－２控制单元给出的空闲轨道电路区段达到上限时，则按照ＣＴＣＳ－３控制单元接收到的行车许可计算允许速度值并生成监控曲线；当ＣＴＣＳ－３接收到的行车许可小于或等于７个轨道电路区段，并且当ＣＴＣＳ－３控制单元接收到的行车许可小于或等于ＣＴＣＳ－２接收到的行车许可时，则按照ＣＴＣＳ－３控制单元接收到的行车许可计算允许速度值并生成监控曲线；当ＣＴＣＳ－３接收到的行车许可小于或等于７个轨道电路区段并且当ＣＴＣＳ－３控制单元接收到的行车许可大于ＣＴＣＳ－２接收到的行车许可，或者当ＣＴＣＳ－３控制单元接收到的行车许可大于７个轨道电路区段并且ＣＴＣＳ－２控制单元给出的空闲轨道电路区段未达到上限时，则按照ＣＴＣＳ－２控制单元接收到的行车许可或者ＣＴＣＳ－２控制单元给出的空闲轨道电路区段计算允许速度值并生成监控曲线；所述临时限速数据融合具体是：当以ＣＴＣＳ－３控制单元控制列车运行时，ＣＴＣＳ－３控制单元接收到临时限速报文后，索取ＣＴＣＳ－２控制单元接收到的临时限速报文，并比较ＣＴＣＳ－３控制单元接收到的临时限速报文和ＣＴＣＳ－２控制单元接收到的临时限速报文，如果比较结果一致，则使用任意一个临时限速报文计算允许速度值；否则，使用ＣＴＣＳ－３控制单元接收到的临时限速报文和ＣＴＣＳ－２控制单元接收到的临时限速报文中的有利数据计算允许速度值；所述有利数据是指ＣＴＣＳ－３控制单元接收到的临时限速报文和ＣＴＣＳ－２控制单元接收到的临时限速报文中临时限速区长度大或者限速值小的临时限速...

【技术特征摘要】
1.一种提高CTCS-3列控系统安全性的方法，通过融合CTCS-3列控系统中的CTCS-3控 制单元和CTCS-2控制单元接收的数据实现，其特征是所述方法包括线路描述信息融合、行 车许可信息融合和临时限速数据融合；所述线路描述信息融合具体是当以CTCS-3控制单元控制列车运行时，索取CTCS-2控 制单元接收的来自有源应答器和无源应答器的线路描述信息，并与CTCS-3控制单元接收 的来自无线闭塞中心的同一区段的线路描述信息比较，如果比较结果一致，则使用任意一 个线路描述信息计算允许速度值并生成监控曲线；如果比较结果不一致，则采用安全数据 计算允许速度值并生成监控曲线；所述安全数据是两个线路描述信息中，线路限速值低或 者目标距离短的线路描述信息；所述行车许可信息融合具体是当以CTCS-3控制单元控制列车运行时，当CTCS-3控制 单元接收到的行车许可大于7个轨道电路区段时，并且CTCS-2控制单元给出的空闲轨道电 路区段达到上限时，则按照CTCS-3控制单元接收到的行车许可计算允许速度值并生成监 控曲线；当CTCS-3接收到的行车许可小于或等于7个轨道电路区段，并且当CTCS-3控制单 元接收到的行车许可小于或等于CTCS-2接收到的行车许可时，则按照CTCS-3控制单元接 收到的行车许可计算允许速度值并生成监控曲线；当CTCS-3接收到的行车许可小于或等 于7个轨道电路区段并且当CT...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊峰，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[]