專利名稱：基于ctc的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法
基于CTC的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于高速列車安全控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CTC的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法。
背景技術(shù)：
列車追尾和冒進(jìn)信號(hào)事故經(jīng)常發(fā)生，在中國(guó)有，在國(guó)外也有。而且此類事故在全部鐵路事故中，占有較高比例。
在中國(guó)發(fā)生的列車追尾和冒進(jìn)信號(hào)事故包括
2011年7月23日北京南開(kāi)往福州的D301次動(dòng)車組列車運(yùn)行至甬溫線永嘉至溫州南間，與前行的杭州開(kāi)往福州南D3115次動(dòng)車組列車發(fā)生追尾事故。事故造成72人死亡， 210余人受傷。
2005年7月31日西安開(kāi)往長(zhǎng)春的K127次旅客列車與前行的33219次貨物列車發(fā)生追尾，造成5節(jié)客車脫軌，6人死亡，30人受傷。
1993年7月10日，北京開(kāi)往成都的163次旅客列車，運(yùn)行至京廣線新鄉(xiāng)南場(chǎng)至七里營(yíng)間，與前行的2011次貨車發(fā)生尾追沖突，造成40人死亡，48人受傷。
1971年12月7日，451次近郊旅客列車和837次貨車在京廣線琉璃河站發(fā)生尾追相撞的重大行車事故，死亡14人，傷22人。
在國(guó)外發(fā)生同類鐵路事故包括
2007年11月30日，一列客車和另一列貨車在美國(guó)芝加哥發(fā)生追尾事故，造成至少 5人重傷、數(shù)十人輕傷。
2005年7月13日，一列停靠在巴基斯坦南部信德省格特基附近的列車被另一列車追尾，造成數(shù)節(jié)車廂出軌后被另一條軌道上的第三列客車撞上，造成更多的車廂出軌。事故造成150人死亡，約1000人受傷。
以上僅列舉了部分典型事故，顯然列車追尾和冒進(jìn)事故，是世界鐵路運(yùn)營(yíng)中普遍存在的問(wèn)題。只有這個(gè)問(wèn)題得到有效解決，列車運(yùn)行安全才有保證，這一點(diǎn)對(duì)高速鐵路尤為重要。防止列車追尾和冒進(jìn)信號(hào)事故，就是要保證列車與列車間的安全追蹤間隔和列車與禁止信號(hào)機(jī)間安全距離。在信號(hào)設(shè)備故障情況下，調(diào)度指揮和ATP(Automatic Train Protection System，列車自動(dòng)超速防護(hù)系統(tǒng))信號(hào)設(shè)備的故障安全設(shè)計(jì)能否發(fā)揮應(yīng)有的作用，能否控制列車停車和保證列車安全追蹤間隔，是個(gè)重要問(wèn)題。根據(jù)各地區(qū)列車事故情況分析，完全依靠ATP難以保證列車安全追蹤間隔，特別是當(dāng)出現(xiàn)ATP故障等非正常情況時(shí)更是如此。上述列舉的鐵路事故中，盡管當(dāng)事列車也安裝了 ATP超速防護(hù)或其它監(jiān)控設(shè)備，但是仍未能避免追尾事故的發(fā)生。
中國(guó)高鐵信號(hào)系統(tǒng)包括列控系統(tǒng)(CTCS)、聯(lián)鎖系統(tǒng)(CBI)、調(diào)度集中(CTC， Central Traffic Control)三個(gè)子系統(tǒng)，以及一些信號(hào)輔助系統(tǒng)，如信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (MMS)、列控動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(DMS)、調(diào)度命令無(wú)線傳輸系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等。目前，中國(guó)高速鐵路采用CTCS-2和CTCS-3兩種列車控制系統(tǒng)。CTCS-2適用于控制時(shí)速200km/h 250km/h線路的列車，CTCS-3適用于控制時(shí)速350km/h及以上線路的列車。追蹤間隔是能夠保證司機(jī)舒適駕駛和追蹤列車前后行車之間的最小間隔距離。追蹤間隔直接影響列車通過(guò)能力和運(yùn)行安全。決定列車追蹤間隔的主要因素包括司機(jī)確認(rèn)信號(hào)和列控設(shè)備應(yīng)變時(shí)間內(nèi)列車走行的附加距離，列車全制動(dòng)距離，設(shè)備及操作者存在誤差的安全防護(hù)距離，司機(jī)舒適駕駛距離，列車長(zhǎng)度，車站道岔限速，車站咽喉長(zhǎng)度，車站作業(yè)辦理時(shí)間，車站股道有效長(zhǎng)度等。
防止列車追尾和冒進(jìn)信號(hào)，必須保證前后行車之間的間隔距離及列車與禁止信號(hào)之間的距離大于列車運(yùn)行的安全間隔。
高鐵信號(hào)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)CTC追蹤間隔超限預(yù)警的必要性包括以下幾個(gè)方面
(1)高鐵信號(hào)系統(tǒng)是各種信號(hào)設(shè)備和子系統(tǒng)及其輔助設(shè)備的集成。系統(tǒng)集成是高鐵信號(hào)關(guān)鍵技術(shù)之一，直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全性。列控系統(tǒng)功能需求規(guī)范(FRS)、系統(tǒng)需求規(guī)范(SRS)和系統(tǒng)接口規(guī)范(FIS)是進(jìn)行系統(tǒng)集成的主要依據(jù)。當(dāng)前高鐵信號(hào)系統(tǒng)集成側(cè)重于不同設(shè)備或系統(tǒng)之間的接口技術(shù)，以及不同信號(hào)廠商的信號(hào)設(shè)備在構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)的互聯(lián)互通。由于這些信號(hào)設(shè)備和子系統(tǒng)是不同時(shí)期開(kāi)發(fā)并疊加到信號(hào)系統(tǒng)中的，所以在此基礎(chǔ)上構(gòu)成的信號(hào)系統(tǒng)，非一次性按照系統(tǒng)工程理論整體設(shè)計(jì)，難于發(fā)揮系統(tǒng)總體和系統(tǒng)層面的優(yōu)勢(shì)。這種簡(jiǎn)單疊加式的集成缺少系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)共享和融合，缺少各子系統(tǒng)之間相互監(jiān)督和預(yù)警，缺少新增無(wú)線通信和應(yīng)答器等設(shè)備綜合利用，缺少在系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)“故障-安全” 的統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。
(2)在既有列車控制系統(tǒng)中，僅由ATP進(jìn)行列車追蹤間隔控制和速度控制。由于信號(hào)設(shè)備故障、信號(hào)采集與傳輸錯(cuò)誤、各種干擾等，產(chǎn)生錯(cuò)誤的列控?cái)?shù)據(jù)，導(dǎo)致ATP有時(shí)無(wú)法進(jìn)行計(jì)算或計(jì)算后輸出錯(cuò)誤的列車追蹤間隔和安全停車距離，直接影響行車安全。ATP獨(dú)自計(jì)算和輸出控制指令，不受監(jiān)督，極易造成行車事故。特別是在非正常情況下，ATP的計(jì)算與輸出控制指令存在不確定和不安全因素。
因此，建立另一通道監(jiān)督ATP控制是必要的。
(3)由行車調(diào)度人員完成列車運(yùn)行監(jiān)控存在局限。行車調(diào)度人員需應(yīng)用CTC調(diào)度集中系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)行車計(jì)劃的制定與下達(dá)、列車進(jìn)路辦理、調(diào)車作業(yè)辦理、調(diào)度命令發(fā)布、信號(hào)設(shè)備集中控制、設(shè)備維修調(diào)度、應(yīng)急行車指揮、非正常情況下接發(fā)車等作業(yè)。此外，調(diào)度員需要通過(guò)CTC大屏幕和顯示器監(jiān)督列車追蹤、列車位置及速度、信號(hào)狀態(tài)、列車進(jìn)路、區(qū)間閉塞等列車運(yùn)行及信號(hào)設(shè)備情況。隨著我國(guó)高鐵的發(fā)展，高速列車數(shù)量不斷增多(京滬線有 72對(duì)車)；列車速度快及信號(hào)設(shè)備多；顯示屏的顯示內(nèi)容需要切換瀏覽；加之調(diào)度員反應(yīng)速度不夠、長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)視引起的視覺(jué)疲勞等原因，決定了由人完成列車運(yùn)行監(jiān)督是不現(xiàn)實(shí)的。采用設(shè)備監(jiān)督列車追蹤運(yùn)行取代調(diào)度員人工監(jiān)督是必然選擇。
CTC調(diào)度集中系統(tǒng)是調(diào)度中心(調(diào)度員)對(duì)某一區(qū)段內(nèi)的信號(hào)設(shè)備進(jìn)行集中控制， 對(duì)列車運(yùn)行直接指揮、管理的技術(shù)裝備。CTC系統(tǒng)是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)，采用智能化分散自律設(shè)計(jì)原則，以列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃控制為中心，兼顧列車與調(diào)車作業(yè)的高度自動(dòng)化的調(diào)度指揮系統(tǒng)。CTC調(diào)度集中由調(diào)度中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)以及調(diào)度中心與車站及車站之間的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)三部分組成，如圖1所示。
調(diào)度中心子系統(tǒng)是CTC的核心，由中心機(jī)房及各調(diào)度臺(tái)應(yīng)用終端組成。中心機(jī)房設(shè)備包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、通信服務(wù)器、日志服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、網(wǎng)管工作站、系統(tǒng)維護(hù)工作站。調(diào)度臺(tái)應(yīng)用終端包括列調(diào)工作站、助調(diào)工作站、綜合維修工作站、顯示墻、計(jì)劃員工作站、值班主任工作站、培訓(xùn)工作站和備份工作站等。
其中，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)和操作記錄。
應(yīng)用服務(wù)器用于運(yùn)行圖的調(diào)整和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)交換，負(fù)責(zé)向所有應(yīng)用工作站提供行車表示信息、列車編組信息、車次號(hào)跟蹤信息、列車報(bào)點(diǎn)信息等，并保存到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)ο
通信前置服務(wù)器用于調(diào)度中心與車站子系統(tǒng)之間的信息交換。
顯示墻系統(tǒng)用于顯示車站站場(chǎng)作業(yè)情況和區(qū)間列車運(yùn)行情況等信息。
網(wǎng)管工作站用于網(wǎng)絡(luò)管理，具有診斷報(bào)警功能，提供網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D狀態(tài)、通道的信息流量和網(wǎng)絡(luò)連接等信息。
系統(tǒng)維護(hù)工作站主要用于系統(tǒng)設(shè)置、調(diào)試和技術(shù)支持；具有系統(tǒng)運(yùn)行狀況監(jiān)視及遠(yuǎn)程維護(hù)功能。
調(diào)度員工作站主要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管轄區(qū)段范圍內(nèi)列車運(yùn)行位置、指揮列車運(yùn)行的功能人工編制和調(diào)整列車運(yùn)行計(jì)劃、調(diào)度命令的下達(dá)、與相鄰區(qū)段調(diào)度員工作站交換信息。
助理調(diào)度員工作站主要實(shí)現(xiàn)無(wú)人車站的調(diào)車作業(yè)計(jì)劃編制、調(diào)整和指揮等功能。 實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心人工進(jìn)路操作控制、閉塞辦理、非常處理等功能。
綜合維修工作站主要用于設(shè)備日常維護(hù)、天窗修、施工以及故障處理方面的登銷記手續(xù)辦理，并具有設(shè)置臨時(shí)限速，區(qū)間、股道封鎖等功能。
值班主任工作站主要實(shí)現(xiàn)行車信息顯示、下達(dá)調(diào)度命令、查詢列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃和實(shí)際列車運(yùn)行圖的功能。
車站子系統(tǒng)主要設(shè)備包括車站自律機(jī)、車務(wù)終端、綜合維修終端、電務(wù)維護(hù)終端、 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電源設(shè)備、防雷設(shè)備、聯(lián)鎖系統(tǒng)接口設(shè)備和無(wú)線系統(tǒng)接口設(shè)備等。
車站自律機(jī)是CTC調(diào)度集中的關(guān)鍵設(shè)備，應(yīng)滿足以下功能要求應(yīng)能接收調(diào)度中心的列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃、直接操作指令和車站值班員直接操作指令，經(jīng)檢測(cè)無(wú)沖突后適時(shí)發(fā)送給車站聯(lián)鎖系統(tǒng)執(zhí)行；應(yīng)能實(shí)時(shí)接收車站信號(hào)設(shè)備狀態(tài)表示信息，進(jìn)行列車車次號(hào)跟蹤，收集行車運(yùn)行實(shí)際數(shù)據(jù)，并上傳至調(diào)度中心；應(yīng)能掌握車站聯(lián)鎖系統(tǒng)對(duì)進(jìn)路命令執(zhí)行的情況，并根據(jù)反饋信息對(duì)有關(guān)進(jìn)路進(jìn)行必要的調(diào)整；應(yīng)能接收相鄰各兩站的實(shí)際運(yùn)行圖和設(shè)備狀態(tài)信息。
車務(wù)終端滿足操作、顯示功能的需求。以圖表形式顯示本站及相鄰各兩站的實(shí)際運(yùn)行圖、列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃等內(nèi)容，同時(shí)具備相鄰各兩站站間透明功能；自動(dòng)生成本站行車日志、完成調(diào)度命令簽收等功能。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖車站的車務(wù)終端可與聯(lián)鎖控顯操作終端實(shí)現(xiàn)二合一設(shè)置。能顯示行車信息、無(wú)線車次號(hào)校核信息、調(diào)度命令；在非常站控模式下，具備所有聯(lián)鎖操作、顯示功能。
網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)是調(diào)度中心子系統(tǒng)和車站子系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)的橋梁，由網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和傳輸通道構(gòu)成雙環(huán)自愈網(wǎng)絡(luò)，采用迂回、環(huán)狀、冗余等方式提高其可靠性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法，與既有的 ATP列車追蹤間隔控制構(gòu)成監(jiān)控雙通道，在ATP設(shè)備故障或輸出錯(cuò)誤信息時(shí)，保證列車的運(yùn)行安全。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種基于CTC的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)，包括調(diào)度中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)、用于向車站子系統(tǒng)提供包括車次號(hào)在內(nèi)的列車綜合信息的車載設(shè)備以及連接調(diào)度中心子系統(tǒng)和車站子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)；其中，調(diào)度中心子系統(tǒng)包括用于接收并存儲(chǔ)車站子系統(tǒng)或者車載設(shè)備提供的列車綜合信息的應(yīng)用服務(wù)器， 車站子系統(tǒng)包括執(zhí)行調(diào)度集中的車站功能的車站自律機(jī)，車載設(shè)備包括用于采集含有車次號(hào)的列車綜合信息的列車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述應(yīng)用服務(wù)器包括車次號(hào)跟蹤單元和無(wú)線校核單元，車次號(hào)跟蹤單元和無(wú)線校核單元相連；
所述調(diào)度中心子系統(tǒng)包括預(yù)警服務(wù)器和調(diào)度命令輸出單元，并且預(yù)警服務(wù)器和調(diào)度命令輸出單元分別接入網(wǎng)絡(luò)；
所述車載設(shè)備包括無(wú)線車次號(hào)車載編碼器，無(wú)線車次號(hào)車載編碼器與列車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置相連；
所述列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)包括無(wú)線車次號(hào)解碼器，所述無(wú)線車次號(hào)解碼器與無(wú)線車次號(hào)車載編碼器相連；
所述車次號(hào)跟蹤單元用于采集軌道電路及信號(hào)機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并對(duì)列車進(jìn)路信息和存儲(chǔ)的線路參數(shù)進(jìn)行處理，從而得到列車車次號(hào)；
所述無(wú)線校核單元用于將從車次號(hào)跟蹤單元獲得的列車車次號(hào)與車載設(shè)備提供的列車綜合信息中的車次號(hào)進(jìn)行比較，得到校核后的列車車次號(hào)，同時(shí)將含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和應(yīng)用服務(wù)器存儲(chǔ)的線路描述信息發(fā)送到預(yù)警服務(wù)器；
所述預(yù)警服務(wù)器用于根據(jù)含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和線路描述信息計(jì)算列車追蹤間隔，并在列車追蹤間隔超限時(shí)，控制調(diào)度命令輸出單元輸出控制指令；
所述調(diào)度命令輸出單元用于在預(yù)警服務(wù)器的控制下輸出控制指令，控制列車減速或者停車；
所述無(wú)線車次號(hào)車載編碼器用于獲取列車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置采集的列車綜合信息并進(jìn)行編碼；還用于將編碼后的列車綜合信息發(fā)送到無(wú)線車次號(hào)解碼器；
所述無(wú)線車次號(hào)解碼器用于解碼所述編碼后的列車綜合信息，并發(fā)送至無(wú)線校核單元。
所述列車綜合信息包括車次號(hào)、機(jī)車號(hào)、列車速度、列車位置、總重、計(jì)長(zhǎng)和輛數(shù)。
所述無(wú)線車次號(hào)解碼器為車站子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)車站解碼器或者調(diào)度中心子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)調(diào)度中心解碼器。
所述車站子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)車站解碼器與車站自律機(jī)相連。
所述調(diào)度中心子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)調(diào)度中心解碼器接入網(wǎng)絡(luò)。
一種基于CTC的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警方法，其特征在于，所述方法包括
步驟1 無(wú)線車次號(hào)車載編碼器獲取列車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置采集的列車綜合信息并進(jìn)行編碼，之后將編碼后的列車綜合信息發(fā)送到無(wú)線車次號(hào)解碼器；
步驟2 無(wú)線車次號(hào)解碼器對(duì)所述編碼后的列車綜合信息解碼并將解碼后的列車綜合信息發(fā)送至無(wú)線校核單元；
步驟3 無(wú)線校核單元從解碼后的列車綜合信息中提取列車車次號(hào)，并與車次號(hào)跟蹤單元得到列車車次號(hào)進(jìn)行比較，得到校核后的列車車次號(hào)，同時(shí)將含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和應(yīng)用服務(wù)器存儲(chǔ)的線路描述信息發(fā)送到預(yù)警服務(wù)器；
步驟4 預(yù)警服務(wù)器根據(jù)含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和線路描述信息計(jì)算列車追蹤間隔，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制調(diào)度命令輸出單元輸出控制指令。
所述列車綜合信息包括車次號(hào)、機(jī)車號(hào)、列車速度、列車位置、總重、計(jì)長(zhǎng)和輛數(shù)。
所述預(yù)警服務(wù)器根據(jù)含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和線路描述信息計(jì)算列車追蹤間隔具體利用公式Lx= (tfJ+t0) - v0/3. 6+lz+lf+lbl+lc+ls ；
其中，Lxctc為列車追蹤間隔；
tfJ為附加延時(shí)，包括信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)變時(shí)間及司機(jī)確認(rèn)目標(biāo)距離和速度變化的時(shí)間；
t0為執(zhí)行預(yù)警輸出時(shí)間，包括調(diào)度員聯(lián)系司機(jī)的時(shí)間和司機(jī)動(dòng)作的時(shí)間；
V0為后行列車初始速度；
Iz為車載列車自動(dòng)超速防護(hù)系統(tǒng)形成的制動(dòng)模式曲線區(qū)域長(zhǎng)度；
If為列車安全防護(hù)距離；
Ibl為閉塞分區(qū)長(zhǎng)度；
Ic為列車長(zhǎng)度；
Is為司機(jī)舒適駕駛附加長(zhǎng)度。
所述無(wú)線車次號(hào)解碼器為車站子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)車站解碼器或者調(diào)度中心子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)調(diào)度中心解碼器。
當(dāng)無(wú)線車次號(hào)解碼器為車站子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)車站解碼器時(shí)，所述無(wú)線車次號(hào)解碼器將解碼后的列車綜合信息發(fā)送至無(wú)線校核單元具體是，無(wú)線車次號(hào)解碼器先將解碼后的列車綜合信息發(fā)送至車站組律機(jī)，再由車站自律機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將解碼后的列車綜合信息發(fā)送至無(wú)線校核單元。
本發(fā)明與ATP計(jì)算追蹤間隔在結(jié)構(gòu)上構(gòu)成雙通道，起到對(duì)ATP控制列車追蹤間隔的監(jiān)督作用，提高了列控系統(tǒng)整體的安全性。


圖1是現(xiàn)有CTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2是基于CTC的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3是ATP與CTC追蹤間隔計(jì)算示意圖4是ATP和CTC追蹤間隔計(jì)算方法對(duì)照?qǐng)D5是不同列車速度對(duì)應(yīng)的CTC追蹤間隔預(yù)警距離數(shù)據(jù)對(duì)照表；
圖6是基于CTC的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警方法流程圖7是ATP和CTC追蹤間隔計(jì)算硬件可靠性模型示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施示例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
圖2是基于CTC的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中，基于CTC的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)，包括既有的調(diào)度中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)、用于向車站子系統(tǒng)提供包括車次號(hào)在內(nèi)的列車綜合信息的車載設(shè)備以及連接調(diào)度中心子系統(tǒng)和車站子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。其中，調(diào)度中心子系統(tǒng)包括用于接收并存儲(chǔ)車站子系統(tǒng)或者車載設(shè)備提供的列車綜合信息的應(yīng)用服務(wù)器，車站子系統(tǒng)包括執(zhí)行調(diào)度集中的車站功能的車站自律機(jī)，車載設(shè)備包括用于采集包括車次號(hào)在內(nèi)的列車綜合信息的列車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置。
應(yīng)用服務(wù)器包括車次號(hào)跟蹤單元和無(wú)線校核單元，車次號(hào)跟蹤單元和無(wú)線校核單元相連。調(diào)度中心子系統(tǒng)包括預(yù)警服務(wù)器和調(diào)度命令輸出單元，并且預(yù)警服務(wù)器和調(diào)度命令輸出單元分別接入網(wǎng)絡(luò)。車載設(shè)備包括無(wú)線車次號(hào)車載編碼器，無(wú)線車次號(hào)車載編碼器與列車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置相連。列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)還包括無(wú)線車次號(hào)解碼器，無(wú)線車次號(hào)解碼器與無(wú)線車次號(hào)車載編碼器相連。
車次號(hào)跟蹤單元用于采集軌道電路及信號(hào)機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并對(duì)列車進(jìn)路信息和存儲(chǔ)的線路參數(shù)進(jìn)行處理，從而得到列車車次號(hào)。
無(wú)線校核單元用于將從車次號(hào)跟蹤單元獲得的列車車次號(hào)與車載設(shè)備提供的列車綜合信息中的列車車次號(hào)進(jìn)行比較，得到校核后的準(zhǔn)確可靠的列車車次號(hào)，同時(shí)將含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和應(yīng)用服務(wù)器存儲(chǔ)的線路描述信息發(fā)送到預(yù)警服務(wù)ο
預(yù)警服務(wù)器用于根據(jù)含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和線路描述信息計(jì)算列車追蹤間隔，并在列車追蹤間隔超限時(shí)，控制調(diào)度命令輸出單元輸出控制指令。
調(diào)度命令輸出單元用于在預(yù)警服務(wù)器的控制下輸出控制指令，控制列車減速或者停車。
無(wú)線車次號(hào)車載編碼器用于獲取列車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置采集的列車綜合信息并進(jìn)行編碼，還用于將編碼后的列車綜合信息發(fā)送到無(wú)線車次號(hào)解碼器。
無(wú)線車次號(hào)解碼器用于解碼所述編碼后的列車綜合信息，并發(fā)送至無(wú)線校核單兀。
上述列車綜合信息包括車次號(hào)、機(jī)車號(hào)、列車速度、列車位置、總重、計(jì)長(zhǎng)和輛數(shù)。
無(wú)線車次號(hào)解碼器為車站子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)車站解碼器或者調(diào)度中心子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)調(diào)度中心解碼器。車站子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)車站解碼器與車站自律機(jī)相連。 調(diào)度中心子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)調(diào)度中心解碼器接入網(wǎng)絡(luò)。
CTC系統(tǒng)匯集了行車調(diào)度、聯(lián)鎖、列控核心數(shù)據(jù)，能夠滿足列車追蹤間隔計(jì)算要求。 CTC系統(tǒng)是聯(lián)鎖和列控的上層系統(tǒng)，可直接指揮和控制車站和區(qū)間信號(hào)設(shè)備和列車。以CTC 為載體，全線列車為控制對(duì)象，建立系統(tǒng)級(jí)實(shí)時(shí)列車追蹤間隔及停車距離超限預(yù)警監(jiān)督模式是可行的。
車次號(hào)是實(shí)現(xiàn)該方法的關(guān)鍵，通過(guò)車次號(hào)追蹤和無(wú)線校核系統(tǒng)保證車次號(hào)的正確性。列車車次號(hào)與列車位置和速度等信息綁定，列車位置由車載應(yīng)答器及軸端脈沖傳感器和地面軌道電路雙重確定。
CTC追蹤間隔預(yù)警系統(tǒng)從車次號(hào)系統(tǒng)獲得前后追蹤列車的車次號(hào)、機(jī)車號(hào)、運(yùn)行速度、列車位置、總重、計(jì)長(zhǎng)和輛數(shù)等列車綜合信息，輔之以被存儲(chǔ)的線路參數(shù)，采用牽引計(jì)算方法按照運(yùn)行圖實(shí)時(shí)計(jì)算相鄰列車是否滿足列車最短追蹤間隔或安全停車距離。
相對(duì)ATP列控系統(tǒng)計(jì)算允許速度的目標(biāo)點(diǎn)為前方列車所占用閉塞分區(qū)的入口端， CTC追蹤間隔預(yù)警系統(tǒng)計(jì)算的目標(biāo)點(diǎn)為前方列車尾端，并且可以獲得前車的速度信息和加速度信息，計(jì)算過(guò)程等同于移動(dòng)閉塞中計(jì)算列車監(jiān)控指令，計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確，更可信，如圖3。
列車運(yùn)行距離計(jì)算采用如下公式
dt =Λ= 1000·( + Γ)·(ν22-ν^(1) ⑵V2的運(yùn)行距離增量和運(yùn)行時(shí)間增量；25.92-g-C1000.(1 + ,).(v22-V12) 3.6-g -C
其中
ds和dt分別為由速度V1變化到
c為單位合力，單位為(N/kN)；
r為回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)，即列車回轉(zhuǎn)質(zhì)量與列車總質(zhì)量之比，對(duì)于引進(jìn)和國(guó)產(chǎn)化的各種類型動(dòng)車組來(lái)說(shuō)，回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)r值不同，故按照實(shí)際提供的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算；
g為重力加速度9.8lm/s2。
公式⑴和⑵中的單位合力c要考慮列車運(yùn)行阻力、坡道、曲線等阻力，列車運(yùn)行阻力按照各種列車運(yùn)行阻力的公式進(jìn)行計(jì)算，坡道和曲線阻力暫按現(xiàn)行《列車牽引計(jì)算規(guī)程》規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。
動(dòng)車組的制動(dòng)一般采用多種制動(dòng)方式綜合應(yīng)用，目前動(dòng)車組制動(dòng)特性資料，不直接提供動(dòng)車組在不同速度下的制動(dòng)力，制動(dòng)距離計(jì)算公式中的某些參數(shù)無(wú)法確定，不能套用既有的制動(dòng)距離計(jì)算公式。計(jì)算動(dòng)車組制動(dòng)距離Lz只能根據(jù)制動(dòng)減速度\，應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)的公式求解。
+(3)3.6az(b + Wr, + /',)· e-10"3//1λ
az =-——^~J—--(4)1 + χ
其中Lk為制動(dòng)空走行距離(m)，Le為有效制動(dòng)距離(m)，V0為制動(dòng)初速度(km/h)， tk為空走行時(shí)間(s)，b為單位制動(dòng)力(N/kN)，W。為單位運(yùn)行基本阻力(N/kN)，ij單位坡道阻力(含曲線折算)(N/kN)。
ATP采用目標(biāo)距離-速度曲線模式監(jiān)控列車運(yùn)行，如圖3上。ATP可根據(jù)移動(dòng)授權(quán)、線路描述信息、臨時(shí)限速和列車參數(shù)4類列控?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算列車允許速度并形成列車目標(biāo)距離-速度監(jiān)控曲線。當(dāng)列車實(shí)際運(yùn)行速度大于允許速度，即超出監(jiān)控曲線，ATP將觸發(fā)制動(dòng)，迫使列車減速。
追蹤列車ATPl的目標(biāo)點(diǎn)是前行列車所占用閉塞分區(qū)的入口端T，即移動(dòng)授權(quán)點(diǎn)， 目標(biāo)距離為從T點(diǎn)開(kāi)始向后留出安全防護(hù)距離后與列車前端的距離。
為了保證司機(jī)正常駕駛列車，列車在區(qū)間的追蹤間隔為前后兩車之間的距離 LXATP，包括列車車長(zhǎng)、閉塞分區(qū)長(zhǎng)度、安全防護(hù)距離、列車制動(dòng)距離、司機(jī)確認(rèn)和設(shè)備動(dòng)作延時(shí)列車的走行距離。
Lxatp = tfJ · v0/3. 6+lz+lf+lbl+lc+ls (5)
其中，包含信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)變時(shí)間及司機(jī)確認(rèn)目標(biāo)距離和速度變化的時(shí)間(s)，V(1 后行列車初始速度(km/h)，Iz 車載ATP形成的制動(dòng)模式曲線區(qū)域長(zhǎng)度(m)，Ix 列車安全防護(hù)距離(m)，Ibl 閉塞分區(qū)長(zhǎng)度(m)，Ic 列車長(zhǎng)度(m)，Is 司機(jī)舒適駕駛附加長(zhǎng)度(m)。
!=^Ik(6)350
如果列車在進(jìn)站端、出站端追蹤運(yùn)行，計(jì)算追蹤間隔時(shí)應(yīng)考慮車站辦理進(jìn)路作業(yè)延時(shí)導(dǎo)致的列車走行距離。
CTC計(jì)算追蹤間隔與ATP的不同之處CTC計(jì)算追蹤間隔的數(shù)據(jù)來(lái)自列車，ATP的數(shù)據(jù)來(lái)自地面設(shè)備軌道電路、應(yīng)答器、車站列控中心(TCC)或無(wú)線閉塞中心(RBC)。CTC知道全線所有列車的位置和速度，ATP只知道自己的位置和速度。CTC追蹤的目標(biāo)點(diǎn)是前行列車的尾部，ATP追蹤的目標(biāo)點(diǎn)是前行列車所占用軌道電路的始端。因此，CTC計(jì)算追蹤間隔可按照移動(dòng)閉塞處理，可不考慮閉塞分區(qū)長(zhǎng)度，這也是移動(dòng)閉塞的效率高于固定自動(dòng)閉塞的原因。CTC計(jì)算區(qū)間追蹤間隔距離，如圖4所示。其計(jì)算公式為
Lxctc = tfJ. v0/3. 6+lz+lf+lc+ls (7)
常用制動(dòng)模式曲線和緊急制動(dòng)模式曲線、以人工控制為前提，在計(jì)算350km/h高速列車間隔距離時(shí)，所采用的技術(shù)參數(shù)如下
(1)常用制動(dòng)曲線的制動(dòng)率采用0. 8，緊急制動(dòng)時(shí)制動(dòng)率取1. 0，進(jìn)站制動(dòng)率采用 0. 5 ；
(2) 350km/h高速列車純空氣緊急制動(dòng)距離在5. 5km以內(nèi)；
(3)閉塞分區(qū)長(zhǎng)度為2000m ；
(4)高速列車的單位運(yùn)行基本阻力(單位N/kN)公式為ω。= 0.62+0. 0082ν+0. 00014ν2 ；
(5)列車緊急制動(dòng)和常用制動(dòng)空走時(shí)間分別為2. Os和1. 5s ；
(6)列車總質(zhì)量均為960t，編組輛數(shù)16輛，列車長(zhǎng)度410m ；
(7)列車模式曲線制動(dòng)減速度采用0. 8m/s ；
(8)在平道上列車的平均減速度采用0. 6m/s ；
(9)列車測(cè)速、測(cè)距誤差均為2%，列車安全防護(hù)距離最大取值站內(nèi)60m、區(qū)間 IlOm ；
(10)在人控優(yōu)先的駕駛模式下，附加時(shí)間t = 4. 3(空閑檢查)+1. 0(列控中心應(yīng)變時(shí)間)+3.6(車載設(shè)備應(yīng)變時(shí)間)+6.0(司機(jī)確認(rèn)信號(hào)時(shí)間)=14.9s,向上取整為 15. Os ；
(11)發(fā)車作業(yè)時(shí)間t :4.3(空閑檢查)+3.0(解鎖延遲)+3. 0(CTC確認(rèn))+13.0(辦理進(jìn)路)=23. 3s，向上取整為24. Os ；
(12)到達(dá)作業(yè)時(shí)間t出=3.0(解鎖延遲)+3. 0(CTC確認(rèn))+13.0(辦理進(jìn)路)+4. 3 (軌道電路反應(yīng)時(shí)間)+3. 6 (地面?zhèn)鬏數(shù)杰囕d)=26. 9s,向上取整為27. OS.
列車在平直線路上運(yùn)行時(shí)，不考慮坡道附加阻力，將參數(shù)代入(3) (4) (5) (6) (8) 式中計(jì)算得出列車區(qū)間追蹤間隔距離如圖5所示。
綜合上述分析，本發(fā)明給出了基于CTC的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警方法，如圖6所示，包括
步驟1 無(wú)線車次號(hào)車載編碼器獲取列車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置采集的列車綜合信息并進(jìn)行編碼，之后將編碼后的列車綜合信息發(fā)送到無(wú)線車次號(hào)解碼器。其中，列車綜合信息包括車次號(hào)、機(jī)車號(hào)、列車速度、列車位置、總重、計(jì)長(zhǎng)和輛數(shù)。
步驟2 無(wú)線車次號(hào)解碼器對(duì)所述編碼后的列車綜合信息解碼并將解碼后的列車綜合信息發(fā)送至無(wú)線校核單元。
步驟3 無(wú)線校核單元從解碼后的列車綜合信息中提取列車車次號(hào)，并與車次號(hào)跟蹤單元得到列車車次號(hào)進(jìn)行比較，得到校核后的列車車次號(hào)，同時(shí)將含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和應(yīng)用服務(wù)器存儲(chǔ)的線路描述信息發(fā)送到預(yù)警服務(wù)器。
步驟4 預(yù)警服務(wù)器根據(jù)含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和線路描述信息計(jì)算列車追蹤間隔，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制調(diào)度命令輸出單元輸出控制指令。
CTC追蹤間隔預(yù)警輸出應(yīng)大于ATP計(jì)算的追蹤間隔和預(yù)警輸出執(zhí)行列車走行的距離，用Lx表示。預(yù)警輸出應(yīng)大于ATP最小追蹤間隔，應(yīng)留有預(yù)警執(zhí)行時(shí)間。因此，預(yù)警服務(wù)器根據(jù)含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和線路描述信息計(jì)算列車追蹤間隔具體利用公式
Lx = (tfJ+t0) · v0/3. 6+lz+lf+lbl+lc+ls ；
其中，Lx為列車追蹤間隔，、為附加延時(shí)，包括信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)變時(shí)間及司機(jī)確認(rèn)目標(biāo)距離和速度變化的時(shí)間，、為執(zhí)行預(yù)警輸出時(shí)間，包括調(diào)度員聯(lián)系司機(jī)的時(shí)間和司機(jī)動(dòng)作的時(shí)間，初步設(shè)定為20秒，V0為后行列車初始速度，Iz為車載列車自動(dòng)超速防護(hù)系統(tǒng)形成的制動(dòng)模式曲線區(qū)域長(zhǎng)度，If為列車安全防護(hù)距離，Ibl為閉塞分區(qū)長(zhǎng)度，1。為列車長(zhǎng)度，Is 為司機(jī)舒適駕駛附加長(zhǎng)度。
當(dāng)CTC計(jì)算任意兩車追蹤間隔距離Lx與這兩車實(shí)際間隔距離S滿足LX > S且 v0 ^ 45km/h時(shí)，輸出預(yù)警并啟動(dòng)執(zhí)行；當(dāng)Vtl < 45km/h時(shí)，只輸出預(yù)警。在計(jì)算Lx時(shí)，調(diào)用圖 5數(shù)據(jù)過(guò)程中，應(yīng)考慮由于線路坡度、曲線、隧道等因素引起的列車追蹤間隔距離的變化。調(diào)度員得到預(yù)警信號(hào)后，進(jìn)行確認(rèn)。之后，通過(guò)GSM-R調(diào)度電話或調(diào)度命令聯(lián)系司機(jī)，命令其減速或停車。CTC預(yù)警的目的是為了監(jiān)督由ATP控制的列車間隔或列車到目標(biāo)點(diǎn)的距離是否滿足安全停車距離，特別是保證當(dāng)ATP故障或計(jì)算追蹤間隔錯(cuò)誤時(shí)的列車運(yùn)行安全。以此通過(guò)設(shè)備取代人工(調(diào)度員)監(jiān)督全線列車的安全現(xiàn)狀，減輕調(diào)度員勞動(dòng)強(qiáng)度。
無(wú)線車次號(hào)解碼器為車站子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)車站解碼器或者調(diào)度中心子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)調(diào)度中心解碼器。當(dāng)無(wú)線車次號(hào)解碼器為車站子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)車站解碼器時(shí)，所述無(wú)線車次號(hào)解碼器將解碼后的列車綜合信息發(fā)送至無(wú)線校核單元具體是，無(wú)線車次號(hào)解碼器先將解碼后的列車綜合信息發(fā)送至車站組律機(jī)，再由車站自律機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將解碼后的列車綜合信息發(fā)送至無(wú)線校核單元。
CTC追蹤間隔預(yù)警系統(tǒng)計(jì)算追蹤間隔與ATP計(jì)算追蹤間隔在結(jié)構(gòu)上構(gòu)成雙通道， CTC預(yù)警起到對(duì)ATP控制列車追蹤間隔的監(jiān)督作用，提高了列控系統(tǒng)整體的安全性。CTC追蹤間隔預(yù)警的安全性可以從以下幾個(gè)方面考慮
(I)CTC列車追蹤預(yù)警從系統(tǒng)層面提高了列控系統(tǒng)的安全性。CTC與聯(lián)鎖系統(tǒng)和列控系統(tǒng)連接，是鐵路信號(hào)的指揮決策層。
(2) CTC計(jì)算全線列車間的追蹤間隔，ATP僅計(jì)算追蹤列車與前行列車之間的追蹤間隔。CTC較ATP掌握列車的信息更全面。
(3) CTC與ATP雙通道計(jì)算列車追蹤間隔，CTC監(jiān)督ATP對(duì)列車的控制。實(shí)現(xiàn)對(duì)列車建個(gè)控制的雙保險(xiǎn)。
G)CTC與ATP計(jì)算追蹤間隔的數(shù)據(jù)來(lái)自不同渠道，兩套計(jì)算過(guò)程獨(dú)立，可以避免共因錯(cuò)誤。
(5) CTC列車追蹤預(yù)警實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)故障-安全。與信號(hào)設(shè)備層“故障-安全”形成互補(bǔ)，共同提高系統(tǒng)的安全性。
下面對(duì)CTC追蹤間隔預(yù)警可靠性進(jìn)行評(píng)估。系統(tǒng)的安全性是由可靠性保障的。 系統(tǒng)在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間，完成規(guī)定功能的能力稱為系統(tǒng)可靠性。對(duì)可維修系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)主要有可靠度R(t)、可用率A(t)、系統(tǒng)平均故障間隔時(shí)間MTBF(Mean Time Between Failure)、系統(tǒng)平均維修時(shí)間 MTTR(Mean Time To Repair)等。
MTBF= R{t)dt(9)
應(yīng)用馬爾科夫過(guò)程描述一個(gè)可修復(fù)系統(tǒng)可推導(dǎo)出
N個(gè)相同部件串聯(lián)
權(quán)利要求
1.一種基于CTC的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)，包括調(diào)度中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)、 用于向車站子系統(tǒng)提供包括車次號(hào)在內(nèi)的列車綜合信息的車載設(shè)備以及連接調(diào)度中心子系統(tǒng)和車站子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)；其中，調(diào)度中心子系統(tǒng)包括用于接收并存儲(chǔ)車站子系統(tǒng)或者車載設(shè)備提供的列車綜合信息的應(yīng)用服務(wù)器，車站子系統(tǒng)包括執(zhí)行調(diào)度集中的車站功能的車站自律機(jī)，車載設(shè)備包括用于采集含有車次號(hào)的列車綜合信息的列車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述應(yīng)用服務(wù)器包括車次號(hào)跟蹤單元和無(wú)線校核單元，車次號(hào)跟蹤單元和無(wú)線校核單元相連；所述調(diào)度中心子系統(tǒng)包括預(yù)警服務(wù)器和調(diào)度命令輸出單元，并且預(yù)警服務(wù)器和調(diào)度命令輸出單元分別接入網(wǎng)絡(luò)；所述車載設(shè)備包括無(wú)線車次號(hào)車載編碼器，無(wú)線車次號(hào)車載編碼器與列車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置相連；所述列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)包括無(wú)線車次號(hào)解碼器，所述無(wú)線車次號(hào)解碼器與無(wú)線車次號(hào)車載編碼器相連；所述車次號(hào)跟蹤單元用于采集軌道電路及信號(hào)機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并對(duì)列車進(jìn)路信息和存儲(chǔ)的線路參數(shù)進(jìn)行處理，從而得到列車車次號(hào)；所述無(wú)線校核單元用于將從車次號(hào)跟蹤單元獲得的列車車次號(hào)與車載設(shè)備提供的列車綜合信息中的車次號(hào)進(jìn)行比較，得到校核后的列車車次號(hào)，同時(shí)將含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和應(yīng)用服務(wù)器存儲(chǔ)的線路描述信息發(fā)送到預(yù)警服務(wù)器；所述預(yù)警服務(wù)器用于根據(jù)含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和線路描述信息計(jì)算列車追蹤間隔，并在列車追蹤間隔超限時(shí)，控制調(diào)度命令輸出單元輸出控制指令；所述調(diào)度命令輸出單元用于在預(yù)警服務(wù)器的控制下輸出控制指令，控制列車減速或者停車；所述無(wú)線車次號(hào)車載編碼器用于獲取列車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置采集的列車綜合信息并進(jìn)行編碼；還用于將編碼后的列車綜合信息發(fā)送到無(wú)線車次號(hào)解碼器；所述無(wú)線車次號(hào)解碼器用于解碼所述編碼后的列車綜合信息，并發(fā)送至無(wú)線校核單兀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述列車綜合信息包括車次號(hào)、機(jī)車號(hào)、 列車速度、列車位置、總重、計(jì)長(zhǎng)和輛數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線車次號(hào)解碼器為車站子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)車站解碼器或者調(diào)度中心子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)調(diào)度中心解碼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車站子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)車站解碼器與車站自律機(jī)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)度中心子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)調(diào)度中心解碼器接入網(wǎng)絡(luò)。
6.一種基于CTC的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警方法，其特征在于，所述方法包括步驟1 無(wú)線車次號(hào)車載編碼器獲取列車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置采集的列車綜合信息并進(jìn)行編碼，之后將編碼后的列車綜合信息發(fā)送到無(wú)線車次號(hào)解碼器；步驟2 無(wú)線車次號(hào)解碼器對(duì)所述編碼后的列車綜合信息解碼并將解碼后的列車綜合信息發(fā)送至無(wú)線校核單元；步驟3 無(wú)線校核單元從解碼后的列車綜合信息中提取列車車次號(hào)，并與車次號(hào)跟蹤單元得到列車車次號(hào)進(jìn)行比較，得到校核后的列車車次號(hào)，同時(shí)將含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和應(yīng)用服務(wù)器存儲(chǔ)的線路描述信息發(fā)送到預(yù)警服務(wù)器；步驟4 預(yù)警服務(wù)器根據(jù)含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和線路描述信息計(jì)算列車追蹤間隔，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制調(diào)度命令輸出單元輸出控制指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述列車綜合信息包括車次號(hào)、機(jī)車號(hào)、 列車速度、列車位置、總重、計(jì)長(zhǎng)和輛數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述預(yù)警服務(wù)器根據(jù)含有校核后的列車車次號(hào)的列車綜合信息和線路描述信息計(jì)算列車追蹤間隔具體利用公式Lx = (tfJ+t0) · v0/3. 6+lz+lf+lbl+lc+ls 其中，Lx為列車追蹤間隔；tfJ為附加延時(shí)，包括信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)變時(shí)間及司機(jī)確認(rèn)目標(biāo)距離和速度變化的時(shí)間； to為執(zhí)行預(yù)警輸出時(shí)間，包括調(diào)度員聯(lián)系司機(jī)的時(shí)間和司機(jī)動(dòng)作的時(shí)間； V0為后行列車初始速度；Iz為車載列車自動(dòng)超速防護(hù)系統(tǒng)形成的制動(dòng)模式曲線區(qū)域長(zhǎng)度；If為列車安全防護(hù)距離；Ibl為閉塞分區(qū)長(zhǎng)度；Ic為列車長(zhǎng)度；Is為司機(jī)舒適駕駛附加長(zhǎng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述無(wú)線車次號(hào)解碼器為車站子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)車站解碼器或者調(diào)度中心子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)調(diào)度中心解碼器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，當(dāng)無(wú)線車次號(hào)解碼器為車站子系統(tǒng)的無(wú)線車次號(hào)車站解碼器時(shí)，所述無(wú)線車次號(hào)解碼器將解碼后的列車綜合信息發(fā)送至無(wú)線校核單元具體是，無(wú)線車次號(hào)解碼器先將解碼后的列車綜合信息發(fā)送至車站組律機(jī)，再由車站自律機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將解碼后的列車綜合信息發(fā)送至無(wú)線校核單元。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了高速列車安全控制技術(shù)領(lǐng)域中的一種基于CTC的列車追蹤間隔實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法。所述系統(tǒng)的調(diào)度中心子系統(tǒng)包括預(yù)警服務(wù)器和調(diào)度命令輸出單元，調(diào)度中心子系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器包括車次號(hào)跟蹤單元和無(wú)線校核單元，車載設(shè)備包括無(wú)線車次號(hào)車載編碼器，所述系統(tǒng)包括無(wú)線車次號(hào)解碼器；方法為無(wú)線校核單元從解碼后的列車綜合信息中提取車次號(hào)，并與車次號(hào)跟蹤單元得到列車車次號(hào)比較，得到準(zhǔn)確可靠的車次號(hào)；預(yù)警服務(wù)器計(jì)算列車追蹤間隔，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制調(diào)度命令輸出單元輸出控制指令。本發(fā)明與ATP計(jì)算追蹤間隔構(gòu)成雙通道，起到對(duì)ATP控制列車追蹤間隔的監(jiān)督作用，提高了列控系統(tǒng)整體的安全性。
文檔編號(hào)B61L23/14GK102514601SQ20111043623
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者王俊峰, 王婉蓉 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)