CN105501259B - 适用于cbtc的地面控制方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用于CBTC的地面控制***，包括控制子***；所述控制子***包括：通信控制器和工业控制计算机；所述工业控制计算机，用于根据轨旁设备的状态信息和被控制列车以及该被控制列车前后列车的状态信息生成控制指令；所述控制指令包括用于控制轨旁设备的控制指令和用于控制被控制列车的移动授权；所述通信控制器，用于将所述用于控制轨旁设备的控制指令发送给轨旁设备，并将用于控制被控制列车的移动授权发送给被控制列车。本发明提供的方案，实现了对轨旁设备和列车的控制，并且降低了***的复杂度，减少了接口数量，降低了信息传输的延迟性，从而维护成本低、信息传输速度快。

Description

适用于CBTC的地面控制方法及***
技术领域
本发明涉及列车运行控制***领域，尤其涉及适用于CBTC的地面控制方法及***。
背景技术
随着城市化的快速发展，城市轨道交通以其舒适、低碳、高效、安全的优点，在人们的日常出行交通工具中占有越来越高的比例。目前，城市轨道交通运行控制技术以基于CBTC(Communication Based Train Control，基于通信的列车自动控制)的移动闭塞信号控制***技术为核心主流方案。该信号控制***方案通过大容量车地无线通信传输手段，实现列车与地面间实时地或定时地双向通信。该***主要包括：车载VOBC(Vehicle On-Board Controller，车载控制器)设备、地面区域控制器ZC(Zone Controller，区域控制器)子***、联锁CI(Computer Interlocking，计算机联锁)***、无线传输DCS(DatabaseCommunication System，数据通信***)***、中心控制ATS(Automatic TrainSupervision，列车自动监控***)***、以及用于定位及点式后备的应答器设备等。其中，地面控制***主要包括ZC子***设备、联锁CI***设备等。
现有技术中的地面控制***存在以下缺陷：
(1)设备建设和维护成本高，由于地面ZC子***设备和轨旁CI***设备分别运行在不同的工控机器中，大大增加了地面设备的建设成本和维护成本。
(2)***复杂，接口繁多，***相互之间的接口信息也较多，增加了***的复杂度，从而增加了***的维护成本，同时由于***之间的信息传输的延迟性，降低了***的实时性。
因此，如何精简地面控制***、降低***的复杂度是急需解决的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何精简地面控制***、降低***的复杂度。
(二)技术方案
第一方面，本发明提供了一种适用于CBTC的地面控制***，包括：控制子***；
所述控制子***包括：通信控制器和工业控制计算机；
所述工业控制计算机，用于根据轨旁设备的状态信息和被控制列车以及该被控制列车前后列车的状态信息生成控制指令；
所述控制指令包括用于控制轨旁设备的控制指令和用于控制被控制列车的移动授权；
所述通信控制器，用于将所述用于控制轨旁设备的控制指令发送给轨旁设备，并将用于控制被控制列车的移动授权发送给被控制列车。
优选地，所述工业控制计算机还用于，在被控制列车从所述地面控制***控制的区域驶入相邻的地面控制***控制的区域时，将所述被控制列车的移动授权发送给相邻的地面控制***；并接收相邻的地面控制***发送的被控制列车的移动授权。
优选地，所述控制子***的数量为两个；每一个控制子***包括两个工业控制计算机，并包括容错安全管理单元；
第一控制子***中，第一工业控制计算机还用于和第二工业控制计算机进行数据交换，判断第一工业控制计算机和第二工业控制计算机生成的控制指令是否相同，并生成第一判断结果发送给容错安全管理单元；
第二工业控制计算机还用于和第一工业控制计算机进行数据交换，判断第一工业控制计算机和第二工业控制计算机生成的控制指令是否相同，并生成第二判断结果发送给容错安全管理单元；
容错安全管理单元用于在第一判断结果和第二判断结果都为是时，控制工业控制计算机将控制指令发送至通信控制器，并控制该通信控制器输出该控制指令；
第二控制子***中，容错安全管理单元用于在第一控制子***中第一判断结果和第二判断结果都为否或第一判断结果和第二判断结果不同且第二控制子***中的第一判断结果和第二判断结果都为是时，控制第二控制子***中的工业控制计算机将控制指令发送至第二控制子***中的通信控制器，并控制该通信控制器输出该控制指令。
优选地，每一个控制子***中，所述容错安全管理单元还用于对所述第一工业控制计算机、所述第二工业控制计算机以及通信控制器进行复位控制和电源控制。
第二方面，本发明提供了一种适用于CBTC的地面控制方法，用于CBTC的地面控制***中，所述地面控制***包括控制子***；所述控制子***包括：通信控制器和工业控制计算机；该方法包括：
工业控制计算机根据轨旁设备的状态信息和被控制列车以及该被控制列车前后列车的状态信息生成控制指令；
所述控制指令包括用于控制轨旁设备的控制指令和用于控制被控制列车的移动授权；
通信控制器将所述用于控制轨旁设备的控制指令发送给轨旁设备，并将用于控制被控制列车的移动授权发送给被控制列车。
优选地，所述方法还包括：
在被控制列车从所述地面控制***控制的区域驶入相邻的地面控制***控制的区域时，所述工业控制计算机将被控制列车的移动授权发送给相邻的地面控制***；并接收相邻的地面控制***发送的其它被控制列车的移动授权。
优选地，所述地面控制***包括第一控制子***和第二控制子***，该方法还包括：
第一控制子***中，第一工业控制计算机和第二工业控制计算机进行数据交换，分别判断第一工业控制计算机和第二工业控制计算机生成的控制指令是否相同，并分别生成第一判断结果和第二判断结果发送给容错安全管理单元；
在第一判断结果和第二判断结果都为是时，容错安全管理单元控制工业控制计算机将控制指令发送至通信控制器，并控制该通信控制器输出该控制指令；
第二控制子***中，在第一控制子***中第一判断结果和第二判断结果都为否或第一判断结果和第二判断结果不同且第二控制子***中的第一判断结果和第二判断结果都为是时，容错安全管理单元控制第二控制子***中的工业控制计算机将控制指令发送至第二控制子***中的通信控制器，并控制该通信控制器输出该控制指令。
优选地，所述方法还包括：
每一个控制子***中，容错安全管理单元对所述第一工业控制计算机、所述第二工业控制计算机以及通信控制器进行复位控制和电源控制。
(三)有益效果
本发明中，工业控制计算机根据轨旁设备的状态信息和被控制列车以及该被控制列车前后列车的状态信息生成控制指令；所述控制指令包括用于控制轨旁设备的控制指令和用于控制被控制列车的移动授权；通信控制器将所述用于控制轨旁设备的控制指令发送给轨旁设备，并将用于控制被控制列车的移动授权发送给被控制列车。本发明提供的方案，实现了对轨旁设备和列车的控制，并且降低了***的复杂度，减少了接口数量，降低了信息传输的延迟性，从而维护成本低、信息传输速度快。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的一种适用于CBTC的地面控制***的示意图；
图2是本发明实施方式提供的地面控制***和其它装置的连接关系示意图；
图3是本发明实施方式提供的控制子***的结构示意图；
图4是本发明实施方式提供的两个控制子***的连接关系示意图；
图5是本发明实施方式提供的一种适用于CBTC的地面控制方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1是本发明实施方式提供的一种适用于CBTC的地面控制***的示意图，包括控制子***；
所述控制子***包括：通信控制器11和工业控制计算机12；
所述工业控制计算机12，用于根据轨旁设备的状态信息和被控制列车以及该被控制列车前后列车的状态信息生成控制指令；
所述控制指令包括用于控制轨旁设备的控制指令和用于控制被控制列车的移动授权；
所述通信控制器11，用于将所述用于控制轨旁设备的控制指令发送给轨旁设备，并将用于控制被控制列车的移动授权发送给被控制列车。
采用本实施例提供的方案，工业控制计算机12根据轨旁设备的状态信息和被控制列车以及该被控制列车前后列车的状态信息生成控制指令；通信控制器11将控制轨旁设备的控制指令发送给轨旁设备，并将被控制列车的移动授权(Movement Authority，简称MA)发送给被控制列车；实现了对轨旁设备和列车的控制，并且降低了***的复杂度，减少了接口数量，降低了信息传输的延迟性，从而维护成本低、信息传输速度快。
在具体实施时，上述轨旁设备可以包括：道岔、信号机、站台屏蔽门、紧急停车按钮等；上述轨旁设备的状态信息可以包括：道岔的位置信息(例如道岔定位、道岔反位、道岔四开等)、信号机的状态信息、站台屏蔽门的状态信息、紧急停车按钮的状态信息、轨道占用信息等；
优选地，上述***可以和轨旁信息采集设备相连，从而接收轨旁信息采集设备发送的轨旁设备的状态信息，轨旁信息采集设备可以包括计轴机柜、电气集中组合柜、地面分线柜等。
在具体实施时，上述用于控制轨旁设备的控制指令可以具体用于：进路控制、进路解锁、道岔信号机控制、轨道占用更新、站台屏蔽门的控制、紧急停车按钮的控制与管理等方面。
在具体实施时，上述***可以和地面控制***维护工作站相连，该地面控制***维护工作站主要用于对地面控制***的维护，记录地面控制***的工作状态和故障信息；
在具体实施时，上述***可以连接车站操作员工作站，还可以通过ATC交换机和车载控制器相连；
优选地，上述***和轨旁轨旁信息采集设备、地面控制***维护工作站等的连接关系如图2所示，图中LEU(Lineside Electronic Unit，地面电子单元)用于数据采集与处理，LEU通过防雷分线柜和环线应答器、可变应答器、填充应答器以及固定应答器等相连。
在具体实施时，上述通信控制器可以采用COTS(Commercial Off The Shelf，商用现成技术)工业控制计算机实现，也可以采用其它具有通信功能的器件。
在具体实施时，上述被控制列车以及该被控制列车前后列车的状态信息可以包括：被控制列车以及该被控制列车前后列车的ID、位置、方向、速度、车长等信息，以及被控制列车的路线信息等。工业控制计算机12根据上述被控制列车以及该被控制列车前后列车的状态信息对列车进行筛选和排序，并计算列车的移动授权；该移动授权可以用于供列车计算速度曲线，从而进行超速防护以及防止列车追尾，辅助列车安全行驶。
进一步地，所述工业控制计算机12还可以用于，在被控制列车从所述地面控制***控制的区域驶入相邻的地面控制***控制的区域时，将被控制列车的移动授权发送给相邻的地面控制***；并接收相邻的地面控制***发送的被控制列车的移动授权。
这样做的好处是，完成了在列车驶入相邻的地面控制***控制的区域时对列车的控制切换操作，保证了列车的安全、高速行驶。
优选地，所述控制子***的数量可以为两个；每一个控制子***可以包括两个工业控制计算机，并包括容错安全管理单元；
第一控制子***中，第一工业控制计算机还用于和第二工业控制计算机进行数据交换，判断第一工业控制计算机和第二工业控制计算机生成的控制指令是否相同，并生成第一判断结果发送给容错安全管理单元；
第二工业控制计算机还用于和第一工业控制计算机进行数据交换，判断第一工业控制计算机和第二工业控制计算机生成的控制指令是否相同，并生成第二判断结果发送给容错安全管理单元；
容错安全管理单元用于在第一判断结果和第二判断结果都为是时，控制工业控制计算机将控制指令发送至通信控制器，并控制该通信控制器输出该控制指令；
第二控制子***中，容错安全管理单元用于在第一控制子***中第一判断结果和第二判断结果都为否或第一判断结果和第二判断结果不同且第二控制子***中的第一判断结果和第二判断结果都为是时，控制第二控制子***中的工业控制计算机将控制指令发送至第二控制子***中的通信控制器，并控制该通信控制器输出该控制指令。
采用这种结构，增加了***的实用性。
图3为每一个控制子***的结构示意图，两个控制子***可以构成2乘2取2的结构。
在具体实施时，每一个控制子***中，容错安全管理单元(Foult Tolerant andSafety Management，简称FTSM)可以包括安全电源板、输入输出板、通信板、逻辑板、AC220V-DC12V电源组件、3U组件、交流电源控制组件等。
在具体实施时，上述第一工业控制计算机31和第二工业控制计算机32可以通过内网(例如以太网)输出控制指令，容错安全管理单元33通过内网获取到第一工业控制计算机31和第二工业控制计算机32输出的控制指令，并通过内网控制通信控制器34。通信控制器34通过外网将工业控制计算机的控制指令发送出去；具体连接关系如图4所示。
进一步地，每一个控制子***中，所述容错安全管理单元33还可以用于对所述第一工业控制计算机31、所述第二工业控制计算机32以及通信控制器34进行复位控制和电源控制。
这样的好处是，容错安全管理单元对进行复位控制和电源控制，提高了***的管理效率。
在具体实施时，在第一工业控制计算机、第二工业控制计算机以及通信控制器中可以安装IPC(Industrial Personal Computer，工业控制计算机)复位控制板，便于容错安全管理单元对其进行复位控制。
采用本实施例提供的方案，实现了对轨旁设备和列车的控制，并且降低了***的复杂度，减少了接口数量，从而***维护成本低，信息传输速度快。
参见图5，本发明实施方式提供的一种适用于CBTC的地面控制方法的示意图，所述方法用于CBTC的地面控制***中，所述地面控制***包括控制子***；所述控制子***包括：通信控制器和工业控制计算机；该方法包括：
S51：工业控制计算机根据轨旁设备的状态信息和被控制列车以及该被控制列车前后列车的状态信息生成控制指令；
S52：所述控制指令包括用于控制轨旁设备的控制指令和用于控制被控制列车的移动授权；
S53：通信控制器将所述用于控制轨旁设备的控制指令发送给轨旁设备，并将用于控制被控制列车的移动授权发送给被控制列车。
优选地，所述方法还可以包括：
在被控制列车从所述地面控制***控制的区域驶入相邻的地面控制***控制的区域时，所述工业控制计算机将所述用于控制被控制列车的移动授权发送给相邻的地面控制***；并接收相邻的地面控制***发送的其它被控制列车的移动授权。
进一步地，所述地面控制***包括第一控制子***和第二控制子***，该方法还可以包括：
第一控制子***中，第一工业控制计算机和第二工业控制计算机进行数据交换，分别判断第一工业控制计算机和第二工业控制计算机生成的控制指令是否相同，并分别生成第一判断结果和第二判断结果发送给容错安全管理单元；
在第一判断结果和第二判断结果都为是时，容错安全管理单元控制工业控制计算机将控制指令发送至通信控制器，并控制该通信控制器输出该控制指令；
第二控制子***中，在第一控制子***中第一判断结果和第二判断结果都为否或第一判断结果和第二判断结果不同且第二控制子***中的第一判断结果和第二判断结果都为是时，容错安全管理单元控制第二控制子***中的工业控制计算机将控制指令发送至第二控制子***中的通信控制器，并控制该通信控制器输出该控制指令。
优选地，所述方法还可以包括：
每一个控制子***中，容错安全管理单元对所述第一工业控制计算机、所述第二工业控制计算机以及通信控制器进行复位控制和电源控制。
采用本实施例提供的方法，实现了对轨旁设备和列车的控制，并且降低了***的复杂度，减少了接口数量，降低了信息传输的延迟性，从而维护成本低、信息传输速度快。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种适用于CBTC的地面控制***，其特征在于，包括控制子***；
所述控制子***包括：通信控制器和工业控制计算机；
所述工业控制计算机，用于根据轨旁设备的状态信息和被控制列车以及该被控制列车前后列车的状态信息生成控制指令；
所述控制指令包括用于控制轨旁设备的控制指令和用于控制被控制列车的移动授权；
所述通信控制器，用于将所述用于控制轨旁设备的控制指令发送给轨旁设备，并将用于控制被控制列车的移动授权发送给被控制列车。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述工业控制计算机还用于，在被控制列车从所述地面控制***控制的区域驶入相邻的地面控制***控制的区域时，将所述被控制列车的移动授权发送给相邻的地面控制***；并接收相邻的地面控制***发送的被控制列车的移动授权。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述控制子***的数量为两个；每一个控制子***包括两个工业控制计算机，并包括容错安全管理单元；
第一控制子***中，第一工业控制计算机还用于和第二工业控制计算机进行数据交换，判断第一工业控制计算机和第二工业控制计算机生成的控制指令是否相同，并生成第一判断结果发送给容错安全管理单元；
第二工业控制计算机还用于和第一工业控制计算机进行数据交换，判断第一工业控制计算机和第二工业控制计算机生成的控制指令是否相同，并生成第二判断结果发送给容错安全管理单元；
容错安全管理单元用于在第一判断结果和第二判断结果都为是时，控制工业控制计算机将控制指令发送至通信控制器，并控制该通信控制器输出该控制指令；
第二控制子***中，容错安全管理单元用于在第一控制子***中第一判断结果和第二判断结果都为否或第一判断结果和第二判断结果不同且第二控制子***中的第一判断结果和第二判断结果都为是时，控制第二控制子***中的工业控制计算机将控制指令发送至第二控制子***中的通信控制器，并控制该通信控制器输出该控制指令。
4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，每一个控制子***中，所述容错安全管理单元还用于对所述第一工业控制计算机、所述第二工业控制计算机以及通信控制器进行复位控制和电源控制。
5.一种适用于CBTC的地面控制方法，其特征在于，用于CBTC的地面控制***中，所述地面控制***包括控制子***；所述控制子***包括：通信控制器和工业控制计算机；该方法包括：
工业控制计算机根据轨旁设备的状态信息和被控制列车以及该被控制列车前后列车的状态信息生成控制指令；
所述控制指令包括用于控制轨旁设备的控制指令和用于控制被控制列车的移动授权；
通信控制器将所述用于控制轨旁设备的控制指令发送给轨旁设备，并将用于控制被控制列车的移动授权发送给被控制列车。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在被控制列车从所述地面控制***控制的区域驶入相邻的地面控制***控制的区域时，所述工业控制计算机将被控制列车的移动授权发送给相邻的地面控制***；并接收相邻的地面控制***发送的被控制列车的移动授权。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述地面控制***包括第一控制子***和第二控制子***，每一个控制子***包括两个工业控制计算机，并包括容错安全管理单元，该方法还包括：
第一控制子***中，第一工业控制计算机和第二工业控制计算机进行数据交换，分别判断第一工业控制计算机和第二工业控制计算机生成的控制指令是否相同，并分别生成第一判断结果和第二判断结果发送给容错安全管理单元；
在第一判断结果和第二判断结果都为是时，容错安全管理单元控制工业控制计算机将控制指令发送至通信控制器，并控制该通信控制器输出该控制指令；
第二控制子***中，在第一控制子***中第一判断结果和第二判断结果都为否或第一判断结果和第二判断结果不同且第二控制子***中的第一判断结果和第二判断结果都为是时，容错安全管理单元控制第二控制子***中的工业控制计算机将控制指令发送至第二控制子***中的通信控制器，并控制该通信控制器输出该控制指令。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
每一个控制子***中，容错安全管理单元对所述第一工业控制计算机、所述第二工业控制计算机以及通信控制器进行复位控制和电源控制。
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Address after: 100070 Beijing science and Technology Park of Fengtai District Seahawks Hospital No. 6 2, No. 3 (Park)

Applicant after: TRAFFIC CONTROL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Applicant before: TRAFFIC CONTROL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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GR01 Patent grant
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Inventor after: Ding Zhongfeng

Inventor after: Gao Chunhai

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