CN109246059B - 列车自动监控*** - Google Patents

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Abstract

本申请提出一种列车自动监控***和控制单元服务器，上述ATS***包括：控制单元服务器、中心ATS应用服务器和ATS客户端；所述控制单元服务器，用于将所述监控数据发送给所述中心ATS应用服务器；所述中心ATS应用服务器，用于生成操作命令，并将所述操作命令发送给所述控制单元服务器；所述控制单元服务器，还用于对所述操作命令进行协议转换，将转换后的操作命令发送给所述目的地面设备。该ATS***中，不单独设立车站或车辆段ATS应用服务器，并且不单独设立车站的联锁控显机，减少了硬件成本；监控数据由中心ATS应用服务器集中处理，减少了中心ATS应用服务器与车站或车辆段ATS客户端之间的数据交互量，降低了软件开发的复杂度。

Description

列车自动监控***
技术领域
本申请涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车自动监控***。
背景技术
轨道交通是解决现代城市交通拥挤的有效手段，它的最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全、正点。
现有相关技术中，一般采用列车监控***对列车的运营进行控制，现有的列车监控***在车站和控制中心都设有列车自动监控(Automatic Train Supervision；以下简称：ATS)应用服务器，设置在车站的ATS应用服务器被称为车站ATS分机，负责本集中区内的列车调度，同时归中心ATS应用服务器管控。
但是，现有的列车监控***中，需要在车站设置ATS应用服务器，在联锁级运行的情况下还需要设置联锁控显机，增加了硬件成本；另外，对于车站ATS应用服务器，还需要开发车站ATS应用服务器所使用的软件，并且车站ATS应用服务器与中心ATS应用服务器之间需要进行数据交互，这都增加了软件的复杂度，提高了软件开发难度。
发明内容
本申请的目的旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种列车自动监控***。该ATS***中，不单独设立车站或车辆段ATS应用服务器，并且现地工作站的ATS客户端可以兼具有本地联锁设备的控显机功能，可以不单独设立车站的联锁控显机，减少了硬件成本；上述ATS***中，监控数据由中心ATS应用服务器集中处理，减少了中心ATS应用服务器与车站或车辆段ATS客户端之间的数据交互量，降低了软件开发的复杂度。
为了实现上述目的，本申请第一方面实施例的列车自动监控ATS***，包括：控制单元服务器、中心ATS应用服务器和ATS客户端；所述控制单元服务器，用于接收地面设备采集的监控数据，将所述监控数据发送给所述中心ATS应用服务器；所述中心ATS应用服务器，用于根据所述控制单元服务器发送的监控数据生成操作命令，并将所述操作命令发送给所述控制单元服务器；所述控制单元服务器，还用于根据所述操作命令需要发送的目的地面设备对所述操作命令进行协议转换，将转换后的操作命令发送给所述目的地面设备。
本申请实施例的ATS***中，不单独设立车站或车辆段ATS应用服务器，并且现地工作站的ATS客户端可以兼具有本地联锁设备的控显机功能，可以不单独设立车站的联锁控显机，减少了硬件成本；上述ATS***中，监控数据由中心ATS应用服务器集中处理，减少了中心ATS应用服务器与车站或车辆段ATS客户端之间的数据交互量，降低了软件开发的复杂度。并且，上述控制单元服务器为安全完整性等级2级(Safety Integrity Level；以下简称：SIL2)的ATS安全设备，可以保证整个ATS***达到SIL2级的安全等级要求，上述ATS***可以使得ATS***中除控制单元服务器之外的其他设备的软件开发得到解放，可以采用合适的开发语言、编译工具、开发工具，还可以采用已有的软件框架，大大提高了ATS软件开发的效率和灵活性，提高了用户的软件体验。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请ATS***一个实施例的结构示意图；
图2为本申请控制单元服务器一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
图1为本申请ATS***一个实施例的结构示意图，如图1所示，上述ATS***可以包括：控制单元服务器11、中心ATS应用服务器12和ATS客户端13；
其中，控制单元服务器11，用于接收地面设备采集的监控数据，将上述监控数据发送给中心ATS应用服务器12；其中，上述ATS***中的地面设备可以包括计算机联锁(Computer Interlocking；以下简称：CI)联锁设备、区域控制器(Zone Controller；以下简称：ZC)设备、车载控制器(Vehicle On-board Controller；以下简称：VOBC)地面设备和列车自动防护(Automatic Train Protection；以下简称：ATP)设备等设备。
上述地面设备采集的监控数据可以包括列车的运行数据、列车的位置数据和/或列车的状态数据等数据。
中心ATS应用服务器12，用于根据控制单元服务器11发送的监控数据生成操作命令，并将上述操作命令发送给控制单元服务器11；本实施例中，中心ATS应用服务器12设置在ATS***中的ATS控制中心，用于对ATS***进行集中控制，中心ATS应用服务器12可以根据监控数据生成操作命令，然后将上述操作命令发送给控制单元服务器11。
控制单元服务器11，还用于根据中心ATS应用服务器12发送的操作命令需要发送的目的地面设备对上述操作命令进行协议转换，将转换后的操作命令发送给上述目的地面设备。
本实施例中，控制单元服务器11，具体用于接收地面设备通过地面安全网发送的监控数据；以及根据上述地面安全网所采用的轨道交通信号安全协议(Railway SignalSafety Protocol；以下简称：RSSP)对上述操作命令进行协议转换，以使上述操作命令的格式符合上述RSSP的格式，将转换后的操作命令通过上述地面安全网发送给上述目的地面设备。
本实施例中，控制单元服务器11为SIL2级安全设备，控制单元服务器11与地面安全网上的地面设备之间通过地面安全网进行通信，采用RSSP，控制单元服务器11与地面安全网上的地面设备之间的数据交互是安全的。
本实施例中，ATS客户端13，用于向上述中心ATS应用服务器发送操作请求，上述操作请求中携带操作密码；本实施例中，ATS客户端13接收到工作人员输入的操作请求之后，会要求工作人员输入操作密码，然后ATS客户端13将携带操作密码的操作请求发送给中心ATS应用服务器12，由中心ATS应用服务器12将上述操作请求发送给控制单元服务器11。
上述ATS客户端13可以包括现地工作站的ATS客户端，上述现地工作站的ATS客户端设置在车站和车辆段中，例如：车站ATS工作站和派班工作站中，上述现地工作站的ATS客户端在紧急站控情况下兼具有联锁设备控显机的功能，因此，本实施例中，车站和车辆段可以不再单独设置联锁控显机设备，从而降低了硬件成本。
另外，上述ATS客户端13还可以包括中心ATS客户端，设置在ATS控制中心。如图1所示，中心ATS客户端、控制单元服务器11和中心ATS应用服务器12组成ATS控制中心。
中心ATS服务器12，用于将上述操作请求发送给控制单元服务器11，上述操作请求中携带操作密码；
控制单元服务器11，用于对上述操作请求中携带的操作密码进行验证；以及在上述操作密码验证通过之后，向中心ATS应用服务器12发送密码确认响应，由上述中心ATS应用服务器12将上述密码确认响应发送给ATS客户端13。
这时，ATS客户端13，还用于在接收到上述密码确认响应之后向中心ATS应用服务器12发送操作命令；
中心ATS应用服务器12，还用于根据上述监控数据将上述操作命令发送给控制单元服务器11。
上述操作命令可以包括：道岔解封、道岔单解、信号解封、区段解封、临时限速、计轴复位、强扳道岔和雨雪模式等安全操作命令，其中，对于临时限速、计轴复位、强扳道岔和雨雪模式这几个安全操作命令在采用上面描述的密码确认方式之外，还可以进一步采用下面描述的二次确认方式保证其安全，其余命令可以仅采用上面描述的密码确认方式来保证其安全。
二次确认方式如下所述：
ATS客户端13，还用于向中心ATS应用服务器12发送二次确认请求；
中心ATS应用服务器12，还用于将上述二次确认请求发送给控制单元服务器11；
控制单元服务器11，还用于将二次确认请求发送给目的地面设备；以及在接收到目的地面设备的确认响应之后，将上述确认响应发送给中心ATS应用服务器12，由中心ATS应用服务器12将上述确认响应发送给ATS客户端13。
也就是说，在向目的地面设备发送操作命令之前，ATS客户端13先向中心ATS应用服务器12发送二次确认请求，由中心ATS应用服务器12将二次确认请求发送给控制单元服务器11，控制单元服务器11将二次确认请求发送给目的地面设备，在目的地面设备确认可以执行上述操作命令之后，向控制单元服务器11发送确认响应，控制单元服务器11将上述确认响应经由中心ATS服务器12发送给ATS客户端13，接收到上述确认响应之后，ATS客户端13再发送操作命令。
上述二次确认的过程与密码确认过程，可以先后执行，也可以并行执行，本实施例对此不作限定。
上述ATS***中，控制单元服务器11、中心ATS应用服务器12和ATS客户端13之间的通信通过ATS非安全网实现；控制单元服务器11与地面设备之间的通信通过地面安全网实现。
本实施例中，控制单元服务器11、中心ATS应用服务器12和ATS客户端13采用双机冗余。
上述ATS***中，不单独设立车站或车辆段ATS应用服务器，并且现地工作站的ATS客户端可以兼具有本地联锁设备的控显机功能，可以不单独设立车站的联锁控显机，减少了硬件成本；上述ATS***中，监控数据由中心ATS应用服务器12集中处理，减少了中心ATS应用服务器12与车站或车辆段ATS客户端之间的数据交互量，降低了软件开发的复杂度。并且，上述控制单元服务器11为SIL2级的ATS安全设备，通过上面所描述的措施可以保证整个ATS***达到SIL2级的安全等级要求，上述ATS***可以使得ATS***中除控制单元服务器11之外的其他设备的软件开发得到解放，可以采用合适的开发语言、编译工具、开发工具，还可以采用已有的软件框架，大大提高了ATS软件开发的效率和灵活性，提高了用户的软件体验。
图2为本申请控制单元服务器一个实施例的结构示意图，如图2所示，上述控制单元服务器可以包括：接收器21、发送器22、存储器23、处理器24及存储在存储器23上并可在处理器24上运行的计算机程序；
其中，接收器21，用于接收ATS***中的地面设备采集的监控数据；以及在发送器22将上述监控数据发送给上述ATS***中的中心ATS应用服务器之后，接收上述中心ATS应用服务器根据上述监控数据发送的操作命令；其中，上述ATS***中的地面设备可以包括CI设备、ZC设备、VOBC地面设备和ATP设备等设备。
上述地面设备采集的监控数据可以包括列车的运行数据、列车的位置数据和/或列车的状态数据等数据。
本实施例中，中心ATS应用服务器设置在ATS***中的ATS控制中心，用于对ATS***进行集中控制，中心ATS应用服务器可以根据监控数据生成操作命令，然后将上述操作命令发送给控制单元服务器。
发送器22，用于将接收器21接收的监控数据发送给上述ATS***中的中心ATS应用服务器。
处理器24，用于执行上述计算机程序，实现根据上述操作命令需要发送的目的地面设备对上述操作命令进行协议转换；
发送器22，还用于将处理器24转换后的操作命令发送给上述目的地面设备。
本实施例中，接收器21，具体用于接收上述ATS***中的地面设备通过地面安全网发送的监控数据。
这时，处理器24，具体用于根据上述地面安全网所采用的RSSP对上述操作命令进行协议转换，以使上述操作命令的格式符合上述RSSP的格式；
发送器22，具体用于将处理器24转换后的操作命令通过上述地面安全网发送给上述目的地面设备。
本实施例中，控制单元服务器为SIL2安全设备，控制单元服务器与地面安全网上的地面设备之间通过地面安全网进行通信，采用RSSP，控制单元服务器与地面安全网上的地面设备之间的数据交互是安全的。
本实施例中，接收器21，还用在接收上述中心ATS应用服务器根据上述监控数据发送的操作命令之前，接收上述中心ATS应用服务器发送的操作请求，上述操作请求是ATS客户端发送给上述中心ATS应用服务器的，上述操作请求中携带操作密码；
处理器24，还用于对上述操作请求中携带的操作密码进行验证；
发送器22，还用于在上述操作密码验证通过之后，向上述中心ATS应用服务器发送密码确认响应，由上述中心ATS应用服务器将上述密码确认响应发送给上述ATS客户端。
本实施例中，ATS客户端接收到工作人员输入的操作请求之后，会要求工作人员输入操作密码，然后ATS客户端将携带操作密码的操作请求发送给中心ATS应用服务器，由中心ATS应用服务器将上述操作请求发送给控制单元服务器。接收器21接收到携带操作密码的操作请求之后，处理器24对上述操作请求中携带的操作密码进行验证。
上述ATS客户端可以包括现地工作站的ATS客户端，上述现地工作站的ATS客户端设置在车站和车辆段中，例如：车站ATS工作站和派班工作站中，上述现地工作站的ATS客户端在紧急站控情况下兼具有联锁设备控显机的功能，因此，本实施例中，车站和车辆段可以不再单独设置联锁控显机设备。
另外，上述ATS客户端还可以包括中心ATS客户端，设置在ATS控制中心。
这时，接收器接收的中心ATS应用服务器发送的操作命令是ATS客户端接收到上述密码确认响应之后，将操作命令发送给上述中心ATS应用服务器，再由上述中心ATS应用服务器根据上述监控数据发送给上述控制单元服务器的。
上述操作命令可以包括：道岔解封、道岔单解、信号解封、区段解封、临时限速、计轴复位、强扳道岔和雨雪模式等安全操作命令，其中，对于临时限速、计轴复位、强扳道岔和雨雪模式这几个安全操作命令在采用上面描述的密码确认方式之外，还可以进一步采用下面描述的二次确认方式保证其安全，其余命令可以仅采用上面描述的密码确认方式来保证其安全。
二次确认方式如下所述：
接收器21，还用于在接收上述中心ATS应用服务器发送的操作命令之前，接收上述中心ATS应用服务器发送的二次确认请求，上述二次确认请求是ATS客户端发送给上述中心ATS应用服务器的；
发送器22，还用于将接收器21接收的二次确认请求发送给上述目的地面设备；以及在上述接收器21接收到上述目的地面设备的确认响应之后，将上述确认响应发送给上述中心ATS应用服务器，由上述中心ATS应用服务器将上述确认响应发送给上述ATS客户端。
也就是说，在向目的地面设备发送操作命令之前，ATS客户端先向中心ATS应用服务器发送二次确认请求，由中心ATS应用服务器将二次确认请求发送给控制单元服务器，控制单元服务器将二次确认请求发送给目的地面设备，在目的地面设备确认可以执行上述操作命令之后，向控制单元服务器发送确认响应，控制单元服务器将上述确认响应经由中心ATS服务器发送给ATS客户端，接收到上述确认响应之后，ATS客户端再发送操作命令。
上述二次确认的过程与密码确认过程，可以先后执行，也可以并行执行，本实施例对此不作限定。
上述控制单元服务器为SIL2级的ATS安全设备，通过上面描述的措施可以保证整个ATS***达到SIL2级的安全等级要求，上述控制单元服务器作为上述ATS***中ATS非安全网与地面安全网之间的接口设备，可以使得ATS***中除控制单元服务器之外的其他设备的软件开发得到解放，可以采用合适的开发语言、编译工具、开发工具，还可以采用已有的软件框架，大大提高了ATS软件开发的效率和灵活性，提高了用户的软件体验。另外，上述ATS***中，不单独设立车站或车辆段ATS应用服务器，并且现地工作站的ATS客户端可以兼具有本地联锁设备的控显机功能，可以不单独设立车站的联锁控显机，减少了硬件成本；通过上述控制单元服务器，上述ATS***中的监控数据由中心ATS应用服务器集中处理，减少了中心ATS应用服务器与车站或车辆段ATS客户端之间的数据交互量，也降低了软件开发的复杂度。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(Programmable Gate Array；以下简称：PGA)，现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array；以下简称：FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种列车自动监控ATS***，其特征在于，包括：控制单元服务器、中心ATS应用服务器和ATS客户端；
所述控制单元服务器，用于接收地面设备采集的监控数据，将所述监控数据发送给所述中心ATS应用服务器；
所述中心ATS应用服务器，用于根据所述控制单元服务器发送的监控数据生成第一操作命令，并将所述第一操作命令发送给所述控制单元服务器；
所述控制单元服务器，还用于根据所述第一操作命令需要发送的目的地面设备对所述第一操作命令进行协议转换，将转换后的第一操作命令发送给所述目的地面设备；
所述ATS客户端，用于向所述中心ATS应用服务器发送操作请求，所述操作请求中携带操作密码；
所述中心ATS服务器，用于将所述操作请求发送给所述控制单元服务器，所述操作请求中携带操作密码；
所述控制单元服务器，用于对所述操作请求中携带的操作密码进行验证；以及在所述操作密码验证通过之后，向所述中心ATS应用服务器发送密码确认响应，由所述中心ATS应用服务器将所述密码确认响应发送给所述ATS客户端；
所述ATS客户端，还用于在接收到所述密码确认响应之后向所述中心ATS应用服务器发送第二操作命令；
所述中心ATS应用服务器，还用于根据所述监控数据将所述第二操作命令发送给所述控制单元服务器；
其中，所述第一操作命令不同于所述第二操作命令，所述ATS客户端包括现地工作站的ATS客户端，所述现地工作站的ATS客户端在紧急站控情况下兼具有联锁设备控显机的功能。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，
所述控制单元服务器，具体用于接收所述地面设备通过地面安全网发送的监控数据；以及根据所述地面安全网所采用的轨道交通信号安全协议对所述第一操作命令进行协议转换，以使所述第一操作命令的格式符合所述轨道交通信号安全协议的格式，将转换后的第一操作命令通过所述地面安全网发送给所述目的地面设备。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，
所述ATS客户端，还用于向所述中心ATS应用服务器发送二次确认请求；
所述中心ATS应用服务器，还用于将所述二次确认请求发送给所述控制单元服务器；
所述控制单元服务器，还用于将所述二次确认请求发送给所述目的地面设备；以及在接收到所述目的地面设备的确认响应之后，将所述确认响应发送给所述中心ATS应用服务器，由所述中心ATS应用服务器将所述确认响应发送给所述ATS客户端。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的***，其特征在于，所述控制单元服务器、所述中心ATS应用服务器和所述ATS客户端之间的通信通过ATS非安全网实现；
所述控制单元服务器与所述地面设备之间的通信通过地面安全网实现。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的***，其特征在于，所述控制单元服务器、所述中心ATS应用服务器和所述ATS客户端采用双机冗余。
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