CN113954910B - 一种tacs***的列车通信管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TACS***的列车通信管理方法，包括：列车分别与ATS以及通信区域内的RMC建立通信；RMC注册并跟踪其通信区域内的通信列车；RMC根据多列车的进路请求及路径规划，规划预留路径资源；RMC实时跟踪通信区域内各个列车位置，并基于规划路径，从当前列车车头位置以进路运行方向向前搜寻当前控区的毗邻前车，并结合隔壁控区告知的前车信息，为当前列车判断需与之建立通信的前车，并将前车ID告知当前列车的VOBC；当列车VOBC收到来自RMC为其辅助识别出需建立通信的前车后，将判断并与唯一前车建立通信。本发明实现车与车之间的直接通信及主要运行信息的实时交互。
Description
技术领域
本发明涉及TACS(基于车车通信的列车自主运行***)***的列车通信管理方法。
背景技术
车车通信***从原理上对基于车地通信的CBTC***，增加了车载***之间无线通信的能力，基于前后车无线通信沟通列车实时运营安全信息，由于列车的运营受行车资源的分配影响，在相同资源规划路径上前后列车之间存在行车资源的竞争关系，因而在运营方面就会产生相互影响。现有通信管理方面有如下一些专利技术：
现有公开号为CN109677461A的发明专利，线路上划分若干对象控制器管辖区域，当列车进入相应管辖区域，并注册成功后，对象控制器将维护的通信列车ID列表发送给新进入的列车，列车以此列表ID和该区域内的其他列车建立直接通信。对象控制器和管辖区域内所有列车的车载控制器两两互联通信且实施记录和更新全线路设备状态信息。车载控制器就自身记录的其他车辆位置信息和自身位置信息以及线路设备状态信息，在车辆端实现列车控制。存在缺点：对象控制器管辖区域存在边界，按照该技术文献的解决方式，要列车进入相应管辖区域后，与该管辖区域内所有通信列车建立通信，由于管辖区域存在边界，当列车跨越管辖边界的过程中，与不同对象控制器建立通信的切换过程中，必然会存在列车通信的断续性，和一部分列车突然建立通信，和另外一些列车断开通信。但是理论上，在信号***封闭交路线路内，列车之间的前后顺序具有一定的保持性。
按照该技术文献描述场景，当对象控制器管辖区域内出现列车通信中断、列车降级运行场景下，需封锁该控制区域，并通知其余其他列车实施紧急制动，并拒绝区域外列车进入。这样，一旦一列车降级运行，将影响其本控区列车运营，影响面极大。因而非通信列车降级运行下的车车通信运营场景考虑的处理方式不太理想。
现有公开号为CN107031683A的发明专利。列车管理单元获取列车管理单元控制区域内的各个列车的前方路径信息和列车运行图；利用列车管理单元控制区域内的各个列车的前方路径信息和运行图信息，确定各个列车的通信连接顺序；利用各个列车的通信连接顺序、各个列车的前方路经信息和列车运行图，确定各个列车的车-车通信链路；将各个列车的车-车通信链路的信息发送至各个列车；接收各个列车返回的实时车-车通信连接状态，并利用各个列车返回的实时车-车通信连接状态确定各个列车的实际位置。通过以上方式实现车-车通信链路的管理。存在缺点及不足：该技术文献下的列车管理单元需结合前方路径信息和列车运行图信息，而计划运行图先后顺序和实际列车线路跑行顺序可能会存在不一致的情况，因而依据计划运行图顺序判断建立的列车先后连接关系可能并非实际的运营先后顺序，计划和实际运营偏差造成的先后链路的列车通信顺序不够准确。
现有公开号为CN108216304A的发明专利：在本车进站或者在区间内行驶时，本车车载管理单元接收并存储地面管理单元发送过来的所有列车的运行信息表；本车车载管理单元根据本车的进路信息，利用电子地图计算出本车与所属的列车信息表中每辆列车之间的距离值确定本车的前车。本发明可以突破传统列控***由地面设备集中控制行车局限，由列车自主识别前车，确定行车终点，更精确的动态更新行车许可信息，改善现有***的时延问题。存在缺点及不足：关注道岔位置锁闭位置信息，作为前车识别的依据，若道岔位置未锁定，则认为进路不具备连通性，无法识别相应路径下的前车，直到道岔位置转动到位，才识别在连通路径上的前车并与之建立通信，缺乏预见性。通过比对于进路范围内所有列车的相对距离，距离较短的即判断为前车。相对距离比对的方式需计算出进路范围内的所有列车相对距离，并且比对方式缺乏连续性。并未阐述非通信列车下的车车通信降级处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TACS***的列车通信管理方法，实现车与车之间的直接通信及主要运行信息的实时交互，能够作为车车通信的TACS列车自主控制***基础。
实现上述目的的技术方案是：
一种TACS***的列车通信管理方法，TACS***包括：ATS(列车自动监控子***)、连接ATS的多个RMC(资源管理中心子***)、无线连接ATS和RMC的各列车的VOBC(车载控制器)，列车通信管理方法包括：
步骤S1，列车分别与ATS以及通信区域内的RMC建立通信；RMC注册并跟踪其通信区域内的通信列车；
步骤S2，ATS为列车申请从当前位置到目标位置的进路请求以及路径规划；RMC根据多列车的进路请求及路径规划，规划预留路径资源；
步骤S3，RMC实时跟踪通信区域内各个列车位置，并基于规划路径，从当前列车车头位置以进路运行方向向前搜寻当前控区的毗邻前车，并结合隔壁控区告知的前车信息，为当前列车判断需与之建立通信的前车，并将前车ID(编号)告知当前列车的VOBC；
步骤S4，当列车VOBC收到来自RMC为其辅助识别出需建立通信的前车后，将判断并与唯一前车建立通信。
优选的，所述步骤S1中，当通信列车驶离RMC的通信区域时，向RMC申请注销，RMC注销该通信列车的信息，并与之断开通信。
优选的，所述步骤S2中，RMC根据每辆列车的路径规划，以运行方向向前不断规划预留路径资源，规划路径范围以RMC控区边界为划分范围，在控区边界范围内为连续不间断。
优选的，所述步骤S3中，
当两车在规划路径范围内时，根据规划路径，以当前列车进路方向向前搜索，在规划路径范围内搜索到前车；
当两车在规划路径范围内，但不在所在运行方向范围内时，两车在各自的运营方向上朝前搜寻，找不到彼此；
当交汇场景出现时，以当前列车进路方向向前搜索，在当前路径与支路交汇点处，有列车包络探头出现在当前列车规划路径范围内；RMC认为在交汇点处探头列车为汇入当前规划路径前车，并将该列车ID告知当前列车的VOBC，需与之建立通信，并断开与原前车的通信；
当分离场景出现时，在路径分离点处，前车驶入分支路径，在当前列车规划路径上，搜索不到该列车，则认为前车需更新，断开与前车通信；
当跨RMC控区边界时，前车跨越控区边界，当前控区RMC结合自身前车搜寻信息及隔壁控区RMC汇报的前车信息，将前车ID告知当前控区正前往边界点列车，与前车保持通信；
在前车降级成非通信车时，RMC告知当前列车与之毗邻前车为一非通信列车，当前列车与前车通信断开。
优选的，所述步骤S1中，RMC对故障非通信列车以轨道区段为防护单位预测列车位置。
优选的，所述步骤S4中，
若当前列车有已通信前车，当前列车的VOBC则比对新的前车ID与既有的前车ID是否一致，若一致则保持与之通信；若不一致，则需与新的前车建立通信，与既有的前车断开通信；
若当前列车无通信前车，则当前列车需与前车建立通信；
若识别出无需建立通信前车，则告知当前列车的VOBC无前车，若当前列车有正与之通信的前车，则与前车断开通信。
优选的，建立通信的两辆列车之间，周期性实时交互基本列车运营信息。
优选的，基本列车运营信息包括：位置、速度、运行模式及其他运营信息。
本发明的有益效果是：
1)预见性：
依照为单个列车沿资源规划路径向前搜索列车的方式建立通信，由于资源规划路径为列车预计走行路径，是资源预留及授权的前提，不以资源授权或者独占为基础，资源规划路径具有延展性，而在路径上搜寻前车具有一定的预见性。而中国发明专利CN108216304A中，关注道岔位置锁闭位置信息，作为前车识别的依据，若道岔位置未锁定，则认为进路不具备连通性，进路无法延伸，***看不见前方路径，无法识别道岔连通途径上的前车；直到道岔位置转动到位，才识别前车并与之建立通信，缺乏预见性。
2)连续性：
本发明专利阐述的车车通信管理方法与前车建立通信，具有一定的连续性。地铁线路具有封闭性，及路径较为单一的特点，列车的前后顺序具有一定的保持性，因而当前后两列车建立通信，前后的通信关系需保持，直到有列车交汇或者分离的场景下，出现列车前后关系的变化。而中国发明专利CN108216304A中，对象控制器管辖区域存在边界，按照该技术文献的解决方式，要列车进入相应管辖区域后，与该管辖区域内所有通信列车建立通信，由于管辖区域存在边界，当列车跨越管辖边界的过程中，与不同对象控制器建立通信的切换过程中，必然会存在列车通信的断续性，和一部分列车突然建立通信，和另外一些列车断开通信，因而通信的连续及保持性较差。
3)明确性和时效性：
基于路径资源规划的车车通信建立，具有资源影响前后车关系的列车，与路径上唯一影响运营前车建立通信；根据运营场景变化，实时更新需建立通信前车，因而前车识别过程具有明确性和时效性。而中国专利CN107031683A中，该技术文献下的车车通信管理单元需结合前方路径信息和列车运行图信息，而计划运行图先后顺序和实际列车线路跑行顺序可能会存在不一致的情况，因而依据计划运行图顺序判断建立的列车先后连接关系可能并非实际的运营先后顺序，计划和实际运营偏差造成的先后链路的列车通信顺序不够准确。中国专利CN109677461A中，列车会与当对象控制器管辖区域内的所有通信列车建立通信，但是由于一些列车，比如行驶在不同路径不同方向的不具有运营相互影响性，无需与众多无相关性列车建立通信，缺乏时效性。
附图说明
图1是本发明的TACS***的列车通信管理方法的流程图；
图2是本发明中TACS***的架构图；
图3是本发明中前车在规划路径范围内的示意图；
图4是本发明中列车在规划路径范围内，但不在列车所在运行方向范围内的示意图；
图5是本发明中交汇场景的示意图；
图6是本发明中分离场景的示意图；
图7是本发明中跨RMC控区边界的示意图；
图8是本发明中追踪前车降级成非通信车的示意图；
图9是本发明中列车通信管理方法的具体流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1-9，本发明的TACS***的列车通信管理方法，TACS***包括：ATS、连接ATS的多个RMC、无线连接ATS和RMC的各列车的VOBC。在此基础上，基于车车通信的列控***新增列车的VOBC之间通信网络隧道，增加车车通信能力，如图2所示。
列车通信管理方法包括：
步骤S1，列车分别与ATS以及通信区域内的RMC建立通信；RMC注册并跟踪其通信区域内的通信列车。具体地，
列车上电，VOBC启动。车载设备建立定位，并与ATS建立通信及通信区域内的RMC建立通信，将列车位置信息实时汇报给地面轨旁设备与中央设备。列车在与RMC建立通信后，在电子地图上建立位置映射，RMC注册跟踪其控制范围内的通信列车，并对故障非通信列车以轨道区段为防护单位预测列车位置。当列车驶离RMC管辖通信范围，向RMC申请注销，则RMC将注销该列车信息，并与之断开通信联系。
步骤S2，ATS为列车申请从当前位置到目标位置的进路请求以及路径规划；RMC根据多列车的进路请求及路径规划，规划预留路径资源。RMC根据每辆列车的路径规划，以运行方向向前不断规划预留路径资源，规划路径范围以RMC控区边界为划分范围，在控区边界范围内为连续不间断。
由于资源规划范围内前后车运行相互影响，当前列车运行受前车运行情况影响，因而在规划路径范围内，如果与规划路径范围内可搜索到前车，则认为前车影响当前车运营，需与之建立通信，实时交互运营信息。
步骤S3，RMC实时跟踪通信区域内各个列车位置，并基于规划路径，从当前列车车头位置以进路运行方向向前搜寻当前控区的毗邻前车，并结合隔壁控区告知的前车信息，为当前列车判断需与之建立通信的前车，并将前车ID告知当前列车的VOBC。
前车识别过程可以细化出以下场景：
1)当两车在规划路径范围内时，根据规划路径，以当前列车进路方向向前搜索，在规划路径范围内搜索到前车。如图3所示。
2)当两车在规划路径范围内，但不在所在运行方向范围内时，两车在各自的运营方向上朝前搜寻，找不到彼此。如图4所示。
3)当交汇场景出现时，以当前列车进路方向向前搜索，在当前路径与支路交汇点处，有列车包络探头出现在当前列车规划路径范围内；RMC认为在交汇点处探头列车为汇入当前规划路径前车，并将该列车ID告知当前列车的VOBC，需与之建立通信，并断开与原前车的通信。如图5所示。
4)当分离场景出现时，在路径分离点处，前车驶入分支路径，在当前列车规划路径上，搜索不到该列车，则认为前车需更新，无需在与之保持通信，断开与前车通信；如图6所示。
5)当跨RMC控区边界时，前车跨越控区边界，需与原前车保持通信，但由于当前控区RMC路径范围仅识别到本控制区域边界范围，一旦前车跨越边界，则无法跟踪前车具***置。当前控区RMC结合自身前车搜寻信息及隔壁控区RMC汇报的前车信息，将前车ID(作为一个边界信息)告知当前控区正前往边界点列车，这样保证，原通信的前后两列车，在相继跨越边界的过程中，不会受影响，仍然保持通信。这样保证两个RMC控区范围内，需建立通信列车之间保持通信。如图7所示。
6)在前车降级成非通信车时，与地面轨旁设备，与中央设备丧失通信，降级成非通信车。并对故障非通信列车以轨道区段为防护单位预测列车位置。RMC告知当前列车与之毗邻前车为一非通信列车，当前列车与前车通信断开。如图8所示。
步骤S4，当列车VOBC收到来自RMC为其辅助识别出需建立通信的前车后，将判断并与唯一前车建立通信。具体地，
若当前列车有已通信前车，当前列车的VOBC则比对新的前车ID与既有的前车ID是否一致，若一致则保持与之通信；若不一致，则需与新的前车建立通信，与既有的前车断开通信；
若当前列车无通信前车，则当前列车需与前车建立通信；
若识别出无需建立通信前车，则告知当前列车的VOBC无前车，若当前列车有正与之通信的前车，则与前车断开通信。
建立通信的两辆列车之间，周期性实时交互基本列车运营信息：位置、速度、运行模式，及其他运营信息。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (7)
1.一种TACS***的列车通信管理方法，TACS***包括：ATS、连接ATS的多个RMC、无线连接ATS和RMC的各列车的VOBC，其特征在于，列车通信管理方法包括：
步骤S1，列车分别与ATS以及通信区域内的RMC建立通信；RMC注册并跟踪其通信区域内的通信列车；
步骤S2，ATS为列车申请从当前位置到目标位置的进路请求以及路径规划；RMC根据多列车的进路请求及路径规划，规划预留路径资源；
步骤S3，RMC实时跟踪通信区域内各个列车位置，并基于规划路径，从当前列车车头位置以进路运行方向向前搜寻当前控区的毗邻前车，并结合隔壁控区告知的前车信息，为当前列车判断需与之建立通信的前车，并将前车ID告知当前列车的VOBC；
步骤S4，当列车VOBC收到来自RMC为其辅助识别出需建立通信的前车后，将判断并与唯一前车建立通信；
所述步骤S3中，
当两车在规划路径范围内时，根据规划路径，以当前列车进路方向向前搜索，在规划路径范围内搜索到前车；
当两车在规划路径范围内，但不在所在运行方向范围内时，两车在各自的运营方向上朝前搜寻，找不到彼此；
当交汇场景出现时，以当前列车进路方向向前搜索，在当前路径与支路交汇点处，有列车包络探头出现在当前列车规划路径范围内；RMC认为在交汇点处探头列车为汇入当前规划路径前车，并将该列车ID告知当前列车的VOBC，需与之建立通信，并断开与原前车的通信；
当分离场景出现时，在路径分离点处，前车驶入分支路径，在当前列车规划路径上，搜索不到该列车，则认为前车需更新，断开与前车通信；
当跨RMC控区边界时，前车跨越控区边界，当前控区RMC结合自身前车搜寻信息及隔壁控区RMC汇报的前车信息，将前车ID告知当前控区正前往边界点列车，与前车保持通信；
在前车降级成非通信车时，RMC告知当前列车与之毗邻前车为一非通信列车，当前列车与前车通信断开。
2.根据权利要求1所述的TACS***的列车通信管理方法，其特征在于，所述步骤S1中，当通信列车驶离RMC的通信区域时，向RMC申请注销，RMC注销该通信列车的信息，并与之断开通信。
3.根据权利要求1所述的TACS***的列车通信管理方法，其特征在于，所述步骤S2中，RMC根据每辆列车的路径规划，以运行方向向前不断规划预留路径资源，规划路径范围以RMC控区边界为划分范围，在控区边界范围内为连续不间断。
4.根据权利要求1所述的TACS***的列车通信管理方法，其特征在于，所述步骤S1中，RMC对故障非通信列车以轨道区段为防护单位预测列车位置。
5.根据权利要求1所述的TACS***的列车通信管理方法，其特征在于，所述步骤S4中，
若当前列车有已通信前车，当前列车的VOBC则比对新的前车ID与既有的前车ID是否一致，若一致则保持与之通信；若不一致，则需与新的前车建立通信，与既有的前车断开通信；
若当前列车无通信前车，则当前列车需与前车建立通信；
若识别出无需建立通信前车，则告知当前列车的VOBC无前车，若当前列车有正与之通信的前车，则与前车断开通信。
6.根据权利要求1所述的TACS***的列车通信管理方法，其特征在于，建立通信的两辆列车之间，周期性实时交互基本列车运营信息。
7.根据权利要求6所述的TACS***的列车通信管理方法，其特征在于，基本列车运营信息包括：位置、速度、运行模式及其他运营信息。
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