CN114148384A - 一种有轨电车运行控制*** - Google Patents

一种有轨电车运行控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有轨电车运行控制***,包括道岔控制子***、车载子***以及控制中心,道岔控制子***与轨旁设备连接,用于实现道岔区域电车位置跟踪、电车进路控制、轨旁设备控制及状态监督,并通过与道路交通信号***间的通信提供路口优先控制功能;车载子***设有车地通信单元、自主定位模块、安全防护模块,通过车地通讯单元与道岔控制子***进行实时无线通信,通过自主定位模块实现车辆定位,通过安全防护模块提供安全防护;控制中心用于对道岔控制子***和车载子***进行控制。本发明技术方案,有轨电车运行过程中始终保持车地通信,对电车进行全线的安全防护。

Description

一种有轨电车运行控制***
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域,具体涉及一种有轨电车运行控制***。
背景技术
现有有轨电车运行控制***由控制中心子***、车载子***、道岔控制子***和路口优先控制子***组成。其中控制中心子***与车载子***通过无线网络进行通信,监控各电车的运行状态;基于地面固定网络的方式实现控制中心对轨旁设备状态的监控和显示;车载子***与道岔控制子***、路口优先控制子***通过车地通信环线等方式进行车地通信,实现有轨电车的安全运行。
现有的有轨电车运行控制***在有轨电车到达路口、道岔相应的位置后才会建立车地通信,车地通信不是连续的,电车只能获取当前通信区的信息,无法对电车进行全线的安全防护。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种有轨电车运行控制***,实现电车全线的安全防护。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种有轨电车运行控制***,包括:
道岔控制子***:所述道岔控制子***与轨旁设备连接,用于实现道岔区域电车位置跟踪、电车进路控制、轨旁设备控制及状态监督,并通过与道路交通信号***间的通信提供路口优先控制功能,所述道岔控制子***包括道岔控制单元和路口控制单元;
车载子***:所述车载子***设有车地通信单元、自主定位模块、安全防护模块,通过车地通讯单元与道岔控制子***进行实时无线通信,通过自主定位模块实现车辆定位,通过安全防护模块提供安全防护;
控制中心:所述控制中心用于对道岔控制子***和车载子***进行控制。
优选的,路口优先控制模式下,车载子***在路口区域根据电车位置向道岔控制子***发送路口预告信息和接近信息,道岔控制子***向道路交通***申请路口优先通过权,并根据道路交通信号控制***给予的优先信号指示有轨电车运行,优先保证有轨电车通行;
电车驶入及驶出路口区域,道岔控制子***接收车载子***发送的占用信息和出清信息并向道路交通***转发,恢复路口正常交通控制。
优选的,所述定位模块以速度积分算法结合信标作为第一定位方式,以GPS和北斗双模卫星定位作为第二定位方式。
优选的,有轨电车进路控制包括中心自动/人工控制、车载自动/人工控制和轨旁人工控制,其中中心自动/人工控制、车载自动控制为常规控制方式,车载手动控制方式为降级控制模式,轨旁人工控制方式为后备控制方式;
中心自动进路控制方式:ATS申请到进路控制权限后,控制中心根据有轨电车位置报告和有轨电车的运行计划,自动为有轨电车办理进路;
中心人工进路控制方式:ATS申请到进路控制权限后,由控制中心调度员通过操作选排进路,将进路请求命令下发给道岔控制子***;
车载自动控制方式:控制中心下发运行计划到车载子***,车载子***根据有轨电车位置和信号机状态自主向道岔控制子***申请进路;
车载人工控制方式:司机根据有轨电车位置和提示信息,选择有轨电车前进方向并按压确认键,向道岔控制***申请相应进路;
轨旁人工控制模式:对道岔进行本地人工操作。
优选的,所述安全防护模块提供的安全防护包括:
电车运行过程中,当电车速度超过固定位置规定的限速时,车载TOD发出声光报警,提示司机减速;当电车速度超过设定阀值时,向电车输出不可缓解的紧急制动,并且将超速报警信息传送给控制中心,向控制中心进行报警提醒;
若前方为禁止信号,由道岔控制子***向车载子***传输信号禁止信息,车载子***提示司机减速,保证在禁止信号前停车;如果电车冒进信号,则车载子***立即输出不可缓解的紧急制动指令,同时将冒进信号信息传送给控制中心,向控制中心进行报警提醒。
优选的,所述安全防护模块包括用于检测车辆前方障碍物的障碍物检测装置。
本发明采用上述技术方案,具有如下有益效果:
1、有轨电车车载子***与道岔控制子***通过无线网络始终保持通信,车载子***实时获取轨旁设备状态,提供速度防护、冒进防护、防撞防护等全线安全防护。
2、有轨电车进路控制包括中心自动/人工控制、现地控制(包括车载自动/人工控制和轨旁人工控制),从而实现多种方式进路控制,并且道岔控制***兼容路口优先控制功能,无需设置单独的路口优先控制***设备。
3、车载子***采用速度积分算法+双模(GPS+北斗)卫星定位两种方式对有轨电车进行精确定位。因此,实现列车位置由车载***自主定位,路口区域无需设置其他列车位置检测设备。
本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述:
图1为本发明有轨电车信号***的结构示意图。
图2为有轨电车组合定位示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种基于无线通信的有轨电车运行控制***,完成有轨电车位置追踪、进路控制、安全防护、轨旁设备控制及状态监督等功能。
具体实现方案如下:
一种有轨电车运行控制***,如图1所示,包括:
道岔控制子***:所述道岔控制子***与轨旁设备连接,用于实现道岔区域电车位置跟踪、电车进路控制、轨旁设备控制及状态监督,并通过与道路交通信号***间的通信提供路口优先控制功能,所述道岔控制子***包括道岔控制单元和路口控制单元;
车载子***:所述车载子***设有车地通信单元、自主定位模块、安全防护模块,通过车地通讯单元与道岔控制子***进行实时无线通信,通过自主定位模块实现车辆定位,通过安全防护模块提供安全防护;
控制中心:所述控制中心用于对道岔控制子***和车载子***进行控制。
其中,道岔控制子***采用二乘二取二的安全架构,整体安全等级为SIL4,按照集中站的方式设计。道岔控制单元控制主机与相关***间的通信实现“故障-安全”功能,并冗余配置;路口控制单元复用道岔控制单元的主机笼,并且不设冗余。道岔控制子***与进路表示器、计轴、转辙机、动态信标等轨旁设备及ATS连接。并通过与道路交通信号***间的接口提供路口优先控制功能。
车载子***由车载显示器、车载主机(控制单元)、操作按钮面板、车载工业交换机、速度传感器、卫星定位设备、车地通信单元、信标主机及信标天线、乘客计数设备、障碍物探测设备、电源等设备构成。
车载子***采用单端2取2结构,首尾不冗余。单端配备一路OPG。定位采用信标+GPS+OPG的方式,车载子***整体为SIL2级。
车载子***通过道岔控制子***提供的轨旁设备状态、遥控道岔请求等信息,实现对道岔的控制;与道岔控制***共同实现平交路口优先控制;对电车运行安全进行防护,包括速度控制、超速防护、冒进防护等防护,并可相应来自ATS的调度指令。同时通过与电车主动驾驶防护***及乘客计数装置实现电车障碍物检测和乘客计数的功能。
调度控制中心包括应用服务器、接口服务器、通信服务器、数据库存储设备,、人机界面、以及离线时刻表编辑工作站、大屏接口工作站和排派班工作站。
控制中心子***主要功能包括道岔控制子***远程监测和操控,正线运行车辆的注册和跟踪,时刻表动态编辑和运行监控等。
路口优先控制模式下,车载子***在路口区域根据电车位置向道岔控制子***发送路口预告信息和接近信息,道岔控制子***向道路交通***申请路口优先通过权,并根据道路交通信号控制***给予的优先信号指示有轨电车运行,优先保证有轨电车通行;
电车驶入及驶出路口区域,道岔控制子***接收车载子***发送的占用信息和出清信息并向道路交通***转发,恢复路口正常交通控制。
如图2所示,所述自主定位模块以速度积分算法结合信标作为第一定位方式,以GPS和北斗双模卫星定位作为第二定位方式。其中第一定位方式作为主要定位方式,第二定位方式作为辅助后备定位方式。以上两种定位方式的工作原理可以参考现有技术。
有轨电车进路控制包括中心自动/人工控制、车载自动/人工控制和轨旁人工控制,其中中心自动/人工控制、车载自动控制为常规控制方式,车载手动控制方式为降级控制模式,轨旁人工控制方式为后备控制方式;
中心自动进路控制方式:ATS申请到进路控制权限后,控制中心根据有轨电车位置报告和有轨电车的运行计划,自动为有轨电车办理进路;
中心人工进路控制方式:ATS申请到进路控制权限后,由控制中心调度员通过操作选排进路,将进路请求命令下发给道岔控制子***;
车载自动控制方式:控制中心下发运行计划到车载子***,车载子***根据有轨电车位置和信号机状态自主向道岔控制子***申请进路;
车载人工控制方式:司机根据有轨电车位置和提示信息,选择有轨电车前进方向并按压确认键,向道岔控制***申请相应进路;
轨旁人工控制模式:对道岔进行本地人工操作。
所述安全防护模块提供的安全防护包括:
电车运行过程中,当电车速度超过固定位置规定的限速时,车载TOD发出声光报警,提示司机减速;当电车速度超过设定阀值时,向电车输出不可缓解的紧急制动,并且将超速报警信息传送给控制中心,向控制中心进行报警提醒。
若前方为禁止信号,由道岔控制子***向车载子***传输信号禁止信息,车载子***提示司机减速,保证在禁止信号前停车;如果电车冒进信号,则车载子***立即输出不可缓解的紧急制动指令,同时将冒进信号信息传送给控制中心,向控制中心进行报警提醒。
进一步的,还可以参考现有有轨电车的安全防护技术,所述安全防护模块包括用于检测车辆前方障碍物的障碍物检测装置。障碍物检测装置检测到电车前方存在障碍物(电车、社会车辆、行人等),向车载子***发送障碍物信息和对电车安全运行的危害程度,车载子***发出报警信息提醒司机注意。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (6)

1.一种有轨电车运行控制***,其特征在于,包括:
道岔控制子***:所述道岔控制子***与轨旁设备连接,用于实现道岔区域电车位置跟踪、电车进路控制、轨旁设备控制及状态监督,并通过与道路交通信号***间的通信提供路口优先控制功能,所述道岔控制子***包括道岔控制单元和路口控制器;
车载子***:所述车载子***设有车地通信单元、自主定位模块、安全防护模块,通过车地通讯单元与道岔控制子***进行实时无线通信,通过自主定位模块实现车辆定位,通过安全防护模块提供安全防护;
控制中心:所述控制中心用于对道岔控制子***和车载子***进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种有轨电车运行控制***,其特征在于:路口优先控制模式下,车载子***在路口区域根据电车位置向道岔控制子***发送路口预告信息和接近信息,道岔控制子***向道路交通***申请路口优先通过权,并根据道路交通信号控制***给予的优先信号指示有轨电车运行,优先保证有轨电车通行;
电车驶入及驶出路口区域,道岔控制子***接收车载子***发送的占用信息和出清信息并向道路交通***转发,恢复路口正常交通控制。
3.根据权利要求1所述的一种有轨电车运行控制***,其特征在于:所述定位模块以速度积分算法结合信标作为第一定位方式,以GPS和北斗双模卫星定位作为第二定位方式。
4.根据权利要求1所述的一种有轨电车运行控制***,其特征在于:有轨电车进路控制包括中心自动/人工控制、车载自动/人工控制和轨旁人工控制,其中中心自动/人工控制、车载自动控制为常规控制方式,车载手动控制方式为降级控制模式,轨旁人工控制方式为后备控制方式;
中心自动进路控制方式:ATS申请到进路控制权限后,控制中心根据有轨电车位置报告和有轨电车的运行计划,自动为有轨电车办理进路;
中心人工进路控制方式:ATS申请到进路控制权限后,由控制中心调度员通过操作选排进路,将进路请求命令下发给道岔控制子***;
车载自动控制方式:控制中心下发运行计划到车载子***,车载子***根据有轨电车位置和信号机状态自主向道岔控制子***申请进路;
车载人工控制方式:司机根据有轨电车位置和提示信息,选择有轨电车前进方向并按压确认键,向道岔控制子***申请相应进路;
轨旁人工控制模式:对道岔进行本地人工操作。
5.根据权利要求1所述的一种有轨电车运行控制***,其特征在于:所述安全防护模块提供的安全防护包括:
电车运行过程中,当电车速度超过固定位置规定的限速时,车载TOD发出声光报警,提示司机减速;当电车速度超过设定阀值时,向电车输出不可缓解的紧急制动,并且将超速报警信息传送给控制中心,向控制中心进行报警提醒;
若前方为禁止信号,由道岔控制子***向车载子***传输信号禁止信息,车载子***提示司机减速,保证在禁止信号前停车;如果电车冒进信号,则车载子***立即输出不可缓解的紧急制动指令,同时将冒进信号信息传送给控制中心,向控制中心进行报警提醒。
6.根据权利要求1所述的一种有轨电车运行控制***,其特征在于:所述安全防护模块包括用于检测车辆前方障碍物的障碍物检测装置。
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