CN114475715A - 一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法及***，所述方法包括通过两套不同制式的车载设备的共用外部设备、IO接口、继电接口、控车隔离开关和独立外部设备，设计手动和自动切换实现停车和不停车两种切换方式，能够满足不同运营场景的需求；此外，通过对接口的异常处理，保证切换流程安全可靠并具有异常防护功能，利用控车隔离开关实现控车切换，提高了叠加车载设备的可用性，实现轨道交通的跨线运行，两套车载设备互相独立，耦合程度及耦合风险低，便于运营管理。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法及***。
背景技术
目前，市域铁路主流的列控***制式为高速铁路ATO(Automatic TrainOperation)技术体系下的CTCS-2(China Train Control System 2)+ATO，其车载设备根据轨道电路和应答器传输的行车许可信息，生成速度模式曲线监控列车运行；同时，根据临时限速服务器传输的运行计划及线路数据，在速度模式曲线的监控下实现自动驾驶。而城市轨道交通主流的列控***制式为CBTC(Communication Based Train Control)，车载设备根据区域控制器传输的行车许可信息，生成速度模式曲线监控列车运行；同时根据ATS的指令实现列车的自动驾驶和列车在区间运行的自动调整功能，确保列车按运行图规定的走行时间行车。
为了实现四网融合，市域铁路在规划过程中有干线铁路、城际铁路、城市轨道交通列车跨线到市域铁路运行的需求。其中，干线铁路和城际铁路的列控***制式与市域铁路同属于CTCS制式，具备跨线运行的条件。但市域铁路与城市轨道交通由于列控***制式不同，不具备跨线运行的条件。
考虑到CTCS-2+ATO与CBTC列控***的差异，为实现市域铁路与城市轨道交通的跨线运行，目前主流的实现方案为令车载设备同时适应不同列控***制式的地面设备。在此背景下，列控车载设备可采用一体式和分体式来实现，一体式是指利用一套车载设备同时实现市域铁路列控车载设备（简称：市域车载设备）和城市轨道交通列控车载设备（简称：城轨车载设备）的功能，而分体式是指将市域车载设备与城轨车载设备进行叠加来分别实现市域车载设备和城轨车载设备的功能。分体式的优势在于两套车载设备的核心功能逻辑独立，保持原有的制式，耦合风险和变更风险低。
现有技术中《国铁CTCS与城轨CBTC列控***的多网融合方案研究》围绕国铁CTCS-2/3级列控***和城轨CBTC列控***的兼容性需求，针对各自特点，提出了车载设备适应不同制式地面设备的方案。同时，针对新建线路地面信号设备的制式选择、车载设备在跨线位置不同制式下的切换方式、车地无线通信方式等关键问题进行了详细论述和分析，但是这只是对于城际铁路、市域铁路信号***相关的工程设计和建设实施，具有重要的指导意义，并没有具体的实施方案和装置。专利CN110920694A和专利CN 106741013B虽然公开了关于车载设备的手动和自动切换功能，但是并没有公开切换过程中所检查的启动条件和切换条件，也没有公开手动和自动切换实现停车和不停车两种切换方式。专利CN110920694A公开了关于车载设备的手动和自动切换功能，但是并没有对切换过程中启动条件和切换条件以及切换方式进行详细说明。
目前，如何将市域车载设备和城轨车载设备进行叠加和切换是分体式的难点，是实现市域铁路与城市轨道交通跨线运行的关键问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种兼容多种制式的列控车载设备切换***及方法，用于解决市域铁路列控车载设备（简称：市域车载设备）与城市轨道交通列控车载设备（简称：城轨车载设备）无法互相兼容，列车无法在市域铁路与城市轨道交通之间实现跨线运行的问题。将市域车载设备与城轨车载设备进行叠加，通过共用外部设备并增加少量IO接口，设计手动和自动切换方法实现两套车载设备在停车和不停车情况下的安全切换，达到列车在市域铁路和城市轨道交通之间跨线运行的目标。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法，所述方法包括，
源列控车载设备通过IO接口和继电接口，判断源列控车载设备和目标列控车载设备是否满足控车切换启动条件；
满足切换启动条件时，源列控车载设备通过IO接口输出目标列控车载设备控车使能有效；
目标列控车载设备通过IO接口和继电接口采集到目标列控车载设备控车使能有效后，目标列控车载设备判断是否满足切换条件；
满足切换条件时，目标列控车载设备吸起控车状态安全继电器，由目标列控车载设备IO接口回采并由源列控车载设备IO接口采集，并输出目标列控车载设备控车状态有效、源列控车载设备使能无效；
源列控车载设备通过IO接口采集到目标列控车载设备控车状态有效和源列控车载设备使能无效后，落下控车状态安全继电器，完成列控车载设备控车切换。
具体的，所述方法还包括，在停车状态下，司机通过控车隔离开关实现控车切换，具体为，
司机将控车隔离开关打到源列控位，隔离源列控车载设备的制动权；目标列控车载设备检测到控车隔离开关打到源列控位，驱动控车状态安全继电器进行控车；
或，司机将控车隔离开关打到目标列控位，则隔离目标列控车载设备的制动权；源列控车载设备检测到控车隔离开关打到目标列控位，驱动控车状态安全继电器进行控车；
或，司机将控车隔离开关打到ALL位，则隔离源列控车载设备和目标列控车载设备的制动权，由司机负责控车。
具体的，所述方法还包括，
源列控车载设备回采的源列控车载控车状态及采集的目标列控车载控车状态同时有效，并超过容忍时间；或回采的源列控车载控车状态及采集的目标列控车载控车状态同时无效；或源列控车载设备控车状态安全继电器驱采不一致时，源列控车载设备立即输出紧急制动；
目标列控车载设备回采的目标列控车载控车状态及采集的源列控车载控车状态同时有效，并超过容忍时间；或回采的目标列控车载控车状态及采集的源列控车载控车状态同时无效；或目标列控车载设备控车状态安全继电器驱采不一致时，目标列控车载设备立即输出紧急制动。
具体的，所述源列控车载设备通过IO接口单元，判断源列控车载设备和目标列控车载设备是否满足控车切换启动条件，包括，
在停车状态下，司机在人机界面上按压目标列控车载设备按键并确认，触发源列控车载设备检查是否满足控车切换启动条件；
在不停车状态下，源列控车载设备接收地面应答器的控车切换信息触发源列控车载设备检查是否满足控车切换启动条件。
具体的，在停车状态下，司机在人机界面上按压目标列控车载设备按键并确认，触发源列控车载设备检查是否满足控车切换启动条件；
所述在停车状态下，手动触发源列控车载设备是否满足控车切换启动条件，具体为，
在停车状态下，源列控车载设备接收司机在人机界面按压目标列控车载设备按键并确认，触发源列控车载设备通过IO接口检查目标列控车载设备是否满足控车切换启动条件；
其中，所述源列控车载设备满足控车切换启动条件，包括目标列控车载控车状态无效、源列控车载控车状态有效以及源列控车载设备未输出制动。
具体的，所述在不停车状态下，地面应答器的控车切换信息触发源列控车载设备检查是否满足控车切换启动条件，具体为，
在不停车的情况下，源列控车载设备接收地面应答器的控车切换预告信息，人机界面播报控车切换预告语音并显示控车切换预告文本；
列车运行到切换点，接收到地面应答器的控车切换信息，检查是否满足启动条件；
其中，所述启动条件包括源列控车载控车状态有效、目标列控车载控车状态无效、预告的控车主体为目标列控车载设备、源列控车载设备特定的控车模式、源列控车载设备未输出制动以及列车速度低于设定的速度。
具体的，所述目标列控车载设备通过IO接口检查并确认是否满足切换条件，具体为，
目标列控车载设备通过IO接口回采的目标列控车载控车状态无效、源列控车载控车状态有效、目标列控车载设备工作正常并能够接收移动授权。
具体的，所述目标列控车载驱动控车状态安全继电器，并输出目标列控车载设备控车状态有效、源列控车载使能无效，具体为，
源列控车载设备在容忍时间内采集到目标列控车载控车状态有效且源列控车载使能无效，解除源列控车载设备驱动控车状态安全继电器并输出源列控车载控车状态无效；
目标列控车载设备在容忍时间内采集到源列控车载控车状态无效时，人机界面发出目标列控车载控车文本和提示声音，完成列控车载设备控车切换。
具体的，所述目标列控车载使能有效表示源列控车载设备允许目标列控车载设备控车；
所述源列控车载使能有效表示目标列控车载设备允许源列控车载设备控车；
所述源列控车载控车状态有效表示源列控车载控车状态安全继电器吸起且当前由源列控车载设备控车，当源列控车载设备控车时，源列控车载使能及源列控车载控车状态有效；
所述目标列控车载控车状态有效表示目标列控车载控车状态安全继电器吸起且当前由目标列控车载设备控车，当目标列控车载设备控车时，目标列控车载使能及目标列控车载控车状态有效。
一种兼容多种制式的列控车载设备的切换***，所述***包括：源列控车载设备、目标列控车载设备、两个或多个IO接口、两个或多个继电接口、一个或多个控车隔离开关和外部共用设备，其中，
所述IO接口和继电接口，分别与所述源列控车载设备和所述目标列控车载设备的IO接口单元连接；其中，由源列控车载设备IO接口单元驱动、目标列控车载设备IO接口单元采集的目标列控车载使能，用于源列控车载设备满足控车切换启动条件时允许目标列控车载设备控车，同时用于判断目标列控车载设备是否满足控车切换条件；
所述继电接口，分别与源列控车载设备和目标列控车载设备的IO接口单元连接；当目标列控车载设备满足控车切换条件时，由目标列控车载设备驱动的控车状态安全继电器，其接点由目标列控车载设备IO接口单元回采，并由源列控车载设备IO接口单元采集到目标列控车载设备控车状态有效，用于判断目标列控车载设备是否控车；还用于由源列控车载设备IO接口单元采集到目标列控车载设备控车状态有效和源列控车载设备使能无效后，落下控车状态安全继电器，完成列控车载设备控车切换。
具体的，所述***还包括控车隔离开关，其中，
所述控车隔离开关包括零位、源列控位、目标列控位和ALL位；
所述零位用于不隔离列控车载设备；
所述源列控位用于隔离源列控车载设备；
所述目标列控位用于隔离目标列控车载设备；
所述ALL位用于同时隔离源列控车载设备和目标列控车载设备。
具体的，所述***还包括独立外部设备，其中，
独立的外部设备包括源列控车载设备和目标列控车载设备不共有的外部设备和无线通信天线。
具体的，所述外部共用设备包括应答器接收天线、速度传感器和人机界面；
所述应答器接收天线，用于接收地面应答器的载波信号，并与车载设备的应答器接收单元交互应答器信息；
所述速度传感器，用于将测速的脉冲信号和雷达信号传输给车载设备的测速测距单元；
所述人机界面，用于与司机交互当前控车车载设备的驾驶信息。
具体的，所述源列控车载设备和目标列控车载设备为两种不同列控***制式下的列控车载设备，且相互独立。
本发明的技术效果和优点：
1、市域车载设备与城轨车载设备的叠加方案，包括共用的设备、新增的IO接口、继电接口和控车隔离开关；
2、市域车载设备与城轨车载设备之间手动和自动切换的流程，及切换过程中所检查的启动条件和切换条件；
3、两套车载设备叠加后，继电接口异常情况的处理方法。
4、利用控车隔离开关进行控车切换的方法；
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为市域车载设备与城轨车载设备叠加结构及接口示意图；
图2为手动由市域车载设备控车向城轨车载设备控车切换流程图；
图3为设备自动由市域车载设备控车向城轨车载设备控车切换流程图；
图4为手动由城轨车载设备控车向市域车载设备控车切换流程图；
图5为设备自动由城轨车载设备控车向市域车载设备控车切换流程图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
为解决现有技术的不足，本发明公开了一种兼容多种制式的列控车载设备切换***及方法，本发明***包括源列控车载设备、目标列控车载设备、两个或多个IO接口、两个或多个继电接口、一个或多个控车隔离开关和外部共用设备，其中，所述源列控车载设备与目标列控车载设备相互独立；
所述IO接口和继电接口，分别与所述源列控车载设备和所述目标列控车载设备的IO接口单元连接；其中，由源列控车载设备IO接口单元驱动、目标列控车载设备IO接口单元采集的目标列控车载使能，用于源列控车载设备满足控车切换启动条件时允许目标列控车载设备控车，同时用于判断目标列控车载设备是否满足控车切换条件；
进一步地，所述IO接口，分别与所述源列控车载设备和所述目标列控车载设备的IO接口单元连接，驱动采集的信号包括由源列控车载设备IO接口驱动、目标列控车载设备IO接口采集的“目标列控车载使能”，目标列控车载使能有效表示源列控车载设备允许目标列控车载设备控车，用于目标列控车载设备判断是否满足控车切换条件；由目标列控车载设备IO接口驱动、源列控车载设备IO接口采集的“源列控车载使能”，源列控车载使能有效表示目标列控车载设备允许源列控车载设备控车，用于源列控车载设备判断是否满足控车切换条件；
所述继电接口，分别与源列控车载设备和目标列控车载设备的IO接口单元连接；当目标列控车载设备满足控车切换条件时，由目标列控车载设备驱动的控车状态安全继电器，其接点由目标列控车载设备IO接口单元回采，并由源列控车载设备IO接口单元采集到目标列控车载设备控车状态有效，用于判断目标列控车载设备是否控车；还用于由源列控车载设备IO接口单元采集到目标列控车载设备控车状态有效和源列控车载设备使能无效后，落下控车状态安全继电器，完成列控车载设备控车切换。
进一步地，所述继电接口，分别与源列控车载设备和目标列控车载设备的IO接口单元连接，包括由源列控车载设备IO接口单元驱动的源列控车载设备控车状态安全继电器，该继电器接点表示“源列控车载设备控车状态”，由目标列控车载设备IO接口单元采集，并由源列控车载设备IO接口单元回采；当源列控车载设备控车状态安全继电器吸起时，则源列控车载设备控车状态有效，表示源列控车载设备具有控车权；由目标列控车载设备IO接口单元驱动目标列控车载设备控车状态安全继电器，该继电器接点表示“目标列控车载设备控车状态”，由源列控车载设备IO接口单元采集，并由目标列控车载设备IO接口单元回采；当目标列控车载设备控车状态安全继电器吸起时，则目标列控车载设备控车状态有效，表示目标列控车载设备具有控车权；其中，满足切换条件时，由目标列控车载设备驱动控车状态安全继电器，其接点由目标列控车载设备回采，并由源列控车载设备采集到目标列控车载设备控车状态有效、源列控车载设备使能无效，用于判断目标列控车载设备是否控车；还用于由源列控车载设备采集到目标列控车载设备控车状态有效和源列控车载设备使能无效后，落下控车状态安全继电器，完成列控车载设备控车切换。
进一步的，本发明***还包括独立外部设备，所述独立外部设备包括不共有的外部设备以及无线通信天线。
进一步的，所述外部共用设备包括应答器接收天线、速度传感器和人机界面，其中，所述应答器接收天线，用于接收地面应答器的载波信号，并向车载设备的应答器接收单元传输应答器信息；所述速度传感器，用于将测速的脉冲信号和雷达信号传输给车载设备的测速测距单元；所述人机界面，用于与司机交互当前控车车载设备的驾驶信息。
一种兼容多种制式的列控车载设备切换方法，该方法包括，两个或多个车载设备间通过IO接口、继电接口、控车隔离开关进行自动或手动切换，具体为，
源列控车载设备通过IO接口和继电接口，判断源列控车载设备和目标列控车载设备是否满足控车切换启动条件；
满足切换启动条件时，源列控车载设备通过IO接口输出目标列控车载设备控车使能有效；
目标列控车载设备通过IO接口和继电接口判断是否满足切换条件，满足切换条件包括目标列控车载控车状态无效、源列控车载控车状态有效、目标列控车载设备工作正常并能够接收移动授权；
满足切换条件时，目标列控车载设备吸起控车状态安全继电器，并通过IO接口单元输出目标列控车载设备控车状态有效、源列控车载使能无效；源列控车载设备在容忍时间内采集到目标列控车载控车状态有效且源列控车载设备未输出制动，解除源列控车载设备驱动控车状态安全继电器并输出源列控车载控车状态无效；目标列控车载设备在容忍时间内采集到源列控车载控车状态无效时，人机界面发出目标列控车载控车文本和提示声音，完成列控车载设备切换。
进一步地，所述源列控车载设备通过IO接口和继电接口检查目标列控车载设备是否满足控车切换启动条件，包括，
在停车状态下，源列控车载设备接收司机在人机界面按压目标列控车载设备的信号，源列控车载设备通过IO接口和继电接口检查目标列控车载设备是否满足控车切换启动条件；其中，所述满足控车切换启动条件，包括目标列控车载控车状态无效、源列控域车载控车状态有效以及源列控车载设备未输出制动等。
在不停车状态下，源列控车载设备通过IO接口和继电接口自动检查目标列控车载设备是否满足控车切换启动条件：源列控车载设备接收地面应答器的控车切换预告信息，人机界面播报控车切换预告语音并显示控车切换预告文本；列车运行到切换点，接收到地面应答器的控车切换信息，检查是否满足启动条件；其中，所述启动条件包括源列控车载控车状态有效、目标列控车载控车状态无效、预告的控车主体为目标列控车载设备、源列控车载设备处于特定的控车模式、源列控车载设备未输出制动以及列车速度低于设定速度等。
本发明方法还包括，在停车状态下，司机通过控车隔离开关实现控车切换，具体为，司机将控车隔离开关打到源列控位，隔离源列控车载设备的制动权；目标列控车载设备检测到控车隔离开关打到源列控位，驱动控车状态安全继电器进行控车；司机将控车隔离开关打到目标列控位，则隔离目标列控车载设备的制动权；源列控车载设备检测到控车隔离开关打到目标列控位，驱动控车状态安全继电器进行控车；司机将控车隔离开关打到ALL位，则隔离源列控车载设备和目标列控车载设备的制动权，由司机负责控车。
所述方法还包括，源列控车载设备或目标列控车载设备检测到源列控车载控车状态及目标列控车载控车状态同时有效，并超过容忍时间，或源列控车载控车状态及目标列控车载控车状态同时无效，或控车状态安全继电器驱采不一致时，源列控车载设备或目标列控车载设备立即输出紧急制动。
本发明***能够应用在任意两个或多个不同种类的列控车载设备间，实现不同设备间的叠加切换，本实施例将以市域车载设备与城轨车载设备间的叠加切换为例，进一步对本发明技术进行说明。
根据图1所示的市域车载设备与城轨车载设备叠加结构及接口示意图可知，本发明实施例***包括，市域车载设备、城轨车载设备、两个IO接口、两个继电接口、一个控车隔离开关、外部共用设备和外部独立设备，其中，所述市域车载设备和所述城轨车载设备相互独立；所述市域车载设备和所述城轨车载设备通过IO接口和继电接口连接；
所述外部共用设备包括应答器接收天线、速度传感器和人机界面；
所述多个车载设备包括市域车载设备和城轨车载设备，其中，所述市域车载设备，包括主控单元、IO接口单元、应答器信息接收单元、ATO单元、列车接口单元、测速测距单元、数据记录单元、无线通信单元和轨道电路信息读取单元；
所述城轨车载设备，包括主控单元、IO接口单元、应答器信息接收单元、ATO单元、列车接口单元、测速测距单元、数据记录单元和无线通信单元。
为了实现两套车载设备对列车控制的切换，两套车载设备之间增加2个IO接口、2个继电接口和1个控车隔离开关。其中，
两个IO接口驱动采集的信号为：由市域车载设备IO接口单元驱动、城轨车载设备IO接口单元采集的“城轨车载使能”；由城轨车载设备IO接口单元驱动、市域车载设备IO接口单元采集的“市域车载使能”；，
两个继电接口驱动采集的信号为：由市域车载设备IO接口单元驱动的市域车载控车状态安全继电器，该继电器接点表示“市域车载控车状态”，分别由城轨车载设备IO接口单元采集并由市域车载设备IO接口单元回采；由城轨车载设备驱动的城轨车载控车状态安全继电器，该继电器接点表示“城轨车载控车状态”，分别由市域车载设备IO接口单元采集并由城轨车载设备IO接口单元回采。
所述控车隔离开关包括零位、市域位、城轨位和ALL位，其中，所述零位用于不隔离市域车载设备和城轨车载设备；所述市域位用于隔离市域车载设备；所述城轨位用于隔离城轨车载设备；所述ALL位用于同时隔离市域和城轨车载设备。
控车隔离开关的两端分别与市域车载设备的IO接口单元和城轨车载设备的IO接口单元连接。
市域车载设备和城轨车载设备的共用外部设备包括应答器接收天线、速度传感器和人机界面（DMI），其中，应答器接收天线接收地面应答器的载波信号，并向车载设备的应答器接收单元传输应答器信息；速度传感器将测速的脉冲信号和雷达信号传输给车载设备的测速测距单元；DMI与司机交互当前控车车载设备的驾驶信息。
市域车载设备和城轨车载设备的独立外部设备为无线通信天线和轨道电路读取天线，其中，轨道电路读取天线用于接收地面轨道电路的载频和低频信号，并与市域车载设备的轨道电路信息读取单元接口；市域车载设备的无线通信天线接入GPRS网络，而城轨车载设备的无线通信天线接入WLAN或LTE网络，与各自的无线通信单元接口实现无线通信。
为了满足两套车载设备停车切换和不停车切换的需求，分别提出了司机手动切换方法和设备自动切换方法。同时，为了提高切换效率，两套车载设备以热备的方式运行。
一种兼容市域与城轨的车载设备叠加及切换方法，该方法包括，市域车载设备通过IO接口和继电接口向城轨车载设备自动或手动切换，城轨车载设备通过IO接口和继电接口向市域车载设备自动或手动切换，其中，
在停车状态下，市域车载设备向城轨车载设备进行手动切换或城轨车载设备向市域车载设备进行手动切换；在不停车状态下，市域车载设备向城轨车载设备进行自动切换或城轨车载设备向市域车载设备进行自动切换。
图2-5分别示出了司机手动由市域车载设备控车向城轨车载设备控车切换流程图、设备自动由市域车载设备控车向城轨车载设备控车切换流程图、司机手动由城轨车载设备控车向市域车载设备控车切换流程图和设备自动由城轨车载设备控车向市域车载设备控车切换流程图，图中，城轨车载使能有效表示市域车载设备允许城轨车载设备控车，市域车载使能有效表示城轨车载设备允许市域车载设备控车，市域车载控车状态有效表示市域车载控车状态安全继电器吸起且当前由市域车载设备控车，城轨车载控车状态有效表示城轨车载控车状态安全继电器吸起且当前由城轨车载设备控车。当市域车载设备控车时，市域车载使能及市域车载控车状态有效；当城轨车载设备控车时，城轨车载使能及城轨车载控车状态有效。控车隔离开关零位表示未隔离车载设备，市域位表示隔离市域车载设备，城轨位表示隔离城轨车载设备，ALL位表示同时隔离市域和城轨车载设备。
司机手动由市域车载设备控车向城轨车载设备控车切换的交互流程如图2所示，该切换的启动过程为：在停车状态下，司机在DMI上按压城轨按键并确认，之后市域车载设备检查是否满足启动条件，其中，所述启动条件包括回采的市域车载控车状态有效、城轨车载控车状态无效、市域车载设备的控车模式不为调车模式、市域车载设备未输出制动等。
进一步地，手动由市域车载设备控车向城轨车载设备控车切换启动条件满足后，市域车载设备输出城轨车载使能有效；城轨车载设备检测到城轨车载使能上升沿信号后，检查切换条件，包括回采的城轨车载控车状态无效、市域车载控车状态有效、城轨车载设备接收到区域控制器的移动授权、城轨车载设备工作正常等；切换条件满足后，城轨车载设备首先驱动城轨车载控车状态安全继电器吸起并输出市域车载使能无效，此时城轨车载设备能够行使制动权；然后，当市域车载设备在容忍时间内检测到城轨车载控车状态有效且市域车载设备未输出制动，则落下市域车载控车状态安全继电器，此时市域车载设备失去制动权，即市域车载控车状态无效；最后，当城轨车载设备在容忍时间内检测到市域车载控车状态无效，则DMI显示城轨车载控车文本并发出提示声音，此时控车切换完成。
设备自动由市域车载设备控车向城轨车载设备控车切换的流程如图3所示，该切换的启动过程为：在不停车的情况下，市域车载设备接收地面应答器的控车切换预告信息，DMI播报控车切换预告语音并显示控车切换预告文本；当列车运行到切换点，接收地面应答器的控车切换信息后，检查启动条件，包括回采的市域车载控车状态有效、城轨车载控车状态无效、预告的控车主体为城轨车载设备、市域车载设备的控车模式不为调车模式、市域车载设备未输出制动、列车速度低于设定速度（本实施例使用80km/h）等。
进一步地，自动由市域车载设备控车向城轨车载设备控车切换启动条件满足后，市域车载设备输出城轨车载使能有效；城轨车载设备检测到城轨车载使能上升沿信号后，检查切换条件，包括回采的城轨车载控车状态无效、市域车载控车状态有效、城轨车载设备接收到区域控制器的移动授权、城轨车载设备工作正常等；切换条件满足后，城轨车载设备首先驱动城轨车载控车状态安全继电器吸起并输出市域车载使能无效，此时城轨车载设备能够行使制动权；然后，当市域车载设备在容忍时间内检测到城轨车载控车状态有效且市域车载设备未输出制动，则落下市域车载控车状态安全继电器，此时市域车载设备失去制动权，即市域车载控车状态无效；最后，当城轨车载设备在容忍时间内检测到市域车载控车状态无效，则DMI显示城轨车载控车文本并发出提示声音，此时控车切换完成。
司机手动由城轨车载设备控车向市域车载设备控车切换的交互流程如图4所示，该切换的启动过程为：在停车状态下，司机在DMI上按压市域按键并确认，之后城轨车载设备检查启动条件，包括回采的城轨车载控车状态有效、市域车载控车状态无效、城轨车载设备未输出制动等。
进一步地，手动由城轨车载设备控车向市域车载设备控车切换启动条件满足后，城轨车载设备输出市域车载控车使能有效。市域车载设备检测到市域车载使能上升沿信号后，检查切换条件，包括回采的市域车载控车状态无效、城轨车载控车状态有效、市域车载设备工作正常、收到轨道电路的低频码序等。切换条件满足后，市域车载设备首先驱动市域车载控车状态安全继电器吸起并输出城轨车载使能无效，此时市域车载设备能够行使制动权。然后，当城轨车载设备在容忍时间内检测到市域车载控车状态有效且城轨车载设备未输出制动，则落下城轨车载控车状态安全继电器，城轨车载设备失去制动权。最后，当市域车载设备在容忍时间内检测到城轨车载控车状态无效，则DMI显示市域车载设备控车文本并发出提示声音，此时控车切换完成。
设备自动由城轨车载设备控车向市域车载设备控车切换的流程如图5所示，该切换的启动过程为：在不停车情况下，城轨车载设备接收地面应答器的控车切换预告信息，DMI播报控车切换预告语音并显示控车切换预告文本。当列车运行到切换点，接收地面应答器的控车切换信息后，检查启动条件，包括回采的城轨车载控车状态有效、市域车载控车状态无效、预告的控车主体为市域车载设备、城轨车载设备未输出制动等。
进一步地，自动由城轨车载设备控车向市域车载设备控车切换启动条件满足后，城轨车载设备输出市域车载控车使能有效。市域车载设备检测到市域车载使能上升沿信号后，检查切换条件，包括回采的市域车载控车状态无效、城轨车载控车状态有效、市域车载设备工作正常、收到轨道电路的低频码序等。切换条件满足后，市域车载设备首先驱动市域车载控车状态安全继电器吸起并输出城轨车载使能无效，此时市域车载设备能够行使制动权。然后，当城轨车载设备在容忍时间内检测到市域车载控车状态有效且城轨车载设备未输出制动，则落下城轨车载控车状态安全继电器，城轨车载设备失去制动权。最后，当市域车载设备在容忍时间内检测到城轨车载控车状态无效，则DMI显示市域车载设备控车文本并发出提示声音，此时控车切换完成。
市域车载设备检测到以下三种情况之一，立即输出紧急制动。(1)回采的市域车载控车状态及城轨车载控车状态同时有效，并超过容忍时间；(2)回采的市域车载控车状态及城轨车载控车状态同时无效；(3)市域车载控车状态安全继电器驱采不一致。同理，城轨车载设备检测到以下三种情况之一，立即输出紧急制动。(1)回采的城轨车载控车状态及市域车载控车状态同时有效，并超过容忍时间；(2)回采的城轨车载控车状态及市域车载控车状态同时无效；(3)城轨车载控车状态安全继电器驱采不一致。
在停车状态下，司机可通过控车隔离开关实现控车切换。司机将控车隔离开关打到市域位，则隔离市域车载设备的制动权；城轨车载设备检测到控车隔离开关打到市域位，直接吸起城轨车载控车状态安全继电器进行控车。司机将控车隔离开关打到城轨位，则隔离城轨车载设备的制动权；市域车载设备检测到控车隔离开关打到城轨位，直接吸起市域车载控车状态安全继电器进行控车。司机将控车隔离开关打到ALL位，则隔离市域车载设备和城轨车载设备的制动权，并由司机负责控车。
综上所述，本发明技术通过叠加两套车载设备实现市域铁路和城市轨道交通的跨线运行，两套车载设备互相独立，耦合程度及耦合风险低，便于运营管理。该叠加方法尽可能共用外部设备并增加了2个IO接口、2个继电接口和1个控车隔离开关，成本低且实现简单。手动和自动切换实现停车和不停车两种切换方式，能够满足不同运营场景的需求；此外，通过对接口的异常处理，保证切换流程安全可靠并具有异常防护功能。利用控车隔离开关实现控车切换，提高了叠加车载设备的可用性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法，其特征在于，所述方法包括，
源列控车载设备通过IO接口和继电接口，判断源列控车载设备和目标列控车载设备是否满足控车切换启动条件；
满足切换启动条件时，源列控车载设备通过IO接口输出目标列控车载设备控车使能有效；
目标列控车载设备通过IO接口和继电接口采集到目标列控车载设备控车使能有效后，目标列控车载设备判断是否满足切换条件；
满足切换条件时，目标列控车载设备吸起控车状态安全继电器，由目标列控车载设备IO接口回采并由源列控车载设备IO接口采集，并输出目标列控车载设备控车状态有效、源列控车载设备使能无效；
源列控车载设备通过IO接口采集到目标列控车载设备控车状态有效和源列控车载设备使能无效后，落下控车状态安全继电器，完成列控车载设备控车切换。
2.根据权利要求1所述的一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法，其特征在于，所述方法还包括，在停车状态下，司机通过控车隔离开关实现控车切换，具体为，
司机将控车隔离开关打到源列控位，隔离源列控车载设备的制动权；目标列控车载设备检测到控车隔离开关打到源列控位，驱动控车状态安全继电器进行控车；
或，司机将控车隔离开关打到目标列控位，则隔离目标列控车载设备的制动权；源列控车载设备检测到控车隔离开关打到目标列控位，驱动控车状态安全继电器进行控车；
或，司机将控车隔离开关打到ALL位，则隔离源列控车载设备和目标列控车载设备的制动权，由司机负责控车。
3.根据权利要求1所述的一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法，其特征在于，所述方法还包括，
源列控车载设备回采的源列控车载控车状态及采集的目标列控车载控车状态同时有效，并超过容忍时间；或回采的源列控车载控车状态及采集的目标列控车载控车状态同时无效；或源列控车载设备控车状态安全继电器驱采不一致时，源列控车载设备立即输出紧急制动；
目标列控车载设备回采的目标列控车载控车状态及采集的源列控车载控车状态同时有效，并超过容忍时间；或回采的目标列控车载控车状态及采集的源列控车载控车状态同时无效；或目标列控车载设备控车状态安全继电器驱采不一致时，目标列控车载设备立即输出紧急制动。
4.根据权利要求1所述的一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法，其特征在于，所述源列控车载设备通过IO接口单元，判断源列控车载设备和目标列控车载设备是否满足控车切换启动条件，包括，
在停车状态下，司机在人机界面上按压目标列控车载设备按键并确认，触发源列控车载设备检查是否满足控车切换启动条件；
在不停车状态下，源列控车载设备接收地面应答器的控车切换信息触发源列控车载设备检查是否满足控车切换启动条件。
5.根据权利要求4所述的一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法，其特征在于，在停车状态下，司机在人机界面上按压目标列控车载设备按键并确认，触发源列控车载设备检查是否满足控车切换启动条件；
所述在停车状态下，手动触发源列控车载设备是否满足控车切换启动条件，具体为，
在停车状态下，源列控车载设备接收司机在人机界面按压目标列控车载设备按键并确认，触发源列控车载设备通过IO接口检查目标列控车载设备是否满足控车切换启动条件；
其中，所述源列控车载设备满足控车切换启动条件，包括目标列控车载控车状态无效、源列控车载控车状态有效以及源列控车载设备未输出制动。
6.根据权利要求4所述的一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法，其特征在于，所述在不停车状态下，地面应答器的控车切换信息触发源列控车载设备检查是否满足控车切换启动条件，具体为，
在不停车的情况下，源列控车载设备接收地面应答器的控车切换预告信息，人机界面播报控车切换预告语音并显示控车切换预告文本；
列车运行到切换点，接收到地面应答器的控车切换信息，检查是否满足启动条件；
其中，所述启动条件包括源列控车载控车状态有效、目标列控车载控车状态无效、预告的控车主体为目标列控车载设备、源列控车载设备特定的控车模式、源列控车载设备未输出制动以及列车速度低于设定的速度。
7.根据权利要求1所述的一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法，其特征在于，所述目标列控车载设备通过IO接口检查并确认是否满足切换条件，具体为，
目标列控车载设备通过IO接口回采的目标列控车载控车状态无效、源列控车载控车状态有效、目标列控车载设备工作正常并能够接收移动授权。
8.根据权利要求1所述的一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法，其特征在于，所述目标列控车载设备驱动控车状态安全继电器，并输出目标列控车载设备控车状态有效、源列控车载使能无效，具体为，
源列控车载设备在容忍时间内采集到目标列控车载控车状态有效且源列控车载使能无效，解除源列控车载设备驱动控车状态安全继电器并输出源列控车载控车状态无效；
目标列控车载设备在容忍时间内采集到源列控车载控车状态无效时，人机界面发出目标列控车载控车文本和提示声音，完成列控车载设备控车切换。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种兼容多种制式的列控车载设备的切换方法，其特征在于，
所述目标列控车载使能有效表示源列控车载设备允许目标列控车载设备控车；
所述源列控车载使能有效表示目标列控车载设备允许源列控车载设备控车；
所述源列控车载控车状态有效表示源列控车载控车状态安全继电器吸起且当前由源列控车载设备控车，当源列控车载设备控车时，源列控车载使能及源列控车载控车状态有效；
所述目标列控车载控车状态有效表示目标列控车载控车状态安全继电器吸起且当前由目标列控车载设备控车，当目标列控车载设备控车时，目标列控车载使能及目标列控车载控车状态有效。
10.一种兼容多种制式的列控车载设备的切换***，其特征在于，所述***包括：源列控车载设备、目标列控车载设备、两个或多个IO接口、两个或多个继电接口、一个或多个控车隔离开关和外部共用设备，其中，
所述IO接口和继电接口，分别与所述源列控车载设备和所述目标列控车载设备的IO接口单元连接；其中，由源列控车载设备IO接口单元驱动、目标列控车载设备IO接口单元采集的目标列控车载使能，用于源列控车载设备满足控车切换启动条件时允许目标列控车载设备控车，同时用于判断目标列控车载设备是否满足控车切换条件；
所述继电接口，分别与源列控车载设备和目标列控车载设备的IO接口单元连接；当目标列控车载设备满足控车切换条件时，由目标列控车载设备驱动的控车状态安全继电器，其接点由目标列控车载设备IO接口单元回采，并由源列控车载设备IO接口单元采集到目标列控车载设备控车状态有效，用于判断目标列控车载设备是否控车；还用于由源列控车载设备IO接口单元采集到目标列控车载设备控车状态有效和源列控车载设备使能无效后，落下控车状态安全继电器，完成列控车载设备控车切换。
11.根据权利要求10所述的一种兼容多种制式的列控车载设备的切换***，其特征在于，所述***还包括控车隔离开关，其中，
所述控车隔离开关包括零位、源列控位、目标列控位和ALL位；
所述零位用于不隔离列控车载设备；
所述源列控位用于隔离源列控车载设备；
所述目标列控位用于隔离目标列控车载设备；
所述ALL位用于同时隔离源列控车载设备和目标列控车载设备。
12.根据权利要求10所述的一种兼容多种制式的列控车载设备的切换***，其特征在于，所述***还包括独立外部设备，其中，
独立的外部设备包括源列控车载设备和目标列控车载设备不共有的外部设备和无线通信天线。
13.根据权利要求10所述的一种兼容多种制式的列控车载设备的切换***，其特征在于，所述外部共用设备包括应答器接收天线、速度传感器和人机界面；
所述应答器接收天线，用于接收地面应答器的载波信号，并与车载设备的应答器接收单元交互应答器信息；
所述速度传感器，用于将测速的脉冲信号和雷达信号传输给车载设备的测速测距单元；
所述人机界面，用于与司机交互当前控车车载设备的驾驶信息。
14.根据权利要求10所述的一种兼容多种制式的列控车载设备的切换***，其特征在于，
所述源列控车载设备和目标列控车载设备为两种不同列控***制式下的列控车载设备，且相互独立。
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| GR01 | Patent grant | ||
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