CN114604298B - Rm模式的列车安全防护方法和装置、车载设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供RM模式的列车安全防护方法和装置、车载设备以及介质，方法包括：在列车以RM模式运行时，接收前方布置的轨旁设备发出的报文；根据接收到的报文内容，采取相应措施。其中，根据接收到的报文内容，采取相应措施，包括：根据接收到的第一报文，实施制动；根据接收到的第二报文，允许列车继续以RM模式运行；根据接收到的第三报文，升级驾驶模式。根据本发明，能够在RM模式下提供防护功能，同时保证灵活性，在安全和效率之间实现平衡。
Description
技术领域
本发明涉及列车安全防护技术领域，具体涉及一种RM（Restricted Manual，限制人工驾驶）模式的列车安全防护方法和装置、车载设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
轨道交通线路使用的信号***采用基于无线通信的移动闭塞***（CBTC，Communication Based Train Control System，也称基于通信的列车自动控制***）以及相配套的点式降级防护***。该***在正线正常工作模式下，如FAM（Fully Automatictrain operating Mode，全自动防护模式，也称全自动列车运行模式）、AM（Automatictrain operating Mode，自动驾驶模式，也称自动列车运行模式）、CM（Code trainoperating Mode，自动防护模式，也称编码列车驾驶模式），ATP（Automatic TrainProtection，列车自动保护）***可以计算MA（Movement Authority，移动授权），车载设备根据MA计算速度限制和防护点，实现对列车运行的安全防护。在RM模式时，ATP***仅监控列车的限制防护速度，不再具备对危险点的防护功能，且列车在车辆段一般使用RM模式运行，也不具备对危险点的防护功能，列车错误行驶时会造成侧冲、追尾等运行风险。特别是在磁浮线路，由于线路结构的差异该风险会被放大，即磁浮线路道岔转换后，原轨道会形成断路，列车错误行驶时会从轨道掉落至梁下，造成巨大的运行安全风险和财产损失。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种能够在RM模式下提供危险点的安全防护的列车安全防护方法和装置、车载设备以及计算机可读存储介质。
在一方面，本发明提供一种RM模式的列车安全防护方法，包括：在列车以RM模式运行时，接收前方布置的轨旁设备发出的报文；根据接收到的报文内容，采取相应措施。其中，根据接收到的报文内容，采取相应措施，包括：根据接收到的第一报文，实施制动；根据接收到的第二报文，允许列车继续以RM模式运行；根据接收到的第三报文，升级驾驶模式。
根据本发明的一个特别实施例，轨旁设备布置在与危险点相距安全距离处，安全距离大于列车以允许的最高运行速度收到停车信息时在指定的不利制动条件下制动到列车停稳的最长距离。
根据本发明的一个特别实施例，安全距离等于牵引卸载阶段走行距离S1、惰行阶段走行距离S2、制动生效阶段走行距离S3和制动阶段走行距离S4之和。
根据本发明的一个特别实施例，牵引卸载阶段走行距离S1通过下列公式计算：
式中，
表示制动触发速度，
表示测速误差，a1表示列车在切牵引阶段的
最大加速度值，t1表示车载信号设备响应延迟时间和列车响应延迟时间之和；
其中，惰行阶段走行距离S2通过下列两个公式计算：
式中，
表示牵引卸载完成时的速度，t2表示列车在施加了紧急制动后，切除牵
引和紧急制动之间的时间差；
其中，制动生效阶段走行距离S3通过下列公式计算：
式中，a2表示列车制动建立阶段等效最大加速度值，t3表示列车制动建立阶段的时长；
其中，制动阶段走行距离S4通过下列公式计算：
式中，
表示制动建立完成时的速度，a3表示列车制动建立后等效最大加速度
值，t4表示列车制动建立后至列车制动至停稳的时长。
根据本发明的一个特别实施例，轨旁设备包括可变信息点式设备和固定信息点式设备构成的点式设备组，可变信息点式设备包括有源应答器、可变信标或可变短感应环线，固定信息点式设备包括无源应答器、固定信标或固定短感应环线。
根据本发明的一个特别实施例，轨旁设备包括沿轨道方向依次设置的第一固定信息点式设备、可变信息点式设备和第二固定信息点式设备。
根据本发明的一个特别实施例，根据接收到的第一报文，实施制动，包括：在列车正向运行时，如果接收到第一报文，则实施制动；在列车反向运行时，如果接收到第一报文，则不实施制动。其中，在列车正向运行时，如果接收到第一报文，则实施制动，包括：如果接收到第一固定信息点式设备发送的第一报文，并且没有搜索到可变信息点式设备，则实施制动；如果接收到第一固定信息点式设备发送的第一报文，并且搜索到可变信息点式设备，但是没有接收到可变信息点式设备发送的报文，则实施制动；如果没有接收到第一固定信息点式设备发送的第一报文，但是接收到可变信息点式设备发送的第一报文，则实施制动。其中，在列车反向运行时，如果接收到第一报文，则不实施制动，包括：如果接收到第二固定信息点式设备发送的第一报文，并且接收到可变信息点式设备发送的第一报文，则不实施制动；如果接收到可变信息点式设备发送的第一报文，并且没有接收到第二固定信息点式设备发送的报文，则实施制动；如果仅接收到可变信息点式设备发送的第一报文，则实施制动。
根据本发明的一个特别实施例，根据接收到的第三报文，升级驾驶模式，包括：如果列车符合AM模式或CM模式的升级条件，则将驾驶模式升级至相应的AM模式或CM模式；如果列车不符合AM模式和CM模式的升级条件，则允许列车继续以RM模式运行。
根据本发明的一个特别实施例，第一报文包括红灯或蓝灯报文，第二报文包括白灯报文，第三报文包括绿灯或黄灯报文。
在另一方面，本发明提供一种RM模式的列车安全防护装置，包括：接收模块，用于在列车以RM模式运行时，接收前方布置的轨旁设备发出的报文；实施模块，用于根据接收到的报文内容，采取相应措施。其中，实施模块包括：制动单元，用于根据接收到的第一报文，实施制动；运行单元，用于根据接收到的第二报文，允许列车继续以RM模式运行；升级单元，用于根据接收到的第三报文，升级驾驶模式。
在另一方面，本发明提供一种用于列车的车载设备，包括：处理器；存储器；应用程序，应用程序存储在存储器中，并配置成由处理器执行，应用程序包括用于执行上述列车安全防护方法的指令。
在另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序用于执行上述列车安全防护方法。
本发明提供的RM模式的列车安全防护方法和装置、车载设备以及计算机可读存储介质，能够在RM模式下提供防护功能，避免列车因为RM模式的防护功能限制而驶入危险点。同时，根据不同的情况设置了不同的报文内容，进而采取不同的防护措施，这有利于列车根据不同情况灵活处置，在安全和效率之间实现了平衡。
附图说明
图1示出根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护方法的流程示意图；
图2示出根据本发明一实施例的轨旁设备布置方式的示意图；
图3示出根据本发明另一实施例的轨旁设备布置方式的示意图；
图4示出根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护装置的结构示意图；
图5示出根据本发明一实施例的用于列车的车载设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更加清楚地理解本发明的概念和思想，以下结合具体实施例详细描述本发明。应理解，本文给出的实施例都只是本发明可能具有的所有实施例的一部分。本领域技术人员在阅读本申请的说明书以后，有能力对下述实施例的部分或整体作出改进、改造或替换，这些改进、改造或替换也都包含在本发明要求保护的范围内。
在本文中，术语“第一”、“第二”和其它类似词语并不意在暗示任何顺序、数量和重要性，而是仅仅用于对不同的元件进行区分。在本文中，术语“一”、“一个”和其它类似词语并不意在表示只存在一个所述事物，而是表示有关描述仅仅针对所述事物中的一个，所述事物可能具有一个或多个。在本文中，术语“包含”、“包括”和其它类似词语意在表示逻辑上的相互关系，而不能视作表示空间结构上的关系。例如，“A包括B”意在表示在逻辑上B属于A，而不表示在空间上B位于A的内部。另外，术语“包含”、“包括”和其它类似词语的含义应视为开放性的，而非封闭性的。例如，“A包括B”意在表示B属于A，但是B不一定构成A的全部，A还可能包括C、D、E等其它元素。
在本文中，术语“实施例”、“本实施例”、“一实施例”、“一个实施例”并不表示有关描述仅仅适用于一个特定的实施例，而是表示这些描述还可能适用于另外一个或多个实施例中。本领域技术人员应理解，在本文中，任何针对某一个实施例所做的描述都可以与另外一个或多个实施例中的有关描述进行替代、组合或者以其它方式结合，所述替代、组合或者以其它方式结合所产生的新实施例是本领域技术人员能够容易想到的，属于本发明的保护范围。
以下参照图1描述根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护方法100。
根据本实施例，列车安全防护方法100包括：
S110、在列车以RM模式运行时，接收前方布置的轨旁设备发出的报文；
S120、根据接收到的报文内容，采取相应措施。
其中，S120包括：
S121、根据接收到的第一报文，实施制动；
S122、根据接收到的第二报文，允许列车继续以RM模式运行；
S123、根据接收到的第三报文，升级驾驶模式。
根据本实施例的方法，能够在RM模式下提供防护功能，避免列车因为RM模式的防护功能限制而驶入危险点。同时，根据不同的情况设置了不同的报文内容，进而采取不同的防护措施，这有利于列车根据不同情况灵活处置，在安全和效率之间实现了平衡。
在一实施例中，RM模式可以是指本领域中一种公知的列车驾驶模式，在这种模式中，ATP***仅监控列车的限制防护速度，并且不具备对危险点的防护功能。
具体而言，基于无线通信技术的移动闭塞***CBTC，通过无线通信网络来实现列车和地面设备的双向通信，用实时的列车位置和联锁的进路和相关安全防护信息计算移动授权的移动闭塞技术实现列车运行控制；点式降级防护***在无线通信中断或部分设备（如区域控制器）故障时使用的***降级防护模式，通过点式***向列车发送行车许可MA信息，实现列车的速度限制防护和防护点防护。
防护点的防护实现***在FAM、AM-C或CM-C模式或者降级***下的AM-I或CM-I模式时，车载设备通过无线通信***或点式设备从地面信号设备收到行车许可MA，车载设备以防护点（防护点速度为0）为终点计算列车速度距离曲线，并实时监控列车位置，当列车高于速度距离曲线时触发制动，确保列车在防护点停车，保护列车安全。列车在RM模式时，***（CBTC）仅提供***固定限速的防护，不提供防护点的防护。
在一实施例中，轨旁设备可以是指布置在轨道旁的任何设备，例如信号机、计轴器、应答器、屏蔽门、道岔、信标、感应环线等。在一实施例中，轨旁设备可以包括地面点式设备，例如应答器、信标、感应环线等。在一实施例中，布置在前方的轨旁设备，可以是指布置在列车运行方向上的前方的轨旁设备。如果列车正向运行，布置在前方的轨旁设备可以是指沿正向布置在列车前方的轨旁设备；如果列车反向运行，布置在前方的轨旁设备可以是指沿反向布置在列车前方的轨旁设备（即，相对于正向运行的列车处于列车后方）。
在一实施例中，点式***通过设置地面信息发送设备和车载信息接收设备形成点式的信息传输***，地面信号***（如联锁、列控）根据信号机的显示（或进路状态）编制相关的信号许可信息，通过规定的协议发送给点式***地面设备发送，车载点式***收到地面设备发送的信息并解析后发送给车载信号***。该***通过一定的方法能够实现信息的安全可靠的传输，最高可实现SIL4等级。
在一实施例中，报文可以是指轨旁设备向列车发出的任何可以被接收和读取到的信息。在一实施例中，报文可以是红灯报文、蓝灯（调车蓝灯）报文、白灯（调车白灯）报文等。其它类型的报文也是可以想到的。
以下描述根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护方法，本实施例是图1实施例的一个具体实例，可以包括上述所有实施例中的一个或多个实施例中的一个或多个特征。
根据本实施例，轨旁设备设置在与危险点相距安全距离处，安全距离大于列车以允许的最高运行速度收到停车信息时在指定的不利制动条件（最不利制动条件）下制动到列车停稳的最长距离，其中，最不利制动条件指的是列车同时满足如下情况：
列车在制动时所处的位置位于本线路下坡坡度斜率最大的路段；
列车的速度处于线路物理条件下所允许的最高速度；
列车载重处于列车所允许的最高载重；
列车制动所用的制动力处于行业所规定所允许的制动力的最低值。
根据本实施例，通过设置足够长的安全距离，能够保证列车在收到报文之后能够在尚未到达危险点时停车，从而对列车进行有效的安全防护。
在一实施例中，危险点可以是指任何不利于或妨碍列车安全的地点，例如道岔。本领域技术人员还可以想到其他类型的危险点。
以下描述根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护方法，本实施例是图1实施例的一个具体实例，可以包括上述所有实施例中的一个或多个实施例中的一个或多个特征。
根据本实施例，安全距离等于牵引卸载阶段走行距离S1、惰行阶段走行距离S2、制动生效阶段走行距离S3和制动阶段走行距离S4之和。
根据本实施例，将安全距离设定为牵引卸载阶段、惰行阶段、制动生效阶段和制动阶段这四个阶段中的列车行走距离之和，有利于全面考虑列车从收到报文到成功制动所要经历的所有运行阶段。对这四个阶段进行划分并针对其进行行走距离的计算，能够保证安全距离的充分性和可靠性。
在一实施例中，牵引卸载阶段可以是指列车从接收到报文开始、或者从列车驾驶员或车载设备发出停车指令开始，直到列车的牵引力消失的这一段时间。在一实施例中，惰行阶段可以是指在牵引力消失后，列车依赖惯性继续行走的这一段时间。在一实施例中，制动生效阶段可以是指列车制动部件开始执行制动命令，直到产生制动效果（例如开始影响列车的运行速度）的这一段时间。在一实施例中，制动阶段可以是指从列车的制动执行部件开始产生制动效果，直到列车停稳或制动完成这一段时间。
以下描述根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护方法，本实施例是图1实施例的一个具体实例，可以包括上述所有实施例中的一个或多个实施例中的一个或多个特征。
根据本实施例，牵引卸载阶段走行距离S1通过下列公式计算：
式中，
表示制动触发速度，
表示测速误差，a1表示列车在切牵引阶段的
最大加速度值，t1表示车载信号设备响应延迟时间和列车响应延迟时间之和；
其中，惰行阶段走行距离S2通过下列两个公式计算：
式中，
表示牵引卸载完成时的速度，t2表示列车在施加了紧急制动后，切除牵
引和紧急制动之间的时间差；
其中，制动生效阶段走行距离S3通过下列公式计算：
式中，a2表示列车制动建立阶段等效最大加速度值，t3表示列车制动建立阶段的时长；
其中，制动阶段走行距离S4通过下列公式计算：
式中，
表示制动建立完成时的速度，a3表示列车制动建立后等效最大加速度
值，t4表示列车制动建立后至列车制动至停稳的时长。
根据本实施例，安全距离的计算充分考虑了所有可能影响列车在制动时的运行距离的因素，有利于设计出充分安全的制动距离，从而避免列车在不利条件下的制动超出原先设计的安全距离从而导致列车驶入危险点的情况发生。
在一实施例中，在需要对危险点进行防护的外方设置地面可变信息点式设备，实现列车收到点式设备发送的停车信息时采取制动措施，并保证在最不利条件下列车在危险点前停车。
在一实施例中，列车以最高允许速度运行时触发制动的最不利制动条件下计算，
当列车速度超过制动触发速度
时，应按照最不利条件来考虑列车可能行驶的最远距
离。此时应至少考虑：
测速误差
；
牵引卸载阶段走行距离S1；
惰行阶段走行距离S2；
制动生效阶段走行距离S3；
制动阶段走行距离S4；
线路坡度以及气候环境因素对列车加速度的影响；
列车触发制动后的走行距离S。
最长制动距离还应考虑通用的安全裕量，安全裕量包括以下因素：设备安装误差；第一轮对到车钩的距离（悬垂距离）。
选定运营的参考减速率为a0，紧急制动参考减速度为a4。
在一实施例中，a1包含坡度对加速度的影响增加量，a2包含坡度、雨雪对加速度的影响增加量，a3包含坡度、雨雪对加速度的影响增加量。
以下描述根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护方法，本实施例是图1实施例的一个具体实例，可以包括上述所有实施例中的一个或多个实施例中的一个或多个特征。
根据本实施例，轨旁设备包括可变信息点式设备和固定信息点式设备构成的点式设备组，可变信息点式设备包括有源应答器、可变信标或可变短感应环线，固定信息点式设备包括无源应答器、固定信标或固定短感应环线。
根据本实施例，轨旁设备包括可变点式设备和固定点式设备，有利于结合可变点式设备的灵活性和固定点式设备的可靠性，从而保证报文的准确性和可靠性。
在一实施例中，可变信息点式设备可以是指其发出的信息或报文可以根据情况的不同而发生变化的点式设备。固定信息点式设备可以是指其发出的信息或报文是固定不变的，不会根据通常情况下的变化而发生改变的点式设备。
在一实施例中，应答器可以是指一种安装在地上类似于硬盘的存储装置，其可以将内部存储信息通过无线的方式传输给列车。在一实施例中，有源应答器可以是指这样的应答器，它有着一根专用的应答器电缆与地面电子单元相连接，在信号机旁边都安装有该应答器，地铁线路其它地方则视情况而定，因有源应答器有着电缆连接，所以其内部的存储信息是可以根据需要进行实时更改的，它主要传递的信息除了固定的线路信息外，还可以根据需要发出临时限速，车载信号的开闭等可变信息。在一实施例中，无源应答器可以是指这样的应答器，其没有电缆和任何连接线的一个应答器设备，内部信息无法进行实时更改，所以它传输出来的数据都是固定不变的数据，无源应答器一般安装在区间和站台中间，它主要传递线路固定参数，例如：线路坡度、线路规定运行的速度等等。
在一实施例中，信标可以是指布置在轨道旁边可以向列车发出信号的标志。在一实施例中，可变信标可以是指其发出的信息可以变化的信标。在一实施例中，固定信标可以是指其发出的信息不能改变的信标。
在一实施例中，感应环线可以是指布置在轨道旁边或中间，用作感应通信传输线的环。在一实施例中，短感应环线可以是指电缆或环的长度较短的感应环线。在一实施例中，可变短感应环线可以是指能够发出可变信息的短感应环线。在一实施例中，固定短感应环线可以是指能够发出固定信息的短感应环线。
以下描述根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护方法，本实施例是图1实施例的一个具体实例，可以包括上述所有实施例中的一个或多个实施例中的一个或多个特征。
根据本实施例，轨旁设备包括沿轨道方向依次设置的第一固定信息点式设备、可变信息点式设备和第二固定信息点式设备。
根据本实施例，通过设置可变点式设备和固定点式设备相互搭配的三个点式设备（或三个以上）构成的点式设备组，能够充分利用可变点式设备和固定点式设备各自的优点，提高点式设备发出信息的稳定性和可靠性。同时，固定-可变-固定的组合方式有利于简化列车在反向运行时的控制逻辑。
在一实施例中，沿轨道方向依次设置的第一固定信息点式设备、可变信息点式设备和第二固定信息点式设备，可以是指，在轨道方向上，相对于正向运行的列车，最近的是第一固定信息点式设备，其次的是可变信息点式设备，最远的是第二固定信息点式设备，即第一固定-可变-第二固定的布置形式。
以下描述根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护方法，本实施例是图1实施例的一个具体实例，可以包括上述所有实施例中的一个或多个实施例中的一个或多个特征。
根据本实施例，根据接收到的第一报文，实施制动，包括：
在列车正向运行时，如果接收到第一报文，则实施制动；
在列车反向运行时，如果接收到第一报文，则不实施制动；
其中，在列车正向运行时，如果接收到第一报文，则实施制动，包括：
如果接收到第一固定信息点式设备发送的第一报文，并且没有搜索到可变信息点式设备，则实施制动；
如果接收到第一固定信息点式设备发送的第一报文，并且搜索到可变信息点式设备，但是没有接收到可变信息点式设备发送的报文，则实施制动；
如果没有接收到第一固定信息点式设备发送的第一报文，但是接收到可变信息点式设备发送的第一报文，则实施制动；
其中，在列车反向运行时，如果接收到第一报文，则不实施制动，包括：
如果接收到第二固定信息点式设备发送的第一报文，并且接收到可变信息点式设备发送的第一报文，则不实施制动；
如果接收到可变信息点式设备发送的第一报文，并且没有收到第二固定信息点式设备发送的报文，则实施制动；
如果仅收到可变信息点式设备发送的第一报文，则实施制动。
根据本实施例，根据列车在接收到第一报文时的不同具体情况，设置了不同的反应模式，这样有利于实现精细化管理，最大化列车的安全性和运行效率，避免列车的运行控制不符合环境条件实际情况的问题发生。
在一实施例中，如果接收到第一固定信息点式设备发送的第一报文，并且没有搜索到可变信息点式设备，则实施制动，可以是指：列车接收到第一固定信息点式设备发出的第一报文之后，开始搜索布置在第一固定信息点式设备之后的可变信息点式设备，但是没有搜索到，于是实施制动。
在一实施例中，如果接收到第一固定信息点式设备发送的第一报文，并且搜索到可变信息点式设备，但是没有接收到可变信息点式设备发送的报文，则实施制动，可以是指：列车接收到第一固定信息点式设备发来的第一报文之后，开始搜索可变信息点式设备，搜索到了之后，没有接收到可变信息点式设备发来的任何信息，于是实施制动。
在一实施例中，如果接收到第二固定信息点式设备发送的第一报文，并且接收到可变信息点式设备发送的第一报文，则不实施制动，可以是指：列车先接收到第二固定信息点式设备的第一报文，然后接收到可变信息点式设备发送的第一报文，于是认为列车在反向运行，则不实施制动。
在一实施例中，如果接收到可变信息点式设备发送的第一报文，并且没有收到第二固定信息点式设备发送的报文，则实施制动，可以是指：列车接收到可变信息点式设备发送的第一报文之后，没有搜索到第二固定信息点式设备，或者虽然搜索到但是没有接收到第二固定信息点式设备发出的任何报文，则认为存在危险，实施制动。
在一实施例中，如果仅收到可变信息点式设备发送的第一报文，则实施制动，可以是指：列车既没有接收到第一固定信息点式设备发送的报文，也没有收到第二固定信息点式设备发送的报文，仅仅接收到可变信息点式设备发送的报文，则认为存在危险，实施制动。
在一实施例中，轨道交通点式设备的使用规则为单个设备应用，当点式设备丢失或点式信息传输失败或***（CBTC）故障时，均认为点式设备丢失。在点式设备丢失时，既有的RM模式下在发生如下异常事件定位丢失时不触发紧急制动，异常事件包括：
进路错误；
连续丢失两个地面点式设备；
应答器接收窗口外收到***（CBTC）内配置的地面点式设备；
应答器接收窗口内收到非预期的地面点式设备；
收到地面点式设备，但电子地图中未找到；
车载收到地面定位错误的特殊控制报文；
测距累积误差超过允许值（25m，可配置）；
车载点式接收设备如BTM（Balise Transmission Module，应答器传输模块）故障；
列车位置未在地图范围；
列车包络进入对向岔区；
下收到禁止报文（红灯报文）；
丢失顺向主应答器。
在RM模式下，执行上述原则会造成点式设备信息传输失败或故障时以及点式设备丢失时，因此车载设备不紧急制动而造成列车闯红灯。因此需对既有可变信息点式设备丢失、信息传输失败作防护，以便在RM模式下可变信息点式设备丢失时对列车作安全防护（紧急制动）。即车载设备在RM模式下，如收不到可变信息点式设备的报文，则需采取紧急制动安全措施作为安全防护，以防止列车闯红灯造成风险。
为了判断可变信息点式设备是否丢失还是此处未设置可变信息点式设备，需对可变信息点式设备与固定信息点式设备成队/组设置，间距一般为3米至5米；列车在收到固定信息点式设备时，在规定范围内寻找可变信息点式设备，如未找到可变信息点式设备或虽找到设备但未收到有效报文，则采取紧急制动安全措施。同时，可变信息点式设备与固定信息点式设备成队/组设置还可以实现列车在反向运行时不错误采取紧急制动安全措施。点式设备的配对/组信息由车载设备存储，不需要修改现有的城轨交通的报文应用体系。
以下描述根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护方法，本实施例是图1实施例的一个具体实例，可以包括上述所有实施例中的一个或多个实施例中的一个或多个特征。
根据本实施例，根据接收到的第三报文，升级驾驶模式，包括：
如果列车符合AM模式或CM模式的升级条件，则将驾驶模式升级至相应的AM模式或CM模式；
如果列车不符合AM模式和CM模式的升级条件，则允许列车继续以RM限制人工驾驶模式运行。
根据本实施例，通过设置允许列车自动驾驶模式升级的报文机制，可以在路况良好、环境安全的情况下，给予列车更高程度的自动驾驶功能，在适当情况下让列车驾驶员负担减轻，工作效率提高。
在一实施例中，AM模式可以是指这样的驾驶模式，此模式是正线列车运行的正常模式，此种模式下，列车在车站之间的运行是自动的，不需司机驾驶，司机只监视ATO（Automatic Train Operation，自动列车操作***）显示，监督车站发车和车门关闭，以及列车运行所要通过的轨道、道岔和信号的状态，并在必要时人工介入。在一实施例中，AM模式包含AM-C模式、AM-I模式等。
在一实施例中，CM模式可以是指这样的驾驶模式，此模式下，列车由司机人工驾驶，列车的运行速度受ATP监控；ATO此时对列车不进行控制，但会根据地图数据随时监督列车的位置；ATP连续监督人工驾驶的列车运行，如果列车超过允许速度将产生紧急制动。在一实施例中，CM模式包含CM-A模式、CM-I模式等。
以下描述根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护方法，本实施例是图1实施例的一个具体实例，可以包括上述所有实施例中的一个或多个实施例中的一个或多个特征。
根据本实施例，第一报文包括红灯或蓝灯报文，第二报文包括白灯报文，第三报文包括绿灯或黄灯报文。
根据本实施例，通过将红灯和蓝灯报文都视作停车报文，有利于防止列车闯红灯，并且在调车蓝灯下实施安全防护。将白灯报文视作继续行驶的报文，有利于维持列车的稳定运行。将绿灯或黄灯报文视作驾驶模式升级的报文，有利于利用较为良好的安全环境，为列车驾驶员减轻负担。
在一实施例中，利用信号***既有的点式降级装备，通过在距离需防护的地面外方适当距离处设置点式设备，地面信号设备（如联锁）根据信号机的显示（或进路状态）实时编制/选择报文，通过点式控制设备如LEU（Lineside Electronic Unit，地面电子单元）和点式地面设备等向车载设备发送响应的报文，车载设备根据收到报文对列车的运行进行控制，如果收到的是红灯（调车蓝灯）报文，则实施制动并在危险点前停车；如收到的是调车白灯报文，则不论是否完成了定位和头尾筛均不允许车载设备模式升级，继续允许列车以RM模式继续运行；如收到的是绿灯或黄灯报文，符合模式升级AM-I或CM-I的条件则升级为AM-I或CM-I模式后根据速度距离曲线监控列车运行，不符合模式升级条件则继续以RM模式限速运行；通过该技术实现列车在RM模式的列车（列车是否有定位均能实现防护）闯红灯（调车蓝灯）的安全防护。
在一实施例中，轨道交通可变信息点式设备报文的规则和应用原则一般由设备供应商自行制动和执行，在由互联互通需求时，一般执行各地区的标准或中国城市轨道交通协会技术装备专业委员会的互联互通应答器报文规范。无论设备供应商私有报文规则，还是地区和轨交协的规范，在报文的规定上基本一致，都是在Q_SIGNAL_ASPECT字段描述信号机显示状态。修改原则为：增加信号机显示状态的“白灯”显示状态，并规定响应的Q_SIGNAL_ASPECT值；修订“红灯”信号显示Q_SIGNAL_ASPECT所代表的信号机显示状态，增加“蓝灯”的内容，即信号机显示蓝灯时，与信号机显示红灯时发送相同的报文。修订后的报文结构如下：
以下参照图2描述根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护方法，本实施例是图1实施例的一个具体实例，可以包括上述所有实施例中的一个或多个实施例中的一个或多个特征。
如图2所示，列车正向运行时，列车在收到固定信息点式设备230时，搜索可变信息点式设备240，如未搜索到可变信息点式设备240或虽搜索到可变信息点式设备240但未收到有效报文，列车采取紧急制动安全措施；或列车虽未收到固定信息点式设备230，但收到可变信息点式设备240发出的报文了，如报文为停车报文，则列车也采取紧急制动安全措施。
列车反向运行时，列车先收到可变信息点式设备220，再搜索固定信息点式设备210，如报文正常则列车认为在反向运行，红灯报文无效，不采取紧急制动安全措施；如列车收到可变信息点式设备220，未收到固定信息点式设备210，或仅收到固定信息点式设备报文210，则列车采取紧急制动安全措施。
以下参照图3描述根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护方法，本实施例是图1实施例的一个具体实例，可以包括上述所有实施例中的一个或多个实施例中的一个或多个特征。
如图3所示，列车正向运行时，列车在收到第一固定信息点式设备340时，搜索可变信息点式设备350，如未搜索到可变信息点式设备350或虽搜索到可变信息点式设备350但未收到有效报文，列车采取紧急制动安全措施；或列车虽未收到第一固定信息点式设备340，但收到可变信息点式设备350发出的报文了，如报文为停车报文，则列车也采取紧急制动安全措施。此时第二固定信息点式设备360不参与防护。
列车反向运行时，列车先收到第二固定信息点式设备330，再搜索可变信息点式设备320，如报文正常则列车认为在反向运行，红灯报文无效，不采取紧急制动安全措施；如列车收到可变信息点式设备320，未收到第二固定信息点式设备330，或仅收到可变信息点式设备320的报文，则列车采取紧急制动安全措施。此时第一固定信息点式设备310不参与防护。
图3实施例比图2实施例多设置了一台点式设备，但车载设备的逻辑可以做得简单些。
以下参照图4描述根据本发明一实施例的RM模式的列车安全防护装置。
根据本实施例，RM模式的列车安全防护装置400包括：
接收模块410，用于在列车以RM模式运行时，接收前方布置的轨旁设备发出的报文；
实施模块420，用于根据接收到的报文内容，采取相应措施；
其中，实施模块420包括：
制动单元421，用于根据接收到的第一报文，实施制动；
运行单元422，用于根据接收到的第二报文，允许列车继续以RM模式运行；
升级单元423，用于根据接收到的第三报文，升级驾驶模式。
以下参照图5描述根据本发明一实施例的用于列车的车载设备500。
如图5所示，车载设备500包括一个或多个处理器510和存储器520。
处理器510可以是中央处理单元（CPU）或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制车载设备500中的其他组件以执行期望的功能。
存储器520可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（RAM）和/或高速缓冲存储器（cache）等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器（ROM）、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器510可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本申请的各个实施例的列车安全防护方法以及/或者其他期望的功能。
在一个示例中，车载设备500还可以包括：输入装置530和输出装置540，这些组件通过总线***和/或其他形式的连接机构（未示出）互连。
例如，该输入装置530可以是麦克风或麦克风阵列，用于捕捉语音输入信号；可以是通信网络连接器，用于从云端或其它设备接收所采集的输入信号；还可以包括例如键盘、鼠标等等。
该输出装置540可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出设备540可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
当然，为了简化，图5中仅示出了该车载设备500中与本申请有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，车载设备500还可以包括任何其他适当的组件。
除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上文中描述的根据本申请各种实施例的列车安全防护方法中的步骤。
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
以上结合具体实施方式（包括实施例和实例）详细描述了本发明的概念、原理和思想。本领域技术人员应理解，本发明的实施方式不止上文给出的这几种形式，本领域技术人员在阅读本申请文件以后，可以对上述实施方式中的步骤、方法、装置、部件做出任何可能的改进、替换和等同形式，这些改进、替换和等同形式应视为落入在本发明的范围内。本发明的保护范围仅以权利要求书为准。
Claims (11)
1.一种RM模式的列车安全防护方法，包括：
在所述列车以RM限制人工驾驶模式运行时，接收前方布置的轨旁设备发出的报文；
根据接收到的报文内容，采取相应措施；
其中，所述根据接收到的报文内容，采取相应措施，包括：
根据接收到的第一报文，实施制动，包括：
在所述列车正向运行时，如果接收到第一报文，则实施制动，包括：
如果接收到第一固定信息点式设备发送的第一报文，并且没有搜索到可变信息点式设备，则实施制动；
如果接收到所述第一固定信息点式设备发送的第一报文，并且搜索到所述可变信息点式设备，但是没有接收到所述可变信息点式设备发送的报文，则实施制动；
如果没有接收到所述第一固定信息点式设备发送的第一报文，但是接收到所述可变信息点式设备发送的第一报文，则实施制动；
在所述列车反向运行时，如果接收到第一报文，则不实施制动，包括：
如果接收到第二固定信息点式设备发送的第一报文，并且接收到可变信息点式设备发送的第一报文，则不实施制动；
如果接收到所述可变信息点式设备发送的第一报文，并且没有接收到所述第二固定信息点式设备发送的报文，则实施制动；
如果仅接收到所述可变信息点式设备发送的第一报文，则实施制动；
根据接收到的第二报文，允许所述列车继续以RM限制人工驾驶模式运行；
根据接收到的第三报文，升级驾驶模式。
2.根据权利要求1所述的列车安全防护方法，其中，所述轨旁设备布置在与危险点相距安全距离处，所述安全距离大于所述列车以允许的最高运行速度收到停车信息时在指定的不利制动条件下制动到所述列车停稳的最长距离。
3.根据权利要求2所述的列车安全防护方法，其中，所述安全距离等于牵引卸载阶段走行距离S1、惰行阶段走行距离S2、制动生效阶段走行距离S3和制动阶段走行距离S4之和。
4.根据权利要求3所述的列车安全防护方法，其中，所述牵引卸载阶段走行距离S1通过下列公式计算：
S1=（V触+V误）t1+1/2a1t1 2
式中，V触表示制动触发速度，V误表示测速误差，a1表示列车在切牵引阶段的最大加速度值，t1表示车载信号设备响应延迟时间和列车响应延迟时间之和；
其中，所述惰行阶段走行距离S2通过下列两个公式计算：
S2=V卸t2
V卸=V触+V误+a1t1
式中，V卸表示牵引卸载完成时的速度，t2表示列车在施加了紧急制动后，切除牵引和紧急制动之间的时间差；
其中，所述制动生效阶段走行距离S3通过下列公式计算：
S3=V卸t3+1/2a2t3 2
式中，a2表示列车制动建立阶段等效最大加速度值，t3表示列车制动建立阶段的时长；
其中，所述制动阶段走行距离S4通过下列公式计算：
S4=V制t4+1/2a3t4 2
V制=V卸+a2t3
式中，V制表示制动建立完成时的速度，a3表示列车制动建立后等效最大加速度值，t4表示列车制动建立后至列车制动至停稳的时长。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的列车安全防护方法，其中，所述轨旁设备包括可变信息点式设备和固定信息点式设备构成的点式设备组，所述可变信息点式设备包括有源应答器、可变信标或可变短感应环线，所述固定信息点式设备包括无源应答器、固定信标或固定短感应环线。
6.根据权利要求5所述的列车安全防护方法，其中，所述轨旁设备包括沿轨道方向依次设置的第一固定信息点式设备、可变信息点式设备和第二固定信息点式设备。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的列车安全防护方法，其中，所述根据接收到的第三报文，升级驾驶模式，包括：
如果所述列车符合AM自动驾驶模式或CM自动防护模式的升级条件，则将驾驶模式升级至相应的所述AM自动驾驶模式或所述CM自动防护模式；
如果所述列车不符合所述AM自动驾驶模式和所述CM自动防护模式的升级条件，则允许所述列车继续以RM限制人工驾驶模式运行。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的列车安全防护方法，其中，所述第一报文包括红灯或蓝灯报文，所述第二报文包括白灯报文，所述第三报文包括绿灯或黄灯报文。
9.一种RM模式的列车安全防护装置，包括：
接收模块，用于在所述列车以RM限制人工驾驶模式运行时，接收前方布置的轨旁设备发出的报文；
实施模块，用于根据接收到的报文内容，采取相应措施；
其中，所述实施模块包括：
制动单元，用于根据接收到的第一报文，实施制动，包括：
在所述列车正向运行时，如果接收到第一报文，则实施制动，包括：
如果接收到第一固定信息点式设备发送的第一报文，并且没有搜索到可变信息点式设备，则实施制动；
如果接收到所述第一固定信息点式设备发送的第一报文，并且搜索到所述可变信息点式设备，但是没有接收到所述可变信息点式设备发送的报文，则实施制动；
如果没有接收到所述第一固定信息点式设备发送的第一报文，但是接收到所述可变信息点式设备发送的第一报文，则实施制动；
在所述列车反向运行时，如果接收到第一报文，则不实施制动，包括：
如果接收到第二固定信息点式设备发送的第一报文，并且接收到可变信息点式设备发送的第一报文，则不实施制动；
如果接收到所述可变信息点式设备发送的第一报文，并且没有接收到所述第二固定信息点式设备发送的报文，则实施制动；
如果仅接收到所述可变信息点式设备发送的第一报文，则实施制动；
运行单元，用于根据接收到的第二报文，允许所述列车继续以RM限制人工驾驶模式运行；
升级单元，用于根据接收到的第三报文，升级驾驶模式。
10.一种用于列车的车载设备，包括：
处理器；
存储器；
应用程序，所述应用程序存储在所述存储器中，并配置成由所述处理器执行，所述应用程序包括用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的列车安全防护方法的指令。
11.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的列车安全防护方法。
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