CN115195819A - 一种增强型列车运行监控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的增强型LKJ，在既有LKJ2000基础上，增加与BTM进行通信的接口，并根据应答器信息增加列车位置定位、等级转换、股道设置的安全控制功能，增强型LKJ在CTCS‑0等级和CTCS‑S等级区段兼容运行；兼容C2应答器，使列车可在C2线路运行；通过等级转换应答器实现CTCS‑0级和CTCS‑2级互相转换；增强型LKJ相对既有LKJ2000新增待机、受限及引导控制模式；增强型LKJ通过无线通信获取地面临时限速信息，进行临时限速控制。本发明技术优势：本增强型LKJ相对于既有LKJ2000减少了司机人工操作，提高了安全性和运行效率。相对于C2列控装置，地面设备需求少，维护成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种增强型列车运行监控装置(LKJ)。
背景技术
既有LKJ2000装置广泛应用于既有线路，用于防止列车冒进信号、运行超速事故，保证了列车的运行安全。
但是，既有LKJ2000装置缺乏足够的地面***数据的支持，安全控制信息不足，存在以下运行控制的不安全项：
LKJ2000装置无法获取地面定位信息，需要司机输入交路号、车站号，并手动开车对标，增加了司机工作量，同时引入人工误操作等不安全项；
司机输入股道号，如果股道号输入错误，可能会导致使用的股道数据错误，导致冒进出站信号事故或超速事故。
LKJ2000由于缺乏车地通信手段或接口，除了有计划临时限速通过IC卡输入监控外，无法满足灾害天气、行车事故、设备故障等引起的突发临时限速监控需求，只能完全依靠司机人工控制，存在防护出现差错、延误、丢失等不安全项。
为了消除LKJ2000型列车运行监控装置存在的不安全项，需要增强装置的安全性，以满足日益增长的既有铁路安全运行的需求。
发明内容
本发明提供一种基于LKJ进行增强的列车运行监控装置。
本发明提供一种增强型列车运行监控装置(LKJ)，在既有LKJ2000基础上，增加与应答器传输模块(BTM)进行通信的接口，并根据BTM提供的应答器信息增加列车位置定位、等级转换、股道设置的安全控制功能，
所述增强型列车运行监控装置在CTCS-0等级和CTCS-S等级区段兼容运行；
所述增强型列车运行监控装置相对既有LKJ2000新增待机、受限及引导控制模式；
所述增强型列车运行监控装置增加与无线通信单元的接口，可通过无线通信获取地面临时限速信息，进行临时限速控制；
所述增强型列车运行监控装置基于添加应答器信息的车载LKJ基础线路数据，通过BTM读取地面应答器信息，实现始发开车定位功能、股道号自动设置功能、使用应答器进行列车定位功能、根据股道精确定位应答器完成列车停准停稳控制功能、以及完成车门/站台门联动控制时开门侧选择的功能；
所述增强型列车运行监控装置兼容C2应答器，使列车可在C2线路运行；通过等级转换应答器实现CTCS-0级和CTCS-2级互相转换。
本发明技术优势：本发明的增强型LKJ相对于既有LKJ2000减少了司机人工操作，提高了安全性和运行效率。相对于CTCS-2列控装置，地面设备需求少，维护成本低。
附图说明
图1为本发明增强型LKJ结构示意图
图2为本发明模式转换示意图
图3为本发明设置出站应答器组的列车始发示意图
图4为本发明未设置出站应答器组的列车始发示意图
图5为本发明区间和车站正线临时限速示意图
图6位本发明车站侧线接车股道临时限速示意图
附图标记JZ--进站应答器组 X--进站信号机 S3--3号股道 X3--出站信号机 127控车曲线--默认股道限速控车曲线 CZ--出站应答器组 FJZ--反进站应答器组 L、UU、B--地面信号机灯位
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不已任何形式限制本发明。应该指出的是，对本领域的普通技术人员来讲，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
根据市域(郊)铁路动车组公交化运行和跨线运行的需求特点，针对既有线C0列控***存在的不足，按照“技术成熟、安全可靠、经济适用、适度超前”的原则，基于CTCS成熟技术集成创新，提出研究基于地面应答器的市域(郊)列控***。
市域(郊)列控***(即CTCS-S等级列控***)充分借鉴CTCS-2级和CTCS-3级列控***相关技术和设计，在保持C0***线路基础数据LKJ设备集中存储基础上，采用地面应答器以及与无线列调CIR接口，增强LKJ设备功能，消除列车控制不安全项，并可以扩展ATO相关功能，满足市域(郊)铁路动车组运行需求。
增强型LKJ作为市域(郊)列控***的车载主控单元，相对于既有LKJ扩展了CAN接口BTM，串口无线通信传输单元以及CAN接口车载ATO单元。基于车载集中存储数据，从主体机车信号接收轨道电路信息，从无线通信传输单元(如无线列调CIR)接收临时限速信息和车站股道号信息，从BTM接收应答器报文，实现交路号、车站号、股道号自动选取，区间车位调整，临时限速等功能，通过与车载ATO通信，实现车门防护功能，装置结构如图1所示。
本增强型LKJ具备CTCS-0级控车功能。在CTCS-0级线路区段，采用与既有LKJ2000相同功能监控列车运行；在CTCS-S线路区段车载BTM故障或应答器连续丢失的情况下，采用CTCS-0级控车功能监控列车运行。
本增强型LKJ具备CTCS-S级控车功能。在CTCS-S级线路区段，具备应答器控车功能；无线通信模块信临时限速功能；ATO车门防护功能。
本增强型LKJ装置兼容CTCS-2级线路区段，使用的基础数据中添加C2线路的必要的应答器信息，在CTCS-S等级下监控列车运行，降低了线路改造的成本。
两个等级运行采用统一的LKJ基础数据和监控速度曲线算法，可以通过地面等级转换应答器实施平滑、无缝的CTCS-S等级和CTCS-0等级相互转换。
本增强型LKJ设备共有以下7种工作模式：
a)待机模式(SB)；
b)降级模式(PS)；
c)通常模式(FS)；
d)受限模式(LS)；
e)引导模式(CO)；
f)目视模式(OS)；
g)调车模式(SH)。
其中待机、受限、引导模式为增强型LKJ的新增模式，其他模式与既有LKJ保持一致。
待机模式是装置上电，自检成功后自动进入待机模式，为上电默认进入的防护模式，待机模式下装置进行停车防护，禁止列车移动。新增的待机模式可以实现装置待机下的自动安全防护，防止非预期动车产生安全事故。
受限模式是车载设备调用线路基础数据正常，但缺少地面控制数据，需要人工输入或确认时，所使用的工作模式。该工作模式下，车载设备应根据行车许可、线路基础数据和人工输入的控制数据，按照目标—距离模式曲线，监控列车运行。该工作模式下，由车载设备提示司机输入或确认相应控制数据，司机应对控制数据的准确性负责。
受限模式解决了应答器故障导致无法获取应答器信息时不能继续使用通常模式控车，又要连续安全控车的需求，能够保证不间断的对列车继续保持安全防护，并提高列车运行效率。
引导模式是车站引导进路建立，车载设备接收到轨道电路HB码，列车速度低于规定值后，所使用的工作模式。该工作模式下，司机应负责驾驶列车运行，并根据地面情况进行相应处理，确保列车运行安全。
增加的引导模式解决了接车设备故障后列车引导进站的需求，为引导接车提供了一个可靠安全的防护措施，保证了引导接车进站作业的安全可靠运行。
各模式转换关系如图2所示。
注1：每一列转换条件表示位于该列的模式的转出条件；每一行转换条件表示位于该行的模式的转入条件。
注2：“1＞”表示条件1必须满足，才能触发位于该列的模式转换到箭头“＞”指示的位于该行的模式；“8，9”表示“条件8或条件9”。
本增强型LKJ保留既有LKJ基础集中存储方式，在既有数据源文件数据元素分类的基础上，对点式信息数据项设计进行改进，满足增强型LKJ设备利用应答器数据控车的要求。
列车经过应答器组后，获取到应答器编号和经过应答器方向，在LKJ基础线路数据的应答器索引表中查找对应应答器地址，定位、组织线路数据监控列车运行。实现交路号、车站号、股道号的自动选取，始发自动开车对标，区间车位调整等功能。
CTCS-S等级区段股道精确定位应答器设置与CTCS-2等级区段一致，ATO车门防护功能可以在C2区段兼容运行。
本增强型LKJ通过股道精确应答器获取车站信息及停准停稳标识，与车载ATO设备通信，完成车门防护功能。
本增强型LKJ相对既有LKJ减少了司机操作工作量，消除司机输入交路号、车站号、开车对标、手动调整车位、输入股道号引入的不安全项，增强了安全性。
本增强型LKJ在CTCS-0等级线路区段，使用IC卡计划临时限速功能执行临时限速功能。
本增强型LKJ在CTCS-S等级线路区段，还可以通过与无线通信传输单元获取临时限速调度命令，实现突发临时限速控制。司机确认/取消临时限速后，增强型LKJ向地面反馈司机操作结果，实现临时限速的实时、闭环管理。
在CTCS-2等级线路区段，兼容了应答器临时限速功能，通过应答器临时限速包信息实现临时限速功能。
当上述临时限速信息限速值、限速地点完全一致时，可以合并执行，当临时限速信息有重叠又不一致时，应以最低限速值和最长限速距离执行，监控列车通过临时限速区域。
相较LKJ2000，本增强型LKJ解决突发情况临时限速完全由司机人工控制，减小突发临时限速漏控、错控的安全风险。并且，在CTCS-S等级线路区段无需地面临时限速服务器，减少了地面设备和维护成本。同时可以兼容CTCS-2等级线路区段应答器临时限速，降低了线路改造成本。
实施例一 应答器控车
本增强型LKJ装置上电进入待机模式，列车进行始发车控制时，装置收到机车信号允许码后，司机按压人机交互单元(DMI)“开车”键，装置进入降级模式。
列车发车，越过出站应答器组(CZ)，车载设备根据应答器编号和经过应答器的方向，在LKJ车载基础数据中查找对应应答器的数据地址，调取线路数据，自动完成交路号和车站号选取，转为通常模式，生成速度监控曲线，监控列车运行，如图3所示。
如果装置接收出站信号机应答器组异常，DMI提示应答器接收异常，继续以PS模式运行至出站口应答器组转为通常模式。如果出站应答器整组丢失，本增强型LKJ无异常提示，继续以降级模式(PS)运行至出站口应答器组转为通常模式。
列车从未设置出站应答器组的车站股道始发，列车以降级模式发车，机车信号信息允许码限速运行，至出站口应答器组处，接收应答器信息，完成列车定位并调取线路数据，转为通常模式(FS)运行，如图4所示。
长距离区间设有定位应答器组(DW)，LKJ根据线路基础数据所标定的应答器位置，打开应答器期望接收窗口，接收应答器组信息，自动执行车位调整并继续运行。
如果连续两组应答器接收异常，或者增强型LKJ主机单元诊断BTM设备故障，将提示司机确认进入受限模式(LS)运行。列车区间受限运行状态下，如果重新正确收到应答器信息，增强型LKJ可以自动转为通常模式(FS)运行，并通过DMI提示司机确认。
本增强型LKJ根据进站信号机应答器自动选取股道号，当无法在车载基础数据中匹配到对应的侧线股道数据时或未收到应答器信息时，本增强型LKJ按照默认股道数据监控列车在侧线股道停车。
实施例二CTCS-S等级线路区段临时限速
本增强型LKJ可以从无线通信装置接口(CIR接口)获得临时限速信息并存储，并根据存储的信息执行临时限速控制，保证列车以低于限速值安全通过限速区域。
在CTCS-S等级线路区段增强LKJ通过无线通信单元接收地面临时限速信息，DMI提示司机确认/取消临时限速信息。
增强型LKJ对接收到的临时限速信息，按照IC卡临时限速处理方式绘制速度曲线。
增强型LKJ将确认/取消操作结果反馈给地面，实现临时限速实时执行、闭环管理。
当区间或车站正线运行时，本增强型LKJ综合线路限速和临时限速，生成限制速度控制曲线，监控列车通过区间(含车站正线)临时限速区，如图5所示。
当列车运行前方车站办理侧线接车进路，侧线股道或岔区设置了临时限速时，列车进入收到黄二码(U2)后，增强型LKJ按照临时限速和默认股道进岔限速中的较低值作为目标速度，生成速度监控曲线，监控列车运行接近车站。
当列车运行通过进站信号机应答器组，增强型LKJ接收到接车股道号信息，如果接车股道股道号与临时限速股道号相同，则根据接车进路限速和临时限速中的较低值，生成速度监控曲线，监控列车按侧线股道临时限速运行，如图6所示。
以上所述仅为本发明方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)
1.一种增强型列车运行监控装置(LKJ)，在既有LKJ2000基础上，增加与应答器传输模块(BTM)进行通信的接口，并根据BTM提供的应答器信息增加列车位置定位、等级转换、股道设置的安全控制功能，
所述增强型列车运行监控装置在CTCS-0等级和CTCS-S等级区段兼容运行；
所述增强型列车运行监控装置相对既有LKJ2000新增待机、受限及引导控制模式；
所述增强型列车运行监控装置增加与无线通信单元的接口，可通过无线通信获取地面临时限速信息，进行临时限速控制；
所述增强型列车运行监控装置基于添加应答器信息的车载LKJ基础线路数据，通过BTM读取地面应答器信息，实现始发开车定位功能、股道号自动设置功能、使用应答器进行列车定位功能、根据股道精确定位应答器完成列车停准停稳控制功能、以及完成车门/站台门联动控制时开门侧选择的功能；
所述增强型列车运行监控装置兼容C2应答器，使列车可在C2线路运行；通过等级转换应答器实现CTCS-0级和CTCS-2级互相转换。
2.根据权利要求1所述的增强型列车运行监控装置，其特征在于，所述增强型列车运行监控装置在装置上电，自检成功后自动进入待机模式，待机模式为上电默认进入的防护模式，待机模式下装置进行停车防护，禁止列车移动；
所述受限模式是车载设备调用线路基础数据正常，但缺少地面控制数据，需要人工输入或确认时，所使用的工作模式；受限模式解决了应答器故障导致无法获取应答器信息时不能继续使用通常模式控车，又要连续安全控车的需求，能够保证不间断的对列车继续保持安全防护；
所述引导模式是车站引导进路建立，车载设备接收到轨道电路HB码，列车速度低于规定值后，所使用的工作模式；引导模式解决了接车设备故障后列车引导进站的需求，在该工作模式下，司机应负责驾驶列车运行，并根据地面情况进行相应处理，确保列车运行安全。
3.根据权利要求1所述的增强型列车运行监控装置，其特征在于，所述增强型LKJ增加与ATO设备接口，根据精确应答器信息进行精确定位以及获取停车点信息，将停准停稳信息、开门允许信息、开门侧信息发送给ATO设备，协助ATO设备完成站台门/车门联动控制。
4.根据权利要求3所述的增强型列车运行监控装置，其特征在于，在CTCS-S等级区段所述股道精确定位应答器设置与CTCS-2等级区段一致，ATO车门防护功能可以在C2区段兼容运行。
5.根据权利要求1所述的增强型列车运行监控装置，其特征在于，列车经过应答器组后，获取到应答器编号和经过应答器方向，在LKJ基础线路数据的应答器索引表中查找对应应答器地址，定位、组织线路数据监控列车运行，实现交路号、车站号、股道号的自动选取，始发自动开车对标，区间车位调整的功能。
6.根据权利要求1所述的增强型列车运行监控装置，其特征在于，所述增强型LKJ在CTCS-0等级线路区段，使用IC卡执行计划临时限速功能；在CTCS-S区段通过所述无线通信单元获取临时限速信息；在CTCS-2区段通过应答器获取临时限速。
7.根据权利要求6所述的增强型列车运行监控装置，其特征在于，在CTCS-S等级线路区段，司机确认/取消临时限速后，所述增强型LKJ向地面反馈司机操作结果，实现临时限速的实时、闭环管理。
8.根据权利要求6所述的增强型列车运行监控装置，其特征在于，当临时限速信息的限速值、限速地点完全一致时，可以合并执行，当临时限速信息有重叠又不一致时，应以最低限速值和最长限速距离执行，监控列车通过临时限速区域。
9.根据权利要求6所述的增强型列车运行监控装置，其特征在于，在CTCS-S等级线路区段无需地面临时限速服务器；所述增强型LKJ从CIR接口获得临时限速信息并存储，并根据存储的信息执行临时限速控制，保证列车以低于限速值安全通过限速区域。
10.根据权利要求1所述的增强型列车运行监控装置，其特征在于，所述增强型LKJ根据进站信号机应答器自动选取股道号，当无法在车载LKJ基础线路数据中匹配到对应的侧线股道数据时或未收到应答器信息时，按默认股道数据监控列车在侧线股道停车。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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