[發(fā)明專利]一種城市軌道交通軌旁運(yùn)控系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410043859.0
• 申請(qǐng)日: 2014-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103786752A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文靜;徐洪澤;仲維鋒;劉湘黔;岳強(qiáng);楊光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B61L19/06
• 分類號(hào): B61L19/06;B61L27/04
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 郭楊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城市軌道交通運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軌旁運(yùn)控系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

以太網(wǎng)因其標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放、組網(wǎng)靈活、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)受到各信號(hào)廠商的青睞，在城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在大多數(shù)先進(jìn)的列車運(yùn)控系統(tǒng)都已采用以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加安全協(xié)議，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的信息交換。

城市軌道交通的軌旁運(yùn)控子系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：

1)區(qū)域控制器ZC

核心功能是根據(jù)管轄區(qū)域內(nèi)各列車的當(dāng)前位置、速度以及運(yùn)行方向等因素，同時(shí)考慮列車進(jìn)路、道岔狀態(tài)、線路限速以及其他障礙物等條件，為管轄區(qū)域內(nèi)的列車計(jì)算移動(dòng)授權(quán)MA，管理區(qū)域內(nèi)的列車，保證列車在系統(tǒng)控制的線路內(nèi)安全運(yùn)行。

2)聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊CI

在規(guī)定的聯(lián)鎖條件和時(shí)序條件下，對(duì)進(jìn)路、信號(hào)機(jī)、道岔、屏蔽門以及站臺(tái)按鈕進(jìn)行控制。對(duì)于來(lái)自操作設(shè)備的錯(cuò)誤操作，具備有效的防護(hù)能力，使得進(jìn)路中區(qū)段、道岔、信號(hào)機(jī)等設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖。

3)智能聯(lián)鎖控制單元

接收聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊的命令，采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備狀態(tài)信息，計(jì)算基本的聯(lián)鎖邏輯，完成室外信號(hào)設(shè)備的控制。

4)冗余內(nèi)部安全總線

通過(guò)冗余的內(nèi)部安全總線，區(qū)域控制器ZC和管轄區(qū)域內(nèi)的多個(gè)聯(lián)鎖CI實(shí)現(xiàn)信息交換。

5)冗余聯(lián)鎖總線

通過(guò)冗余的聯(lián)鎖總線，聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊與各智能聯(lián)鎖控制單元實(shí)現(xiàn)控制命令和狀態(tài)信息的交換。

另外，軌旁運(yùn)控系統(tǒng)接入交換機(jī)，通過(guò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)DCS，與列車自動(dòng)監(jiān)督系統(tǒng)ATS以及車載控制器CC通信。

區(qū)域控制器功能包括接收由其控制區(qū)內(nèi)列車發(fā)出的位置信號(hào)，根據(jù)所有已知障礙物(包括其它列車、封閉區(qū)段、失去狀態(tài)的道岔以及任何外部因素)的位置和運(yùn)行權(quán)限來(lái)確定其區(qū)域內(nèi)所有列車的運(yùn)行權(quán)限。

聯(lián)鎖系統(tǒng)功能包括進(jìn)路控制、道岔控制、信號(hào)機(jī)控制、軌道區(qū)段狀態(tài)檢測(cè)等。聯(lián)鎖系統(tǒng)負(fù)責(zé)根據(jù)ATS系統(tǒng)發(fā)送的排路命令為列車排列進(jìn)路，控制道岔轉(zhuǎn)換位置，控制軌旁信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈。

聯(lián)鎖系統(tǒng)負(fù)責(zé)為區(qū)域控制器提供所有軌旁信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)信息，并接收區(qū)域控制器的屏蔽門開(kāi)關(guān)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)屏蔽門的開(kāi)關(guān)控制。另外，取消進(jìn)路時(shí)，列車停車保證功能也需要聯(lián)鎖系統(tǒng)和區(qū)域控制器相互配合實(shí)現(xiàn)。

可見(jiàn)，區(qū)域控制器和聯(lián)鎖系統(tǒng)均為安全信號(hào)系統(tǒng)，同屬于軌旁運(yùn)控系統(tǒng)，在功能上聯(lián)系緊密，兩者必須協(xié)同一致、相互配合，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行的安全控制。

在傳統(tǒng)的城市軌道交通的軌旁運(yùn)控子系統(tǒng)中，區(qū)域控制器ZC的設(shè)計(jì)是在原有定型的聯(lián)鎖系統(tǒng)或定型的車載列控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造完成的。由此帶來(lái)以下兩個(gè)問(wèn)題：

1)架構(gòu)分離

作為軌旁運(yùn)控系統(tǒng)中功能聯(lián)系緊密的兩個(gè)安全子系統(tǒng)，沒(méi)有統(tǒng)一的硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)，導(dǎo)致硬件板卡無(wú)法實(shí)現(xiàn)互換，軟件平臺(tái)無(wú)法移植。這個(gè)問(wèn)題進(jìn)而帶來(lái)了一系列的其他問(wèn)題，如軌旁運(yùn)控系統(tǒng)的前期投資成本大幅度攀升，施工難度增大，后期維護(hù)費(fèi)用大幅度增大，對(duì)維護(hù)人員的要求提高等。

2)通信實(shí)時(shí)性差

由于未能在功能和接口方面進(jìn)行一體化的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，區(qū)域控制器與聯(lián)鎖作為兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，只能分別接入交換機(jī)連接起來(lái)，通過(guò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)DCS實(shí)現(xiàn)安全信息和非安全信息的交互，增加了數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)DCS的通信負(fù)擔(dān)，降低了軌旁運(yùn)控系統(tǒng)的通信實(shí)時(shí)性、安全性以及可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何降低通訊負(fù)擔(dān)、提高通信實(shí)時(shí)性、安全性以及可靠性。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種城市軌道交通軌旁運(yùn)控系統(tǒng)，包括：區(qū)域控制器、聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊、智能聯(lián)鎖控制單元、內(nèi)部安全總線和聯(lián)鎖總線，所述區(qū)域控制器與聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊均采用“二取二乘二”安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)，通過(guò)內(nèi)部安全總線聯(lián)接，聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊通過(guò)聯(lián)鎖總線與智能聯(lián)鎖控制單元聯(lián)接，智能聯(lián)鎖控制單元控制室外設(shè)備。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述內(nèi)部安全總線為冗余結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述聯(lián)鎖總線為冗余結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還了一種城市軌道交通軌旁運(yùn)控系統(tǒng)控制方法，包括以下步驟：

1)區(qū)域控制器和管轄區(qū)域內(nèi)的聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊均采用“二取二乘二”安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)，通過(guò)內(nèi)部安全總線實(shí)時(shí)交換信息；

2)聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算模塊根據(jù)區(qū)域控制器命令，進(jìn)行核心聯(lián)鎖邏輯的處理，得出信號(hào)設(shè)備控制命令，發(fā)送至相應(yīng)的智能聯(lián)鎖控制單元；

3)智能聯(lián)鎖控制單元根據(jù)控制命令，采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備狀態(tài)信息，完成室外信號(hào)設(shè)備的控制。