[發明專利]適用于低密度鐵路的列車運行控制系統

有效

• 申請號: 201810653419.5
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108725520B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張淼;開祥寶;趙陽;郜洪民;王海騰;孫文哲;應志鵬;宋志丹
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司通信信號研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司;中國鐵路總公司
• 主分類號: B61L27/00
• 分類號: B61L27/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

1.一種適用于低密度鐵路的列車運行控制系統，其特征在于，包括：地面設備與車載設備；所述車載設備包括：定位單元、移動授權計算單元、列車接口單元、自動駕駛單元、通信單元、車載安全計算機、DMI以及完整性檢查單元；

所述通信單元，通過支持多通道與多模式的無線通信網絡實現車載設備與地面設備以及其他列車中車載設備的數據通信；

所述定位單元，基于衛星信號、地面應答器和/或車載傳感器采集的數據獲得列車位置與速度；

所述完整性檢查單元，根據列車兩端的位置信息或者列車兩端的姿態和運動軌跡，實現列車的完整性檢查；

所述移動授權計算單元，根據列車位置與速度、列車的完整性信息、以及通過通信單元接收的前方列車的相關信息，計算基于移動閉塞的移動授權及與之適應的行車速度曲線；移動授權計算單元，計算基于移動閉塞的移動授權的方式如下：將列車位置與速度結合車載電子地圖，并結合通過通信單元接收的來自調度中心的前方列車的相關信息，計算終點為前車尾部位置的移動授權，或者計算終點為前車安全距離的移動授權；所述前車安全距離為前車車尾位置+最小剎車位置+安全余量；前方列車的相關信息包括：前方列車位置、速度，行車計劃，車站進路信息、線路參數、臨時限速、環境數據及車站進路信息；

自動駕駛單元，根據移動授權計算單元計算的移動授權，在車載主動安全防護技術的約束下，結合列車的各類傳感器獲取的列車自身狀態信息和外部環境信息通過列車接口單元，向列車發出相應等級的牽引與制動命令，并實時監測列車執行反饋，列車運行情況則通過DMI顯示。

2.根據權利要求1所述的一種適用于低密度鐵路的列車運行控制系統，其特征在于，所述定位單元，包括：衛星定位單元、測速測距單元、車載慣導單元及電子地圖；

在衛星信號可用時，利用衛星定位單元獲得的定位信息結合測速測距單元以及存儲的電子地圖自主計算列車速度及位置，并通過地面應答器校準；

當系數初始運行或者衛星信號不可用時，利用測速測距單元、車載慣導單元以及地面部署的衛星信號增強設備提高衛星定位可靠性，并利用地面應答器內線路信息校準列車位置信息。

3.根據權利要求1所述的一種適用于低密度鐵路的列車運行控制系統，其特征在于，所述通信單元包括：無線通信單元與軌旁通信單元；

所述軌旁通信單元，實現與地面應答器的通信，接收地面應答器發送的定位信息和線路數據；

所述無線通信單元，通過支持多通道與多模式的無線通信網絡實現車載設備與地面設備中的調度中心以及其他列車中車載設備的數據通信；

與調度中心數據通信時，向調度中心發送車號、速度和位置信息；接收調度中心發送的行車計劃、臨時限速、區間方向、進路信息、前方列車的車號、速度和位置、故障列車報警信息；

與其他列車中車載設備的通信時，向后方列車發送本車速度與位置信息，同時接受前方列車發送的速度與位置信息。

4.根據權利要求1或3所述的一種適用于低密度鐵路的列車運行控制系統，其特征在于，所述支持多通道與多模式的無線通信網絡還能夠實現地面設備中的調度中心與車站設備，以及列車的車頭與車尾之間的數據通信；

調度中心與車站設備數據通信時，交互進路和占用信息；

列車的車頭與車尾之間的數據通信時，通過分別設置在車頭與車尾的通信模塊實現，其交互各自的定位信息，同時車尾的通信模塊還向車頭的通信模塊發送風壓信息。

5.根據權利要求1所述的一種適用于低密度鐵路的列車運行控制系統，其特征在于，完整性檢查單元進行列車的完整性檢查的過程如下：

在衛星信號可用時，根據獲取的列車頭部和尾部的位置信息，通過運算后，獲得列車長度，通過持續跟蹤長度變化，獲得列車的完整性信息；

在衛星信號不可用時，通過獲取列車頭部和尾部的慣性導航傳感器的數據，持續跟蹤列車兩端的姿態和運動軌跡，利用時間軸偏移分析和車載電子地圖校驗，識別列車的完整性信息。

6.根據權利要求1所述的一種適用于低密度鐵路的列車運行控制系統，其特征在于，自動駕駛單元工作中所涉及的列車自身狀態信息包括：列車位置、速度與完整性信息；外部環境信息包括：前方障礙物、線路環境、天氣預報與災害預警。

7.根據權利要求1所述的一種適用于低密度鐵路的列車運行控制系統，其特征在于，所述車載主動安全防護技術為基于位置信息融合的可動態配置列車追蹤間隔控制系統運行安全提供保障；相同線路與相同運行方向的相鄰列車之間通過各自車載設備中的通信單元建立通信連接，由各自車載設備中的移動授權計算單元實時計算移動授權，當出現相鄰列車距離低于行車速度曲線要求時，觸發相應等級制動。