[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

本發明公開了一種適用于低密度鐵路的列車運行控制系統，基于無線通信及多源信息融合的定位技術的列車運行控制系統，通過多承載通道的無線通信實現車－地間、車?車間的列車位置、列車速度、線路數據、限速命令等信息的傳輸，由車載設備完成定位和完整性檢查，車載設備和地面設備協同完成列車占用檢查，由列車自主計算移動授權并自動駕駛，從而實現一套適用于低密度鐵路低成本、安全、可靠、高效的列車運行控制系統。

技術領域

本發明涉及軌道交通技術領域，尤其涉及一種適用于低密度鐵路的列車運行控制系統。

背景技術

我國西部及邊遠等地區建設的服務國防功能和區域經濟協調發展的廣域低密度鐵路網，呈現常態低強度、短期高強度、特殊時期高沖擊性的運能需求以及高寒地帶維護人員可達性差等特征，需要一種安全可靠，建設與維護成本低，同時能滿足動態運輸需求的列車運行控制系統。

目前，中國列車運行控制系統(CTCS)立足于中國鐵路的實際運營情況，以分級形式滿足不同線路運輸需求的技術規范，在保證中國鐵路行車安全的前提下，提高鐵路運輸效率。其中適用于高速鐵路的CTCS-2級和CTCS-3級列控系統技術處于世界先進行列，能夠保證列車的高效與安全運行，但系統實體設備眾多，建設運維成本高，無法適應低密度鐵路低成本、少維護的運營需求。而目前低密度普速鐵路主要使用的CTCS-0級系統，是鐵路信號專業長期發展形成的一套技術安全保障系統，由通用機車信號和列車運行監控記錄裝置(LKJ)構成，但安全等級未達到SIL4級，且僅能夠適用于160KM/H時速下的固定閉塞方式控車，運行效率較低，無法滿足低密度鐵路日益增長的客、貨運量需求。

應用于青藏線的美國GE公司的ITCS系統，采用了GPS定位和GSM-R無線通信，以及虛擬自動閉塞等技術，軌旁設備簡單，適合條件艱苦地區，但由于系統設計針對當時運輸需求，在列車定位精度、系統可靠性、與我國CTCS列控體系兼容性方面均有欠缺，難以適應日益增長的線路運量需求。

此外，以歐洲鐵路行業協會(UNIFE)下一代列車控制系統(Next Generation ofTrain Control System，NGTC)和美國聯邦鐵路管理局(FRA)指定的PTC列控系統為代表的，基于衛星導航定位、無線通信技術的列控系統。其中，歐洲NGTC項目中，基于衛星導航的列車定位技術、基于IP的無線車-地通信技術和支持更短運行間隔的移動閉塞技術、自動駕駛(ATO)等是研究的重點。美國的PTC系統是地面設中心控制服務器，車載具有GPS衛星定位功能，車載設備將位置信息發送給地面服務器，地面服務器為列車計算移動授權。但是，歐洲的NGTC和美國的PTC列控系統的列車定位完全依賴衛星導航，未能融合慣性導航、測速測距等其他技術手段，可靠性和定位精度均有不足。軌旁設備較以往系統大幅減少，但其整體設計和理念與我國CTCS體系不兼容，無法實現系統間的互聯互通。

另外，國內某些研究機構及軌道交通設備供應商提出了以列車為中心的，基于衛星導航的列控系統，借鑒城市軌道交通理念，減少軌旁及地面設備配置，由車載設備通過目標控制器直接操作道岔、信號機等設備，保證車站內各安全設備間的聯鎖關系。但是，這類技術方案未充分考慮國鐵與城市軌道交通在運行場景與環境、列車運行時速、車站內線路復雜度等方面的差別，不能完全滿足國鐵路網互聯互通、運行環境多樣復雜、運行時速跨越空間大及車站聯鎖關系復雜等需求，缺乏備用模式，系統可用性和可靠性存在欠缺。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于低密度鐵路的列車運行控制系統，其具有成本低、安全、可靠、高效的優點。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種適用于低密度鐵路的列車運行控制系統，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；