[发明专利]一种信号机跨压命令的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市轨道交通技术领域，具体涉及一种城市轨道CBTC（Communication Based Train Control）系统信号机跨压命令的计算方法。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，无线通信的可靠性、可用性大大提高，基于通信的列车运行控制（Communication Based Train Control，以下简称CBTC）系统是今后轨道交通列车运行控制系统的发展趋势。CBTC系统是突破了固定闭塞的界限、完全脱离轨道电路的新一代信号系统，通过高精度的列车定位技术和不间断的车地通信提供更精确的列车控制、持续的列车安全分隔和超速防护，使得列车可以在更短的运行间隔内实现安全运行。

在传统信号系统中，信号机的允许信号和禁止信号是由联锁系统根据线路中的区段占用情况进行控制，但在城市轨道交通列车运行控制系统中，由于采用了CBTC技术，在正线运行的CBTC列车的位置采用列车自主定位与线路区段定位相结合的方式进行确认，较传统信号系统从效率和性能上获得了较大的提升，故传统联锁中关于信号机的允许信号和禁止信号的处理也需进行调整。

在CBTC系统，由于新技术提高了系统整体运行的效率，在满足系统条件的情况下，允许在同一个进路或同一个区段内多列列车同时以CBTC模式运行，而传统的信号开放/关闭控制逻辑已不能满足此需求，可能导致列车非期望的紧急制动等情况。因此，在CBTC系统中，针对系统特点，对正线的室外信号机开发了信号机跨压命令来实现对信号机的动态控制。区域控制器（Zone Controller，以下简称ZC）系统通过信号机跨压命令控制室外信号机的由允许信号变为禁止信号的时机。

在传统联锁中，正线列车信号机的显示控制根据信号的不同可划分为以下几类：亮灯且绿灯信号、亮灯且黄灯信号、亮灯且红灯信号。

而在CBTC系统中，由于引入了CBTC模式，在以上三种显示的基础上增加了以下显示：灭灯且绿灯信号、灭灯且黄灯信号、灭灯且红灯信号。

其中，在CBTC系统中，将信号的亮/灭显示称为信号的物理状态，将信号的绿/黄/红显示称为信号的逻辑状态，同时将逻辑状态中的绿灯信号和黄灯信号统称为允许信号，将红灯信号称为禁止信号，允许/禁止信号的概念不随信号机的亮/灭而发生变化。具体的图示如图1所示。

在传统联锁中，将信号由允许信号变为禁止信号的条件为，信号机外方第一区段占用，且信号机内方第一区段占用，则此时联锁认为列车跨压在此信号机处，则由联锁控制，将信号机状态由允许信号变为禁止信号。以上场景如图2所示。

即在传统轨道交通运行控制系统中，对于信号机的跨压命令是由联锁系统自身通过检查信号机周边区段占用情况确定的，一旦发现如图2所示的情况出现，联锁须将信号机状态设置为安全侧（禁止信号）。

在引入CBTC系统控制理念后，首先在信号机亮/灭控制方面，司机驾驶列车运行不再要求司机必须看到信号指示行车，而改为要求司机按照移动授权距离控制列车向前运行。同时，由于在符合相关条件的情况下，允许同一条进路或同一个区段内运行多列CBTC列车，故需要ZC设备根据线路上的列车运行情况以及与信号机的远近关系进行信号机跨压命令。在本发明之前，在信号机跨压命令原则方面，存在技术空白。

由于信号机跨压命令会对产品的运行效率和功能产生影响，而城市轨道交通运行控制系统具有高密度，高客流的需求，如果无法实现本发明中涉及的信号机跨压命令，只由联锁实现传统的跨压功能，则存在以下缺陷：

1）信号机跨压命令在某些场景下（如图3所示），将导致联锁误将信号机由允许状态设置为禁止状态，使CBTC列车移动授权回撤，可能造成CBTC列车的非期望紧急制动；

2）联锁错误判断跨压信息，导致联锁在列车尚未进入进路前，提前关闭信号，需人工介入手动重新开放信号机，给运营人员带来困扰。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明使用先进的算法实现了为CBTC列车计算信号机跨压命令，解决了现有技术中信号机无法根据列车运行模式确定由允许信号转为禁止信号的时机的技术问题。在实现列车跨压动态运算的过程中，通过向联锁提供信号机的关闭时机，保证了联锁在办理进路和关闭始端信号时能够通过信号机跨压命令准确的获知信号机关闭的时机，从而提高CBTC系统中各列车的运行效率。

（二）技术方案

本发明提供了一种信号机跨压命令的计算方法，具体包括以下步骤：

区域控制系统获取信号机的位置和信号机的外方区段；