[发明专利]基于定点双通道冗余车地通信的列车冲标防护系统

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通安全技术领域，尤其涉及一种基于定点双通道冗余车地通信的列车冲标防护系统。

背景技术

在城市轨道交通领域，基于数字轨道电路的列车控制系统，列车的定位功能基于轨道电路的占用检测。当经过一段分路不良的轨道电路时或者由于其他原因导致占用检测异常，列车出现定位不准的故障。当列车在非司机人工控制的自动运行模式下，当这种故障发生时，若不能在预期设置的停车点停车，从而导致列车冲标(冲过停车标)事件的发生。如果这个预设的停车点的位置比较特殊，如在高架线路尽头线的车档位置，列车很可能冲标后冲下高架造成车毁人亡重大事故。因此，对于这种位置比较特殊的地点的列车冲标现象，有必要采取额外的防护措施。

为了降低对既有列车控制系统改造带来的风险和工程量，运营单位希望这种防护措施不能破坏既有的列车控制系统架构，通过叠加额外的防护装置成为合适之选。

在城市轨道交通领域，列车防冲标系统可以采用的定点车地通信方式，目前有如下几种方案：

1)欧洲标准应答器

应答器分为固定应答器与可变应答器，发送固定的或可选的报文信息。报文内容长度及格式受限，只能实现地道车的单向通信，添加额外的应答器可能对车辆运行造成影响，不适合作为叠加系统使用。

2)车地通信环线

在特定地点，沿列车行驶的轨道铺设一定范围，一定形式的车地通信环线，与安装在列车底部的车地通信天线相互作用，可以实现车地双向通信，但通信数据量小且速率比较慢，系统响应时间较长，维护成本较高。

3)速度测量-测速传感器

测速传感器测速精度高，但是在既有车载设备上添加新的速度传感器很困难，要求列车提供额外的车轴(通常速度传感器需要安装在列车的车轴端部)是很难实现的，此外也不能与既有设备共用测速传感器，以避免由于设备接入，对既有列车控制系统可能产生的负面影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于定点双通道冗余车地通信的列车冲标防护系统，可以在不干扰既有铁路信号系统防护的基础上，实现完善的区域防护功能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于定点双通道冗余车地通信的列车冲标防护系统，包括：车载子系统与轨旁子系统；其中：所述车载子系统中包含一车载本地通信单元LCU；所述轨旁子系统中包含三个LCU，设置在防护区域起点的记为LCU_A，设置在防护区域内的记为LCU_B，设置在防护区域终点的记为LCU_C；

当列车在所述防护区域起点停车时，车载LCU与LCU_A建立通信，通过相互传输信息来检测对方设备状态；当检测车地设备状态完好后，防护系统启动防护功能；当列车向防护区域运行并收到LCU_B的速度防护信息时，触发防护系统的列车速度距离防护功能；若列车未在到达位于防护区域终点前一段距离的运营停车点停车，则将收到LCU_C的位置防护信息，并触发防护系统的位置防护功能，对列车进行紧急制动。

进一步的，所述车载LCU上电自检成功后进入待机状态；否则，启动故障报警；

待机状态下，若周期性自检正常，且与LCU_A相互传输信息，并成功启动防护功能后，则进入激活状态；若周期自检失败，则启动故障报警；

进入激活状态后，若车载LCU未收到LCU_B的速度防护信息且驶入防护区域的距离超过设定值、或者收到LCU_B的速度防护信息超速、或者驶入防护区域一段距离后才收到LCU_B的速度防护信息、或者收到LCU_C的位置防护信息、或者周期性自检异常时，则防护系统对列车施加紧急制动，进入紧急制动状态；

若检测到切除开关闭合，或者收到LCU_B的速度防护信息后列车速度在非紧急制动下到零且运行距离大于最小设定值，则回到待机状态；

紧急制动状态下，检测到切除开关闭合，则回到待机状态。

进一步的，所述车载子系统还包括与车载LCU相连的车载主机；所述车载主机通过多功能车辆通信总线MVB获取列车运行速度。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，车载子系统通过车载LCU与轨旁子系统的三个本地通信单元LCU通信实现互检初始化、速度防护触发、位置防护触发；一方面，该系统作为一种在既有铁路信号系统之外叠加的系统，其构成不会影响既有的信号系统功能，并考虑了安全性、可维护性、可靠性等；另一方面，通过LCU的信息交互与相应的逻辑运算实现完善的区域防护功能。

附图说明