[发明专利]一种基于全信息感知的列车运行控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及列车运行控制系统中的系统结构领域，尤其涉及一种基于全信息感知的列车运行控制系统。

背景技术

列车运行控制系统是铁道信号系统的重要组成部分之一，由地面设备和车载设备构成，用于控制列车运行速度、保证列车安全和高效运行，是铁路运输系统的大脑和神经中枢。

在过去几十年中，列车运行控制技术主要解决了安全性和自动化的问题。目前广泛应用的列车运行控制系统，虽然具体实现方法有所不同，但主要结构和原理是统一的，均由地面设备、车载设备和车地通信系统构成。其中地面设备包含两个基本功能，一是为列车准备运行路径，通常由车站联锁系统实现；二是保证列车在运行路径上运行的安全间隔，通常由区间闭塞系统来控制。

车站联锁系统根据计划通过目标控制器采集轨旁基础设施的状态，并控制其实时建立安全进路，为列车提供进、出站及站内行车的安全进路，而区间闭塞系统根据前方行车条件，包括进路状态、轨道占用情况、线路状况以及调度命令等，为每列车产生行车许可，并通过地面信号、车载信号或车地信息交互等方式向司机提供安全运行的凭证。车载设备根据接收到的行车许可产生允许速度，当列车速度超过允许速度时控制列车实施制动，使列车降速乃至停车，防止列车超速颠覆或与前方列车追尾等，保证行车安全。

我国目前应用于干线铁路的列控系统为CTCS(Chinese Train Control System，列车运行控制系统)，分为CTCS-0到CTCS-3四个等级。列控系统的发展趋势为：支持的列车运行速度越来越高，行车密度越来越大，可靠性越来越高，车地通信信息量越来越大，自动化水平越来越强。应用于城市轨道交通的CBTC列控系统更是印证了列控系统发展的这一特点。然而尽管CTCS-3和CBTC的成熟应用标志了中国列控系统已跻身于世界前列，但是仍然希望列控系统的安全、效率、成本等方面得到进一步的提高与改进。

我国既有列控系统中，由于国情路情的限制，使得列控系统整体系统化设计不够，功能分配不尽合理，目前随着人们对动车组的青睐，客运专线不断增多成网，轨旁设备越来越复杂，这不但增加了现场维护工作的复杂度，还增加了系统的建设投资，最重要的是设备数量的增加导致了安全隐患的不断增大。

在传统铁路信号系统中，联锁和列控功能分离，这种方式不利于高效的行车控制，增加了信息转换，区间闭塞没有联锁逻辑检查，存在一定隐患。现阶段列控系统地面设备对线路基础设施的控制和状态采集，仍然采用继电器接口的电气控制方式，车站和区间需要铺设大量信号电缆，不仅造成建设和维护成本过高，而且故障率高、不易检测。系统以车站为中心集中控制，同时，新旧制式设备的叠加造成地面设备结构复杂。

现有列控技术中，对于移动体列车上装备的车载设备，其处理能力、完成的功能，以及智能化程度有限，关键的控制相关信息如行车许可等均由地面设备进行计算和生成，再通过车地信息传输发送至具体列车，可以说列车的运行区域是由地面设备来控制的，而车载设备只负责根据地面提供的信息控制列车实时速度，是一种被动的列车运行安全防护方式。车与车之间没有信息交互，后续运行的列车不能直接得到前方列车实时的位置和运行信息，不了解前方行车情况。当地面设备或车地信息传输系统出现故障时，列车的行车安全就会受到严重威胁。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于全信息感知的列车运行控制系统，大大减少了轨旁设备的铺设复杂程度和维修难度，降低了信号系统的维护成本。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于全信息感知的列车运行控制系统，其特征在于，该系统包括：

地面中心设备；辅助列车获得通信列车信息，正确建立车车通信，并且自动接收数据对列车的运行进行监督和控制，辅助调度人员对列车进行管理；

车载设备；增加车车直接通信渠道和与目标控制器直接通信渠道，结合全面信息感知和输入进行列车主动防护；

轨旁设备；形成基于IP通信的分布式目标控制器通信网络，支持列车通过无线通信对轨旁信号设备进行控制和状态采集。

所述目标控制器通过实时采集轨旁信号设备状态并记录到状态信息库，列车通过无线通信网络查询所述状态信息库，根据查询结果向所述目标控制器发送操作请求，所述目标控制器接收请求并执行相应的动作命令；

所述的地面中心设备，包括：