[发明专利]一种基于空时分多址的轨道交通车车通信方法

说明书

本发明公开了一种基于空时分多址的轨道交通车车通信方法，该方法首先通过应答器、速度传感器以及无线定位设备，确定列车的位置、速度信息，通过时分复用的方式，将列车通信的同频信道分为若干时隙，结合列车的位置与公里标的关系，给列车编号，每辆列车占用其中一个时隙，当所有列车占用时隙结束之后，各个时隙在时间上循环地发生，从而在一定的距离范围之内，既避免列车与列车之间的同频干扰，又可以实现列车与列车之间的直接通信。通过对时隙的复用与组合，不仅增加时隙的利用率，还可大大节省频率资源。同时该方法可结合当前的CBTC系统，在系统出故障或人为操作错误的情况下，为列车的安全运行提供一种更有利的保障。

技术领域

本发明涉及车车通信技术领域，特别涉及一种基于空时分多址的轨道交通车车通信方法。

背景技术

在传统的基于通信的列车运行控制系统(CBTC系统)中，为防止列车冲突，保证安全的基础上实现高密度移动闭塞列车追踪间隔，依赖的是对安全高效的移动授权生成技术，和一次连续式速度-距离曲线列车安全制动模型的合理应用。目前，基于通信的列车运行控制系统，不依靠轨道电路检测列车位置、向车载设备传递信息，而是利用通信技术，通过车载设备、现场的通信设备与车站或列车运行控制中心实现信息交换完成速度控制。这种控制系统能够实现车--地双向通信，由于没有预先设置的闭塞分区，不以固定闭塞分区为列车追踪的最小单元，使得系统较准移动闭塞系统具有更大的运用灵活性和更小的行车间隔，也因此具备了更大的运行调整能力。

但在CBTC系统出现故障或人为操作失误的情况下，依然有可能发生列车追尾事故。如当联锁故障时，故障区段列车首先会故障导向安全采取紧急制动停车，但是存在为了保证运营效率的情况，列车会将ATP系统切除，采用人工驾驶模式，利用电话闭塞法组织行车，这时司机或运营人员若操作不当，列车存在与前车相撞的风险。曾经在上海地铁10号线上，因信号设备失电故障，地铁转为人工电话闭塞组织运营，列车处于ATP系统切除人工目视行车模式，由于调度员和车站值班员违规操作，导致列车与前车追尾。据统计，从2014年到2018年，北京地铁共发生各类故障共405次，而近半数故障都是由于信号设备故障而引起。频发的信号故障事故造成了极大的人身损失并对社会产生了恶劣影响，这对城市轨道交通的应急防护能力提出了更高的要求。在信号故障场景下，如何获取前车的位置信息是对列车进行防撞研究的关键。因此需要一种车与车之间直接通信的方法，来保障列车的安全运行。

目前，已有的基于车车通信的列车运行控制系统，从本质上来讲只是简化了轨旁设备，轨旁的区域控制器和计算机联锁的功能转移到车载设备完成，还是要根据调度中心的计划，实现列车自主规划运行路径、识别前车、自主计算移动授权等功能，并没有做到真正意义上的车与车之间的直接通信。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于空时分多址的轨道交通车车通信方法，涉及在轨道交通现有的CBTC系统故障或人为操作失误情况下，为防止事故的发生，实现近距离车与车之间直接通信的技术。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于空时分多址的轨道交通车车通信方法，包括：

步骤S1：通过应答器、速度传感器、无线定位设备，确定列车的位置、速度信息；

步骤S2：通过时分复用的方式，将列车通信的频点分为若干时隙；

步骤S3：结合列车的位置和公里标的关系，给列车编号，每列车占用其中的一个时隙；

步骤S4：重复利用时隙，进一步提高信道的利用率；

步骤S5：所有列车占用好时隙之后，每时隙在时间上循环地发生；

步骤S6：在一定距离范围内，实现车与车之间的直接通信。

进一步的，所述步骤S1包括：