基於應答器信息傳輸技術的軌道車運行控制系統及方法
2023-10-19 20:00:07
專利名稱：基於應答器信息傳輸技術的軌道車運行控制系統及方法
技術領域：
本發明屬於軌道車自動控制應用技術領域，涉及一種基於應答器信息傳輸技術的軌道車運行控制系統及方法。
背景技術：
軌道車等自輪運轉特種設備係指在國鐵營業線上運行的軌道車、養路機械、作業車以及其它具有80km/h以上自運行能力的檢測、維修設備，以下簡稱軌道車。目前，軌道車運行控制設備通過接收軌道電路發送的機車信號信息，來監控軌道車安全運行。其工作原理是軌道車在區間運行時，軌道車運行控制設備接收軌道電路發送的機車信號信息，當機車信號變化時，以進入閉塞分區後特定距離為目標點，計算產生控制曲線，一是防止軌道車超過機車信號允許速度運行，二是防止軌道車越過關閉的信號機。 已有技術，專利公開號為CN1491844 A名稱為「軌道車專用信號監控裝置」的發明，是由車上裝置和車下裝置兩部份構成，車上裝置中具有信號運行監控主機，通過接收軌道電路發送的機車信號信息，來監控軌道車運行，採用的監控手段和實現的監控功能相對有限。專利公開號為CN101612948 A名稱為「自輪運轉特種設備運行安全綜合監控方法及其監控裝置」的發明，基於自輪運轉特種設備智能監控裝置及採用GPRS網絡技術，構建自輪運轉特種設備運行安全綜合監控系統，車載基礎數據和臨時修改參數通過無線通信網絡上傳，實現對自輪運轉特種設備運行安全的全面監控。專利公開號為CN101054089 A名稱為「一種由車載監控系統實施列車運行監控的方法及裝置」的發明，利用現有車載監控裝置，採用地面線路增加點式設備，在現有車載監控裝置上設置點式接收裝置，由現有車載監控裝置直接通過點式接收裝置實現車載數據的嚴格校核。所述的監控裝置主要利用自身的絕緣節識別功能或點式應答器對其運行數據進行進一步的校核，只適用於對列車運行實施監控，沒有涉及在軌道車的應用。
發明內容
本發明的目的在於針對現有軌道車運行控制設備缺少地面數據實時信息支持，車輛運行到前方目標點時不能精確控制到位，影響行車效率，以及車輛位置公裡標無法自動校正，存在錯誤控制等缺點，提供了一種基於應答器信息傳輸技術的軌道車運行控制系統及方法。本發明一種基於應答器信息傳輸技術的軌道車運行控制系統包括軌道車運行控制設備(簡稱GYK)、應答器信息接收模塊(簡稱BTM)和BTM車載天線。所述的軌道車運行控制設備的主機上的信號發送埠通過採用標準RS422、RS485串行接口或CAN通訊方式與應答器信息接收模塊主機的信號接收埠連接，軌道車運行控制設備的主機上的信號接收埠通過採用標準RS422、RS485串行接口或CAN通訊方式與應答器信息接收模塊主機的信號發送埠連接，應答器信息接收模塊主機通過射頻電纜與BTM車載天線連接。本發明一種基於應答器信息傳輸技術的軌道車運行控制方法包括以下步驟 步驟一將軌道車運行控制設備主機與應答器信息接收模塊主機通信初始化，
步驟I :GYK準備與BTM建立通信，向BTM發送初始化信息幀，重置接收等待計時器Tc，並判斷Tc是否超過設置的時間間隔，如果否，繼續等待；如果是，GYK檢測有無收到BTM正確的狀態幀，如果無，返回步驟1，繼續檢測；如果有，進入到步驟2 ;
步驟2 =GYK向BTM發送請求幀，重置接收等待計時器Tc，並判斷Tc是否超過設置的時間間隔，如果否，繼續等待；如果是，GYK檢測有無收到BTM正確的狀態幀，如果無，返回步驟2，繼續檢測；如果有，進入到步驟3 ；
步驟3 :初始化完畢，GYK和BTM開始交互正常信息；
步驟二 將應答器信息接收模塊主機與軌道車運行控制設備主機通信初始化，·
步驟①BTM準備與GYK建立通信，BTM檢測有無收到GYK正確的初始化信息幀，如果無，返回步驟①，如果有，重置接收等待計時器Tc，並判斷Tc是否在滑動時間窗內，如果否，返回步驟①；如果是，進入到步驟②，
步驟②BTM檢測有無收到GYK第二次正確的初始化信息幀，如果無，返回步驟②，繼續檢測；如果有，進入到步驟③，
步驟③BTM向GYK發送正確的狀態幀，重置接收等待計時器Tc，並判斷Tc是否在滑動時間窗內，如果否，返回步驟①；如果是，BTM檢測有無收到GYK正確的狀態幀，如果無，返回步驟③，繼續檢測；如果有，進入到步驟④，
步驟④初始化完畢，BTM和GYK開始交互正常信息；
步驟三BTM主機通過車載天線向地面應答器發送激發能量電波，並接收地面應答器發送的電波信號。BTM檢測有無收到應答器信息，如果無，返回步驟三，繼續檢測；如果有，進入到步驟四；
步驟四BTM檢測收到應答器信息，生成相應的控制信息數據包，向GYK主機發送控制信息數據包，轉到步驟五；
步驟五GYK主機接收控制信息數據包，主機軟體分析接收到的應答器信號、機車信號、速度信號等數據，自動計算產生控制曲線，通過DMI顯示速度、公裡標、機車信號、線路限速等信息和控制曲線，提醒司機按顯示的信息和控制曲線行車，轉到步驟六；
步驟六GYK運行控制程序，遇到車輛超速或冒進信號時，GYK發出相應的制動命令，通過GYK外圍接口中的制動裝置實施制動，控制車輛減速或停車。在正常監控模式機車信號為L5、L4、L3、L2、L燈時，以控車所需的基本參數為依據，以綠黃燈的出口限速80km/h為目標，生成目標距離控制曲線。收到應答器絕對定位信息包，GYK自動實現公裡標對標，修正軌道車公裡標誤差。本發明的有益效果一、利用客專、高鐵線路現有應答器信息，GYK設備獲得更多控車所需的基本參數，解決軌道車高速安全運行問題。二、利用應答器提供的信號機位置信息，實現以信號機為目標的精確控車；三、充分發揮應答器絕對定位的優點，實現公裡標自動對標，消除人工對標存在的隱患；四、利用應答器提供臨時限速等揭示信息，消除人工輸入存在的安全隱患；五、CTCS系統使用的應答器數據同樣適合GYK使用，不需要修改應答器的報文內容，也不存在數據經常更新換裝問題。因此，本系統方案的實施，可以進一步提高軌道車運行控制設備系統安全性，提高軌道車運輸效率。
圖I是系統組成結構 圖2是GYK主機與BTM主機通信接口 圖3是GYK主機與BTM主機通信初始化流程 圖4是BTM主機與GYK主機通信初始化流程 圖5是系統應用控制模式曲線 圖6是應答器故障系統控制模式曲線圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明作進一步說明。如圖I所示，本發明一種基於應答器信息傳輸技術的軌道車運行控制系統包括軌道車運行控制設備I、應答器信息接收模塊2和BTM車載天線3。BTM車載天線安裝在軌道車車廂底部，BTM車載天線通過安裝支架，吊裝在軌道車下方。 如圖2所示，軌道車運行控制設備I的主機上的信號發送埠通過採用標準RS422、RS485串行接口或CAN通訊方式4與應答器信息接收模塊2主機的信號接收埠連接，軌道車運行控制設備的主機上的信號接收埠通過採用標準RS422、RS485串行接口或CAN通訊方式4與應答器信息接收模塊主機的信號發送埠連接，應答器信息接收模塊主機通過射頻電纜5與BTM車載天線連接。本發明一種基於應答器信息傳輸技術的軌道車運行控制方法包括以下步驟 步驟一將軌道車運行控制設備主機與應答器信息接收模塊主機通信初始化，如圖3
所示，
步驟I :GYK準備與BTM建立通信，向BTM發送初始化信息幀，重置接收等待計時器Tc，並判斷Tc是否超過設置的時間間隔，如果否，繼續等待；如果是，GYK檢測有無收到BTM正確的狀態幀，如果無，返回步驟1，繼續檢測；如果有，進入到步驟2 ;
步驟2 =GYK向BTM發送請求幀，重置接收等待計時器Tc，並判斷Tc是否超過設置的時間間隔，如果否，繼續等待；如果是，GYK檢測有無收到BTM正確的狀態幀，如果無，返回步驟2，繼續檢測；如果有，進入到步驟3 ;
步驟3 :初始化完畢，GYK和BTM開始交互正常信息；
步驟二 將應答器信息接收模塊主機與軌道車運行控制設備主機通信初始化，如圖4所示，
步驟①BTM準備與GYK建立通信，BTM檢測有無收到GYK正確的初始化信息幀，如果無，返回步驟①，如果有，重置接收等待計時器Tc，並判斷Tc是否在滑動時間窗內，如果否，返回步驟①；如果是，進入到步驟②，
步驟②BTM檢測有無收到GYK第二次正確的初始化信息幀，如果無，返回步驟②，繼續檢測；如果有，進入到步驟③，
步驟③BTM向GYK發送正確的狀態幀，重置接收等待計時器Tc，並判斷Tc是否在滑動時間窗內，如果否，返回步驟①；如果是，BTM檢測有無收到GYK正確的狀態幀，如果無，返回步驟③，繼續檢測；如果有，進入到步驟④，
步驟④初始化完畢，BTM和GYK開始交互正常信息；
步驟三BTM主機通過車載天線向地面應答器發送激發能量電波，並接收地面應答器發送的電波信號。BTM檢測有無收到應答器信息，如果無，返回步驟三，繼續檢測；如果有，進入到步驟四；
步驟四BTM檢測收到應答器信息，生成相應的控制信息數據包，向GYK主機發送控制信息數據包，轉到步驟五；
步驟五GYK主機接收控制信息數據包，主機軟體分析接收到的應答器信號、機車信號、速度信號數據，自動計算產生控制曲線；通過DMI顯示速度、公裡標、機車信號、線路限速等信息和控制曲線，提醒司機按顯示的信息和控制曲線行車，轉到步驟六；
步驟六GYK運行控制程序，遇到車輛超速或冒進信號時，GYK發出相應的制動命令，·通過GYK外圍接口中的制動裝置實施制動，控制車輛減速或停車。如圖5所示，系統應用實例之一，GYK接收到完整的應答器信息執行控制流程如下
正常監控模式機車信號為L5、L4、L3、L2、L燈時，以控車所需的基本參數(軌道電路信息、應答器信息、軌道車參數)為依據，以綠黃燈的出口限速80km/h為目標，生成目標距離控制曲線。DMI距離窗口顯示目標距離，由目標距離開始遞減，遞減為O後顯示「-----」。如圖6所示，系統應用實例之二，GYK接收應答器信息缺損時執行控制流程如下 當應答器數據缺損而使得GYK設備無法按照頂棚速度運行，但軌道電路正常，TCR能正
確給出進路開通狀態信息時，GYK限制速度自動降到既有線要求的運行速度80km/h。應答器線路數據能正常接收時，GYK按照提速進入條件重新進入(提示司機確認，確認後方可提速)到頂棚速度監控。
權利要求
1.基於應答器信息傳輸技術的軌道車運行控制系統包括軌道車運行控制設備、應答器信息接收模塊和BTM車載天線，其特徵在於所述的軌道車運行控制設備的主機上的信號發送埠通過採用標準RS422、RS485串行接口或CAN通訊方式與應答器信息接收模塊主機的信號接收埠連接，軌道車運行控制設備的主機上的信號接收埠通過採用標準RS422、RS485串行接口或CAN通訊方式與應答器信息接收模塊主機的信號發送埠連接，應答器信息接收模塊主機通過射頻電纜與BTM車載天線連接。
2.基於應答器信息傳輸技術的軌道車運行控制方法，其特徵在於該方法包括以下步驟 步驟一將軌道車運行控制設備主機與應答器信息接收模塊主機通信初始化， 步驟I :GYK準備與BTM建立通信，向BTM發送初始化信息幀，重置接收等待計時器Tc，並判斷Tc是否超過設置的時間間隔，如果否，繼續等待；如果是，GYK檢測有無收到BTM正確的狀態幀，如果無，返回步驟1，繼續檢測；如果有，進入到步驟2 ; 步驟2 =GYK向BTM發送請求幀，重置接收等待計時器Tc，並判斷Tc是否超過設置的時間間隔，如果否，繼續等待；如果是，GYK檢測有無收到BTM正確的狀態幀，如果無，返回步驟2，繼續檢測；如果有，進入到步驟3 ； 步驟3 :初始化完畢，GYK和BTM開始交互正常信息； 步驟二 將應答器信息接收模塊主機與軌道車運行控制設備主機通信初始化， 步驟①BTM準備與GYK建立通信，BTM檢測有無收到GYK正確的初始化信息幀，如果無，返回步驟①，如果有，重置接收等待計時器Tc，並判斷Tc是否在滑動時間窗內，如果否，返回步驟①；如果是，進入到步驟②， 步驟②BTM檢測有無收到GYK第二次正確的初始化信息幀，如果無，返回步驟②，繼續檢測；如果有，進入到步驟③， 步驟③BTM向GYK發送正確的狀態幀，重置接收等待計時器Tc，並判斷Tc是否在滑動時間窗內，如果否，返回步驟①；如果是，BTM檢測有無收到GYK正確的狀態幀，如果無，返回步驟③，繼續檢測；如果有，進入到步驟④， 步驟④初始化完畢，BTM和GYK開始交互正常信息； 步驟三BTM主機通過車載天線向地面應答器發送激發能量電波，並接收地面應答器發送的電波信號，BTM檢測有無收到應答器信息，如果無，返回步驟三，繼續檢測；如果有，進入到步驟四； 步驟四BTM檢測收到應答器信息，生成相應的控制信息數據包，向GYK主機發送控制信息數據包，轉到步驟五； 步驟五GYK主機接收控制信息數據包，主機軟體分析接收到的應答器信號、機車信號、速度信號數據，自動計算產生控制曲線；通過DMI顯示速度、公裡標、機車信號、線路限速信息和控制曲線，提醒司機按顯示的信息和控制曲線行車，轉到步驟六； 步驟六GYK運行控制程序，遇到車輛超速或冒進信號時，GYK發出相應的制動命令，通過GYK外圍接口中的制動裝置實施制動，控制車輛減速或停車。
3.根據權利要求2所述的基於應答信息傳輸技術的軌道車運行控制方法，其特徵在於在正常監控模式機車信號為L5、L4、L3、L2、L燈時，以控車所需的基本參數為依據，以綠黃燈的出口限速80km/h為目標，生成目標距離控制曲線。
4.根據權利要求2所述基於應答器信息傳輸技術的軌道車運行控制方法，其特徵在於收到應答器絕對定位信息包，GYK自動實現公裡標對標，修正軌道車公裡標誤差。
全文摘要
本發明公開了一種基於應答器信息傳輸技術的軌道車運行控制系統及方法，現有軌道車運行控制設備缺少地面數據實時信息支持，車輛運行不能精確控制到位，車輛位置公裡標無法自動校正，存在錯誤控制等缺點，本發明軌道車運行控制設備的主機上的信號發送埠通過採用標準RS422、RS485串行接口或CAN通訊方式與應答器信息接收模塊主機的信號接收埠連接，軌道車運行控制設備的主機上的信號接收埠通過採用標準RS422、RS485串行接口或CAN通訊方式與應答器信息接收模塊主機的信號發送埠連接，應答器信息接收模塊主機通過射頻電纜與BTM車載天線連接。本發明進一步提高軌道車運行控制設備系統安全性，提高軌道車運輸效率。
文檔編號B61L23/00GK102910193SQ201210420979
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月29日 優先權日2012年10月29日
發明者傅天耀, 俞仲勳, 鮑琛, 李輝, 徐寧, 王財金 申請人:杭州創聯電子技術有限公司