[发明专利]一种基于感知控制的高速列车闭塞区间智能控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及列车安全与控制领域，特别涉及一种基于感知控制的列车闭塞区间控制系统。

背景技术

在同一个铁轨上运行的高速列车之间，必须保持一定的间距，才能够保证列车运行的安全，这个间距称之为闭塞区间。如果闭塞间距过大，铁轨的使用效率过低；如果间距过小，列车运行安全有风险。为了解决这个挑战，现有方案中都是在一定的间距上设置了控制红绿灯，然后引入某种智能方案控制红绿灯，因为高速列车在运行过程中可能出现意外，例如突然停车等，现有解决方案都是要留出足够大的闭塞区间。因此，现有各种类型智能方案还是无法从根本上解决高速列车的安全控制与铁轨使用效率之间的一对根本性矛盾。本方案中考虑列车的特征，设计了一种基于传感器控制的闭塞区间实时控制系统来解决这个矛盾。

闭塞是铁路上防止列车对撞或追撞(追尾)的方式，是铁路上保障安全的一个较主要的方法。所谓闭塞，就是保证区间或闭塞分区在同一时间内只能运行一个列车，而保证一个区间或闭塞分区在同一时间内只能运行一个列车的设备称为闭塞设备。我国铁路现行的基本闭塞设备分为自动闭塞、自动站间闭塞、半自动闭塞。自动闭塞是同列车自动完成闭塞作用的一种闭塞设备。半自动闭塞是通过装在两个相邻车站的闭塞机、出站信号机及专用轨道电路所构成的一种闭塞设备。

中国铁路采用的闭塞方法，主要有下列两种：

1、半自动闭塞：此种闭塞需人工办理闭塞手续，列车凭出站信号机的进行显示发车，但列车出发后，出站信号机能自动关闭，所以叫半自动闭塞。

2、自动闭塞：通过列车运行及闭塞分区的情况，通过信号机可以自动变换显示，列车凭信号机的显示行车，这种闭塞方法完全是自动进行的，故叫自动闭塞。自动闭塞是由运行中的列车自动完成闭塞任务的一种设备。

目前，我国铁路上采用的自动闭塞主要有单线双向自动闭塞(在线路两侧均设有通过色灯信号机)和双线单向自动闭塞(每条线仅一侧设信号机)。

采用半自动闭塞时，列车占用区间的凭证是出站信号机(线路所是通过信号机)的进行显示。出站信号机不能任意开放，它受半自动闭塞机的控制。只有当区间空闲，经过办理手续后，出站信号机才能开放。还应注意，出站信号机既要防护列车区间运行的安全，又要防护出发列车在站内运行安全。所以它既要受闭塞机的控制，又要受到车站联锁设备的控制。

两个区段站间采用自动闭塞法，称为自动闭塞区段；采用半自动闭塞法时称为半自动闭塞区段。

发明内容

本方案主要特点是采用基于传感器的方式来实现对列车闭塞区间的智能控制问题，解决列车运行安全与铁路使用效率的问题。

为了解决上述问题，依据本发明的实施例，公开了一种基于信息感知与移动无线通信技术实现高速列车闭塞区间的智能控制系统，可以包括：

传感器网络：所述传感器部署在列车系统及其轨道系统上，用于采集至少包括列车位置、速度、车次编号的列车感知信息；所述传感器通过移动无线网络传递列车感知信息；

传感信息处理器：用于接收列车感知信息，并按照区间与车次进行信息归类，分别传递给区间数据库、车次数据库；

区间数据库：用于实时统计分析与更新列车系统运行状态、某一铁路区间及相邻区间内的列车状况，所述列车状况包括列车数量和列车间距；

车次数据库：用于实时更新与保存每个车次的运行状况；

闭塞区间指令系统：用于根据目标铁路区间和相邻区间的列车状况，通过移动无线网络向不同列车发出相应指令及所在区间信息，执行闭塞区间控制；

列车协调反馈系统：用于接收闭塞区间控制指令，与前后列车相互协调以保持安全车距，向闭塞区间指令系统提供反馈信息。

优选的，所述传感器网络具体包括：在轨道上或附件设施上，铺设传感器，以采集列车运行或包括系统所在的地理条件变化信息；在列车系统内部铺设传感器，以采集列车自身状态信息网络。

优选的，安装在列车及其轨道上的传感器网络所采集的感知信息，由移动无线网络承载并上传；闭塞区间指令系统的控制信息，也由移动无线网络承载并下传到设置在列车上的列车协调反馈系统；通过上述移动无线网络的承载，可实现感知信息与闭塞区间控制信息的实时传递。

优选的，所述的系统还可以包括：列车调度优化系统：用于根据区间数据库所提供的实时铁路区间空闲数据、车次数据库所提供的车次运行信息，优化列车调度与提速方案。