[发明专利]复杂道岔状态中的自适应列车跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种列车跟踪的实现方法，具体说是城市轨道交通控制系统中同时兼容各种道岔状态的自适应列车跟踪实现方法。

背景技术

城市轨道交通列车运行密度高、车站间距近、安全性要求高，列车自动控制系统（ATC）及列车本身需要实时了解列车在线路中的精确位置，分布于轨旁和列车上的列车自动控制系统根据线路中列车的相对位置实时动态地对每一列车进行监督、控制、调度及安全防护，在保证列车运行安全的前提下，最大限度地提高系统的效率为乘客提供最佳服务。

列车位置信息在列车自动控制技术中具有重要的地位，几乎每个子功能的实现都需要列车的位置信息作为参数之一，尤其是列车自动防护（ATP）子系统，能够准确跟踪列车的位置是实现列车自动防护的基本前提。所以说列车跟踪是列车控制系统中一个非常重要的环节，它的引入，使得调度指挥和行车控制一体化新的综合自动化系统成为可能，更加有效地提高行车效率和安全度。

列车跟踪技术在现代轨道交通行车安全和指挥系统中的作用主要体现在以下几个方面：为列车自动防护子系统保证安全列车间隔提供依据，为列车自动运行（ATO）子系统实施速度自动控制提供依据，为列车自动监控（ATS）子系统显示列车运行状态提供依据。

对于列车跟踪而言，道岔是实施列车准确跟踪的一个难点。在道岔区域，跟踪方法的搜索空间由一维变为多维，并且存在道岔未定位等复杂因素，列车在道岔区域也容易出现出轨、解体等特殊状况，这都对列车跟踪方法的适应性提出了很高要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对城市轨道交通列车自动控制系统中现有的列车跟踪要求，利用计轴占用的三点检查法基本原则，辅以列车的位置报告，设计一种全新的自适应列车跟踪方法，同时兼容各种复杂的道岔类型和状态。这种实现方法不需要更新轨旁ATP设备及联锁设备硬件，即可在各种轨道线路中使用。目前，随着中国城市化进程的提速，国内轨道交通运营压力日趋变大，高峰期列车运营的间隔时间越来越短，这要求全线路尤其是道岔区域的高准确性的列车跟踪，即不放过任何一次碰撞的潜在安全隐患，也要及时排除虚假故障保证运营效率。本方法正是适用于该需求，采用本方法的轨旁ATP子系统可以在任何复杂道岔情况下准确跟踪列车，提高了系统的兼容性和先进性。

技术方案：一种复杂道岔状态中的自适应列车跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：

第1步：轨道线路数据初始化，载入直轨轨道分区Segment/轨道空闲检测区段TVS数据配置信息；

在这一步中包含了一个预先步骤：为道岔建立数学模型，即算法运行前首先需要将具体的线路地图转换为计算机可以储存和识别的数学描述；该数学模型中道岔在土建完成后的物理形态为常量，具体为汇聚边、发散边、岔心的相对位置；道岔锁闭的状态、道岔的占用状态、岔心的占用状态和道岔汇聚边、发散边轨道的占用状态作为数学模型中的变量；

道岔锁闭的状态包括未锁闭、锁闭定位、锁闭反位，道岔的占用状态包括未知、占用、空闲，岔心的占用状态包括未知、占用、空闲，发散边轨道的占用状态包括未知、占用、空闲；

以直轨轨道分区索引号Segment ID和直轨轨道分区偏移量Segment Offset作为坐标系，建立TVS到Segment的映射关系，每个TVS以Segment ID + Offset描述的起点坐标和终点坐标；由于Segment都是直轨，以Segment描述的轨道线路全部由直轨连接而成，普通道岔是三条直轨的交汇点，岔心是四条直轨的交汇点，只要标注每条直轨上行端点和下行端点相邻直轨的数量和ID，就可以描述Segment之间的相邻关系，并表示出道岔、岔心的情况，再通过TVS到Segment的映射关系，可以得到TVS的相邻关系，以及由TVS构成的轨道线路拓扑图；当算法实际运行时，第一步就是将以上数学模型载入，便于运算时随时调用；

第2步：列车数据初始化：对此时状态为“占用”的TVS全部置为疑似列车（DST）；

第3步：主循环体开始：读入联锁传来的道岔状态、TVS状态报文，读入车载控制器传来的位置报告报文；

第4步：判断是否有联锁故障，如果有，执行复位其内部所有列车操作；