[发明专利]一种有轨电车自动驾驶系统

说明书

技术领域

本公开涉及一种自动驾驶系统，尤其涉及一种有轨电车自动驾驶系统。

背景技术

现代有轨电车在公共交通体系中能够承担城市主干线路公交客运，或者作为地铁轻轨构建区域的补充公共交通网络，其运行线路多为城市道路改造而成，线路不完全封闭，存在与地面公共交通的平面交叉路口。

现代有轨电车与城市地铁、轻轨路权形式不同，大部分线路都属于半独立或混合路权，其不同于铁路、地铁、轻轨等其他轨道交通完全封闭的运行环境这一特点，使得其无法采用轨道交通信号系统中的闭塞控制来保证列车运行安全，因此现代有轨电车驾驶方式与公交类似，由司机目视人工驾驶车辆，司机根据列车速度判断并保持与前车的距离。

半独立路权和司机目视人工驾驶导致有轨电车的运营安全、运输效率极大的依赖于司机驾驶状态和经验，使得司机长时间处于高度紧张、注意力高度集中的状态，给有轨电车的运营安全带来诸多隐患。

目前国内已运营的现代有轨电车列车运行控制系统，大多由中心运营调度系统、正线道岔控制系统、道口控制系统、车载系统组成。中心运营调度系统主要实现列车运行计划编制、下发，线路设备、列车状态的监控，相关子系统之间的消息转发。正线道岔控制系统根据中心运营调度系统下发的列车运行计划和列车接近信息，实现正线转辙机、信号机的安全控制。车载控制子系统实现电车自定位并将位置上传中心运营调度系统，提供行车信息提示功能，实现道岔遥控功能，限速超速报警、路口闯红灯报警等功能。路口综合控制子系统实现与路口社会交通信号灯控制系统的接口，采集路口交通信号灯的状态，向路口交通信号灯控制系统发送优先通过请求；检测列车接近和离开；接受接近列车的通过请求，向列车发送路口交通信号灯的状态信息；向中心运营调度系统发送路口交通信号灯的状态信息。

目前现代有轨电车列车运行控制系统中只有正线道岔控制系统为安全系统，保证在规定的联锁条件和规定的时序下对进路、信号和道岔实行控制，确保进路上轨道区段、道岔、进路表示器之间安全的联锁逻辑。车载系统和道口控制系统都为非安全系统，车载系统只提供辅助驾驶的功能，不提供安全防护功能，行车安全由司机负责。司机需按照轨旁设备的显示及标识(岔区进路表示器、路口专用信号灯、限速牌等)人工驾驶列车运行。因此，有轨电车对司机要求较高，当司机的驾驶状态不好或经验不足时，会给有轨电车的运营安全带来诸多隐患。现代有轨电车线路为非封闭环境，列车运行控制系统无法实现闭塞控制，无法提供列车安全防护功能，使得有轨电车的运营效率和安全完全依赖于司机，运营效率和安全受到了诸多限制。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本公开提供一种能满足非完全封闭运行环境、实现列车安全防护和自动运行的有轨电车自动驾驶系统及方法。

本公开的有轨电车自动驾驶系统通过以下技术方案实现。

一种有轨电车自动驾驶系统，包括：中心控制系统、轨旁信号系统、车载系统和通信系统；所述中心控制系统包括中心运营调度系统，所述中心运营调度系统用于列车管理和信息转发；所述车载系统与所述中心运营调度系统通过所述通信系统进行通信连接；所述轨旁信号系统与所述中心运营调度系统通过所述通信系统进行通信连接；所述车载系统包括环境感知装置，所述环境感知装置实时采集列车周围的环境状态信息。

进一步地，所述车载系统还包括安全防护装置，所述安全防护装置接收所述环境状态信息。

进一步地，所述车载系统还包括列车定位装置，所述列车定位装置用于获取和校准列车的速度信息和运行方向信息。

进一步地，所述车载系统还包括车车通信装置，所述车车通信装置用于列车与前方列车通信。

进一步地，所述轨旁信号系统包括目标控制器和路口安全区域控制器；所述车载系统向所述目标控制器或所述路口安全区域控制器申请对运行前方的轨旁设备的使用，所述目标控制器或所述路口安全区域控制器接收所述申请，将所述轨旁设备转换到列车请求的状态，完成进路锁闭或路口安全区域防护，并将申请响应状态返回给所述车载系统。

进一步地，所述车载系统接收到所述目标控制器或所述路口安全区域控制器的所述申请响应状态，取得运行前方轨旁设备的使用权。

进一步地，所述车载系统还包括移动授权装置；所述移动授权装置根据所述车载系统接收自所述中心运营调度系统的列车运行方向上的轨旁设备信息和前车状态信息，计算出列车移动授权范围；所述车载系统的自动防护装置根据所述列车移动授权范围防护列车向前运行。

进一步地，所述车载系统根据轨旁设备信息和在线列车信息，判断列车运行前方的移动授权范围内是否有其他列车；