[发明专利]轨道交通列车的控制系统

说明书

一种轨道交通列车的控制系统，包括沿轨道设置的地面侧信标、设置于列车上的RFID读写器和车载控制中心；地面侧信标包括沿轨道设置的RFID电子标签，列车经过时，列车上的RFID读写器读取RFID电子标签内储存的信息，并向RFID电子标签写入自身的列车信息；车载控制中心包括数据处理模块、通行情况判定模块和预警模块；数据处理模块收集RFID读写器读取的信息并进行处理，判断是否存在列车走错轨道的信息；通行情况判定模块判定先行列车的通行情况，判断是否存在通行故障信息；预警模块接收列车走错轨道信息和通行故障信息，发出预警信号。该控制系统成本低、易维护，可满足高行车密度和高安全标准的要求。

技术领域

本发明涉及一种轨道交通列车的控制系统，属于铁路信号技术领域。

背景技术

列车控制系统负责控制列车在线路上的运行，通常采用时间分隔或者空间分隔等方法来确保列车彼此之间保持固定或者可变的间隔，实现列车的启动、追踪运行和到站停车，避免碰撞等事故的发生。在上述控制中，列车需要获取行车的授权，列车控制系统需要掌握列车的位置等状态信息。

现有技术中列车控制系统主要有如下几种方式：

1、由地面控制系统通过轨道空闲监测设备(如轨道电路、计轴)等设备将线路分隔为一个个轨道区段，探测轨道区段上的是否存在列车占用从而确定列车的位置，在保留必要的保护区段后，由信号机、应答器、或者轨道电路本身，以轨道区段为单位，传递授权指令(如空闲区段数量、速度、允许进入或停车等)，来分隔列车，达到控制列车运行的目的；

2、由地面控制系统根据列车测速测距系统完成的定位，以及列车自主完成的或地面设备配合完成的列车完整性检查，通过沿轨道部署的车地通信系统，如WiFi网络、GSM-R网络、LTE-M网络、漏缆、波导管、TETRA等，周期性传送列车位置信息到地面控制系统，地面控制系统根据列车位置信息和轨旁状态，计算出授权指令(如移动授权、目标点、速度等)，再由车地通信系统周期性返回给列车，列车依据上述指令来实现列车的运行；

3、利用车车间通信的列车控制系统中，先行列车向后续列车发送包含列车ID(Identification Data：用于识别列车的编号等)和列车位置的传送信号，后续列车的车载装置读取所接收到的先行列车的列车ID和列车位置，根据与先行列车同样地检测或者算出的后续列车的当前位置和列车速度，控制后续列车的行驶速度

然而，对于上述方式1，主要以轨道区段的物理分隔作为列车控制系统定位和控制的基础单元，虽然成本较低，但是轨旁设备数量巨大、维护困难，且控制颗粒度较粗。一旦要求更高的行车密度，系统即便在加大成本投入，缩短轨道区段间隔，由于通信速度较低，系统响应较慢，也难以满足列车控制系统需求：

对于上述方式2，典型的如CTCS3系统，仍然无法摆脱对轨道电路物理分隔区段的依赖；即使在使用移动闭塞或者虚拟闭塞方式的系统，典型的如城市轨道交通的CBTC系统，可以大幅减少轨道区段的分隔数量，但是部分也还是保留计轴作为后备降级的应对手段。而且对于方式2的车地通信方式，不论是固定闭塞、虚拟闭塞还是移动闭塞，都需要沿线架设大量的通信基础设施(如通信基站、漏缆、波导管等)，投资较高，维护困难，且网络易受干扰，额外的多重网络冗余进一步增加了系统复杂度。

对于上述方式3，如果后续列车错误地接收到不是紧接在之前的先行列车而是更前方的先行列车的信号，并根据该列车的列车位置来控制后续列车的行驶速度，则存在超过允许范围而接近原来的先行列车这样的问题。

现在也有研究充分利用卫星定位装置，但基于现在越来越高的行车密度要求，车与车之间越来越接近，很多线路平均五分钟一趟车，而使用卫星定位的方式对列车进行控制存在一定延迟，显然无法满足如此高的发车频率和行车密度。

面对现在高行车密度和高安全标准的要求，考虑到成本、建设难度等各方面的问题，亟需一种可以快速建设、低成本、易于维护的轨道交通列车的控制系统。

发明内容