[发明专利]复杂道岔状态中的自适应列车跟踪方法

摘要

一种复杂道岔状态中的自适应列车跟踪方法，1：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；2：列车数据初始化：3：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；4：判断是否有联锁故障；5：判断是否有列车从车辆段上线；6：遍历系统内所有列车；7：判断位置报告的情况，在联锁传来的报文中查询该列车包络所对应的TVS，进而判断其有无端点逻辑出清；8：如有位置报告，在联锁传来的报文中查询该列车包络所对应的TVS，在车载控制器传来的报文中查询该列车的位置报告；9：主循环体结束，跳转回第3步。

主权项

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；第5步：判断是否有列车从车辆段上线，如果有，在算法内部创建新列车，包括列车的ID和列车的包络位置；列车在没有升级为连续自动控制列车CTC前，也就是列车在轨旁ATP系统中仍然处于点式控制列车ITC、疑似列车DST非自动控制列车状态时，轨旁ATP系统会使用基于TVS占用的方法跟踪其包络变化；升级为CTC后，轨旁ATP会结合TVS占用和列车发送的位置报告信息，跟踪列车的包络移动情况；在每辆列车或疑似列车的状态信息中，将包含其占用TVS的ID数组，以及其上行端点和下行端点相邻的TVS ID；第6步：遍历系统内所有列车，包括DST、ITC和CTC，判断该列车是否有位置报告；第7步：没有位置报告的情况；第7‑1步：如果没有位置报告，在联锁传来的报文中查询该列车包络所对应的TVS，进而判断其有无端点逻辑出清；首先检查其上一周期包络所占用的TVS包括端点和中间的TVS有无物理出清，如果端点TVS物理出清，则对物理出清端点置逻辑出清标志位；如果中间TVS出清，则做疑似列车解体处理；出清判断结束后，再对疑似列车的列车信息中记录的其上行端点和下行端点相邻的TVS 做占用判断；如果出现物理占用，则判断相邻TVS是否属于道岔区域；如果属于，则进入状态机专家系统进行状态机模式识别；第7‑2步：道岔区域状态机专家系统，状态机专家系统是根据道岔预先设计好的，构建了道岔中不同常量、变量的组合到输出之间的对应关系；状态机专家系统根据列车在道岔区域行驶的全部物理可能性，从全部可能中遴选出所有列车和轨道在物理特性上允许的组合，完成对列车包络变化的跟踪；状态机专家系统的输入为道岔的形制、道岔的锁闭状态、汇聚边发散边的占用状态、汇聚边发散边相邻轨的占用状态；所述的道岔的形制由TVS ID通过TVS轨道线路拓扑图查到，道岔的锁闭状态包括定位、反位、未定位，汇聚边发散边的占用状态包括CTC占用、ITC‑S占用、ITC占用、DST占用，汇聚边发散边相邻轨的占用状态包括CTC占用、ITC‑S占用、ITC占用、DST占用；其输出为列车在道岔区域TVS的每种物理占用是否可以转换为该列车步进的逻辑占用，即可否被专家系统判断为列车正常移动；在状态机专家系统中，列举了所有道岔中可能的状态即所有道岔常量和变量的排列组合，在总结所有场景中合理结论的基础上，以多维表格的形式明确了在各种输入搭配的情况下是何种输出结果，即给出逻辑占用和逻辑出清的三点检查判断结果，对于虽然物理上可能出现但发生概率很小的场景，专家系统并没有完全覆盖，而是进行报警，提示人工进行决策干预；在使用中如果发现有多故障场景进行出现，可增广到目前的专家系统中，为此专家系统也留有扩展的空间；第7‑3步：在步进判断时，不但要查询列车原来包络相邻的TVS占用状态，还要继续通过TVS相邻关系搜索再下一个TVS的占用状态，TVS 1、TVS 2 、TVS 3、 TVS 4各为不同的轨道空闲检测区段编号, TVS 1为第一轨道空闲检测区段，TVS 2为道岔轨道空闲检测区段、TVS 3为第一分岔轨道空闲检测区段、TVS 4为第二分岔轨道空闲检测区段；如果TVS 3 或 TVS 4上存在其它列车包络，那么TVS 2的占用不能判断为非自动列车的车头步进即逻辑占用，根据道岔锁闭情况，如果锁闭在反位，则TVS 1、TVS 2 和 TVS 3包络合并，合并后的列车类型由原TVS1和TVS3上的列车类型决定；其原则为：疑似列车与疑似列车合并为疑似列车包络，疑似列车与非自动列车合并为非自动列车包络，非自动列车与非自动列车合并为非自动列车包络，自动列车不能进行包络合并；如果锁闭在定位，则TVS 1、TVS 2和TVS 4合并，合并后的列车类型也要基于原TVS1和TVS3上的列车类型而定；如果道岔处于未定位状态，这是非安全的特殊情况，则TVS2的占用既不会判断为TVS 1上的列车步进，也不会无法判断是TVS 3或TVS 4上的列车合并，而是在TVS 2上新创建一个疑似列车DST；如果TVS 3或TVS 4上没有其它列车，但由于TVS故障，TVS 3 或TVS 4处于一直报占用ARB状态，则根据道岔锁闭方向，仍然要将TVS 1上的列车包络扩展到TVS 3或 TVS 4上，此外，如果TVS 3或TVS 4上一周期也是空闲状态，本周期和TVS 2 一同由空闲转为占用，这种情况最大可能性为TVS 3或TVS 4的新占用由其它列车步进造成，所以TVS 1上的列车将不对TVS 3或TVS 4 上的新占用进行合并处理，而留待其它列车处理；第8步：如果有位置报告，在联锁传来的报文中查询该列车包络所对应的TVS，在车载控制器传来的报文中查询该列车的位置报告；判断前方相邻TVS的道岔是否锁闭，如果没有，即道岔失去锁闭转为未定位，或者突然出现定位和反位间的变动，列车丢失位置，在列车包络更新的同时，还要对列车的等级进行变化，降级为非自动控制列出，此后整个道岔区域的包络变化要根据前面段落中描述的专家系统对非自动列车进行判断；如果前方相邻TVS的道岔锁闭，接着判断TVS占用与位置报告是否一致，如果不一致，进行TVS故障判断和位置报告有效性判断；如果一致，以列车位置报告中数据更新列车包络；第9步：主循环体结束，跳转回第3步。