無(wú)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備的列車追蹤運(yùn)行方法及CBTC系統(tǒng)與流程

本發(fā)明涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備的列車追蹤運(yùn)行方法及CBTC系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的CBTC(Communication Based Train Control System，基于通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng))的架構(gòu)見(jiàn)附圖1，該CBTC主要包括：位于控制中心的用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)列車監(jiān)控的設(shè)備(如控制中心)、無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)(如分布式控制系統(tǒng)，Distributed Control System，簡(jiǎn)稱DCS)、車載設(shè)備、地面設(shè)備。其中，地面設(shè)備包括：ZC(Zone Controller，區(qū)域控制器)、聯(lián)鎖系統(tǒng)CI、軌旁信號(hào)機(jī)、軌旁計(jì)軸、軌旁應(yīng)答器等。

傳統(tǒng)的CBTC系統(tǒng)以地面控制為主，列車通過(guò)向地面ZC注冊(cè)主動(dòng)接受ZC的控制，并主動(dòng)向ZC匯報(bào)位置，ZC根據(jù)列車位置進(jìn)行列車排序，計(jì)算線路上列車的相鄰關(guān)系，根據(jù)前車車尾為后車計(jì)算MA，通過(guò)連續(xù)的車地雙向無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)車地信息的交互，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基于目標(biāo)-距離的移動(dòng)閉塞制式下的列車追蹤運(yùn)行。

ZC控制列車追蹤過(guò)程中，為確保列車的安全運(yùn)行，需要為列車進(jìn)行篩選，如圖2所示，列車篩選功能是列車移動(dòng)授權(quán)計(jì)算的前置功能，通過(guò)篩選來(lái)確定列車前方和后方或者之一是否存在隱藏列車。只有通信列車(CT)完成篩選后，ZC才可以為其計(jì)算移動(dòng)授權(quán)(MA:Movement Authority)，才能夠正常升級(jí)為CBTC級(jí)別并接收Z(yǔ)C的控制。

列車篩選分為前端篩選和后端篩選。前端篩選的完成要求為列車頭部距離記軸端點(diǎn)不大于線路上可能出現(xiàn)的最短車長(zhǎng)，列車運(yùn)行方向前方篩選區(qū)域(前方篩選區(qū)域包含1個(gè)或2個(gè)記軸區(qū)域)空閑。后端篩選的完成要求為列車尾部距離記軸端點(diǎn)不大于線路上可能出現(xiàn)的最短車長(zhǎng)，列車運(yùn)行方向后方一個(gè)記軸區(qū)段空閑。

基于車車通信的下一代列控系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的CBTC系統(tǒng)，如圖3所示，其采用了以列車自主控制為核心的分散控制模型，通過(guò)前后列車直接通信的方式，列車獲取前車位置和運(yùn)行速度等信息，自行計(jì)算移動(dòng)授權(quán)控制本車的速度，實(shí)現(xiàn)與前車的追蹤運(yùn)行。

然而，在圖1所示的CBTC系統(tǒng)中，列車篩選的完成需要在軌道上鋪設(shè)大量的次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備，如記軸、軌道電路等。通過(guò)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備可以將鐵路劃分成若干個(gè)區(qū)域，稱之為記軸區(qū)段。ZC將列車匯報(bào)的位置轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的記軸區(qū)段，然后檢測(cè)其與記軸區(qū)段端點(diǎn)的距離來(lái)確定是否存在隱藏列車，同時(shí)還需要CI對(duì)列車所在記軸區(qū)段的前端記軸區(qū)段(前篩)或后端記軸區(qū)段(后篩)的占用狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。

傳統(tǒng)的CBTC系統(tǒng)，ZC在每周期都需要對(duì)其管轄范圍內(nèi)的列車進(jìn)行篩選、排序。進(jìn)而識(shí)別出列車的位置及列車之間的相應(yīng)關(guān)系。由于車地信息之間的傳輸交互歷經(jīng)了車到地，再由地到車的過(guò)程，必然會(huì)存在較大的延時(shí)，進(jìn)而造成累計(jì)誤差。

在基于車車通信的CBTC系統(tǒng)(如圖3所示)中，列車在對(duì)OC區(qū)域內(nèi)的在線列車排序的過(guò)程中，同樣依靠于次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備。通過(guò)將列車的位置轉(zhuǎn)換為其所在的記軸區(qū)段，然后依據(jù)記軸區(qū)段的前后順序，完成在線列車的排序。

基于車車通信的列控系統(tǒng)雖然對(duì)車地之間的信息交互延時(shí)進(jìn)行了大幅度的優(yōu)化。但在列車排序過(guò)程中卻依靠次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備，大量的次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備不僅提高了整個(gè)系統(tǒng)的邏輯復(fù)雜性，如需要對(duì)列車的位置與記軸區(qū)段之間的相互關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得整個(gè)系統(tǒng)的安裝維護(hù)困難，提高系統(tǒng)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的一種無(wú)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備的列車追蹤運(yùn)行方法及CBTC系統(tǒng)。

為此目的，第一方面，本發(fā)明提出一種無(wú)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備的列車追蹤運(yùn)行方法，包括：

列車運(yùn)行過(guò)程中，該列車的車載控制器VOBC查看當(dāng)前運(yùn)行線路前方是否存在待建立通信連接的對(duì)象控制器OC；

若存在，則向所述OC發(fā)送包括當(dāng)前列車標(biāo)識(shí)的通信建立請(qǐng)求；

所述OC接收所述通信建立請(qǐng)求之后，查看當(dāng)前管轄區(qū)域的狀態(tài)；

若所述OC確定當(dāng)前管轄區(qū)域的狀態(tài)為正常通信狀態(tài)，則向所述列車標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)列車發(fā)送包括該OC管轄區(qū)域內(nèi)所有通信列車的ID信息的響應(yīng)；

所述VOBC根據(jù)所有通信列車的ID信息，識(shí)別出當(dāng)前列車的相鄰前車的ID信息；

所述VOBC根據(jù)相鄰前車的ID信息與該相鄰前車建立通信，并獲得該相鄰前車的運(yùn)行狀態(tài)信息，以及

所述VOBC根據(jù)相鄰前車的運(yùn)行狀態(tài)信息、當(dāng)前列車的運(yùn)行狀態(tài)信息計(jì)算所述OC管轄區(qū)域內(nèi)的MA，以實(shí)現(xiàn)追蹤前車運(yùn)行。

可選地，所述OC查看當(dāng)前管轄區(qū)域的狀態(tài)的步驟之后，所述方法還包括：

若所述OC確定當(dāng)前管轄區(qū)域的狀態(tài)為封鎖狀態(tài)，則向與所述列車標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的列車發(fā)送用以禁止所述列車進(jìn)入該OC管轄區(qū)域的封鎖信息。

可選地，所述VOBC根據(jù)所有通信列車的ID信息，識(shí)別出當(dāng)前列車的相鄰前車的ID信息的步驟，包括：

針對(duì)所有通信列車ID信息中的每一個(gè)，所述VOBC向該ID信息對(duì)應(yīng)的列車發(fā)送用于獲取該列車位置信息的通信請(qǐng)求；以及

所述VOBC接收該ID信息對(duì)應(yīng)的列車根據(jù)所述通信請(qǐng)求返回的通信回復(fù)信息，所述通信回復(fù)信息包括：該列車的ID信息、該列車的link位置信息和該列車的運(yùn)行方向；

所述VOBC將運(yùn)行方向相同的所有ID信息對(duì)應(yīng)列車的link位置信息進(jìn)行排序，以確定當(dāng)前列車的相鄰前車的ID信息；

或者，

針對(duì)所有通信列車ID信息中的每一個(gè)，所述VOBC向該ID信息對(duì)應(yīng)的列車發(fā)送用于獲取該列車位置信息的通信請(qǐng)求；以及

所述VOBC接收該ID信息對(duì)應(yīng)的列車根據(jù)所述通信請(qǐng)求返回的通信回復(fù)信息，所述通信回復(fù)信息包括：該列車的ID信息和該列車的link位置信息；

所述VOBC將所有ID信息對(duì)應(yīng)列車的link位置信息進(jìn)行排序，以確定當(dāng)前列車的相鄰前車的ID信息。

可選地，每一ID信息對(duì)應(yīng)列車的VOBC在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)運(yùn)行速度、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行周期和/或軌旁設(shè)備應(yīng)答器實(shí)時(shí)獲取自身的link位置信息；

所述link位置信息包括：列車車頭所在處的車頭起點(diǎn)link標(biāo)識(shí)、以及列車車頭相對(duì)于該車頭起點(diǎn)link標(biāo)識(shí)的偏移量；該列車車尾所在處的車尾起點(diǎn)link標(biāo)識(shí)、以及列車車尾相對(duì)于該車尾起點(diǎn)link標(biāo)識(shí)的偏移量。

可選地，所述列車的VOBC查看當(dāng)前運(yùn)行線路前方是否存在待建立通信連接的OC，若存在，則向所述OC發(fā)送包括當(dāng)前列車標(biāo)識(shí)的通信建立請(qǐng)求的步驟，包括：

所述VOBC根據(jù)電子地圖信息確定運(yùn)行線路中是否存在與當(dāng)前OC相鄰的下一OC的標(biāo)識(shí)信息；

若存在，則根據(jù)列車當(dāng)前位置確定到達(dá)分界點(diǎn)的距離是否小于預(yù)設(shè)距離；所述分界點(diǎn)為當(dāng)前OC與下一OC的管轄區(qū)域的分界點(diǎn)；

若是，則向下一OC的標(biāo)識(shí)信息對(duì)應(yīng)的OC發(fā)送包括所述通信建立請(qǐng)求。

可選地，所述方法還包括：

所述列車運(yùn)行至所述下一OC的管轄區(qū)域后，向與下一OC相鄰的前OC發(fā)送通信斷開(kāi)信息，以斷開(kāi)前OC的通信，并使所述前OC根據(jù)通信斷開(kāi)信息清除該列車的相關(guān)信息。

第二方面，本發(fā)明提供一種車載控制器，包括：

查看單元，用于在列車運(yùn)行過(guò)程中，查看當(dāng)前運(yùn)行線路前方是否存在待建立通信連接的對(duì)象控制器OC；

發(fā)送單元，用于在查看單元確定存在所述OC時(shí)，向所述OC發(fā)送包括當(dāng)前列車標(biāo)識(shí)的通信建立請(qǐng)求；

接收單元，用于接收所述OC發(fā)送的包括該OC管轄區(qū)域內(nèi)所有通信列車的ID信息的響應(yīng)，所述響應(yīng)為所述OC在接收所述通信建立請(qǐng)求之后，并確定該OC管轄區(qū)域的狀態(tài)為正常通信狀態(tài)時(shí)發(fā)送的；

前車識(shí)別單元，用于根據(jù)所有通信列車的ID信息，識(shí)別出當(dāng)前列車的相鄰前車的ID信息；

MA計(jì)算單元，用于根據(jù)相鄰前車的ID信息與該相鄰前車建立通信，并獲得該相鄰前車的運(yùn)行狀態(tài)信息，根據(jù)相鄰前車的運(yùn)行狀態(tài)信息、當(dāng)前列車的運(yùn)行狀態(tài)信息計(jì)算所述OC管轄區(qū)域內(nèi)的MA，以實(shí)現(xiàn)追蹤前車運(yùn)行。

第三方面，本發(fā)明提供一種列車，包括列車本體，和上述的位于所述列車本體上的車載控制器。

第四方面，本發(fā)明提供一種基于車車通信的CBTC系統(tǒng)，包括：OC、如上所述的列車，所述OC與所述列車的車載控制器交互實(shí)現(xiàn)追蹤前車運(yùn)行。

可選地，所述CBTC系統(tǒng)的軌道上無(wú)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提出的一種無(wú)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備的列車追蹤運(yùn)行方法及CBTC系統(tǒng)，通過(guò)管理手段實(shí)現(xiàn)列車的排序、識(shí)別，可以減少軌旁設(shè)備，具有較高的成本效益，同時(shí)降低系統(tǒng)的邏輯復(fù)雜性；相對(duì)于利用ZC為列車計(jì)算MA，車地通信延時(shí)低，實(shí)時(shí)性高，可以靈活的控制列車運(yùn)行間隔，能夠大幅度的提高軌道交通的運(yùn)行效率，提高了列車運(yùn)行速度。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的CBTC系統(tǒng)的架構(gòu)圖；

圖2為傳統(tǒng)CBTC系統(tǒng)中的列車篩選過(guò)程的示意圖；

圖3為當(dāng)前使用的基于車車通信的CBTC系統(tǒng)的架構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中基于車車通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的工作過(guò)程示意圖；

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的無(wú)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備的列車追蹤運(yùn)行方法的流程示意圖；

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例提供的在線列車識(shí)別的示意圖；

圖7為本發(fā)明一實(shí)施例提供的當(dāng)前列車與OC管轄范圍的在線列車通信的示意圖；

圖8為本發(fā)明一實(shí)施例提供的對(duì)OC管轄范圍內(nèi)的所有在線列車進(jìn)行l(wèi)ink排序的示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的車載控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

需要說(shuō)明的是，在本文中，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”字樣僅僅用來(lái)將相同的名稱區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不是暗示這些名稱之間的關(guān)系或者順序。

目前，基于車車通信的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)，列車通過(guò)OC自主識(shí)別前車，列車正常運(yùn)行過(guò)程僅需知道前車的信息即可實(shí)現(xiàn)基于前車位置的追蹤。相對(duì)傳統(tǒng)的CBTC系統(tǒng)有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，地面ZC子系統(tǒng)、CI子系統(tǒng)的精簡(jiǎn)到車載，減少了軌旁設(shè)備的數(shù)量，相對(duì)ZC來(lái)說(shuō)列車需要維護(hù)的信息量??；

(2)列車通過(guò)前車信息直接計(jì)算移動(dòng)授權(quán)具有更高的實(shí)時(shí)性；

(3)車載設(shè)備的智能化水平更高，列車自主計(jì)算追蹤間隔的方式相對(duì)ZC更為靈活，在實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)的同時(shí)可進(jìn)一步提高效率。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種新型的車車通信列控系統(tǒng)，該系統(tǒng)的軌道上無(wú)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備。為此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種無(wú)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備的列車追蹤運(yùn)行方法。使用管理手段排除OC管轄區(qū)域范圍內(nèi)的隱藏列車，通過(guò)讓在線通信列車之間的直接通信，使每列車獲取其前車的位置和運(yùn)行速度等信息，自行計(jì)算MA進(jìn)而控制列車的運(yùn)行速度及追蹤距離，實(shí)現(xiàn)所有在線列車之間的追蹤運(yùn)行。

結(jié)合圖4和圖5所示，圖4示出了基于車車通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的工作過(guò)程示意圖，圖5示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的無(wú)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備的列車追蹤運(yùn)行方法的流程示意圖，本實(shí)施例的方法包括下述步驟：

401、列車運(yùn)行過(guò)程中，該列車的VOBC查看當(dāng)前運(yùn)行線路前方是否存在待建立通信連接的OC，若存在，執(zhí)行步驟402，否則，重復(fù)步驟401。

舉例來(lái)說(shuō)，VOBC可通過(guò)電子地圖查看當(dāng)前運(yùn)行線路前方是否存在OC。

402、若步驟401中存在所述OC，則向所述OC發(fā)送包括當(dāng)前列車標(biāo)識(shí)的通信建立請(qǐng)求。

針對(duì)上述步驟401和步驟402舉例說(shuō)明如下：

列車的VOBC根據(jù)電子地圖信息確定運(yùn)行線路中是否存在與當(dāng)前OC相鄰的下一OC的標(biāo)識(shí)信息；

若存在，則根據(jù)列車當(dāng)前位置確定到達(dá)分界點(diǎn)的距離是否小于預(yù)設(shè)距離；所述分界點(diǎn)為當(dāng)前OC與下一OC的管轄區(qū)域的分界點(diǎn)；

若是，則向下一OC的標(biāo)識(shí)信息對(duì)應(yīng)的OC發(fā)送包括所述通信建立請(qǐng)求。

403、OC接收所述通信建立請(qǐng)求之后，查看當(dāng)前管轄區(qū)域的狀態(tài)。

404、若所述OC確定當(dāng)前管轄區(qū)域的狀態(tài)為正常通信狀態(tài)，則向所述列車標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)列車發(fā)送包括該OC管轄區(qū)域內(nèi)所有通信列車的ID信息的響應(yīng)，如圖6所示。

本實(shí)施例中，每一通信列車在進(jìn)入OC管轄區(qū)域之前與OC建立通信，在運(yùn)行過(guò)程中，OC與所有運(yùn)行在其管轄區(qū)域內(nèi)的通信列車維持通信，這樣OC中就可以維護(hù)一份與其通信的所有對(duì)象ID列表，如下表一所示。

405、VOBC根據(jù)所有通信列車的ID信息，識(shí)別出當(dāng)前列車的相鄰前車的ID信息(如圖7和圖8所示)。

406、VOBC根據(jù)相鄰前車的ID信息與該相鄰前車建立通信，并獲得該相鄰前車的運(yùn)行狀態(tài)信息，如位置、速度等信息。

407、VOBC根據(jù)相鄰前車的運(yùn)行狀態(tài)信息、當(dāng)前列車的運(yùn)行狀態(tài)信息計(jì)算所述OC管轄區(qū)域內(nèi)的MA，以實(shí)現(xiàn)追蹤前車運(yùn)行。

進(jìn)一步地，上述列車運(yùn)行至所述OC的管轄區(qū)域后，向與該OC相鄰的前OC發(fā)送通信斷開(kāi)信息，以斷開(kāi)前OC的通信，并使所述前OC根據(jù)通信斷開(kāi)信息清除該列車的相關(guān)信息(如列車的ID信息、位置信息等)。

也就是說(shuō)，列車在第一OC的管轄區(qū)域中運(yùn)行時(shí)，獲取到第二OC管轄區(qū)域的MA，并運(yùn)行進(jìn)入第二OC的管轄區(qū)域內(nèi)時(shí)，向第一OC發(fā)送通信斷開(kāi)信息。第一OC和第二OC相鄰。

在具體應(yīng)用中，在上述圖4所示的方法的步驟403之后，該方法還包括下述的圖中未示出的步驟408：

408、若所述OC確定當(dāng)前管轄區(qū)域的狀態(tài)為封鎖狀態(tài)，則向與所述列車標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的列車發(fā)送用以禁止所述列車進(jìn)入該OC管轄區(qū)域的封鎖信息。

也就是說(shuō)，如果列車運(yùn)行前方OC管轄區(qū)域處于封鎖狀態(tài)，則列車的MA只延伸到本OC管轄區(qū)域(當(dāng)前所在的OC管轄區(qū)域)與前方OC區(qū)域的交界點(diǎn)處。

若OC反饋了其管轄區(qū)域處于封鎖狀態(tài)，表明此時(shí)在OC管轄范圍內(nèi)出現(xiàn)了列車降級(jí)(如，列車通信中斷、司機(jī)進(jìn)行了降級(jí)運(yùn)行)，由于在軌道上沒(méi)有布置次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備，故并不能確定降級(jí)列車的具體位置，此時(shí)在通信列車之間就會(huì)出現(xiàn)隱藏列車，通過(guò)管理手段封鎖來(lái)防止外部通信列車的進(jìn)入。此時(shí)列車只能根據(jù)當(dāng)前OC反饋的信息，將MA計(jì)算至兩OC的分界點(diǎn)處。

本實(shí)施例中，車車通信狀態(tài)下，軌旁設(shè)有OC，與ZC不同，OC屬于一種被動(dòng)式的軌道信號(hào)設(shè)備狀態(tài)采集與控制設(shè)備。目前，OC維護(hù)線路計(jì)軸區(qū)段占用空閑信息，列車在線路運(yùn)行需要保持與OC的周期通信，所以O(shè)C必然具有所有與其通信列車的信息。列車在進(jìn)入OC管轄區(qū)域之前，需要與OC建立連接，OC反饋其管轄范圍內(nèi)的線路信息，如圖6所示，因此，在線列車需要主動(dòng)識(shí)別線路狀態(tài)、自主計(jì)算安全行駛的范圍。列車對(duì)此信息進(jìn)行篩選，得到運(yùn)行前方的線路狀態(tài)信息。這樣不僅解決了列車信息來(lái)源的問(wèn)題，還通過(guò)使用管理手段降低了管轄區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)隱藏列車的可能。

特別地，在線路不設(shè)計(jì)軸的情況下，列車必須在入口處與OC建立通信才能進(jìn)入OC管轄區(qū)域，這樣管理手段，在線路入口進(jìn)行防護(hù)，確保進(jìn)入OC管轄區(qū)域的列車均為通信列車。OC管轄區(qū)域內(nèi)所有列車與OC保持通信，出清OC管轄區(qū)域的列車需要主動(dòng)同OC斷開(kāi)通信，OC實(shí)時(shí)維護(hù)通信列車列表，以此保證OC區(qū)域內(nèi)沒(méi)有隱藏列車。

通過(guò)上述方式，OC與所有運(yùn)行在OC區(qū)域內(nèi)的列車維持通信，在OC中就會(huì)有所有通信對(duì)象的ID名稱即ID信息，對(duì)這些通信對(duì)象的ID進(jìn)行整理便能得到當(dāng)前OC通信的所有列車的ID列表，如下表一。

當(dāng)列車1得到表一的ID列表后，可知道當(dāng)前運(yùn)行在OC管轄區(qū)域的通信列車數(shù)量，根據(jù)表中的ID可查的各列車的ID地址，完成在線列車識(shí)別。

表一OC中在線列車列表

也就是說(shuō)，列車1根據(jù)OC反饋的列車ID表，與其它列車建立通信，獲得其它列車的位置信息。車與車之間的通信采用呼叫-應(yīng)答的方式。列車向需要通信的列車發(fā)起通信請(qǐng)求，收到通信請(qǐng)求的列車向發(fā)起通信的列車回復(fù)信息，如圖7所示。

可理解的是，當(dāng)前列車的車載控制器與OC通信交互，還可獲取所述OC管轄范圍內(nèi)的其他相關(guān)信息，如列車數(shù)量、列車運(yùn)行狀態(tài)等。本實(shí)施例中不限定車載控制器和OC的交互信息。

上述方法中的OC設(shè)在軌旁主要實(shí)現(xiàn)軌旁信息的采集以及軌旁設(shè)備的控制，列車同OC建立通信后得到OC管轄區(qū)域內(nèi)的線路信息，以及確定該OC管轄范圍內(nèi)的所有列車的ID信息。OC的位置信息以及功能在本實(shí)施例中均未改變。該方法主要通過(guò)車車通信的方式實(shí)現(xiàn)列車的追蹤運(yùn)行，對(duì)軌旁設(shè)備的依賴小，減少了軌旁設(shè)備的數(shù)量，而且列車自主計(jì)算移動(dòng)授權(quán)對(duì)列車運(yùn)行間隔具有更靈活的控制，可提高了列車的運(yùn)行效率。

特別說(shuō)明的是，上述圖4所示的方法中，前車識(shí)別是車車通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)列車追蹤的必要條件，列車上線后識(shí)別出周邊列車位置后計(jì)算追蹤間隔，能夠有效防護(hù)列車運(yùn)行的安全，提供列車運(yùn)行的效率。

為此，對(duì)上述的步驟405可具體說(shuō)明如下：

在一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，該步驟可包括下述的圖中未示出的子步驟4051至子步驟4053：

4051、針對(duì)所有通信列車ID信息中的每一個(gè)，所述VOBC向該ID信息對(duì)應(yīng)的列車發(fā)送用于獲取該列車位置信息的通信請(qǐng)求。

4052、VOBC接收該ID信息對(duì)應(yīng)的列車根據(jù)所述通信請(qǐng)求返回的通信回復(fù)信息，所述通信回復(fù)信息包括：該列車的ID信息、該列車的link位置信息和該列車的運(yùn)行方向。

4053、VOBC將運(yùn)行方向相同的所有ID信息對(duì)應(yīng)列車的link位置信息進(jìn)行排序，以確定當(dāng)前列車的相鄰前車的ID信息。

即，對(duì)當(dāng)前OC管轄區(qū)域上所有的link位置信息進(jìn)行排序，以構(gòu)建對(duì)應(yīng)的虛擬軌道，根據(jù)每一列車的link位置信息，在構(gòu)建的虛擬軌道上標(biāo)出對(duì)應(yīng)的每一列車的大概位置，進(jìn)而根據(jù)標(biāo)出的每一列車的大概位置確定列車的排列順序，如圖8所示。

應(yīng)說(shuō)明的是，若OC管轄范圍內(nèi)有兩個(gè)方向運(yùn)行的列車，此時(shí)，由于每一列車的link位置信息包括該列車車頭的link標(biāo)識(shí)偏移量、該列車車尾的link標(biāo)識(shí)偏移量，故，根據(jù)每一列車車頭和車尾的位置關(guān)系，進(jìn)而可較好的確定與當(dāng)前列車運(yùn)行方向一致的相鄰前車。

通常，OC管轄范圍內(nèi)只有一個(gè)方向運(yùn)行的列車，很少有兩個(gè)方向同時(shí)運(yùn)行的列車。為此，下述子步驟4051a至子步驟4053a也可以實(shí)現(xiàn)。

即，在另一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，上述步驟405可包括下述的圖中未示出的子步驟4051a至子步驟4053a：

4051a、針對(duì)所有通信列車ID信息中的每一個(gè)，所述VOBC向該ID信息對(duì)應(yīng)的列車發(fā)送用于獲取該列車位置信息的通信請(qǐng)求；以及

4052a、所述VOBC接收該ID信息對(duì)應(yīng)的列車根據(jù)所述通信請(qǐng)求返回的通信回復(fù)信息，所述通信回復(fù)信息包括：該列車的ID信息和該列車的link位置信息；

4053a、所述VOBC將所有ID信息對(duì)應(yīng)列車的link位置信息進(jìn)行排序，以確定當(dāng)前列車的相鄰前車的ID信息。

可理解的是，針對(duì)上述所有的通信列車，每一ID信息對(duì)應(yīng)通信列車的VOBC在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)運(yùn)行速度、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行周期和/或軌旁設(shè)備應(yīng)答器實(shí)時(shí)獲取自身的link位置信息；

所述link位置信息包括：列車車頭所在處的車頭起點(diǎn)link標(biāo)識(shí)、以及列車車頭相對(duì)于該車頭起點(diǎn)link標(biāo)識(shí)的偏移量；該列車車尾所在處的車尾起點(diǎn)link標(biāo)識(shí)、以及列車車尾相對(duì)于該車尾起點(diǎn)link標(biāo)識(shí)的偏移量。

另外，需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例的CBTC系統(tǒng)中，軌道上無(wú)需鋪設(shè)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備(如計(jì)軸器/計(jì)軸)，為此，本實(shí)施例通過(guò)link方式進(jìn)行位置確定。

在本實(shí)施例中，采用link對(duì)列車運(yùn)行線路進(jìn)行劃分描述，劃分規(guī)則為：任意記軸與道岔之間，或記軸與記軸之間，或道岔與道岔之間的線路屬于一個(gè)link(此處記軸是次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備的一種)。通過(guò)link劃分方法，運(yùn)行線路上的任何一點(diǎn)均可采用Link偏移量進(jìn)行描述，link偏移量是一個(gè)link內(nèi)部的點(diǎn)相對(duì)于該link起點(diǎn)的距離。為此，在運(yùn)行線路上可無(wú)需設(shè)置計(jì)軸/計(jì)軸器，減少成本。

在車車通信系統(tǒng)中，車與車之間可通過(guò)通信請(qǐng)求和通信回復(fù)的方式進(jìn)行通信。類似呼叫—應(yīng)答的方式，當(dāng)列車向其他列車發(fā)送通信請(qǐng)求后，收到通信請(qǐng)求的列車會(huì)向通信請(qǐng)求的發(fā)起方發(fā)送通信回復(fù)，未收到通信請(qǐng)求的列車則不會(huì)進(jìn)行任何通信回復(fù)。

本實(shí)施例中，被通信列車反饋給通信發(fā)起列車所回復(fù)的位置信息采用了link加偏移量的方式。因此，列車根據(jù)自己的位置信息判斷出所處的link及相對(duì)于link起點(diǎn)的偏移量，接著，按照運(yùn)行方向向前搜索前向的link，并判斷是否有車存在，若有兩輛車所處的link相同，則使用其相對(duì)于link起點(diǎn)的偏移量進(jìn)行排序，如圖8所示，沿著運(yùn)行方向在一個(gè)link范圍內(nèi)存在兩輛列車，但兩輛列車相對(duì)于link起點(diǎn)的偏移量不同，最終的排序?yàn)?車在后，2車在前。

進(jìn)而，在排序完成以后，找到運(yùn)行方向上的自己前向的列車，向其請(qǐng)求給詳細(xì)的運(yùn)行信息，如位置、速度等，再結(jié)合本車的運(yùn)行信息計(jì)算MA，然后追蹤前車運(yùn)行。至此通過(guò)管理手段實(shí)現(xiàn)了無(wú)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備的列車追蹤運(yùn)行。

上述的前車識(shí)別步驟，不需要額外增加其他設(shè)備，在車車通信已有的系統(tǒng)組成上實(shí)現(xiàn)列車對(duì)前車ID的識(shí)別，即列車通過(guò)與前方OC建立通信可識(shí)別出前方OC中的在線列車。

進(jìn)而在識(shí)別出相鄰前車之后，VOBC可與識(shí)別出的相鄰前車建立通信連接，用于獲取相鄰前車的運(yùn)行狀態(tài)信息。由此，列車自主計(jì)算移動(dòng)授權(quán)對(duì)列車運(yùn)行間隔具有更靈活的控制，可提高了列車的運(yùn)行效率。

上述方法中移除了次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備，一旦列車降級(jí)，則不能檢測(cè)到列車的具體位置，因此OC需要周期性與其管轄范圍內(nèi)的列車進(jìn)行通信，一旦與某列車的通信中斷，則封鎖OC管轄區(qū)域，并通知其余通信列車實(shí)時(shí)緊急制動(dòng)，并拒絕更多的列車進(jìn)入本區(qū)域，使用此種管理手段可以防止管轄范圍內(nèi)因出現(xiàn)隱藏列車而發(fā)生危險(xiǎn)。

另外，在列車排序，識(shí)別前車的過(guò)程中，只需考慮前方通信OC范圍內(nèi)的列車，而不需要全線列車的信息，因此通信量會(huì)有大幅度的降低，使通信效率有明顯的提高。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例采用link加偏移量的排序方法，能夠在脫離次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備的前提下快速的識(shí)別前向的追蹤列車，不需要實(shí)現(xiàn)LINK與記軸區(qū)段之間的轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)化了邏輯復(fù)雜性。

如圖9所示，圖9示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的車載控制器的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例的車載控制器包括：查看單元91、發(fā)送單元92、接收單元93和前車識(shí)別單元94、MA計(jì)算單元95；

其中，查看單元91用于在列車運(yùn)行過(guò)程中，查看當(dāng)前運(yùn)行線路前方是否存在待建立通信連接的對(duì)象控制器OC；

發(fā)送單元92用于在查看單元確定存在所述OC時(shí)，向所述OC發(fā)送包括當(dāng)前列車標(biāo)識(shí)的通信建立請(qǐng)求；

接收單元93用于接收所述OC發(fā)送的包括該OC管轄區(qū)域內(nèi)所有通信列車的ID信息的響應(yīng)，所述響應(yīng)為所述OC在接收所述通信建立請(qǐng)求之后，并確定該OC管轄區(qū)域的狀態(tài)為正常通信狀態(tài)時(shí)發(fā)送的；

前車識(shí)別單元94用于根據(jù)所有通信列車的ID信息，識(shí)別出當(dāng)前列車的相鄰前車的ID信息；

MA計(jì)算單元95用于根據(jù)相鄰前車的ID信息與該相鄰前車建立通信，并獲得該相鄰前車的運(yùn)行狀態(tài)信息，根據(jù)相鄰前車的運(yùn)行狀態(tài)信息、當(dāng)前列車的運(yùn)行狀態(tài)信息計(jì)算所述OC管轄區(qū)域內(nèi)的MA，以實(shí)現(xiàn)追蹤前車運(yùn)行。

另外，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種列車，該列車包括列車本體和上述任意所述的車載控制器，該車載控制器安裝在列車車體上。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于車車通信的CBTC系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：OC、如上任意實(shí)施例所述的包括VOBC的列車，所述OC與所述列車的車載控制器交互實(shí)現(xiàn)追蹤前車運(yùn)行。

本實(shí)施例中的CBTC系統(tǒng)的軌道上無(wú)次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備。

本實(shí)施例的CBTC系統(tǒng)具有下述優(yōu)點(diǎn)：

1)基于車車通信的移動(dòng)閉塞列車追蹤運(yùn)行，由列車自身計(jì)算移動(dòng)授權(quán)，可以靈活的控制列車運(yùn)行間隔，能大幅度的提高軌道交通的運(yùn)行效率。

2)通過(guò)管理手段實(shí)現(xiàn)列車的排序、識(shí)別，相比利用次級(jí)軌道檢測(cè)設(shè)備對(duì)列車進(jìn)行篩選、識(shí)別、排序，可以大大減少軌旁設(shè)備，具有較高的成本效益，同時(shí)降低系統(tǒng)的邏輯復(fù)雜性。

3)相對(duì)于傳統(tǒng)的利用區(qū)域控制中心為列車計(jì)算移動(dòng)授權(quán)，車地的通信延時(shí)低，實(shí)時(shí)性高。

4)利用對(duì)象控制器必然與列車通信的特點(diǎn)，在不給對(duì)象控制器增加復(fù)雜邏輯的前提下，讓對(duì)象控制器通過(guò)管理手段來(lái)實(shí)現(xiàn)隱藏列車的排除，進(jìn)而使列車完成排序，前車識(shí)別追蹤運(yùn)行。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，實(shí)施例中的各步驟可以以硬件實(shí)現(xiàn)，或者以在一個(gè)或者多個(gè)處理器上運(yùn)行的軟件模塊實(shí)現(xiàn)，或者以它們的組合實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在實(shí)踐中使用微處理器或者數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來(lái)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)為用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全部的設(shè)備或者裝置程序(例如，計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)。

雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。