高速铁路中轨道电路自适应动态发码方法

摘要

本发明提供了一种高速铁路中轨道电路自适应动态发码方法。该方法包括：由两段轨道电路组成一个闭塞分区，由多个闭塞分区组成自动闭塞轨道电路；当多辆列车在自动闭塞轨道电路上追踪运行时，列控中心根据列车运行位置变化、列车进路和各个闭塞分区的状态信息，按照追踪间隔最小化原则采用电子编码方式调整自动闭塞轨道电路的编码。本发明提出在CTCS‑3列车控制系统中采用自适应轨道电路编码方式实现列车在区间追踪运行的自动闭塞。可以不在CTCS‑3系统中增加任何硬件设备，仅是通过改进TCC电子编码算法实现的。该方法可提高列控系统对列车占用轨道电路的分辨率，使既有自动闭塞系统具备虚拟闭塞和移动闭塞的基本特征。

说明书

技术领域

本发明涉及轨道电路编码技术领域，尤其涉及一种高速铁路中轨道电路自适应动态发码方法。

背景技术

1870年美国人鲁宾逊发明了轨道电路，并在宾西法尼亚铁路试用，从此诞生了铁路自动信号。轨道电路是以钢轨为导体构成的电路。轨道电路的作用是检测轨道电路所在的钢轨是否被列车占用，发送信号信息，检查钢轨是否断裂。轨道电路是列车定位和跟踪的基础，是实现联锁技术和闭塞技术的基础。轨道电路分为模拟轨道电路(如：ZPW2000,UM71)和数字轨道电路(如：UM2000)。模拟轨道电路受钢轨集肤效应影响，能够传输的信号信息量较少，数字轨道电路传输的信息量较多。中国高速铁路在发展之初，为了与现有技术中铁路轨道电路兼容，减少轨道电路种类，方便运用和维修，采用了无绝缘模拟轨道电路ZPW2000，并以ZPW2000为基础构成自动闭塞，实现列车在区间的追踪运行。

所谓闭塞，就是将铁路线路划分成不同区间或分区，使列车按照空间间隔运行的技术方法。其目的是避免列车追尾，保证列车运行安全。列车间的空间间隔距离是由列车的制动距离、安全余量和确认信号时间内的运行距离确定的，一般需要站间区间或数个闭塞分区。列车间的追踪运行间隔越小,运输能力就越大，效率越高。铁路信号先后出现了人工闭塞、站间闭塞、自动闭塞、虚拟闭塞和移动闭塞等多种闭塞制式。

自动闭塞是将区间划分为若干个装设轨道电路的闭塞分区，普速铁路划分闭塞分区的分界点为通过信号机、高速铁路为标志牌，并通过轨道电路将列车和信号显示联系起来，使信号显示随着列车运行位置而自动变换的一种闭塞方式。自动闭塞实现了列车在区间追踪运行，相对于站间闭塞，增加了运输能力。

中国160km/h以下线路采用4显示自动闭塞，200km/h以上线路采用“8”显示自动闭塞。4显示分别代表“红灯”、“黄灯”、“绿黄灯”和“绿灯”。“8”显示增加了“绿2”、“绿3”、“绿4”和“绿5”。虽然，增加的信息不会被人眼视觉识别，但列控系统设备可以识别。

中国350km/h线路采用CTCS-3列车控制系统。由于列车速度的提高，增加后的信息量，仍不足以指示列车间的空间间隔距离。为此，CTCS-3系统中延长了闭塞分区的长度，由两段轨道电路，个别由三段轨道电路构成一个闭塞分区。显然，这种设计降低了闭塞分区的分辨率，运输能力随之降低。

铁路信号是指挥列车运行的命令，司机凭铁路信号显示完成对列车的牵引、惰行和制动操作。铁路信号在保证列车运行安全前提下，实现列车进路、列车追踪间隔距离等指示。为保证两列追踪列车的安全，铁路信号需满足以下条件：

(1)信号显示预告的间隔距离必须大于列车间的安全间隔距离；

(2)自动检测列车所在闭塞分区的位置；

(3)根据前车位置移动自动变换信号显示；

(4)当列车需要制动时提前给出预告显示；

(5)必须满足“故障-安全”原则。

1.追踪间隔距离的计算

列车追踪间隔距离通过牵引计算确定。在计算列车间隔距离过程中，需要考虑的因素包括：列车速度、线路条件(线路坡度、曲线半径)、列车进路、列车参数(列车重量、长度)、列车制动方式(风制动、电制动)和制动力等等。

图1为现有技术中的一种列车追踪间隔距离示意图，列车追踪间隔距离(L_j)包括：列车最大常用制动有效距离(L_b)、列车安全防护距离(L_s)，制动信息传输时间和空走时间内列车运行的距离(L_ck)，如图1所示。

L_j＝L_ck+L_b+L_s(m)(1)

综上，结合列车最大常用制动距离计算公式以及从车站办理进路到车载设备接收到对应行车许可动作过程中消耗的时间，得到列车追踪间隔距离的计算公式：

其中：

v_max:列车运行最大速度，km/h；

t_c:列车接收制动命令的信息传输时间及车载设备触发常用制动时间，s；

t_k:列车制动空走行时间，s；

v_j,v_j+1:制动速度间隔的始端速度和末端速度，km/h；

r:回转质量系数，即：列车回转质量与列车总质量之比；

g:重力加速度，取值9.81m/s²；

c_b:列车制动速度间隔内由v,0的过程中常用制动单位合力的平均值，N/kN；

L_s:列车安全防护距离，m；

中国铁路技术管理规程中规定，列车安全防护距离(L_s)为50m；160km/h时列车紧急制动限制为1400m，250km/h时列车紧急制动限制为3200m，

350km/h时列车紧急制动限制为6500m。按照最不利原则，采用紧急制动距离取代最大常用制动有效距离(L_b)。制动信息传输时间和空走时间内列车运行的距离(L_ck)采用以往经验数据。对应中国三个特殊速度等级列车追踪间隔距离如表1。

表1列车追踪间隔距离(闭塞分区长短)

2.信号显示追踪间隔距离的方式

在普速铁路中(≤160km/h线路)选择不同的色灯显示表示列车追踪间隔距离。在高速铁路中(≥200km/h)因为，两个原因：1)由于列车速度的提高，司机在列车运行中，难以看清信号；2)高速铁路列车追踪间隔距离大大延长，需要多个速度级差，如果采用色灯信号显示，司机难以区分辨别。因此，在高速铁路中，取消了地面信号显示方式。取而代之的是采用由轨道电路传输信号信息，根据信号信息确定追踪列车的间隔距离，并同时由无线闭塞中心经无线传输发送移动授权到列控车载设备。这种方式相当于是通过机器识别信息的信号系统。

不同的色灯信号表示追踪列车与前行列车具有空闲闭塞分区的数量。如果已知闭塞分区长度，追踪列车即可计算出与前行列车的距离。在中国4显示自动闭塞系统中，一个绿灯表示追踪列车距前行列车具有3个以上空闲闭塞分区(每个闭塞分区为1000m-1200m)，即3000m以上。一个绿黄灯表示追踪列车距前行列车具有2个空闲闭塞分区，即2000m以上。一个黄灯表示，追踪列车距前行列车具有1个空闲闭塞分区，即1000m以上。一个红灯表示，追踪列车距前行列车没有空闲闭塞分区，列车必须立即停车，不能越过该信号机。

列车速度越高，追踪间隔距离越大；在闭塞分区长度不变条件下，所需的信号信息数量越多。

图2为现有技术中的一种将铁路线路划分为若干闭塞分区的示意图，如图2所示，将铁路线路划分为若干闭塞分区AB、BC、CD、DE等。每个闭塞分区设置的轨道电路包括闭塞分区入口处的信息接收模块和闭塞分区出口处的信息发送模块。A、B、C、D、E是轨道电路绝缘节，分为物理绝缘节和电气绝缘节。信号机S1，S2，S3，S4和S5分别设置于闭塞分区的入口处，用于防护对应的闭塞分区。

列车1为前行列车，列车2为追踪列车。显示自动闭塞采用继电器编码电路实现。由于列车1所在轨道电路被列车车轮短路，DE轨道电路发送模块1接收到短路信息后，在DE轨道电路中发送“HU”码，S5信号机亮红灯。接收模块1接收“HU”,CD轨道电路发送模块2接收到“HU”码后，在CD轨道电路中发送“U”码，S4信号机亮黄灯。同样方法，BC轨道电路发“LU”码，S3信号机亮绿黄灯；AB轨道电路发“L”码，S2信号机亮绿灯。列车2司机看到绿灯，表示前有3个空闲闭塞分区，距离前车大于3600m。

随着列车的运行，列车1离开当前闭塞分区，发送模块1变换发“U”码，以此类推。这种闭塞方法根据列车运行位置及有关闭塞分区状态，发送追踪码序，自动变换信号显示，实现列车追踪运行。

列车运行控制系统是铁路运输的核心。中国列车控制系统(CTCS)分为5级(CTCS-0至CTCS-4)。CTCS-3采用ZPW2000轨道电路编码的自动闭塞，GSM-R车地双向通信，适应于350km/h线路。

CTCS-3列车控制系统中，应用ZPW2000无绝缘模拟轨道电路，由列控中心对轨道电路进行电子编码，连续为列车提供运行前方闭塞分区空闲数量，实现列车占用检测和自动闭塞。

现有技术中的一种ZPW2000A轨道电路结构示意图如图3所示，ZPW2000A轨道电路追踪码序示意图如图4所示。

现有技术中的ZPW2000A轨道电路采用移频键控调制方式[ZPW2000技术规范]。在移频键控中，正弦载波的频率随着数字基带信号变化，数字信息的传递通过载波频率的变化实现。若移频键控中的数字基带信号为二进制数字信号，则产生二进制移频键控(FSK)。

(1)ZPW2000A轨道电路信息定义

轨道电路采用标准载频为1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz。不同载频频率分别用于上下行线路、相邻闭塞分区，避免相邻轨道电路相互干扰。ZPW2000A轨道电路，有18个低频信号信息码，低频信息按下述表2进行分配。

表2：低频信息分配表

L6码(预留)：表示列车运行前方8个及以上闭塞分区空闲。

L5码：表示列车运行前方7个及以上闭塞分区空闲。

L4码：表示列车运行前方6个闭塞分区空闲。

L3码：表示列车运行前方5个闭塞分区空闲。

L2码：表示列车运行前方4个闭塞分区空闲。

L码：表示列车运行前方3个闭塞分区空闲。

LU码：表示列车运行前方2个闭塞分区空闲。

LU2码：表示列车运行前方2个闭塞分区空闲。

U码：表示列车运行前方1个闭塞分区空闲。

U2S码：要求列车限速运行，预告列车运行前方闭塞分区为UUS码。

U2码：要求列车限速运行，预告列车运行前方闭塞分区为UU码。

UUS码：要求列车限速运行(默认限速值：80km/h)，表示列车接近的地面信号机开放经18号及以上道岔侧向位置进路，且次一架信号机开放经道岔的直向或18号及以上道岔侧向位置进路；或表示列车接近设有分歧道岔线路所的地面信号机开放经18号及以上道岔侧向位置进路。

UU码：要求列车限速运行(限速值：45km/h)，表示列车接近的地面信号机开放经道岔侧向位置的进路。

HB码：表示列车接近的进站或列车进路信号机开放引导信号或通过信号机显示容许信号。

HU码：要求及时采取停车措施。

H码：要求立即采取紧急停车措施。

上述现有技术中的CTCS-3轨道电路编码方式存在的问题包括：在350km/h高速运行状态下，列车安全追踪间隔约13500～16800m。受现有技术中ZPW2000轨道电路信息量(轨道电路的低频信息码数量)限制，追踪码序L5-L4-L3-L2-L-LU-U-HU最大只能表示7个空闲闭塞分区长度，即7000～8400m(每个闭塞分区长1000～1200m)，不能满足列车安全追踪间隔距离要求。

发明内容

本发明的实施例提供了一种高速铁路中轨道电路自适应动态发码方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种高速铁路中轨道电路自适应动态发码方法，包括：

由两段轨道电路组成一个闭塞分区，由多个闭塞分区组成自动闭塞轨道电路；

当多辆列车在自动闭塞轨道电路上追踪运行时，列控中心根据列车运行位置变化、列车进路和各个闭塞分区的状态信息，按照追踪间隔最小化原则采用电子编码方式调整自动闭塞轨道电路的编码。

优选地，所述列控中心获得相邻车站的边界区段的状态以及编码所需的信息，实现闭塞分区编码逻辑的连续性，通过信号系统安全数据网实现站内和区间轨道电路的载频、低频信息编码功能，并控制轨道电路的发码方向。

优选地，所述列控中心完成车站和管辖内区间轨道电路的编码范围为以车站中心线左右各延伸7.5公里，完成区间轨道电路的编码范围为中继站两端15公里之内。

优选地，所述列控中心调整自动闭塞轨道电路的编码过程遵循区间追踪码序，自适应列车在每一个闭塞分区后一段轨道电路或前一段轨道电路的变化，按照追踪间隔最小化原则，重新组合闭塞分区，并按照新组合的闭塞分区，进行追踪码序编码。

优选地，所述的按照追踪间隔最小化原则采用电子编码方式调整自动闭塞轨道电路的编码，具体包括：

列控中心的站内轨道电路编码原则包括：

列车进路信号没有开放时，列控中心控制股道发送HU码或检测码，道岔区段发送检测码；

列车进路信号开放后，列控中心控制列车进路相关轨道区段根据出站信号状态发码，列车进路区段与股道区段发码一致；

列车发车进路信号开放后，发车股道根据出站信号状态和出站第一离去区段发码状态发码，发车进路区段和出站第一离去区段发码一致；

开放经由指定道岔号码及以下道岔侧向位置的接车信号时，列控中心控制进站接近区段发送UU码，列车进路中各轨道区段根据出站信号机状态发码；

开放经由指定道岔号码及以下道岔侧向位置的发车信号时，发车股道发送UU码，TCC控制发车进路区段和出站第一离去区段发码一致。

优选地，所述的按照追踪间隔最小化原则采用电子编码方式调整自动闭塞轨道电路的编码，具体包括：

列控中心的区间轨道电路编码包括：

区间正反向运行时，自动闭塞轨道电路按照追踪码序发码；

列控中心通过站间安全信息传输获得邻站边界区段的状态以及编码所需的信息。实现闭塞分区编码逻辑的连续性；

当邻站列控中心传输的边界轨道电路低频码为检测码时，本站边界发HU码；

列控中心根据前方轨道区段占用状态以及前方车站接车信号开放情况，按照轨道电路追踪码序发码；

闭塞分区空闲时，同一闭塞分区内的所有轨道电路区段低频发码应保持一致；

有多个轨道区段组成的闭塞分区，列车所在区段及运行前方所有区段发送正常码，后方各区段均发检测码；

列控中心在区间改变方向期间控制轨道电路设备发送检测码，在确认区间改变方向成功后，按新的运行方向发码，区间改变方向过程启动时间为列控中心驱动方向继电器的时机开始，区间改变方向结束时间为列控中心检测到方向继电器动作到位后的时机结束。

优选地，所述的按照追踪间隔最小化原则，重新组合闭塞分区，并按照新组合的闭塞分区，进行追踪码序编码，包括：

当邻站列控中心传输的边界轨道电路占用，本站边界发HU码；如果边界轨道电路空闲且前方轨道电路占用，本站边界轨道电路发HU码，并调整闭塞分区组合，次一轨道电路所在闭塞分区，从U码开始依次按照追踪码序编码；

有多个轨道区段组成的闭塞分区，列车所在区段及运行前方所有区段发送正常码，后方各区段均发HU码，并进行闭塞分区重新组合；如果在交界处，后方各区段均由邻站列控中心发HU码。

优选地，所述的按照追踪间隔最小化原则，重新组合闭塞分区，并按照新组合的闭塞分区，进行追踪码序编码，还包括：

列控中心处理相邻边界的编码信息包括：

分界点前方列控中心管辖范围内，末端闭塞分区后一段轨道电路有车占用时，包含末端闭塞分区两轨道电路均占用，列控中心保持既有闭塞分区组合，首端闭塞分区两轨道电路均发送HU码；

分界点前方列控中心管辖范围内，末端闭塞分区前一段轨道电路有车占用时，出清后一段轨道电路，列控中心调整闭塞分区组合，首端闭塞分区两轨道电路分别发送HU码及U码；

分界点前方列控中心管辖范围内，末端闭塞分区空闲，列控中心首先判断前方闭塞分区两段轨道电路编码是否一致：若一致，则保持既有闭塞分区组合并顺序编码；若不一致，则调整闭塞分区组合后顺序编码；

列控中心处理管辖范围内末端的编码信息处理相邻边界编码信息一致；

列控中心处理区间追踪编码信息包括：

本闭塞分区后一段轨道电路有车占用时，包含末端闭塞分区两轨道电路均占用，列控中心保持既有闭塞分区组合，下一闭塞分区两轨道电路均发送HU码；

闭塞分区前一段轨道电路有车占用时，出清后一段轨道电路，列控中心调整闭塞分区组合，下一闭塞分区两轨道电路分别发送HU码及U码；

列控中心判断前一闭塞分区占用：1)后一轨道电路占用，列控中心保持既有闭塞分区组合，本闭塞分区两轨道电路均发送HU码；2)前一轨道电路占用，列控中心调整闭塞分区组合，本闭塞分区两轨道电路分别发送HU码及U码；

列控中心判断前一闭塞分区空闲，列控中心首先判断前方闭塞分区两段轨道电路编码是否一致：若一致，则保持既有闭塞分区组合并顺序编码；若不一致，则调整闭塞分区组合后顺序编码。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提出在中国CTCS-3列车控制系统中，采用自适应轨道电路编码方式实现列车在区间追踪运行的自动闭塞。该方法可以不在CTCS-3系统中增加任何硬件设备，仅是通过改进TCC电子编码算法实现的。该方法可提高列控系统对列车占用轨道电路的分辨率，使既有自动闭塞系统具备虚拟闭塞和移动闭塞的基本特征。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种列车追踪间隔距离示意图；

图2为现有技术中的一种将铁路线路划分为若干闭塞分区的示意图；

图3为现有技术中的一种ZPW2000A轨道电路结构示意图；

图4为现有技术中的一种ZPW2000A轨道电路追踪码序示意图；

图5为本发明实施例提供的一种TCC编码范围示意图；

图6为本发明实施例提供的一种轨道电路码序发码和列车追踪监控曲线关系示意图；

图7为现有技术中的一种TCC应根据前方轨道区段占用状态以及前方车站接车信号开放情况，按照轨道电路追踪码序发码示意图；

图8为现有技术中的一种闭塞分区空闲时，同一闭塞分区内的所有轨道电路区段低频发码应保持一致示意图；

图9为现有技术中的一种有多个轨道区段组成的闭塞分区，列车所在区段及运行前方所有区段发送正常码，后方各区段均发检测码示意图；

图10为本发明实施例提供的一种组合前和组合后的闭塞分区示意图；

图11为本发明实施例提供的一种TCC管辖范围内及相邻TCC边界闭塞分区及轨道电路编码示意图；

图12为本发明实施例提供的一种轨道电路自适应编码算法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例提出了一种轨道电路自适应动态发码方法，在满足指示列车间空间间隔前提下，通过提高列控系统对轨道电路的分辨率，减少列车识别追踪间隔误差，提高运输能力。

本发明实施例在CTCS-3中由一段轨道电路为一个闭塞分区变成由两段轨道电路组成一个闭塞分区。每段轨道电路约为1000～1200m，则每个闭塞分区长度为2000～2400m。采用同样的追踪码序，可以表示14000～16800m，可以满足列车安全追踪间隔距离要求。

CTCS-3自动闭塞和轨道电路码序如图6所示。B0～B7为闭塞分区，B0由轨道电路TC0和TC1组成，B1由轨道电路TC2和TC3组成，等等。图中曲线表示追踪列车车载设备控制列车的速度监控曲线，在追踪间隔内保证列车运行安全。

自动闭塞轨道电路编码分为继电编码方式和电子编码方式。继电编码通过大量继电器逻辑电路实现，编码电路通过前方闭塞分区的继电器接点状态区分不同的低频码。电子编码是计算机采集列车进路、轨道电路状态和轨道继电器状态，直接进行轨道电路编码。中国普速铁路采用继电编码方式，高速铁路采用电子编码方式。电子编码为本发明的自适应编码创造了条件。

TCC(Train Control Center，列控中心)是CTCS-3列控系统的重要组成部分。TCC用于CTCS-3/CTCS-2系统自动闭塞轨道电路编码、进路信息和临时限速信息的采集发送。TCC根据列车进路和轨道区段状态等信息，通过信号系统安全数据网实现站内和区间轨道电路的载频、低频信息编码功能，并控制轨道电路的发码方向。相邻车站，TCC通过获得邻站边界区段的状态以及编码所需的信息，实现闭塞分区编码逻辑的连续性。

车站TCC编码范围为以车站中心线左右各延伸7.5公里。车站TCC完成车站和管辖内区间轨道电路的编码。中继站编码范围两端15公里之内，完成区间轨道电路编码。图5为本发明实施例提供的一种TCC编码范围示意图。

TCC通过安全数据网从计算机联锁设备采集列车进路信息，采集轨道继电器状态信息。根据获得的列车进路和轨道区段状态等信息，TCC实现站内和区间轨道电路的载频、低频信息编码功能，并控制轨道电路的发码方向。相邻TCC之间，发送线路边界信息数据块，包括：边界闭塞分区状态、边界闭塞分区发码等，通过获得邻站边界区段的状态以及编码所需的信息，实现两套TCC控制边界轨道电路编码的连续性。

本发明实施例的TCC站内和区间轨道电路编码原则如下：

(1)站内轨道电路编码

列车进路信号没有开放时，TCC应控制股道发送HU码或检测码(低频值为27.9Hz),道岔区段发送检测码。

列车进路开放后，TCC控制列车进路相关轨道区段根据出站信号状态发码，列车进路区段与股道区段发码一致。

列车发车进路信号开放后，发车股道根据出站信号状态和出站第一离去区段发码状态发码，发车进路区段和出站第一离去区段发码一致。

开放经由指定道岔号码(比如，12号，18号，42号)及以下道岔侧向位置的接车信号时，TCC控制进站接近区段发送UU码，列车进路中各轨道区段根据出站信号机状态发码。

开放经由指定道岔号码(比如，12号，18号，42号)及以下道岔侧向位置的发车信号时，发车股道发送UU码，TCC控制发车进路区段和出站第一离去区段发码一致。

引导接车、无配线车站、进路信号机接近区段发码等特殊情况，按照相关规定发码。

(2)区间轨道电路编码

区间正反向运行时，轨道电路均应按照追踪码序发码；

TCC通过站间安全信息传输获得邻站边界区段的状态以及编码所需的信息。实现闭塞分区编码逻辑的连续性；

当邻站TCC传输的边界轨道电路低频码为检测码时，本站边界应发HU码；

对于区间轨道区段，如图7所示，TCC应根据前方轨道区段占用状态以及前方车站接车信号开放情况，按照轨道电路追踪码序发码；

如图8所示，闭塞分区空闲时，同一闭塞分区内的所有轨道电路区段低频发码应保持一致；

如图9所示，有多个轨道区段组成的闭塞分区，列车所在区段及运行前方所有区段发送正常码，后方各区段均发检测码；

TCC在区间改变方向期间应控制轨道电路设备发送检测码，在确认区间改变方向成功后，按新的运行方向发码，区间改变方向过程启动时间为TCC驱动方向继电器的时机开始，区间改变方向结束时间为TCC检测到方向继电器动作到位后的时机结束。

在CTCS-3自动闭塞系统中，追踪列车的追踪目标是前行列车所占用闭塞分区的始端，目标点相对固定。无论前行列车位于闭塞分区的后一段轨道电路还是前一段轨道电路，追踪列车识别的追踪目标点和追踪间隔都是相同的。也就是说当前行列车即将出清所占用的闭塞分区，追踪列车识别的追踪间隔不变。实际上，这时追踪列车识别的追踪间隔距离误差为一个闭塞分区，即2000～2400m。这个误差增加了列车追踪间隔距离，降低了运输能力。

本发明实施例提出的轨道电路自适应编码是TCC采用电子编码方式，根据列车运行位置变化，按照追踪间隔最小化原则，自动调整轨道电路的编码。上述轨道电路自适应编码仅适用于区间列车追踪运行时的轨道电路编码。轨道电路自适应编码分为两个步骤：首先，自适应闭塞分区变化，轨道电路编码随着列车运行位置而自动变换，变换过程遵循区间追踪码序；其次，自适应列车在每一个闭塞分区后一段轨道电路或前一段轨道电路的变化，TCC按照追踪间隔最小化原则，重新组合闭塞分区，并按照新组合的闭塞分区，进行追踪码序编码。图10为本发明实施例提供的一种组合前和组合后的闭塞分区示意图，如图10所示,AC,CE,EG,GI,IK为组合前闭塞分区，BD,DF,FH,HJ为重新组合后的闭塞分区。

图10分为上中下三部分，图10上和图10中表示既有CTCS-3轨道电路发码，图10下表示自适应轨道电路发码。如图10上和图10中所示，在既有CTCS-3轨道电路发码方式中，无论前行列车位于所在闭塞分区后一段轨道电路或前一段轨道电路，追踪列车的目标点是前行列车所在闭塞分区的始端。在自适应轨道电路发码方式中，当列车位于所在闭塞分区前一段轨道电路时，TCC将重新组合闭塞分区，追踪列车的目标点为前行列车所在闭塞分区的中间。目标点迁移，提高了运输能力。

本发明实施例提供的轨道电路自适应发码规则修改了部分原有的编码规则，包括如下的内容：

上面的区间轨道电路编码中的“当邻站TCC传输的边界轨道电路低频码为检测码时，本站边界应发HU码”被修改为：当邻站TCC传输的边界轨道电路占用，本站边界应发HU码；如果边界轨道电路空闲且前方轨道电路占用，本站边界轨道电路发HU码，并调整闭塞分区组合，次一轨道电路所在闭塞分区，从U码开始依次按照追踪码序编码；

上面的区间轨道电路编码中的“有多个轨道区段组成的闭塞分区，列车所在区段及运行前方所有区段发送正常码，后方各区段均发检测码”被修改为：有多个轨道区段组成的闭塞分区，列车所在区段及运行前方所有区段发送正常码，后方各区段均发HU码，并进行闭塞分区重新组合；如果在交界处，后方各区段均由邻站TCC发HU码。

本发明实施例提供的一种TCC管辖范围内闭塞分区及轨道电路编码示意图如图11所示，序号顺着发码方向依次增加，图11所示的编码过程如下：

BSR(Blocking section recombination，闭塞分区再结合)，BSR＝1表示调整闭塞分区组合，BSR＝0表示保持既有闭塞分区组合。

TCS(Tracking Code Sequence，区间追踪码序)，TCS＝{HU,U,LU,L,L2,L3,L4,L5}

TCO(i,j,k),(Track Circuit Occupation，轨道电路占用状态)，TCO(i,j,k)＝1表示轨道电路占用，TCO(i,j,k)＝0表示轨道电路空闲；

TCC(i,j,k),(Track Circuit Coding，轨道电路编码)，TCC(i,j,k)的取值为数组TCS中的某一位；

其中，

i为TCC编号；

j为第i个TCC管辖内第j段闭塞分区，j＝1,2,3….jimax；

k表示轨道电路序号，k＝1表示闭塞分区内前一段轨道电路，k＝2表示闭塞分区内后一段轨道电路。

本发明实施例提供的一种轨道电路自适应编码算法流程图见图12所示。图12所示轨道电路自适应编码主要实现以下功能，列车反向运行时，改变发码方向，但不改变TCC发码逻辑：

处理边界值

处理相邻边界的编码信息

CASE A-1：分界点前方TCC管辖范围内，末端闭塞分区后一段轨道电路有车占用时(包含末端闭塞分区两轨道电路均占用)，TCC保持既有闭塞分区组合，首端闭塞分区两轨道电路均发送HU码。

CASE A-2：分界点前方TCC管辖范围内，末端闭塞分区前一段轨道电路有车占用时(出清后一段轨道电路)，TCC调整闭塞分区组合，首端闭塞分区两轨道电路分别发送HU码及U码。

CASE A-3：分界点前方TCC管辖范围内，末端闭塞分区空闲，TCC首先判断前方闭塞分区两段轨道电路编码是否一致：若一致，则保持既有闭塞分区组合并顺序编码；若不一致，则调整闭塞分区组合后顺序编码。

处理管辖范围内末端的编码信息

末端编码逻辑和编码过程与A中处理相邻边界编码信息一致

处理区间追踪编码

本闭塞分区占用

CASE C-1：闭塞分区后一段轨道电路有车占用时(包含末端闭塞分区两轨道电路均占用)，TCC保持既有闭塞分区组合，下一闭塞分区两轨道电路均发送HU码

CASE C-2：闭塞分区前一段轨道电路有车占用时(出清后一段轨道电路)，TCC调整闭塞分区组合，下一闭塞分区两轨道电路分别发送HU码及U码

本闭塞分区空闲

CASE D-1：TCC判断前一闭塞分区占用：1)后一轨道电路占用，TCC保持既有闭塞分区组合，本闭塞分区两轨道电路均发送HU码；2)前一轨道电路占用，TCC调整闭塞分区组合，本闭塞分区两轨道电路分别发送HU码及U码

CASE D-2：TCC判断前一闭塞分区空闲，TCC发码逻辑与CASE A-3一致

通过能力及安全性分析

如图10中部所示，追踪列车追踪的是前行列车所在闭塞分区的始端，无论前行列车在闭塞分区的后一段或前一段轨道电路，追踪列车的目标点不变。前行列车即将离开该闭塞分区的时刻，会造成线路一个闭塞分区长度的运输能力损失。

如图10下部所示，轨道电路自适应编码方法，可使运行在区间的追踪列车的轨道占用分辨力提高一倍。既有CTCS-3列车占用轨道的最大分辨误差为两段轨道电路，即2000-2400m；采用自适应轨道电路编码后，列车占用轨道的最大误差为一段轨道电路，及1000-1200m。

按照CTCS-3技术规范，在350km/h线路上，列车区间追踪运行时间间隔不超过3分钟。对应列车追踪间隔17500m，约为8个闭塞分区，16段轨道电路。取平均值和列车可多向前追踪一段轨道电路。列车在区间追踪效率可提高十六分之一，即6.25％。

安全性分析

轨道电路自适应编码的安全性体现在以下几个方面：

列车运行是安全的，本发明实施例的轨道电路自适应编码使得当前行列车在闭塞分区前一段轨道电路时，追踪列车追踪目标点前移了一段轨道电路。

闭塞分区重新组合是安全的，闭塞分区每一段轨道电路长度通过地面应答器传送到车载设备。

传输过程是安全的，相邻TCC通过安全数据通信网传输邻站边界区段的状态以及编码所需的信息。

编码过程是安全的，轨道电路自适应编码在从发码方向确定、邻站边界区段的状态以及编码信息采集、车站进出站信号和进路信息采集等方面，保证车站和区间轨道电路编码逻辑的正确性、连续性和实时性。

获取信息是安全的，从联锁获得的轨道区段信息与轨道继电器状态信息进行比较确认；采用“三点检查”确定轨道电路的状态。

编码过程遵循“故障-安全”原则。

轨道电路信息与RBC信息数据融合，进一步提高安全性。

综上所述，本发明实施例提出在中国CTCS-3列车控制系统中，采用自适应轨道电路编码方式实现列车在区间追踪运行的自动闭塞。这是一种从铁路信号着手，提高运输效率的方法。该方法不在CTCS-3系统中增加任何硬件设备，仅是通过改进TCC电子编码算法实现的。该方法可使列车在区间追踪运行效率平均提高6.25％.该方法为列车运行闭塞方式改进提供了一种可以借鉴的思路。

本发明实施例提出在中国高速铁路列车运行控制系统CTCS-3系统中，轨道电路应用自适应动态发码方法，提高列控系统对列车占用轨道电路的分辨率，使既有自动闭塞系统具备虚拟闭塞和移动闭塞的基本特征，如：闭塞分区边界虚拟、长度变化、位置移动等，达到提高运输能力的目的。本发明实施例对比既有轨道电路发码过程，阐述了轨道电路自适应动态发码的基本规则和工作原理，以京沪高速铁路为例，分析了采用该方法对运输能力的提升效力。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。