一种跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法

摘要

本发明提供一种跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法，其特征是，该方法包含：1、相邻的磁浮运控系统互相建立连接；2、磁浮运控系统为列车跨系统运行做准备；3、磁浮运控系统之间进行列车信息数据交接；4、磁浮运控系统之间进行列车安全防护交接；5、磁浮运控系统完成列车交接。本发明可以支持列车在相邻的磁浮运控系统之间平稳连续运行，进而可满足长大干线或复杂网络型高速磁浮交通系统对多个运控系统的需要；列车在相邻运控系统之间交接时，各磁浮运控系统同时对列车进行安全防护，且相邻运控系统具有相同结构特性，在列车跨系统运行时交换的数据及其安全性指标要求具有等同性，使得保证列车运行连续性同时能确保列车运行的安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种属于磁浮交通运行控制系统的安全控制与防护技术领域的技术，具体涉及一种跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法。

背景技术

目前，投入商业运行的高速磁浮交通只有在上海的从浦东龙阳路到浦东机场的约30公里的示范线，其运行控制系统是基于德国TVE试验线的运行控制系统。该系统组成包括中央控制子系统、分区控制子系统、车载运行控制子系统和通信子系统。

中央控制子系统设于中央调度中心，具有计划、调度、监控、诊断和记录等功能；分区控制子系统与牵引供电分区相对应，按分区分别配置，并分别设于轨旁的牵引变电站内，具有负责各分区所辖范围内驾驶顺序控制、进路防护、道岔防护和牵引切断，以及与车载运行控制子系统一起实现列车防护、安全定位和速度曲线监控等功能；车载运行控制子系统按列车分别配置，具有与分区控制系统一起完成列车的列车防护、安全定位和速度曲线监控等功能。中央控制子系统与各分区控制子系统之间通过广域网连接，各相邻分区之间通过安全防护网连接，各分区控制子系统与所辖范围内的列车车载控制子系统之间通过车地无线电系统连接。

列车在线路上运行时，首先要在中央控制子系统系统中登录列车信息，然后由所在的分区运行控制子系统进行安全防护和控制。当列车从一个分区运行至另一个分区时，需要通过一定的手续，即分区交接技术，方能实现并确保其运行的连续性和安全性。

目前的运行控制系统是单系统结构，即所有的分区控制子系统和车载运行控制子系统均由同一个中央控制子系统控制。列车的跨分区运行是在同一个系统内进行分区交接手续。

随着高速磁浮交通系统的不断推广和多种制式的高速磁浮交通运行控制系统的出现，必将会出现列车跨系统运行的现实需求，即列车要从一个系统范围运行至相邻的另一个系统范围。

发明内容

本发明提供一种跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法，可建立相邻磁浮运控系统间的通信连接，在二个独立的同结构相邻运行控制系统之间实现列车自动登录和注销，并实现列车的跨系统安全连续运行。

本发明提供一种跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法，其特征是，该方法包含以下步骤：

步骤1 相邻的磁浮运控系统互相建立连接；

步骤1.1 原磁浮运控系统和现磁浮运控系统的各中央运控子系统之间建立网络连接；

步骤1.2 原磁浮运控系统和现磁浮运控系统的各分区运控子系统之间建立网络连接；

步骤1.3 原磁浮运控系统和现磁浮运控系统的各牵引系统之间建立连接；

步骤2 磁浮运控系统为列车跨系统运行做准备；

步骤2.1 原磁浮运控系统的中央运控子系统为列车预定进路到相邻磁浮运控系统间的系统边界；

步骤2.2 原磁浮运控系统的中央运控子系统向现磁浮运控系统的中央运控子系统请求列车跨系统运行；

步骤2.3 现磁浮运控系统的中央运控子系统登录列车信息，为列车跨系统运行做准备；

步骤3 磁浮运控系统之间进行列车信息数据交接；

步骤3.1 列车运行到相邻磁浮运控系统间的系统边界的跨系统交接区域；

步骤3.2 原磁浮运控系统的分区运控子系统向现磁浮运控系统的分区运控子系统发送控制防护数据；

步骤3.3 相邻的磁浮运控系统的各分区运控子系统分别协调各牵引系统和车地无线电通信子系统作好交接准备；

步骤3.4 相邻的磁浮运控系统的各车地无线电通信子系统设置重叠的车地无线电通信区域，相邻的磁浮运控系统都与列车建立并保持通信连接；

步骤3.5 相邻的磁浮运控系统的各牵引系统相互同步状态，准备列车的跨系统牵引；

步骤4 磁浮运控系统之间进行列车安全防护交接；

步骤4.1 相邻的磁浮运控系统的各分区运控子系统互相交换各自边界区域的线路数据；

步骤4.2 相邻的磁浮运控系统的各分区运控子系统分别独自为列车计算最小速度防护曲线；

步骤4.3 相邻的磁浮运控系统的各车地无线电通信子系统将最小速度防护曲线发送给列车的车载运控系统；

步骤4.4 车载运控系统根据该最小速度防护曲线计算列车所需的最大速度防护曲线；

步骤4.5 原磁浮运控系统和现磁浮运控系统同时对列车进行安全防护；

步骤5 磁浮运控系统完成列车交接；

步骤5.1 列车进入现磁浮运控系统，同时现磁浮运控系统承担起列车所有安全责任；

步骤5.2 原磁浮运控系统删除列车所有数据，释放该列车的进路和无线电通信信道；

步骤5.3 列车在现磁浮运控系统中继续连续运行。

上述的跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法，其特征是，相邻的磁浮运控系统分别为原磁浮运控系统和现磁浮运控系统；

上述的各磁浮运控系统具有相同的架构和功能；其包含中央运控子系统、与该中央运控子系统连接的分区运控子系统、以及与该分区运控子系统连接的车地无线电通信子系统；

上述分区运控子系统还与外部的牵引系统连接；

上述的磁浮运控系统还包含设置在列车上的车载运控系统；该车载运控系统与车地无线电通信子系统无线连接。

本发明的跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法和现有技术相比，其优点在于，本发明可以支持列车在二个相邻的独立运行的磁浮运控系统之间平稳连续运行，进而可满足长大干线或复杂网络型高速磁浮交通系统对多个运行控制系统的需要；

本发明中列车在相邻磁浮运控系统之间交接的时候，各磁浮运控系统须同时对列车进行安全防护，使得当列车进入现磁浮运控系统时，现磁浮运控系统已经承担起列车运行所有安全责任，确保了列车交接时运行的安全性；

本发明中相邻的磁浮运控系统具有相同结构特性，在列车跨系统运行时所需交换的数据及其安全性指标要求具有等同性，使得保证列车运行连续性同时能确保列车运行的安全性。

附图说明

图1为本发明一种跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法所适用的磁浮运控系统的系统模块示意图；

图2为本发明一种跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法的方法流程图；

图3为本发明一种跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法所适用的磁浮运控系统的系统连接示意图；

图4为本发明一种跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法所适用的磁浮运控系统的车地无线电通信子系统的覆盖区域重叠示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，为适用于本发明所提供跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法的两个相邻的磁浮运控系统，其分别为列车原来所在的原磁浮运控系统1，以及列车所要进入的现磁浮运控系统2。相邻的该两个磁浮运控系统具有相同的架构和功能，原磁浮运控系统1包含中央运控子系统11、与该中央运控子系统11通过网络连接的分区运控子系统12，与该分区运控子系统12通过网络连接的车地无线电通信子系统14，以及与车地无线电通信子系统14通过无线连接的车载运控系统3。该分区运控子系统12还与原磁浮运控系统1外部的牵引系统13连接。

而现磁浮运控系统2同样包含中央运控子系统21、与该中央运控子系统21通过以太网连接的分区运控子系统22，与该分区运控子系统22通过串口通信连接的车地无线电通信子系统24，以及与车地无线电通信子系统24通过无线连接的车载运控系统3。分区运控子系统22还与现磁浮运控系统2外部的牵引系统23连接。

线路轨道横跨相邻的两个磁浮运控系统，列车运行在该线路轨道上，车载运控系统3设置在该列车上，该车载运控系统3通过无线通讯网络分别可与原磁浮运控系统1的车地无线电通信子系统14和现磁浮运控系统2的车地无线电通信子系统24建立连接。

相邻的两个磁浮运控系统的中央控制子系统11、21和分区控制子系统12、22，以及列车上的车载运控系统3在子系统层面均具有相同的功能特性和安全性等级指标，而各子系统内部的架构和功能实现方法没有限制。同时，相邻的两个磁浮运控系统的车地无线电通信子系统14、24也具有相同的技术参数要求。由于相邻的两个磁浮运控系统具有同结构特性，在列车跨系统运行时所需交换的数据及其安全性等指标要求均具有等同性，所以本发明的解决方案在保证列车运行连续性同时能确保列车运行的安全性。

以下结合上述的系统及图2，介绍本发明一种跨系统的磁浮交通运行控制分区交接方法，其包含以下步骤：

步骤1 相邻的两个磁浮运控系统原磁浮运控系统1和现磁浮运控系统2互相建立连接，如图3所示。

步骤1.1 原磁浮运控系统1的中央运控子系统11和现磁浮运控系统2的中央运控子系统21之间建立连接。两个中央控制子系统11和21之间的连接可以采用安全网桥的方式，通过该网桥可以交换预先设定的通信，过滤非法信息，以减少系统间干扰。

步骤1.2 原磁浮运控系统1的分区运控子系统12和现磁浮运控系统2的分区运控子系统22之间建立连接。相邻的该两个分区控制子系统12和22之间考虑到实时性的要求，同时由于都是相同安全等级的安全系统，可以直接用安全通信网联接交互信息。

步骤1.3 牵引系统13和牵引系统23之间建立连接，牵引系统不属于磁浮运控系统，可以考虑实时性等要求进行连接实施，牵引系统13的网络和牵引系统23的网络通过网桥建立实时通信连接。

步骤2 原磁浮运控系统1和现磁浮运控系统2为列车跨系统运行做准备。

步骤2.1 原磁浮运控系统1的中央运控子系统11为列车预定进路到原磁浮运控系统1和现磁浮运控系统2间的系统边界。

步骤2.2 原磁浮运控系统1的中央运控子系统11的操作员向现磁浮运控系统2的中央运控子系统21的操作员发送列车跨系统运行的请求。

步骤2.3 现磁浮运控系统2的中央运控子系统21的操作员接到跨系统的运行请求后，为列车跨系统运行做准备，加入该跨进列车的信息，登录列车，注入列车编号和列车状态，并且为列车在现磁浮运控系统2中继续运行生成进路。

步骤3 磁浮运控系统之间进行列车信息数据交接。

步骤3.1 列车运行到原磁浮运控系统1和现磁浮运控系统2间的系统边界的跨系统交接区域后，在列车连续运行的同时，磁浮运控系统之间发起跨系统交接工作。

步骤3.2 原磁浮运控系统1的分区运控子系统12通过安全传输网向现磁浮运控系统2的分区运控子系统22发送列车的参数、列车的位置等控制防护数据，两分区运控子系统同时交换相邻进路的线路数据，停车点等的安全信息。

步骤3.3 原磁浮运控系统1和现磁浮运控系统2各自的分区运控子系统12和分区运控子系统22分别利用上述步骤3.2中的相关数据协调各自的牵引系统13、牵引系统23、车地无线电通信子系统14和车地无线电通信子系统24，作好交接准备。

步骤3.4 如图4所示，原磁浮运控系统1的车地无线电通信子系统14和现磁浮运控系统2的车地无线电通信子系统24相互重叠，设置重叠的车地无线电通信区域，在现磁浮运控系统2的车地无线电通信子系统24与列车建立通信连接后，列车同时与原磁浮运控系统1的分区运控子系统12和现磁浮运控系统2的分区运控子系统22建立并保持通信连接。

步骤3.5 牵引系统13和牵引系统23根据上述步骤3.2中的相关数据相互同步状态，为列车跨系统牵引运行做好准备。

步骤4 磁浮运控系统之间进行列车安全防护交接。

步骤4.1 分区运控子系统12和分区运控子系统22之间互相交换各自边界区域的进路线路数据。

步骤4.2 分区运控子系统12和分区运控子系统22分别独自根据上述步骤4.1的线路数据，结合车辆属性，该属性包含车重、风阻等，根据运动学和动力学原理为列车计算出列车的最小速度防护曲线。

步骤4.3 车地无线电通信子系统14和车地无线电通信子系统24分别将分区运控子系统12和分区运控子系统22各自计算的最小速度防护曲线发送给列车的车载运控系统3。

步骤4.4 车载运控系统3根据分区运控子系统12和分区运控子系统22各自计算的最小速度防护曲线和线路数据，并结合车辆属性，该属性包含车重、风阻等，根据运动学和动力学原理计算出列车所需的最大速度防护曲线。

步骤4.5 上述各项准备工作完成后，原磁浮运控系统1和现磁浮运控系统2同时对列车进行安全防护。

步骤5 磁浮运控系统完成列车交接。

步骤5.1 列车进入现磁浮运控系统2中，同时现磁浮运控系统2已经承担起列车运行的所有安全责任。

步骤5.2 现磁浮运控系统2和原磁浮运控系统1完成跨系统交接，原磁浮运控系统1删除该跨系统列车的所有数据，释放该列车的进路和无线电通信信道。

步骤5.3 列车在现磁浮运控系统2中按照系统内包含停车点步进和分区交接过程的运行规则继续连续运行。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。