调车监控系统中通信故障机车的模拟跟踪自恢复方法

摘要

本发明涉及一种调车监控系统中通信故障机车的模拟跟踪自恢复方法，包括：1)当车列头部发生跨区段时，车载以固定格式实时记录跨区段信息到掉电保护存储器中；2)车载主机与地面主机通信故障后，如果地面主机运行正常，可按照站场元素连接关系及联锁码位变化信息模拟跟踪机车区段位置；3)车载主机与地面主机通信故障恢复后，判断机车是否满足故障恢复条件，如果满足，则向地面发起自恢复入网申请；4)地面主机接收到车载主机的自恢复入网申请后，对入网信息有效性判断，如果有效，则发送模拟跟踪的区段位置信息给车载主机；5)车载主机接收到地面的区段位置信息后，计算车列头部具体位置。与现有技术相比，本发明具有成本低、可用性高、兼具安全性等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种调车监控系统，尤其是涉及一种调车监控系统中通信故障机车的模拟跟踪自恢复方法。

背景技术

在车站内进行调车作业中，经常会遇到在电台信号中断的桥梁隧道下或者电台信号覆盖较弱的区域作业，由于电台信号受阻挡而造成车地通信中断导致机车退出监控。

在现有的调车监控系统中，为了解决此问题，一般都会采用增设中继站的方法，此方法需要考虑中继设备安装位置、设备供电、电缆铺设等问题，工程实施困难重重，大大增加了运营和维护成本；在一些环境复杂不适合安装中继设备的站场，通信中断后只能由人工控车，待机车运行到信号正常区域，通信恢复后由司机重新申请人工入网或压点式应答器自动入网。此外，目前没有切实有效的通信故障机车自恢复方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低成本、高可用性，兼顾安全的调车监控系统中通信故障机车的模拟跟踪自恢复方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种调车监控系统中通信故障机车的模拟跟踪自恢复方法，包括以下步骤：

1)车载主机与地面主机正常通信时，当车列头部发生跨区段时，车载以固定格式实时记录跨区段信息到掉电保护存储器的Recover.bin文件中；

2)车载主机与地面主机通信故障后，如果地面主机运行正常，可按照站场元素连接关系及联锁码位变化信息模拟跟踪机车区段位置；

3)车载主机与地面主机通信故障恢复后，车载主机读取Recover.bin文件信息，判断机车是否满足故障恢复条件，如果满足，则向地面发起自恢复入网申请；

4)地面主机接收到车载主机的自恢复入网申请后，对入网信息有效性判断，如果有效，则发送模拟跟踪的区段位置信息给车载主机；如果无效，则发送入网失败回执给车载主机；

5)车载主机接收到地面的区段位置信息后，按照Recover.bin文件中信息计算车列头部具体位置，如果无法明确车列头部具体位置时，则置不明，并将机车具体位置告知地面主机；如果车载主机接收到地面入网失败回执或超时未收到地面回执，则停止发送自恢复入网申请；

6)车载主机和地面主机进入正常的通信交互；自恢复入网失败的机车则需要人工申请入网或者压点式应答器自动入网。

所述的步骤1)中的跨区信息包括当前所跨区段编号、当前所跨区段长度、跨区段时刻运行方向、跨区段时刻里程值信息。

所述的步骤2)中的跟踪过程中如果遇到设定特殊情况，则放弃跟踪，清除此机车所有信息，不再允许其自恢复。

所述的步骤2)具体为：

21)定义一个机车管理模块，记录了所有机车的所有信息，其中包括机车注销原因；

22)针对因通信故障注销的机车，地面主机停止向车载主机发送机车控制信息，同时保留其故障时刻的机车信息以便后续模拟跟踪，同时标识此机车为“可恢复机车”；

23)针对“可恢复机车”，执行可恢复机车的模拟跟踪，通过判断机车当前头部和尾部邻接区段的联锁码位变化来确定机车的运行方向和当前作业区段；

24)此方法出于安全考虑，遇到特殊情况时地面会放弃模拟跟踪，其中特殊情况包括：模拟跟踪过程中，如果车列头部遇到其他机车、车列压着的道岔位置发生变化、或者车列压着的区段有不可恢复区段情况，则放弃跟踪；

同时，配置通信故障恢复时间上限、机车反手柄运行次数上限、可恢复区段来适应不同的站场，如果车列模拟跟踪过程中超出了这些上限值或者不满足这些限制范围，则放弃跟踪，放弃跟踪即删除此通信故障机车的所有信息，不再支持其自恢复入网。

所述的步骤5)具体为：

51)车载主机接收到地面模拟跟踪的区段位置信息后，当车载主机当前运行方向与记录的跨区段时刻运行方向一致，且地面跟踪的机车头部所在区段与车载记录的故障时刻区段一致时，则设置机车头部具体位置为L-|S2-S1|，其中，L为机车当前头部区段长度，S1为Recover.bin文件中记录的最后跨区段的里程值，S2为从LKJ或里程计获取的故障恢复时刻里程值；

52)车载主机接收到地面模拟跟踪的区段位置信息后，当车载当前运行方向与记录的跨区段时刻运行方向不一致，或地面跟踪的机车头部所在区段与车载记录的故障时刻区段不一致时，则设置机车头部具体位置为不明；

53)车载主机接收到地面的入网失败回执或者超时未收到地面的任何回执，则停止发送自恢复入网申请。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明在车载与地面通信正常时实时记录机车的跨区段信息(只有头部跨区段时才记录)，通信中断时，停止刷新记录，则故障前最后一次跨区段记录的信息即为故障时刻的信息。此方法不需要区分是电台故障或信号阻挡导致的通信中断还是由于车载设备或地面设备故障导致的通信中断，可以适用于各种通信中断的场景；

2、本发明在车载与地面通信中断后，地面保留了故障时刻的机车信息，并在故障恢复前，对可恢复机车进行独立跟踪，巧妙地按照站场元素连接关系和联锁码位变化确定机车运行方向并进行模拟跟踪；

3、本发明在地面进行模拟跟踪过程中，出于安全考虑，可恢复机车遇到其他机车、车列所压道岔位置变化等特殊情况下放弃跟踪，不再允许自恢复入网，保证了模拟跟踪的安全性；

4、本发明对通信故障恢复时间和通信故障后模拟跟踪反手柄运行次数以及自恢复区域均有限制，且用户可根据现场情况灵活配置，保证了适应不同的站场情况；

5、本发明通信故障恢复后，车载通过比较记录的里程值和当前的里程值，计算得到机车在当前区段上的具体位置，如果无法明确具体位置，则置不明，待机车跨区段时重新校准。这种方法满足了机车信号中断时间短或中断后未运行或只在发生故障的区段原方向运行的场景，可以实现这些场景下的通信故障机车的具体位置的明确计算；

6、本发明突出优点是在电台信号阻挡或者信号弱的地方，可以按照实际站场情况减少中继站的使用，很大程度上降低了运营维护成本，提高了工作效率。

附图说明

图1为车地通信故障恢复后可明确机车具体位置的场景示意图，其中1a为故障发生前，机车头部跨入Z1/2WG区段运行，1b为故障发生后，机车一直向右运行在Z1/2WG区段上直到故障恢复；

图2为车地通信故障恢复后不可明确机车具体位置的场景示意图，其中2a为故障发生前，机车一直向右运行在Z1/2WG区段上，2b为故障发生后，机车反向向左运行并头部跨区段到2DG区段上，2c为机车运行到2DG某位置时，故障恢复；

图3为车地通信故障前后以及故障恢复前后的处理流程；

图4为地面主机对通信故障机车的模拟跟踪实现流程。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1所示，描述了是一种车地通信故障恢复后可明确机车具体位置的场景。机车向右行驶进入Z1/2WG区段作业，如图1a机车头部跨入Z1/2WG区段时刻，车载记录所跨区段Z1/2WG编号、区段长度L、当前运行方向、当前里程值S1到故障记录文件Recover.ini中，机车继续运行，此时车地通信中断，地面主机运行正常，继续按照红光带移动跟踪机车，如果机车一直向右运行在Z1/2WG区段上，如图1b，此时车地通信恢复了，车载得到故障恢复时刻里程值S2，则此时机车头部在Z1/2WG区段上的具体位置S3可以明确计算，S3＝L-|S2-S1|。

如图2所示，描述了是一种车地通信故障恢复后不可明确机车具体位置的场景。车地通信中断前同图1所述，通信中断后，地面主机运行正常，继续按照红光带移动跟踪机车，如图2b，红光带向左移动到2DG区段，此时车地通信恢复了，如图2c，车载无法根据记录和已知的信息计算得到机车在2DG区段上的具体位置S3，则设置此位置不明。

如图3所示，车地通信故障前后以及故障恢复前后的处理流程。图3描述了从车载与地面通信正常到通信中断的过程，及从通信中断到通信恢复的过程。此部分省略了一些正常通信过程中的信息交互(比如广播信息、插播入网信息、作业单信息等，这些不属于本案例讨论的范畴)。控制进路信息包括进路信息、车列的区段位置信息等；控制回执信息包括人工操作信息、车列首尾具体位置信息等。整个过程描述如下：

a)正常通信时，车载记录机车跨区段信息。如图1a所示；

b)通信中断时，地面模拟跟踪机车和跟踪位置安全性判断。详细见图4流程描述；

c)通信恢复时，车载发起自恢复入网申请，地面处理自恢复机车入网申请信息及初始定位机车区段位置，并将机车初始区段位置等控制信息发送给车载；如果地面判断车载的入网申请信息不满足自恢复条件，则发送入网失败回执给车载；

d)车载收到地面的初始区段信息，如果车载当前运行方向与Recover.ini文件中记录的方向一致，且地面跟踪的区段与Recover.ini文件中记录的区段一致，则车载可明确计算出机车具体位置，如图1所示；否则，车载设置机车具体位置不明，如图2所示，并将机车具体位置等控制回执信息发送给地面，车地进入正常的通信交互过程。如果车载收到地面的入网失败回执信息或者超时没有收到地面的任何信息，则停止自恢复入网申请。

如图4所示，地面主机对通信故障机车的模拟跟踪实现流程，其中步骤8是对跟踪位置的有效性判断，包括以下步骤：

步骤1，判断遍历的机车是否是可恢复机车，如果是可恢复机车，则执行步骤2，如果不是可恢复机车，则执行正常监控机车跟踪流程；

步骤2，获取上周期记录的机车头部区段HeadNo、尾部区段TailNo；并根据站场元素连接关系得到机车头部邻接区段HeadJointNo、尾部邻接区段TailJointNo；

步骤3，判断头部邻接区段HeadJointNo是否刚被占用且不是被其他机车占用，如果是，则执行步骤4，否则，执行步骤5；

步骤4，设置机车运行方向为原方向；从上周期头部区段HeadNo开始按照红光带跟踪头部；从上周期尾部区段TailNo开始按照红光带跟踪尾部；

步骤5，判断尾部邻接区段TailJointNo是否刚被占用且不是被其他机车占用，如果是，则执行步骤6，否则，执行步骤7；

步骤6，设置机车运行方向为反方向；从上周期尾部TailNo开始按照红光带跟踪头部；从上周期头部HeadNo开始按照红光带跟踪尾部；反手柄运行次数累加1，如图2(b)；

步骤7，保持原来的头部位置、尾部位置以及运行方向不变；

步骤8，对上述模拟跟踪的机车区段位置进行安全有效性判断。判断如下：

a)判断机车车列压着的区段是否有不可自恢复区段(本实例中配置了Z1/2WG区段及其相邻的一片区域为可恢复区域)；

b)判断机车车列压着的道岔区段是否发生变化；

c)判断机车车列压着的区段及头部邻接区段是否有其他机车；

d)判断机车反手柄运行次数是否超过配置的最大限制值ReverseNumMax；

e)判断机车从通信中断时刻到当前时刻的时间差是否超过配置的最大限制值FaultTimeMax；

如果a)～e)中有任何一个判断条件满足，则进入步骤10；否则，进入步骤9；

步骤9，记录本周期跟踪的头部区段和尾部区段，进入步骤11；

步骤10，删除当前通信故障机车的所有信息，进入步骤11；

步骤11，结束通信故障机车模拟跟踪处理流程，进入下一机车的处理流程。

本发明是由于很多站场内调车机车桥梁隧道下作业时无线通信中断，受站场地形环境的限制又不适合安装中继站而提出的解决方案，已经通过了实验室测试，具备了现场使用条件。本发明增加了调车监控系统的适用性，减少了中继站的使用，很大程度上降低了成本，而且也充分考虑了安全性，具有一定的实际应用价值。本发明中涉及的机车通信故障后的安全跟踪方法及故障恢复后的自恢复方法不仅仅局限于调车作业中，可以衍生到整个铁路信号领域，使用本方法指导故障机车作业均属于本发明权利保护的范畴。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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以权利要求的保护范围为准。