一种用于TACS系统的资源管理方法

摘要

本发明涉及一种用于TACS系统的资源管理方法，所述的TACS系统包括列车自动监控系统ATS、目标控制器OC、轨旁资源管理器WSIC和车载控制器CC，所述的资源管理方法由车载控制器CC负责轨旁资源的申请、使用及释放，由轨旁资源管理器WSIC负责轨旁资源的分配及回收；所述的车载控制器CC根据从列车自动监控系统ATS接收到的运行计划及路径信息，计算所需要的轨旁资源，并向轨旁资源管理器WSIC进行申请，所述的轨旁资源管理器WSIC根据车载控制器CC的资源申请信息，根据当前资源的状态进行资源分配，并向车载控制器CC反馈资源分配状态。与现有技术相比，本发明具有轨旁资源处理更加简单高效、保证了资源分配的安全性等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种用于TACS系统的资源管理方法。

背景技术

在基于连续双向车地通信的列车控制系统(简称CBTC系统)中，轨旁资源管理和间隔防护以地面设备为核心，计算机联锁(CI)负责管理和分配轨旁区段及道岔资源，并通知区域控制器(ZC)，ZC根据所有在线列车的位置及状态信息，给列车计算移动授权(MA)，车载控制器(CC)对列车进行安全防护和自动驾驶。在CBTC系统中的资源申请和实际使用并不是同一个对象，导致设备间往返信息交互复杂，链路比较多，影响了信息传递的效率，同时系统中轨旁设备繁多，维护及实施成本比较高。

基于车车通信的列车自主运行系统(简称TACS系统)以列车为控制核心，由车载控制器(CC)根据运行任务计划进行路径规划，向轨旁资源管理器(WSIC)申请轨旁资源，WSIC对轨旁资源进行分配并告知CC，CC通过与相邻列车的CC直接进行通信，获取相邻列车的位置信息并主动进行移动授权计算，控制列车安全有效地运行。由于TACS系统的资源管理较为特殊，因此如何来保证资源分配的安全性成为需要解决的技术问题。

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用于TACS系统的资源管理方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于TACS系统的资源管理方法，所述的TACS系统包括列车自动监控系统ATS、目标控制器OC、轨旁资源管理器WSIC和车载控制器CC，所述的资源管理方法由车载控制器CC负责轨旁资源的申请、使用及释放，由轨旁资源管理器WSIC负责轨旁资源的分配及回收；

所述的车载控制器CC根据从列车自动监控系统ATS接收到的运行计划及路径信息，计算所需要的轨旁资源，并向轨旁资源管理器WSIC进行申请，所述的轨旁资源管理器WSIC根据车载控制器CC的资源申请信息，根据当前资源的状态进行资源分配，并向车载控制器CC反馈资源分配状态。

作为优选的技术方案，所述的轨旁资源的申请、使用及释放具体过程如下：

101)列车各自根据运行计划向WSIC申请轨旁资源；

102)WSIC收到资源申请后，对资源申请进行合理性判断，如果资源申请不合法，则拒绝该申请，如果申请合法，则存放在申请列表中，进入到资源分配处理环节；

103)判断所请求的资源是否处于未分配状态，如果该资源未被分配，则进入到第105步骤；否则，进入第104步骤；

104)如果请求的资源与当前资源所处的分配状态冲突，该请求被拒绝，否则，进入到第105步骤；

105)判断请求的资源与当前资源状态是否一致，如果不一致，则进入第106步骤；否则，进入第107步骤；

106)WSIC根据请求的资源状态向OC输出驱动轨旁设备的命令；

107)当轨旁设备状态与请求的资源状态一致后，则对该资源进行分配；

108)WSIC向列车反馈资源分配的状态；

109)当列车不再需要该资源时，则CC向WSIC申请释放该资源。

作为优选的技术方案，所述的轨旁资源包括道岔可动区域资源和侧冲区域资源。

作为优选的技术方案，所述的道岔可动区域资源包括两者互斥的可动区定位和可动区反位。

作为优选的技术方案，所述的侧冲区域资源包括两者互斥的侧冲区定位和侧冲区反位。

作为优选的技术方案，该方法将轨旁资源状态分为内部状态和外部状态，WSIC负责计算资源的内部状态和外部状态，其中资源内部状态用于WSIC内部资源管理，资源外部状态发送给CC，由CC根据资源的外部状态进行列车移动授权计算。

作为优选的技术方案，所述的内部状态包括禁止状态、未定义状态、释放状态，以及分配状态这四种状态。

作为优选的技术方案，所述的外部状态包括允许状态和限制状态。

作为优选的技术方案，该方法对道岔资源进行了冲突管理，防止出现资源错误申请而导致死锁的情况。

作为优选的技术方案，该方法将道岔的定反位作为互斥资源进行管理，保证在其中一个资源分配的情况下，其互斥资源不会被同时分配给任何列车。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明资源管理方法由CC负责资源的申请、使用及释放，由同一个对象负责，使得轨旁资源处理更加简单高效；由WSIC进行资源的统一分配与回收，保证了资源分配的安全性。

2)本发明TACS系统的资源管理方法将道岔的可动资源和侧冲资源分别单独处理，当列车出清道岔的可动区后，可允许转动道岔，显著提高了系统的运行效率。

3)本发明TACS系统的资源管理方法将轨旁资源状态分为内部状态和外部状态，资源内部状态用于WSIC内部资源管理，资源外部状态发送给CC使用，保证了资源逻辑管理的层次清晰，使得实现方案更为简洁。

4)本发明TACS系统的资源管理方法对道岔资源进行了冲突管理，防止出现资源错误申请而导致死锁的情况，保证了系统的可用性。

5)本发明TACS系统的资源管理方法将道岔的定反位作为互斥资源进行管理，保证在其中一个资源分配的情况下，其互斥资源不会被同时分配给任何列车，保证了系统的安全性。

附图说明

图1为TACS系统总体架构图；

图2为TACS系统道岔资源申请、分配与释放流程图；

图3为TACS系统资源内部状态基示意图；

图4为TACS系统道岔资源细分示意图；

图5为TACS系统道岔可动及侧冲资源单独管理示意图；

图6为TACS系统道岔资源冲突管理示意图；

图7为TACS系统道岔互斥资源管理示意图。

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。

在TACS系统中，资源的申请、使用及释放都是同一个对象，使得轨旁资源管理更加简化，传输链路少，提高了系统的效率，同时由于TACS系统是基于资源分配来进行安全防护及行车的，因此本发明提供一种安全有效的TACS系统资源管理方法，具有非常重要的意义。

如图1所示，基于车车通信的列车自主运行系统主要包括轨旁资源管理器WSIC、轨旁列车管理器WSTC、目标控制器OC、列车自动监控系统ATS、车载控制器CC、后备定位系统BLS、应答器。其中ATS子系统负责监督和控制列车的运营，具有列车追踪运行、报警和事件报告，运行调整，操作控制等功能；WSIC负责线路资源分配与回收，列车序列管理，信号机及道岔控制等功能；WSTC主要负责临时限速处理，并管理及跟踪故障列车，接管故障列车进行资源申请及释放；OC主要实现轨旁设备状态采集及驱动；CC根据计划进行线路资源请求及释放，主动进行列车控制，实现列车安全防护功能和列车自动驾驶功能；应答器结合线路地图负责提供所处的位置信息；BLS主要根据获取的应答器信息，向轨旁列车控制器提供相应的列车ID及列车位置信息，以实现降级列车的位置跟踪；其中BLS布置在列车上，配合WSTC完成降级列车的运行。

TACS系统道岔资源申请、分配与释放过程如图2所示，过程如下：

101)列车各自根据运行计划向WSIC申请轨旁资源；

102)WSIC收到资源申请后，对资源申请进行合理性判断，如果资源申请不合法，则拒绝该申请，如果申请合法，则存放在申请列表中，进入到资源分配处理环节；

103)判断所请求的资源是否处于未分配状态，如果该资源未被分配，则进入到第105步骤；否则，进入第104步骤；

104)如果请求的资源与当前资源所处的分配状态冲突，该请求被拒绝，否则，进入到第105步骤；

105)判断请求的资源与当前资源状态是否一致，如果不一致，则进入第106步骤；否则，进入第107步骤；

106)WSIC根据请求的资源状态向OC输出驱动轨旁设备的命令；

107)当轨旁设备状态与请求的资源状态一致后，则对该资源进行分配；

108)WSIC向列车反馈资源分配的状态；

109)当列车不再需要该资源时，则CC向WSIC申请释放该资源。

TACS系统的资源管理方法将道岔资源状态分为内部状态和外部状态，其中道岔资源的内部状态包括禁止状态、未定义状态、释放状态，以及分配状态这四种状态，A表示资源的任意状态或WSIC刚上电时的状态，B表示资源处于禁止状态，C表示资源处于未定义状态，D表示资源处于释放状态，E表示资源处于分配状态，资源内部状态用于WSIC内部资源管理，如图3所示。当某道岔资源处于状态A时，如果出现异常时(如：WSIC初始化，或道岔变成非受控等)，则该道岔资源变为状态B，禁止对该道岔进行分配；当某道岔资源处于状态B时，如果引起该道岔资源异常的情况消失，则该道岔资源变为未定义状态C，表示该道岔资源允许分配处理；当某道岔资源处于状态C时，如果收到所有列车的资源释放报告，或经过筛选确认后，则该道岔资源变为释放状态D，表示该道岔资源没有分配给列车；当某道岔资源处于状态C时，如果收到列车请求资源分配且互斥资源对所有列车为释放/未定义/禁止状态，且不存在资源申请冲突时，则该道岔资源变为分配状态E，表示该道岔资源已分配给列车；当某道岔资源处于状态D时，如果收到列车请求资源分配且互斥资源对所有列车为释放/未定义/禁止状态，且不存在资源申请冲突，则该道岔资源变为分配状态E，表示该道岔资源已分配给列车；当某道岔资源处于分配状态E时，如果收到列车的资源释放报告，则该道岔资源变为释放状态D，内部状态转换条件如表1所示；道岔资源的外部状态包括限制状态和允许状态，资源外部状态发送给CC使用，当道岔内部状态为分配状态，且互斥资源对所有列车内部状态均为释放状态时，则WSIC认为该道岔资源外部状态为允许状态，否则认为外部状态为限制状态。

表1

TACS系统将道岔可动及侧冲资源单独进行定义及管理(如图4所示)，当列车出清道岔的可动区后，可允许转动道岔，以提高系统的运行效率。如图5所示，列车A和B追踪进行折返，列车A处于折出的过程中，当列车A出清道岔P3的可动区定位范围时，立即释放P3可动区定位资源，列车B根据折返任务立即向WSIC请求道岔P3的可动区反位资源，WSIC控制道岔P3转动至反位，当列车A出清P3的侧冲区定位范围时，则列车B立即申请P3的侧冲区反位资源，当获得道岔P3的可动及侧冲资源后，列车B可计算新的MA越过道岔P3，折入换端区(COE)，将道岔的可动资源和侧冲资源单独进行处理，显著提高了列车折返的运行效率。

TACS系统的资源管理方法对道岔资源进行了冲突管理，防止由于资源错误申请而导致死锁的情况出现，如图6所示，列车A在COE区进行换端操作，如果列车B申请到道岔P3可动区反位资源及侧冲区反位资源，则列车A无法再申请道岔P3的可动区定位资源及侧冲区定位资源，导致列车A无法折出，同时列车B也无法折入，为避免这种资源冲突导致的运营死锁，列车A需将自身在整个折返过程中需要的资源进行申请预定，在列车A折出道岔P3前，WSIC不再将道岔P3分给其他列车，从而避免资源冲突。

TACS系统将道岔的定反位作为互斥资源进行管理，如图7所示，列车A运动任务为从站台1至站台2，列车B的运动任务为从站台1至站台4，当列车A未出清道岔P1侧冲区定位资源范围时，道岔P1的侧冲区反位资源不能分配给列车B，列车B的MA不能越过P3，在某个资源被分配未释放的情况下，其互斥资源不会被同时分配给任何列车，保证了资源的独占性，从而保证列车运行的安全。

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。