本發(fā)明實施例涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于動態(tài)間隔的運能可配置列車運行控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

軌道交通系統(tǒng)主要由運行控制系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施(路、橋、隧道等)、移動設(shè)備(車輛、機車)三部分組成。運行控制系統(tǒng)控制如道岔設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施和移動設(shè)備的工作，基礎(chǔ)設(shè)施和移動設(shè)備向運行控制系統(tǒng)進行狀態(tài)反饋，以檢驗運行控制的效果。運行控制系統(tǒng)是保證列車運行安全，實現(xiàn)行車指揮和列車運行自動化，提高運輸效率的關(guān)鍵系統(tǒng)。

現(xiàn)有的稀疏線路使用的信號系統(tǒng)，絕大多數(shù)均是基于車地通信的。許多稀疏鐵路是固定閉塞或半自動閉塞的(青藏線是基于GSM-R的無線固定閉塞)。在稀疏線路上，由于其運量較小，安全等級較低，因此地面設(shè)備是簡化了的，或者地面設(shè)備的間隔會比普通鐵路的間隔更大。因此，在面對突發(fā)的運能需求時，地面設(shè)備可能無法承載大的業(yè)務(wù)量和數(shù)據(jù)量，導(dǎo)致無法基于車地通信來對列車進行高效的控制。例如京藏鐵路、北京-烏魯木齊等鐵路，運能很低，每日可能只有幾個列車班次，軌道、車站等硬件設(shè)施和人員都處于長期的空閑狀態(tài)，造成設(shè)備與人力資源的浪費，但在春運、搶險救災(zāi)、國防物資人員運輸?shù)葓鼍跋?，現(xiàn)有的稀疏鐵路不具有快速、機動的反應(yīng)能力，無法應(yīng)對這些特殊的運輸需求。

在實現(xiàn)本發(fā)明實施例的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的稀疏鐵路運能較低，造成設(shè)備與人力資源的浪費，且在春運、搶險救災(zāi)、國防物資人員運輸?shù)葓鼍跋?，不具有快速、機動的反應(yīng)能力，無法應(yīng)對特殊的運輸需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

由于現(xiàn)有的稀疏鐵路運能較低，造成設(shè)備與人力資源的浪費，且在春運、搶險救災(zāi)、國防物資人員運輸?shù)葓鼍跋?，不具有快速、機動的反應(yīng)能力，無法應(yīng)對特殊的運輸需求的問題，本發(fā)明實施例提出一種基于動態(tài)間隔的運能可配置列車運行控制系統(tǒng)及方法。

第一方面，本發(fā)明實施例提出一種基于動態(tài)間隔的運能可配置列車運行控制系統(tǒng)，包括：車車通信子系統(tǒng)、車載設(shè)備、對象控制器和調(diào)度中心；

所述車車通信子系統(tǒng)與所述車載設(shè)備連接，安裝于第一列車上，用于接收無線覆蓋范圍內(nèi)的第二列車的第二運行信息，并向所述第二列車發(fā)送所述第一列車的第一運行信息；

所述車載設(shè)備分別與所述對象控制器和所述調(diào)度中心連接，安裝于所述第一列車上，用于根據(jù)所述車車通信子系統(tǒng)接收的所述第二列車的第二運行信息，計算所述第一運行信息，將所述第一運行信息發(fā)送至所述車車通信子系統(tǒng)；還用于查詢地面設(shè)備和所述對象控制器的狀態(tài)，并向所述地面設(shè)備和所述對象控制器發(fā)送所述車載設(shè)備的狀態(tài)信息；還用于接收所述調(diào)度中心發(fā)送的調(diào)度信息，并向所述調(diào)度中心發(fā)送所述第一運行信息；

所述對象控制器與所述調(diào)度中心連接，間隔設(shè)置于軌道沿線，用于控制軌道預(yù)設(shè)區(qū)段內(nèi)的地面設(shè)備，若判斷獲知所述地面設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)與所述對象控制器或車載設(shè)備發(fā)送的指令存在沖突，則所述對象控制器控制所述地面設(shè)備執(zhí)行所述對象控制器或所述車載設(shè)備發(fā)送的指令；還用于接收所述調(diào)度中心發(fā)送的調(diào)度信息，并向所述調(diào)度中心發(fā)送所述地面設(shè)備的狀態(tài)信息；

所述調(diào)度中心用于制定動態(tài)間隔的多列列車的運行計劃，監(jiān)督所述運行計劃的執(zhí)行，并當(dāng)列車發(fā)生故障或在列車的權(quán)限范圍內(nèi)調(diào)整運行時刻時，對所述運行計劃進行調(diào)整；還用于向所述車載設(shè)備和所述對象控制器發(fā)送調(diào)度信息，并接收所述車載設(shè)備發(fā)送的所述第一運行信息和所述對象控制器發(fā)送的所述地面設(shè)備的狀態(tài)信息；

其中，所述第一運行信息包括所述第一列車的運行路線、運行方向、運行速度、運行加速度以及與所述第二列車的距離；

所述第二運行信息包括所述第二列車的運行路線、運行方向、運行速度、運行加速度以及與所述第一列車的距離；

所述狀態(tài)信息包括信號機開關(guān)信息和道岔轉(zhuǎn)轍信息。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：衛(wèi)星通信子系統(tǒng)；

所述衛(wèi)星通信子系統(tǒng)與所述車載設(shè)備連接，安裝于所述第一列車上，用于接收衛(wèi)星發(fā)送的所述第二運行信息和所述第二列車的當(dāng)前位置信息，并向衛(wèi)星發(fā)送所述第一運行信息和所述第一列車的當(dāng)前位置信息。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：無人機；

所述無人機設(shè)于各列車上，通過所述第一列車上的充電裝置進行充電，沿所述第一列車的運行軌道飛行，根據(jù)所述第一列車發(fā)送的控制指令進行操作，并用于所述第一列車與所述第二列車、所述地面設(shè)備及所述對象控制器的數(shù)據(jù)傳輸；還用于根據(jù)所述第一列車的數(shù)據(jù)采集需求采集對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：無人機；

所述無人機設(shè)于所述對象控制器處，通過所述對象控制器的充電裝置進行充電，沿所述對象控制器第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的軌道飛行，根據(jù)所述對象控制器發(fā)送的控制指令進行操作，并用于所述對象控制器與所述第一列車、所述第二列車及所述地面設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸；還用于根據(jù)所述對象控制器的數(shù)據(jù)采集需求采集對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：無人機；

所述無人機設(shè)于第一車站內(nèi)，通過所述第一車站的充電裝置進行充電，沿所述第一車站第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的軌道飛行，根據(jù)所述第一車站發(fā)送的控制指令進行操作，并用于所述第一車站與第二車站、所述第一列車、所述第二列車、所述地面設(shè)備及所述對象控制器的數(shù)據(jù)傳輸；還用于根據(jù)所述第一車站的數(shù)據(jù)采集需求采集對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

第二方面，本發(fā)明實施例還提出一種基于動態(tài)間隔的運能可配置列車運行控制方法，包括：

判斷所述第一列車和所述第二列車在預(yù)設(shè)線路上的運行路線是否相同；

若所述第一列車和所述第二列車在預(yù)設(shè)線路上的運行路線相同，則判斷所述第一列車與所述第二列車的位置關(guān)系；

若所述第一列車在所述第二列車的前方，則所述第一列車的車載設(shè)備與所述地面設(shè)備和所述對象控制器進行通信，所述第二列車的車車通信子系統(tǒng)與所述第一列車的車車通信子系統(tǒng)進行通信。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

若所述第一列車和所述第二列車在預(yù)設(shè)線路上的運行路線不同，則所述第一列車的車載設(shè)備與所述地面設(shè)備和所述對象控制器進行通信，并對所述地面設(shè)備和所述對象控制器進行控制；所述第二列車的車載設(shè)備與所述地面設(shè)備和所述對象控制器進行通信，并對所述地面設(shè)備和所述對象控制器進行控制。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

所述第二列車的運行速度至少根據(jù)所述第一列車的運行速度、與第一列車的間隔距離確定。

優(yōu)選地，所述第二列車的運行速度根據(jù)所述第一列車的運行速度確定，進一步包括：

所述第二列車的車車通信子系統(tǒng)接收所述第一列車的車車通信子系統(tǒng)發(fā)送的所述第一列車的運行速度；

所述第二列車的車載設(shè)備根據(jù)通信延遲設(shè)定校正系數(shù)，并根據(jù)所述校正系數(shù)對所述第一列車的運行速度進行校正，得到校正后運行速度；

所述第二列車的車載設(shè)備根據(jù)所述校正后運行速度，確定所述第二列車的運行速度。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

若所述第一列車和所述第二列車在預(yù)設(shè)線路上的運行路線相同且所述第一列車與衛(wèi)星無法通信，則所述第一列車通過所述第一列車的車車通信子系統(tǒng)與所述第二列車的車車通信子系統(tǒng)進行通信，并且所述第二列車的衛(wèi)星通信子系統(tǒng)與所述衛(wèi)星進行通信。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明實施例通過車載設(shè)備進行數(shù)據(jù)計算，通過車車通信子系統(tǒng)與其它列車進行通信，通過對象控制器對地面設(shè)備進行控制，并通過調(diào)度中心制定并監(jiān)督動態(tài)間隔的多列列車的運行計劃，能夠快速生成突發(fā)運輸方案，實現(xiàn)運能配置，動態(tài)調(diào)整運行間隔。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一實施例提供的一種基于動態(tài)間隔的運能可配置列車運行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明另一實施例提供的一種基于動態(tài)間隔的運能可配置列車運行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明另一實施例提供的一種基于動態(tài)間隔的運能可配置列車運行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一實施例提供的一種基于動態(tài)間隔的運能可配置列車運行控制方法的流程示意圖；

圖5為本發(fā)明另一實施例提供的一種基于動態(tài)間隔的運能可配置列車運行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明另一實施例提供的一種基于動態(tài)間隔的運能可配置列車運行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對發(fā)明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

圖1示出了本實施例提供的一種基于動態(tài)間隔的運能可配置列車運行控制方法的流程示意圖，包括：車車通信子系統(tǒng)101、車載設(shè)備102、對象控制器103和調(diào)度中心104；

所述車車通信子系統(tǒng)101與所述車載設(shè)備102連接，安裝于第一列車上，用于接收無線覆蓋范圍內(nèi)的第二列車的第二運行信息，并向所述第二列車發(fā)送所述第一列車的第一運行信息；

所述車載設(shè)備102分別與所述對象控制器103和所述調(diào)度中心104連接，安裝于所述第一列車上，用于根據(jù)所述車車通信子系統(tǒng)101接收的所述第二列車的第二運行信息，計算所述第一運行信息，將所述第一運行信息發(fā)送至所述車車通信子系統(tǒng)101；還用于查詢地面設(shè)備和所述對象控制器103的狀態(tài)，并向所述地面設(shè)備和所述對象控制器103發(fā)送所述車載設(shè)備102的狀態(tài)信息；還用于接收所述調(diào)度中心104發(fā)送的調(diào)度信息，并向所述調(diào)度中心104發(fā)送所述第一運行信息；

所述對象控制器103與所述調(diào)度中心104連接，間隔設(shè)置于軌道沿線，用于控制軌道預(yù)設(shè)區(qū)段內(nèi)的地面設(shè)備，若判斷獲知所述地面設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)與所述對象控制器103或車載設(shè)備102發(fā)送的指令存在沖突，則所述對象控制器103控制所述地面設(shè)備執(zhí)行所述對象控制器103或所述車載設(shè)備102發(fā)送的指令；還用于接收所述調(diào)度中心104發(fā)送的調(diào)度信息，并向所述調(diào)度中心104發(fā)送所述地面設(shè)備的狀態(tài)信息；

所述調(diào)度中心104用于制定動態(tài)間隔的多列列車的運行計劃，監(jiān)督所述運行計劃的執(zhí)行，并當(dāng)列車發(fā)生故障或在列車的權(quán)限范圍內(nèi)調(diào)整運行時刻時，對所述運行計劃進行調(diào)整；還用于向所述車載設(shè)備102和所述對象控制器103發(fā)送調(diào)度信息，并接收所述車載設(shè)備102發(fā)送的所述第一運行信息和所述對象控制器103發(fā)送的所述地面設(shè)備的狀態(tài)信息；

其中，所述第一運行信息包括所述第一列車的運行路線、運行方向、運行速度、運行加速度以及與所述第二列車的距離；

所述第二運行信息包括所述第二列車的運行路線、運行方向、運行速度、運行加速度以及與所述第一列車的距離；

所述狀態(tài)信息包括信號機開關(guān)信息和道岔轉(zhuǎn)轍信息。

具體地，每列列車均安裝有車車通信子系統(tǒng)，每列列車通過車車通信子系統(tǒng)與在其無線覆蓋范圍內(nèi)的其它列車進行無線通信，接收其它列車的運行信息；每列列車均安裝有車載設(shè)備，車載設(shè)備根據(jù)車車通信子系統(tǒng)接收到的信息，以及地面設(shè)備和對象控制器發(fā)送來的信息，計算列車的速度、加速度、與其它列車的距離，查詢地面設(shè)備和對象控制器的狀態(tài)，向地面設(shè)備和對象控制器發(fā)送包括但不限于信號機開關(guān)、道岔轉(zhuǎn)轍的信息；對象控制器間隔地布置在軌道沿線，一個對象控制器控制一個或多個區(qū)段的所有地面設(shè)備，對象控制器的控制優(yōu)先級高于地面設(shè)備的優(yōu)先級，在地面設(shè)備原有命令與對象控制器或車載設(shè)備發(fā)出的命令沖突時，對象控制器控制地面設(shè)備執(zhí)行對象控制器或車載設(shè)備發(fā)出的命令；調(diào)度中心制定多列列車的運行計劃，并且監(jiān)督該運行計劃，調(diào)度中心通過無線網(wǎng)絡(luò)與車載設(shè)備和對象控制器通信，向車載設(shè)備和對象控制器發(fā)送調(diào)度信息，并且從車載設(shè)備接收列車的運行信息，從對象控制器接收地面設(shè)備的信息，當(dāng)列車故障或在列車的權(quán)限范圍內(nèi)調(diào)整自己的運行時刻時，對該列車及相關(guān)列車的運行計劃作出調(diào)整。

其中，由于有道岔等地面設(shè)備的存在，因此，即使利用了車車通信，也還是需要對地面設(shè)備的控制，即車地通信不會被取消。為了增強稀疏鐵路的運行效率，為每個道岔區(qū)段配置對象控制器(Object Controller)，每個道岔區(qū)段可以包括一個道岔，也可以包括多個道岔。作為一種可替代的實施例，也可以對預(yù)先分析的重點道岔布置對象控制器，而對于其它道岔(例如，很少扳動的道岔)可以保留原有的控制或者人工控制。

需要說明的是，原有的道岔控制設(shè)備可能無法識別一個列車組，地面設(shè)備可能會報警。針對這種情況，需要對原有的控制設(shè)備進行升級，給其增加大運能的控制模式，使其認為列車組僅僅是一個長列車。

作為另一種替換，也可以在稀疏鐵路上增加地面設(shè)備。代替原地面道岔控制設(shè)備的主要原因在于，原地面道岔控制設(shè)備受限于一系列的聯(lián)鎖和軌旁設(shè)備，條件不滿足時則無法動作，不具備無線通信功能，無法接收列車、衛(wèi)星等設(shè)備發(fā)來的控制信號。例如，可以每10公里增加一個對象控制器，該對象控制器可以控制10公里范圍內(nèi)的所有現(xiàn)有道岔控制設(shè)備，對其設(shè)置比現(xiàn)有道岔控制設(shè)備更高的優(yōu)先級，使其在工作時，現(xiàn)有的道岔控制設(shè)備不會發(fā)出相關(guān)警報。

其中，對象控制器接收車載設(shè)備發(fā)送的對道岔的資源申請，獲取所述道岔的資源狀態(tài)，根據(jù)所述資源狀態(tài)和所述目標(biāo)資源權(quán)限，對所述道岔進行資源權(quán)限分配，并根據(jù)所述資源權(quán)限分配的結(jié)果，對所述道岔進行控制。

所述對象控制器的功能可分為信息采集與存取、資源分配、數(shù)據(jù)通信和資源操控：

信息采集與存取功能具體包括：對象控制器通過與其他設(shè)備(道岔轉(zhuǎn)轍機、計軸系統(tǒng)等)交互，實時獲取線路資源的狀態(tài)信息(如計軸區(qū)段占用狀態(tài)、道岔狀態(tài)等)。信息以列表的形式存儲，實時進行更新。其中，采集的信息包括：計軸區(qū)段占用/空閑狀態(tài)信息、道岔狀態(tài)信息、緊急停車按鈕信息、防淹門的狀態(tài)信息以及列車ID、IP地址信息。

資源分配功能具體包括：列車使用線路資源(道岔及相關(guān)區(qū)段)前首先要申請線路資源的權(quán)限，對象控制器為列車分配線路資源，并提供不同的資源權(quán)限級別，列車只有獲取相關(guān)權(quán)限后才能使用道岔資源。

數(shù)據(jù)通信功能具體包括：接入DCS骨干網(wǎng)，對象控制器與其它車載設(shè)備和控制中心進行數(shù)據(jù)交互。

資源操控功能具體包括：

列車對于道岔的控制：列車需要先申請道岔區(qū)段的權(quán)限，獲取到相關(guān)權(quán)限后，向?qū)ο罂刂破靼l(fā)送道岔扳動的命令。對象控制器收到命令后，向轉(zhuǎn)轍機發(fā)送道岔扳動指令。

控制中心對于道岔的控制：控制中心需要先申請道岔區(qū)段的權(quán)限，獲取到相關(guān)的權(quán)限后，向?qū)ο罂刂破靼l(fā)送道岔扳動的命令。

對象控制器能夠控制道岔轉(zhuǎn)轍機的全部功能，并且具有無線通信模塊與一定范圍內(nèi)的列車進行通信，例如與3千米半徑以內(nèi)的列車進行通信。本申請的對象控制器，包括無線收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)處理和記錄模塊、以及道岔轉(zhuǎn)折模塊。

舉例來說，調(diào)度中心制定動態(tài)間隔的多列列車的運行計劃，并監(jiān)督所述運行計劃的執(zhí)行，具體為假設(shè)需要從拉薩向北京運輸一批物資，但是拉薩本地現(xiàn)有的列車數(shù)量是不夠的，需要先從西寧、蘭州、鄭州等地向拉薩調(diào)配空載列車，隨后裝滿物資的列車組才能向北京行駛。假定分別需要從西寧、蘭州、鄭州向拉薩調(diào)配10(X1-X10)、8(L1-L8)、20(Z1-Z20)輛貨運列車，同時拉薩已有5列貨車(H1-H5)可以提前裝載好，先期向北京開拔。

為舉例方便，僅假定拉薩到北京僅有西寧、蘭州、鄭州3個中間站。從拉薩向西寧行駛的5列貨車H1-H5，與從西寧、蘭州、鄭州向拉薩調(diào)配的貨車X1-X10、L1-L8、Z1-Z20會產(chǎn)生路線沖突(稀疏鐵路一般是單線)，根據(jù)貨車H1-H5、X1-X10、L1-L8、Z1-Z20分別的裝載時間、西寧到拉薩的最快運行時間、蘭州到西寧的最快運行時間、鄭州到蘭州的最快運行時間、其它列車朝向這5個車站的運行時刻表/調(diào)整后的運行時刻表等，綜合規(guī)劃出這些貨車的最優(yōu)運行時刻表。

例如，在一個具體實施例中，5列貨車H1-H5先從拉薩向西寧行駛，同時20列貨車Z1-Z20從鄭州向蘭州行駛，8列貨車L1-L8從蘭州向西寧行駛；當(dāng)5列貨車H1-H5到達西寧后，10列貨車X1-X10從西寧開出，向拉薩行駛；20列貨車Z1-Z20繼續(xù)從鄭州向蘭州行駛，不必考慮Z1-Z20是否到達蘭州站；如果從蘭州向西寧行駛的8列貨車L1-L8已經(jīng)到達西寧，則放行貨車H1-H5；如果8列貨車L1-L8未到達西寧，則使得貨車H1-H5暫時在西寧站等待，以避免在路上發(fā)生對向行駛的沖突；當(dāng)8列貨車L1-L8已經(jīng)到達西寧后，5列貨車H1-H5從西寧向蘭州行駛，5列貨車H1-H5和20列貨車Z1-Z20不管誰先到達蘭州，都等待在蘭州站本地與對方交換運行路線后，再繼續(xù)行駛；5列貨車H1-H5和20列貨車Z1-Z20在蘭州站交換運行路線后，5列貨車H1-H5不再有對向行駛的貨車，因此直接向目的地行駛即可；貨車X1-X10在拉薩裝備完成，向北京方向行駛時，與貨車L1-L8、Z1-Z20構(gòu)成了對向列車的關(guān)系，這3組貨車的調(diào)配，類似于上面4組貨車(貨車H1-H5、X1-X10、L1-L8、Z1-Z20)的調(diào)配工作，依序執(zhí)行即可，在此不再詳述。

作為一個可替換的實施例，各組貨車在某個車站交換運行方向時，也可以僅交換牽引機車(車頭)，而不交換貨車車廂本身，這樣可以減少調(diào)車作業(yè)的復(fù)雜度，并且減少了牽引機車的車載設(shè)備對各種地面信號的不兼容所可能引起的問題。

以上是假定僅有5個車站的情況，對于途中有車輛段、多股道車站等便于會車的情況，會更復(fù)雜一些，但是編制運行計劃的原理是一致的，在此不再詳述。

本實施例通過車載設(shè)備進行數(shù)據(jù)計算，通過車車通信子系統(tǒng)與其它列車進行通信，通過對象控制器對地面設(shè)備進行控制，并通過調(diào)度中心制定并監(jiān)督動態(tài)間隔的多列列車的運行計劃，能夠快速生成突發(fā)運輸方案，實現(xiàn)運能配置，動態(tài)調(diào)整運行間隔。

進一步地，如圖2所示，在上述裝置實施例的基礎(chǔ)上，所述系統(tǒng)還包括：衛(wèi)星通信子系統(tǒng)105；

所述衛(wèi)星通信子系統(tǒng)105與所述車載設(shè)備102連接，安裝于所述第一列車上，用于接收衛(wèi)星發(fā)送的所述第二運行信息和所述第二列車的當(dāng)前位置信息，并向衛(wèi)星發(fā)送所述第一運行信息和所述第一列車的當(dāng)前位置信息。

具體地，每列列車均安裝有衛(wèi)星通信子系統(tǒng)，與衛(wèi)星進行通信，衛(wèi)星通信子系統(tǒng)與衛(wèi)星之間傳輸列車的速度和位置信息，還傳輸一列列車與周圍列車的相對位置和相對速度信息。

以“撞軟墻模式”模式運行的每組列車之間，可以進行車車通信，每列車均與其無線覆蓋范圍內(nèi)(例如，3千米)的列車進行通信。具體地說，“撞硬墻模式”假設(shè)前方列車的速度為0(然而其實際速度可能是和后車一致的或其它非零速度)；而“撞軟墻模式”考慮前方列車的實際速度。同時，為了避免有列車的無線子系統(tǒng)故障而導(dǎo)致該車無法通信的情況，每列車均定期向衛(wèi)星匯報自己的位置，并且從衛(wèi)星接收應(yīng)答信號。在該車附近無其它列車的情況中，一旦其與衛(wèi)星失去聯(lián)系，則立即停車或以臨時限速行駛至下一個車站；同時，衛(wèi)星向該車周圍的車站和其它列車發(fā)出警報，尤其是向該車當(dāng)前運行方向的下一個車站和上一個車站發(fā)出警報，下一個車站負責(zé)扣車，上一個車站負責(zé)扣住該車的后車。如果此時該車與其它列車建立了無線連接，則在車站人員確認列車完整性之后，警報解除。作為一種替換的實施例，也可以在收到其它列車通過衛(wèi)星匯報的該車的無線通信連接之后，由衛(wèi)星解除該警報。

在該車附近有至少一個與其通信的列車的情況中，如果其與衛(wèi)星失去聯(lián)系(包括列車經(jīng)過隧道)，則由任一與其通信的列車向衛(wèi)星匯報其狀態(tài)。作為一種替換實施例，與其通信的列車也可以不向衛(wèi)星匯報其狀態(tài)，只要列車之間的無線通信始終保持即可。

作為另一種替換的實施例，當(dāng)衛(wèi)星為稀疏鐵路上的列車服務(wù)時，可以通過控制中心向衛(wèi)星傳輸線路上的隧道、山谷等的衛(wèi)星信號強弱數(shù)據(jù)。對常見的無衛(wèi)星信號的區(qū)段進行標(biāo)注，當(dāng)列車朝向無信號區(qū)域行駛且接近無信號區(qū)段時，與衛(wèi)星的斷開連接可以認為是正?，F(xiàn)象，不必報警。具體采用哪種實施方式，可以根據(jù)線路的具體情況、運營方的需求等確定。

由于列車的各個功能模塊都是采用冗余的方式熱備或冷備的，因此列車與列車之間的通信是相對安全的，如果出現(xiàn)一列車的通信設(shè)備和備用通信設(shè)備均故障的情況，則只能采取緊急停車的方式，待故障解除后再繼續(xù)運行。

進一步地，如圖3所示，在上述裝置實施例的基礎(chǔ)上，所述系統(tǒng)還包括：無人機106；

所述無人機106設(shè)于各列車上，通過所述第一列車上的充電裝置進行充電，沿所述第一列車的運行軌道飛行，根據(jù)所述第一列車發(fā)送的控制指令進行操作，并用于所述第一列車與所述第二列車、所述地面設(shè)備及所述對象控制器的數(shù)據(jù)傳輸；還用于根據(jù)所述第一列車的數(shù)據(jù)采集需求采集對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

舉例來說，在稀疏鐵路上調(diào)度車輛，在多列列車編成一組列車向目的地前進之前，可能存在反方向的車輛調(diào)度。例如，需要從拉薩向北京運輸一批物資，但是拉薩本地現(xiàn)有的列車數(shù)量是不夠的，需要先從西寧、蘭州、鄭州等地向拉薩調(diào)配空載列車，隨后裝滿物資的列車組才能向北京行駛。因此，在稀疏鐵路上調(diào)度車輛，也要考慮一定數(shù)量的對向列車行駛的情況。向行車為列車相向運行的列車，列車相向運行時需要通過限制兩列列車的移動授權(quán)來防護兩者迎面相撞。具體地，可以獲取與本列車相向運行的相鄰列車的行駛信息，并根據(jù)相鄰列車的行駛信息判斷相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距是否小于計算得到的最小安全余量，在判斷相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距不小于最小安全余量的情況下，在每個預(yù)設(shè)周期內(nèi)，以本列車運行的最大速度向運行方向延伸本列車的移動授權(quán)，直到本列車的移動授權(quán)達到計算得到的最大移動授權(quán)，從而能夠避免相向運行的列車發(fā)生相撞或因為資源爭搶死鎖而無法繼續(xù)運行等問題。對向行車也可以利用車車通信來實現(xiàn)。但是，由于對向列車可能相距較遠，例如，20公里甚至更遠，因此在兩列對向列車進行通信時，可以采用無人機等設(shè)備，作為通信中繼設(shè)備。即，當(dāng)新的列車運行表顯示前方20-50公里內(nèi)可能有對向列車行駛時，列車可以向前方線路派出列車上布置的無人機，無人機既可以瞭望前方狀態(tài)，也可以作為列車無線通信的中繼設(shè)備，使得列車能夠與前方較遠距離(例如，大于3公里)的對向列車和地面設(shè)備進行通信，與對向列車協(xié)調(diào)前方地面資源，指令前方地面設(shè)備、車站工作人員等提前做好接車準(zhǔn)備。

舉例來說，所述無人機可以是現(xiàn)有市售的大疆DJI的各型號無人機，也可以是其它公司開發(fā)的無人機。

具體地，所述無人機可以布置在每列列車上，接收列車的指令且在列車上充電；無人機沿著列車運行的軌道飛行，作為該列車與其它列車、地面設(shè)備、對象控制器進行通信的網(wǎng)絡(luò)中繼設(shè)備，在該列車與其它列車、地面設(shè)備、對象控制器之間傳輸數(shù)據(jù)；無人機采集并且發(fā)送列車所需的信息。

進一步地，在上述裝置實施例的基礎(chǔ)上，所述系統(tǒng)還包括：無人機；

所述無人機設(shè)于所述對象控制器103處，通過所述對象控制器103的充電裝置進行充電，沿所述對象控制器103第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的軌道飛行，根據(jù)所述對象控制器103發(fā)送的控制指令進行操作，并用于所述對象控制器103與所述第一列車、所述第二列車及所述地面設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸；還用于根據(jù)所述對象控制器103的數(shù)據(jù)采集需求采集對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

在本實施例中，無人機可以布置在對象控制器處，接收對象控制器的指令且在對象控制器處充電；無人機在對象控制器的周邊沿著軌道飛行，作為對象控制器與列車、其它車站、其它對象控制器進行通信的網(wǎng)絡(luò)中繼設(shè)備，在對象控制器、列車之間傳輸數(shù)據(jù)；無人機采集并且發(fā)送對象控制器所需的信息。

進一步地，在上述裝置實施例的基礎(chǔ)上，所述系統(tǒng)還包括：無人機；

所述無人機設(shè)于第一車站內(nèi)，通過所述第一車站的充電裝置進行充電，沿所述第一車站第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的軌道飛行，根據(jù)所述第一車站發(fā)送的控制指令進行操作，并用于所述第一車站與第二車站、所述第一列車、所述第二列車、所述地面設(shè)備及所述對象控制器103的數(shù)據(jù)傳輸；還用于根據(jù)所述第一車站的數(shù)據(jù)采集需求采集對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

在本實施例中，無人機可以布置在車站內(nèi)，接收對象控制器的指令且在車站內(nèi)充電；無人機在車站的周邊沿著軌道飛行，作為車站與列車、其它車站、其它車站進行通信的網(wǎng)絡(luò)中繼設(shè)備，在車站、列車之間傳輸數(shù)據(jù)；無人機采集并且發(fā)送車站所需的信息。

圖4示出了本實施例提供的一種基于動態(tài)間隔的運能可配置列車運行控制方法的流程示意圖，包括：

S401、判斷所述第一列車和所述第二列車在預(yù)設(shè)線路上的運行路線是否相同；

S402、若所述第一列車和所述第二列車在預(yù)設(shè)線路上的運行路線相同，則判斷所述第一列車與所述第二列車的位置關(guān)系；

S403、若所述第一列車在所述第二列車的前方，則所述第一列車的車載設(shè)備與所述地面設(shè)備和所述對象控制器進行通信，所述第二列車的車車通信子系統(tǒng)與所述第一列車的車車通信子系統(tǒng)進行通信。

其中，所述第二列車的車載設(shè)備可以不與所述地面設(shè)備和所述對象控制器進行通信。

舉例來說，如圖5所示，當(dāng)在彼此無線通信范圍內(nèi)的多列列車在一段線路上具有相同的運行路線時，這些列車組成一個列車組，運行在最前方的列車通過無線通信網(wǎng)絡(luò)向在后列車發(fā)出跟隨信息，在后列車根據(jù)“撞軟墻模式”對在前列車進行ATP防護；最前方的列車與地面設(shè)備、對象控制器進行通信，地面設(shè)備、對象控制器將該列車組作為一列完整列車進行處理。

作為一種可替換的實施例，對象控制器也可以把擁有相同運行計劃，向同一目的地運行的一組列車分別進行控制，這樣的控制方式需要對象控制器具有更大的權(quán)限，與地面設(shè)備和各個列車有更頻繁的數(shù)據(jù)交互。

具體地，為了提高運能，車輛追蹤的效率必然需要提高。例如，原本一天只通過3列車的線路，現(xiàn)在可能需要通過15-30輛列車，甚至更多。在固定閉塞的現(xiàn)有技術(shù)中，車輛追蹤受限于閉塞區(qū)間的長度，一個閉塞區(qū)間只允許有一輛列車運行。

如果后車與前車運行方向相同，如圖5所示，則后車按此“撞軟墻模式”進行追蹤；在此追蹤模式下，后車(可能多于一輛)與前車可以看作是一列特長列車，后車不必與地面設(shè)備諸如道岔進行通信，也不必對道岔等地面設(shè)備進行控制，后車將控制權(quán)交給前車，而前車負責(zé)向一個或多個后車確保道岔等地面設(shè)備的位置，同時前車需要根據(jù)后車的長度總和以及后車出清道岔的信息來延時解鎖道岔位置。

具體地說，假設(shè)每列車的長度均為200米，那么由5列車形成的總長超過1000米(加上4個“撞軟墻模式”下的ATP間隙，每列車之間的間隙可以為幾十米到一百米)的列車組可以被看成一列超長列車。如果由于車站長度的限制，不同列車需要停在車站的不同股道，但是出站后依然按照一個方向繼續(xù)行駛的情況，也可以使得后車直接停在進站信號機之前的區(qū)間，進站信號機做關(guān)閉處理，地面設(shè)備對因車長限制停在站間的后車確認其進站已經(jīng)完成。

每列車之間可以相互通信；例如，每列車的車頭可以與前一列車的車頭進行通信，接收前一列車加速減速等指令。關(guān)于最后一列車是否出清道岔或區(qū)段，可以由第一列車通過一定的延時計算來保證，也可以通過最后一列車向第一列車匯報自己與第一列車的實時距離來保證。從而在最后一列車出清道岔或區(qū)段時，由第一列車與地面設(shè)備通信，釋放道岔等資源。

本實施例通過車載設(shè)備進行數(shù)據(jù)計算，通過車車通信子系統(tǒng)與其它列車進行通信，通過對象控制器對地面設(shè)備進行控制，并通過調(diào)度中心制定并監(jiān)督動態(tài)間隔的多列列車的運行計劃，能夠快速生成突發(fā)運輸方案，實現(xiàn)運能配置，動態(tài)調(diào)整運行間隔。

進一步地，在上述方法實施例的基礎(chǔ)上，所述方法還包括：

S404、若所述第一列車和所述第二列車在預(yù)設(shè)線路上的運行路線不同，則所述第一列車的車載設(shè)備與所述地面設(shè)備和所述對象控制器進行通信，并對所述地面設(shè)備和所述對象控制器進行控制；所述第二列車的車載設(shè)備與所述地面設(shè)備和所述對象控制器進行通信，并對所述地面設(shè)備和所述對象控制器進行控制。

具體地，當(dāng)在彼此無線通信范圍內(nèi)的多列列車具有不同的運行路線時，這些列車各自與地面設(shè)備、對象控制器進行通信，并對地面設(shè)備和對象控制器進行控制。在后列車根據(jù)“撞硬墻模式”對在前列車、地面設(shè)備、對象控制器進行ATP防護。

通過車車通信的方式，使得列車的追蹤間隔變短，從以前信號系統(tǒng)中考慮的“撞硬墻模式”變?yōu)楫?dāng)下的“撞軟墻模式”。具體地說，“撞硬墻模式”假設(shè)前方列車的速度為0(然而其實際速度可能是和后車一致的或其它非零速度)；而“撞軟墻模式”考慮前方列車的實際速度。例如，前車速度為V1，后車速度為V2，當(dāng)V1小于V2時，V2與V1的差值δV即為后車的ATP防護曲線進行計算的初始速度。

當(dāng)在彼此無線通信范圍內(nèi)的多列列車具有不同的運行路線時，這些列車各自與地面設(shè)備、對象控制器進行通信，在后列車根據(jù)“撞硬墻模式”對在前列車、地面設(shè)備、對象控制器進行ATP防護。

進一步地，在上述方法實施例的基礎(chǔ)上，所述方法還包括：

S405、所述第二列車的運行速度至少根據(jù)所述第一列車的運行速度、與第一列車的間隔距離確定。

其中，所述第二列車運行在所述第一列車之后。

舉例來說，如圖6所示，如果第二列車(后車)與第一列車(前車)未來的運行方向不同(經(jīng)過不同的道岔去往不同的線路)，則第二列車先減速，與第一列車拉開足夠的距離之后(例如，相距一個固定閉塞區(qū)間，或者相距后車允許最大速度的緊急制動距離之后)，后車重新啟動“撞硬墻模式”的追蹤模式；在此追蹤模式下，第二列車與第一列車是不同的列車，第二列車單獨與地面設(shè)備諸如道岔進行通信，對道岔等地面設(shè)備進行控制。

進一步地，在上述方法實施例的基礎(chǔ)上，S405進一步包括：

S4051、所述第二列車的車車通信子系統(tǒng)接收所述第一列車的車車通信子系統(tǒng)發(fā)送的所述第一列車的運行速度；

S4052、所述第二列車的車載設(shè)備根據(jù)通信延遲設(shè)定校正系數(shù)，并根據(jù)所述校正系數(shù)對所述第一列車的運行速度進行校正，得到校正后運行速度；

S4053、所述第二列車的車載設(shè)備根據(jù)所述校正后運行速度，確定所述第二列車的運行速度。

具體地，考慮到車車通信之間的延遲，差值速度δV還需要加一個校正系數(shù)，該校正系數(shù)是δV的函數(shù)，例如，校正系數(shù)可以是αV，αV+δV即為實際的ATP防護曲線的初始速度。

進一步地，在上述方法實施例的基礎(chǔ)上，所述方法還包括：

S406、若所述第一列車和所述第二列車在預(yù)設(shè)線路上的運行路線相同且所述第一列車與衛(wèi)星無法通信，則所述第一列車通過所述第一列車的車車通信子系統(tǒng)與所述第二列車的車車通信子系統(tǒng)進行通信，并且所述第二列車的衛(wèi)星通信子系統(tǒng)與所述衛(wèi)星進行通信。

具體地，以“撞軟墻模式”模式運行的每組列車之間，可以進行車車通信，每列車均與其無線覆蓋范圍內(nèi)(例如，3千米)的列車進行通信。具體地說，“撞硬墻模式”假設(shè)前方列車的速度為0(然而其實際速度可能是和后車一致的或其它非零速度)；而“撞軟墻模式”考慮前方列車的實際速度。同時，為了避免有列車的無線子系統(tǒng)故障而導(dǎo)致該車無法通信的情況，每列車均定期向衛(wèi)星匯報自己的位置，并且從衛(wèi)星接收應(yīng)答信號。在該車附近無其它列車的情況中，一旦其與衛(wèi)星失去聯(lián)系，則立即停車或以臨時限速行駛至下一個車站；同時，衛(wèi)星向該車周圍的車站和其它列車發(fā)出警報，尤其是向該車當(dāng)前運行方向的下一個車站和上一個車站發(fā)出警報，下一個車站負責(zé)扣車，上一個車站負責(zé)扣住該車的后車。如果此時該車與其它列車建立了無線連接，則在車站人員確認列車完整性之后，警報解除。作為一種替換的實施例，也可以在收到其它列車通過衛(wèi)星匯報的該車的無線通信連接之后，由衛(wèi)星解除該警報。

在該車附近有至少一個與其通信的列車的情況中，如果其與衛(wèi)星失去聯(lián)系(包括列車經(jīng)過隧道)，則由任一與其通信的列車向衛(wèi)星匯報其狀態(tài)。作為一種替換實施例，與其通信的列車也可以不向衛(wèi)星匯報其狀態(tài)，只要列車之間的無線通信始終保持即可。

作為另一種替換的實施例，當(dāng)衛(wèi)星為稀疏鐵路上的列車服務(wù)時，可以通過控制中心向衛(wèi)星傳輸線路上的隧道、山谷等的衛(wèi)星信號強弱數(shù)據(jù)。對常見的無衛(wèi)星信號的區(qū)段進行標(biāo)注，當(dāng)列車朝向無信號區(qū)域行駛且接近無信號區(qū)段時，與衛(wèi)星的斷開連接可以認為是正常現(xiàn)象，不必報警。具體采用哪種實施方式，可以根據(jù)線路的具體情況、運營方的需求等確定。

由于列車的各個功能模塊都是采用冗余的方式熱備或冷備的，因此列車與列車之間的通信是相對安全的，如果出現(xiàn)一列車的通信設(shè)備和備用通信設(shè)備均故障的情況，則只能采取緊急停車的方式，待故障解除后再繼續(xù)運行。

以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動的情況下，即可以理解并實施。

通過以上的實施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到各實施方式可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件。基于這樣的理解，上述技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品可以存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。