用于多制式信号系统的车门与站台门安全联动控制系统的制作方法

1.本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种用于多制式信号系统的车门与站台门安全联动控制系统。


背景技术：

2.目前国内轨道交通领域的列车控制系统主要有中国列车控制系统(ctcs)和基于通信的移动闭塞系统(cbtc)，其中ctcs在标准化、网络化、兼容性、互联互通等方面具有很好的应用推广经验，但在行车密度、自动化等级、智能化水平与cbtc系统有较大差距；cbtc系统则可实现高密度、全自动无人驾驶、列车计划实时调整、自动折返等功能，但在标准化、不同系统供应商系统的兼容性、互联互通等方面存在明显不足。基于多层次轨道交通列车控制系统一体化研究主要针对目前国家正在大力发展的市域(郊)铁路如何与其他轨道交通实现一体化融合发展，充分利用成熟列车控制系统ctcs和cbtc各自功能特点，各取其长，真正实现市域(郊)铁路的行车密度、自动化等级、智能化等高水平的公交化运营和互联互通跨线运营的目标。仅仅围绕国家对市域铁路的战略定位，从公交还和网络化两大核心运营特点出发，专门研究了一套专属市域铁路的列控信号系统(stcs)，其可用于都市圈市域(郊)铁路，亦可用于区域城际铁路，实现市域(郊)铁路与区域城际铁路一体化融合发展，构建“市域(郊) 区域城际”轨道交通一体化网络。同时能够实现与干线铁路、城际铁路、城市轨道交通等部分线路实现有条件的互联互通跨线运营，极大提高了市域(郊)铁路列车控制系统(stcs)适应范围。
3.既有方案的不足：
4.1)cbtc制式下车门和屏蔽门的联动仅仅是在cbtc制式架构下实现的，没有兼顾国铁、城际的ctcs
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2的场景。
5.2)ctcs
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2制式下车门和屏蔽门的联动仅仅是在ctcs
‑
2制式架构下实现的，没有兼顾城市轨道交通cbtc的场景。
6.市域铁路列控信号系统(stcs)支持自动开关车门和屏蔽门功能，并可以实现车门与屏蔽门的安全协调联动，采用传统单一制式城轨cbtc或ctcs的车门、屏蔽门控制方式都不能很好地满足多制式信号系统下对车门以及屏蔽门的控制需求，因此如何为市域信号系统提供一种车门与屏蔽门的安全联动控制方案，成为需要解决的技术问题。


技术实现要素：

7.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安全性高、智能化、高效的用于多制式信号系统的车门与站台门安全联动控制系统。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
9.根据本发明的一个方面，提供了一种用于多制式信号系统的车门与站台门安全联动控制系统，包括屏蔽门控制器psdc、轨旁一体化列控设备itcc、车地安全通信控制器ccu、c2车载设备、cbtc车载设备以及轨旁应答器；
10.所述的屏蔽门控制器psdc分别与轨旁一体化列控设备itcc连接，所述的轨旁一体化列控设备itcc分别与车地安全通信控制器ccu和轨旁应答器连接，所述的车地安全通信控制器ccu分别与c2车载设备、cbtc车载设备连接。
11.作为优选的技术方案，所述的屏蔽门控制器psdc负责接收轨旁一体化列控设备itcc的控制命令，并根据控制命令去打开或关闭站台的屏蔽门，同时所述的屏蔽门控制器psdc负责采集站台屏蔽门状态，并将屏蔽门状态发给轨旁一体化列控设备itcc。
12.作为优选的技术方案，所述的轨旁一体化列控设备itcc根据屏蔽门状态控制出站信号机状态，如果屏蔽门状态为非关闭且锁闭，则所述的轨旁一体化列控设备itcc给c2车载设备以及cbtc车载设备发送的移动授权为非允许状态。
13.作为优选的技术方案，所述的车地安全通信控制器ccu负责与c2车载设备、cbtc车载设备以及轨旁一体化列控设备itcc进行实时的安全通信，实现c2车载设备、cbtc车载设备与轨旁一体化列控设备itcc的信息交互；
14.所述的车地安全通信控制器ccu实现两种制式的列车与itcc之间的安全逻辑通信，同时负责判断与其连接的两种制式的列车是否属于本车地安全通信控制器ccu管辖的范围，如果不是本车地安全通信控制器ccu管辖范围则直接拒绝两种制式列车的连接。
15.作为优选的技术方案，所述的轨旁应答器负责给两种制式的列车提供前方停车点、屏蔽门信息，所述的轨旁应答器中数据可同时被两种制式列车安全识别解析，实现一种轨旁应答器同时兼容两种制式列车。
16.作为优选的技术方案，所述的c2车载设备负责线路上c2制式列车运行的安全防护，当列车停稳在站台后，所述的c2车载设备根据读从轨旁应答器数据获取的前方站台和停车点安全信息，判断列车的整个车身定位是否在站台c2列车安全停车区之内，如果列车完全停稳在站台里的c2列车安全停车区内，则所述的c2车载设备会授权司机或ato通过驾驶台屏蔽门按钮给屏蔽门控制器psdc发送屏蔽门开命令，否则不授权司机或ato；
17.当所述的c2车载设备授权司机或ato开屏蔽门时，司机或ato会同时给列车车门以及屏蔽门控制器psdc发送分别发送车门和屏蔽门开命令，实现车门和屏蔽门的同时打开。
18.作为优选的技术方案，所述的cbtc车载设备负责线路上cbtc制式列车运行的安全防护，当列车停稳在站台后，所述的cbtc车载设备根据从轨旁应答器获取的前方站台和停车点安全信息，判断列车的整个车身定位是否在站台cbtc列车安全停车区之内，如果列车完全停稳在站台里的cbtc列车安全停车区内，则cbtc车载设备会授权司机或ato通过驾驶台屏蔽门按钮给屏蔽门控制器psdc发送屏蔽门开命令，否则不授权司机或ato；
19.当cbtc车载设备授权司机或ato开屏蔽门时，司机或ato同时给列车车门以及屏蔽门控制器psdc发送分别发送车门和屏蔽门开命令，实现车门和屏蔽门的同时打开。
20.作为优选的技术方案，当c2列车或cbtc列车停稳在站台c2或cbtc停车区且屏蔽门状态为非关闭且锁闭状态时，所述的轨旁一体化列控设备itcc控制出站信号机为红灯，且给c2列车或cbtc列车发送限制状态的移动授权，以实现不允许列车在站台移动。
21.作为优选的技术方案，所述的屏蔽门控制器psdc、轨旁一体化列控设备itcc、车地安全通信控制器ccu之间采用串口或网络通信，通信协议为安全通信协议，满足sil4的安全等级；
22.所述的屏蔽门控制器psdc、轨旁一体化列控设备itcc、车地安全通信控制器ccu的
安全完整性等级都为sil4；
23.所述的c2车载设备、cbtc车载设备与车地安全通信控制器ccu之间支持基于5g、lte、gsm
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r或wifi的无线通信，通信协议为安全通信协议，满足sil4的安全等级。
24.作为优选的技术方案，所述的轨旁应答器与c2车载设备、cbtc车载设备之间均采用短距离射频信号通信，通信数据由安全校验码保证，确保端到端传递的数据被安全地识别。
25.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
26.1)采用一体化列车设备itcc实现屏蔽门与信号、列车移动授权的联锁逻辑，一套轨旁设备同时支持双制式(cbtc和c2制式)列车对屏蔽门和车门的联动控制。
27.2)轨旁应答器数据报文统一设计，同时兼容双制式列车的读取。
28.3)通过itcc的一体化控制和应答器数据格式的统一设计，减少了轨旁设备和既有系统的屏蔽门控制逻辑的复杂性提高了系统的稳定性。
附图说明
29.图1为本发明的结构示意图；
30.图2为本发明应答器数据帧格式示意图；
31.图3为本发明人工开关屏蔽门流程图；
32.图4为本发明车载自动开关屏蔽门流程图。
具体实施方式
33.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。
34.如图1所示，将图1中的站台屏蔽门控制器称为psdc，轨旁一体化列控设备称为itcc，车地安全通信控制器称为ccu。c2车载指的是ctcs
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2制式的车载设备，cbtc车载指的是基于移动闭塞制式的车载设备。
35.本发明包括屏蔽门控制器psdc、轨旁一体化列控设备itcc、车地安全通信控制器ccu、c2车载、cbtc车载以及轨旁应答器。
36.psdc负责接收itcc的控制命令，并根据控制命令去打开或关闭站台的屏蔽门，同时psdc负责采集站台屏蔽门状态，并将屏蔽门状态发给itcc。
37.itcc根据屏蔽门状态控制出站信号机状态，如果屏蔽门状态为非关闭且锁闭，则itcc给c2车载设备以及cbtc车载设备发送的移动授权为非允许状态。
38.itcc的功能主要为：给c2列车提供准移动闭塞授权、给cbtc列车提供移动授权、管理站内进路、信号机以及道岔的联锁关系、采集站内区段状态、控制轨旁信号机和转辙机动作等。
39.ccu负责与c2车载、cbtc车载以及itcc进行实时的安全通信，实现c2车载、cbtc车载与itcc的信息交互。实现两种制式的列车与itcc之间的安全逻辑通信。ccu同时负责判断与其连接的两种制式的列车是否属于本ccu管辖的范围，如果不是本ccu管辖范围则直接拒
绝两种制式列车的连接。
40.轨旁应答器负责给两种制式的列车提供前方停车点、屏蔽门信息等，应答器中数据可以同时被两种制式列车安全识别解析，实现一种应答器同时兼容两种制式列车。
41.c2车载主要负责线路上c2制式列车运行的安全防护，当列车停稳在站台后，c2车载根据读从轨旁应答器数据获取的前方站台和停车点安全信息，判断列车的整个车身定位是否在站台c2列车安全停车区之内，如果列车完全停稳在站台里的c2列车安全停车区内，则c2车载会授权司机/ato通过驾驶台屏蔽门按钮给psdc发送屏蔽门开命令，否则不授权司机/ato。
42.当c2车载授权司机/ato开屏蔽门时，司机/ato会同时给列车车门以及轨旁psdc发送分别发送车门和屏蔽门开命令，实现车门和屏蔽门的同时打开。
43.cbtc车载主要负责线路上cbtc制式列车运行的安全防护，当列车停稳在站台后，cbtc车载根据读从轨旁应答器数据获取的前方站台和停车点安全信息，判断列车的整个车身定位是否在站台cbtc列车安全停车区之内，如果列车完全停稳在站台里的cbtc列车安全停车区内，则cbtc车载会授权司机/ato通过驾驶台屏蔽门按钮给psdc发送屏蔽门开命令，否则不授权司机/ato。
44.当cbtc车载授权司机/ato开屏蔽门时，司机/ato会同时给列车车门以及轨旁psdc发送分别发送车门和屏蔽门开命令，实现车门和屏蔽门的同时打开。
45.当c2/cbtc列车停稳在站台c2/cbtc停车区且屏蔽门状态为非关闭且锁闭状态时，itcc会控制出站信号机为红灯，且给c2/cbtc发送限制状态的移动授权，以实现不允许列车在站台移动。
46.对于系统的安全设计如下：
47.itcc、psdc和ccu之间采用串口或网络通信，通信协议为安全通信协议，满足sil4的安全等级。
48.itcc、psdc和ccu的安全完整性等级都为sil4。
49.c2车载、cbtc车载与ccu之间支持基于5g\lte\gsm
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r\wifi的无线通信，通信协议为安全通信协议，满足sil4的安全等级。
50.应答器与c2车载、cbtc车载采用短距离射频信号通信，通信数据由安全校验码保证，确保端到端传递的数据可以被安全地识别，数据帧格式如下图2所示。
51.对于场景一、人工开关车门和屏蔽门，具体流程如图3所示。
52.对于场景二、车载ato开关车门和屏蔽门，具体流程如图4所示。
53.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。