一种支持多次折返功能的分散自律调度集中系统的制作方法

1.本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种支持多次折返功能的分散自律调度集中系统。


背景技术：

2.高速铁路行车调度指挥系统，通过集中控制区段内信号设备，统一指挥管理运行列车，实现行车调度和安全卡控功能，是铁路运输日常组织工作的指挥中枢。作为行车调度指挥系统的核心，分散自律调度集中(centralized traffic control，简称ctc)系统以列车调度指挥系统(train dispatching and commanding system，简称tdcs)为平台，依据中国高速铁路运输组织模式，综合采用现代通信技术、计算机技术、网络技术和自动监控技术，实现高可靠、高实时、高安全的自动监控系统，具备分散自律控制模式下列车作业和调车作业的协调统一控制，能够完成列车运行图辅助编制及自动下达，列车运行自动追踪，列车进路自动控制，接发车进路信息自动预告，调车作业交互式自动控制，调度命令及行车凭证自动下达，行车日志自动生成，以及报警信息、系统运行日志和操作事件自动记录分类等功能。分散自律调度集中系统(下文简称ctc系统)改善了运输指挥中数据结合方式，增强了系统协同能力，是保证行车安全和行车效率的重要行车控制自动化工具。
3.如图1所示，一套典型的ctc系统由部署于中心的设备和部署于车站的设备组成。中心设备包括铁路局中心负责信息中转调配的应用服务器，负责线路内计划编制的行调台，负责中心行车控制的助调台，负责命令初拟和下达的调度命令台，负责站场显示和设备维护的显示台和维护台，以及负责对外信息交互的各类接口服务器，如gsm
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r接口服务器、邻局接口服务器、tsrs(临时限速服务器)接口服务器和rbc(无线闭塞中心)接口服务器等。中心设备通过网络通信设备连接前置机，星型连接若干车站设备，包括车站分机、车务终端、占线板、追踪服务器以及自律机等。
4.在既有ctc实现方案中，车次号是中心和车站各设备模块业务逻辑处理的唯一标识和索引。以ctc系统核心车站自律机模块为例，自律机根据阶段计划创建进路指令逻辑，以及后续内部状态和外部事件驱动指令状态迁移逻辑及由此产生的关联业务逻辑，皆是以车次号作为唯一标识。索引的唯一性要求，造成了既有ctc系统不支持同名车次业务重叠的现状和缺陷。
5.随着工程应用的深入，越来越多的新建客专线路上线ctc系统，既有普通线路也逐步推广具备部分分散自律安全卡控功能的行车指挥调度系统，进一步造成铁路运输组织模式日趋复杂。特定货车在特定线路上折返运行，不更换列车车次号下的运行线勾连运行，环形道试验线循环实验运行以及突发事件造成的各类异常运输组织等场景出现频次和范围日趋增多，工程应用现场产生强烈的具备“同一车次多次折返同一车站”功能和“同名车次同一时段内折返同一车站”功能的分散自律调度集中系统应用需求。在不改变既有ctc系统整体结构的基础上，通过协议扩充、业务逻辑升级改造等方式，实现ctc系统的“同一车次多次折返同一车站”功能和“同名车次同一时段内折返同一车站”功能，满足现场实际应用需
求，是当前ctc系统开发部署中的重要任务。
6.多处折返功能，即同一车站同一时段存在多对同名车次计划，分别对应2种典型应用：1)同名车次但机车号不同的多条计划线同一时段内折返同一车站；2)同一车次计划线多次折返同一车站。2种典型应用分别对应如下3种场景。
7.场景1。
8.2条列车运行计划线，计划线id不同，车次号相同，机车号不同。2条计划线在同一阶段计划时段内，途径相同车站。
9.图2所示的示例中，a、b、c、d为相邻4个车站站名。由于突发事件(如雨雪等异常天气)等，前一天车次g123(车次g123仅为示例，不具体对应实际真实车次，下同)计划晚点(约)24小时，与后一天同名车次g123列车按相同路线行驶，即前后2趟g123次列车行驶路线均为车站a、b、c、d。两相同车次g123列车由不同机车牵引，即机车号不同。
10.场景2。
11.单一列车运行计划线，(2次或多次)折返通过(始发、终到)同一车站，且前后站站间关系(部分)相同。
12.图3所示的示例中，车次g123在b站的两次接入，均来源于站a；但车次g123在b站的两次交出，目的地不同(分别为a站和c站)。
13.场景3。
14.单一列车运行计划线，2次或多次驶入同一车站，站内进路及接发车端口不同。
15.图4所示的示例中，车次g123在b站的两次接入，来源不同，分别为a站和c站；并且车次g123在b站的两次交出也不同，分别为c站和终到(无交出)。
16.目前主要存在两种相关的技术方案，介绍如下：
17.方案一、既有ctc系统结构及对应软件逻辑，无法完全满足上述同名车次折返的3种场景。但通过修改车次号和/或拉大计划间隔等措施，可间接满足现场部分功能需求。
18.ctc系统各业务逻辑的标识和索引为车次号。通过修改同名车次，使两个同名车次变为不同车次，即可部分解决同名车次多次折返的问题。以图2为例，两个同名车次g123可以分别修改为g123和g125(车次号仅为示例，不具体对应实际有效车次)。中心行调台编制g123和g125车次计划并下达至车站自律机。自律机按照实际不同名车次计划进行处理，在不修改既有系统结构和逻辑基础上，满足场景1的需求。
19.但是：1)车次号是列车运输组织的有效标识，是各行车组织系统进行信息交互的依据和基准，具有全路统一性和严肃性，各铁路局不得超范围擅自编造、自造使用车次。因此，除遇紧急严重突发事件并经上级负责人同意，针对场景1，调度员不可随意更改按基本图生成的列车车次。2)修改车次的方式主要适用于两同名计划线场景，即场景1，对于场景2和场景3所表征的同一计划线多次途径同一车站的应用，可以将单一计划线拆分为多段独立计划线，再修改各段计划线的车次号，相关操作局限性较大，现场一般不予采用。因此，方案一无法充分满足要求。
20.方案二、ctc系统是以“信息集中、控制分散”为基本理念的铁路调度指挥系统。中心行调台编制的阶段计划为3
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6小时行车计划。自律机、车务终端等以阶段计划为依据，内部逻辑产生各类控制对象，包括控制命令对象、进路预告对象等，按照列车运行状态和业务逻辑驱动对象状态迁移。当对象完成业务逻辑处理后，相关终端在一定超时后，延迟删除该
对象。因此，阶段计划、控制对象等具有时间局限性(同一车站设备内部对象的冲突与否，取决于对象间生命周期重叠情况)和空间局限性(不同车站设备的内部对象运行空间相对独立)。在既有系统结构和业务逻辑下，通过使同名对象分属于不同业务处理时间槽，可以部分满足本应用需求。
21.针对场景1，使同名、不同线别的两趟列车g123的计划时间间隔足够大(如超过12小时)。任意单一阶段计划时段内，不同时包含两条同名计划线，则自律机等控制终端单一时间仅处理单一计划业务，不存在同时处理两条同名计划线的时段，也就不会产生冲突。当同名、不同线别的两趟列车g123的计划时间间隔较大(如超过3小时)，虽然单一阶段计划时段内可能同时包含两趟列车计划。但自律机等终端的处理逻辑中，前一趟列车出清且超时删除后，后一趟列车才开始业务处理。同名、不同线别的两趟列车g123的业务处理时间槽并不重叠，可以满足场景1的要求。
22.针对场景2和场景3，使同一计划线在同一车站的多次点序间隔拉大，即车次多次途径该车站的业务操作分属不同业务处理时间槽，也可以相应满足对应场景的要求。
23.但是：类似于车次号，列车运行时分和站内作业时分也是有严格要求，受基本图、作业计划和站场资源等限制，不可随意和无限调整。因此，通过方案二的调整计划时分，使同名车次分属不同业务处理时间槽，仅适用于少部分场景。


技术实现要素：

24.本发明的目的是提供一种支持多次折返功能的分散自律调度集中系统，能够实现同一车次多次折返同一车站功能和同名车次同一时段内折返同一车站功能。
25.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
26.一种支持多次折返功能的分散自律调度集中系统，在既有系统的基础上，扩充协议与调整部分数据流流向，并改进优化业务逻辑；其中：
27.通过扩充协议实现同名车次的不同计划线之间，以及同名车次同一车站的多个运行节点之间的有效区分；调整部分数据流流向包括：通过自律机向外部发送进路指令的加锁状态；
28.所述改进优化业务逻辑包括：在扩充协议以及调整部分数据流流向的基础上，通过阶段计划编制业务，将扩充协议后的阶段计划下发至系统中的相应设备；通过进路指令处理业务以及扩充协议的阶段计划创建进路指令；通过车次追踪报点业务以及扩充协议的阶段计划产生扩充协议的车次追踪与车次报点信息；所述进路指令根据扩充协议的车次追踪与车次报点信息在设定的状态之间跳转，当进路指令满足触发时机并通过排路检查条件后，跳转为触发状态，并通过控制命令处理业务，产生扩充协议的进路控制信息；当进路指令跳转为排路成功状态时，通过站间闭塞业务，产生扩充协议的站间闭塞信息；当满足设定的条件后，通过进路预告处理业务发出扩充协议的进路预告信息；对于系统中双机冗余热备设备，当达到设定时间，或者主机的状态或者属性发生变化时，通过双机主备同步业务结合扩充协议的主备同步信息进行数据同步。
29.由上述本发明提供的技术方案可以看出，1)在不改变整体系统结构的基础上，通过协议扩充、数据流调整和软件逻辑升级，可以实现同一车次多次折返同一车站功能和同名车次同一时段内折返同一车站功能，满足试验场实验、联调联试测试以及现场实际工程
应用需求。2)扩充的协议和改进的业务处理逻辑，完善了现有进路指令查找和进路卡控逻辑，进一步增强了行车指挥调度系统的安全性。3)扩充的协议以及由改进业务逻辑产生的额外附属信息，增强了ctc系统数据完整性和一致性；在智能调度趋势下，ctc系统数据结合外部系统数据，可以进一步提升高速铁路运输组织的自动化和智能化水平。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
31.图1为本发明背景技术提供的典型的ctc系统结构示意图；
32.图2为本发明背景技术提供的两相同车次号列车行驶路线相同的场景示意图；
33.图3为本发明背景技术提供的同一列车多次途径同一车站(前后站间关系相同)的场景示意图；
34.图4为本发明背景技术提供的同一列车多次途径同一车站(前后站间关系不同)的场景示意图；
35.图5为本发明实施例提供的一种支持多次折返功能的分散自律调度集中系统的示意图；
36.图6为本发明实施例提供的列车行车业务流程图；
37.图7为本发明实施例提供的数据流调整示意图；
38.图8为本发明实施例提供的调整部分数据流流向的应用场景示意图；
39.图9为本发明实施例提供的计划线数据存储结构示意图；
40.图10为本发明实施例提供的自律机接收阶段计划处理逻辑流程图；
41.图11为本发明实施例提供的端口与进路指令对应关系示例图；
42.图12为本发明实施例提供的行调台编制同名车次计划界面示意图；
43.图13为本发明实施例提供的自律机创建折返车次指令界面示意图。
具体实施方式
44.下面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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
45.首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
46.术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
47.本发明实施例提供一种支持多次折返功能的分散自律调度集中系统，为保证与大
量已实际部署的既有ctc系统兼容，稳定可靠有序推进新业务功能开发实现，在维持既有ctc系统基本结构基础上，实现同一车次多次折返同一车站功能和同名车次同一时段内折返同一车站功能(简称目标功能)需要解决以下问题：
48.1)引入目标功能后，既有ctc系统中心行调台由于无法区分重复节点而无法画线，无法区分和有效处理车站自律机(如同一车次在相同车站的不同节点的进路指令状态)、追踪(如同一车次在相同车站的不同节点的报点信息)以及车务终端的交互信息。
49.2)现有自律机模块内部业务逻辑对象皆是以车次号为唯一标识和索引，无法处理同名车次的进路指令、控制命令和进路预告等业务逻辑。
50.3)中心助调台和车站车务终端等控制终端以车次号为信息交互标识。在同名车次场景下，无法单纯根据车次或进路序号等区分进路序列。
51.4)其他部分异常情况，ctc系统无法正确有效处理。
52.下面对本发明所提供的一种支持多次折返功能的分散自律调度集中系统进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。
53.如图5所示，本发明实施例提供的系统，在既有系统的基础上，扩充协议与调整部分数据流流向，并改进优化业务逻辑；扩充的协议及数据是信息载体，上层业务逻辑及实现方案是执行单元；总体来说：
54.通过扩充协议实现同名车次的不同计划线之间，以及同名车次同一车站的多个运行节点之间的有效区分；调整部分数据流流向包括：通过自律机向外部发送进路指令的加锁状态。
55.所述改进优化业务逻辑包括：在扩充协议以及调整部分数据流流向的基础上，通过阶段计划编制业务，将扩充协议后的阶段计划下发至系统中的相应终端设备(例如自律机、追踪等)；通过进路指令处理业务以及扩充协议的阶段计划创建进路指令；通过车次追踪报点业务以及扩充协议的阶段计划产生扩充协议的车次追踪与车次报点信息；所述进路指令根据扩充协议的车次追踪与车次报点信息在设定的状态之间跳转。当进路指令满足触发时机并通过排路检查条件后，跳转为触发中状态，并通过控制命令处理业务，产生扩充协议的进路控制信息；当进路指令跳转为排路成功状态时，通过站间闭塞业务，产生扩充协议的站间闭塞信息；当满足设定的条件后，通过进路预告处理业务发出扩充协议的进路预告信息；对于系统中双机冗余热备设备，当达到设定时间，或者主机的状态或者属性发生变化时，通过双机主备同步业务结合扩充协议的主备同步信息进行数据同步；所述主机状态包括主机内的进路指令、控制命令以及进路预告的状态，主机属性包括主机内的进路指令、控制命令以及进路预告的属性(属性所包含的具体内容将在后文做详细介绍)。
56.本发明实施例中，主备同步设定时刻由参数控制，可以由用户根据实际情况或者经验进行调整，与主机对象的状态/属性变化关联较弱。
57.本发明实施例提供的上述系统在如下方面进行了研究突破：
58.1)研究高速铁路行车调度应用场景，梳理：a)行车组织基本业务流程；b)ctc系统内部各模块之间的业务交互关系；c)行车场景和业务操作之间的关联关系。最终确定目标功能涉及的协议和业务，对其进行改进扩充、升级和完善。
59.2)在不改变ctc系统基本系统结构和业务操作基础上，通过适当扩充通信协议，实
现同名车次的不同计划线之间、同名车次同一车站的多个运行节点之间的有效区分。
60.3)在不改变ctc系统基本系统结构和核心业务操作基础上，通过扩充协议兼容以及业务逻辑完善，实现同名车次的不同计划线之间、同名车次同一车站的多个运行节点之间的业务逻辑的有效区分和处理。此外，利用扩充协议冗余信息和附属信息，对进路指令、控制命令及进路预告等ctc系统内部逻辑对象进行有效区分和匹配；精确确定列车位置，并通过辅助数据进行核心数据校验，实现更高等级安全卡控。
61.4)细化和完善双机热备模块在计划线折返等目标功能下的主备数据同步方案。
62.为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的一种支持多次折返功能的分散自律调度集中系统进行详细描述。
63.首先，针对列车行车业务流程进行介绍，完整的列车行车业务流程如图6所示，主要涉及中心行调台编制阶段计划、车站自律机执行阶段计划，其他终端辅助列车运行等，具体来说：
64.1、中心行调台编制、下达阶段计划。该阶段计划信息由中心应用服务器转发，经前置机，至目的自律机和追踪服务器。
65.2、自律机根据阶段计划，结合本地静态进路配置信息，创建进路指令。此处涉及初始态的新指令生成，以及非初始态的新旧指令融合两种场景。
66.3、自律机将依据新阶段计划创建、本地已有计划更新综合产生的进路指令，按计划时间顺序，依次分配至对应端口指令序列。自律机同时将本站指令信息，通过进路表等信息，广播至关联控制终端。
67.4、自律机接收现场联锁、列控站场表示信息、ctc系统车次追踪信息等，在外部信息驱动以及内部逻辑控制下，择机执行列车站间闭塞操作和指令进路排路操作。
68.5、自律机判定指令已达触发时机，各项安全卡控检查通过后，通过分机向联锁发送控制命令，并等待联锁执行结果。
69.6、在进路排列成功，列车驶入站间区间，满足进路预告发送条件时，自律机通过中心应用服务器和gsm
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r接口服务器，向机车发送无线进路预告信息，并通过该路径，接收机车回执。
70.7、自律机持续接收站场表示信息和车次追踪信息，执行列车指令的状态迁移，直至指令出清和超时删除。
71.8、在上述操作过程中，控制终端可以随时通过控制命令，控制特定列车进路指令状态和属性。
72.然后，针对本发明提供的扩充协议、调整部分数据流流向、改进优化业务逻辑三个部分进行介绍。
73.一、扩充协议。
74.扩充协议是在列车行车业务流程基础上，进行协议的扩充，所涉及的信息类型及其核心字段与附属字段的内容如表1所示。
75.信息类型核心字段附属字段阶段计划计划线id、点序、车次号前后站站码、股道、接入交出线别车次追踪计划线id、车次号、列车位置点序
车次报点计划线id、点序、车次号站间关系站间闭塞车次号、点序站间关系、线别进路控制计划线id、点序、车次号进路、端口进路预告车次号、站码、端口号预告id、预告内容、接入交出线别主备同步计划线id、车次号对象id
76.表1协议扩充说明
77.本发明实施例中，阶段计划信息是阶段计划编制业务的输出；车次追踪及报点处理业务产生的车次追踪和车次报点信息，是由阶段计划信息产生的进路指令处理业务的输入；站间闭塞信息是站间闭塞业务的输出；进路控制信息是控制命令处理业务的输出；进路预告信息是进路预告处理业务的输出；主备同步信息是保证双机热备系统(如自律机主备模块、追踪服务器主备、车务终端主备等)间数据一致的信息类型，附属字段中的对象id随归属设备的不同而不同。各信息类型的核心字段和附属字段的限定和划分，是ctc系统各行车业务为满足目标功能而做出的设定。此处所涉及的各项业务将在后续改进优化业务逻辑部分进行详细的介绍。
78.需要说明的是，表1中各信息类型的核心字段可以在现有集合基础上进行扩充，并且附属字段划分范围和规则不唯一；此外，除了表1中罗列的核心字段和附属字段外，每种信息类型都还有大量的其他字段，所涉及的其他字段均可参照常规技术，因此，并未在表1中体现。
79.二、调整部分数据流流向。
80.目标功能下的ctc系统设计方案涉及以自律机为处理核心、车务终端和行调台为卡控源头的实现逻辑：
81.1)车务终端仅允许控制/修改同一车站同一端口但不限车次的首条指令(包括但不限于指令的进路、股道修改等，以及指令的触发、删除等操作)，不允许控制/修改同一端口的非首条指令。
82.根据相关技术标准，人工通过车务终端、助调台等修改的进路指令，不允许被阶段计划删除，则将造成以下问题：无法通过阶段计划修改未触发但已被人工修改的计划的除到发时间以外的属性，对已编辑指令，阶段计划可以修改到发时间，但不允许修改其他属性，例如接发车端口、进路等。举例来说：如果一个列车多次经过某站(该计划线与站名线有多个交点，一个交点即代表一次接发车计划)。在第一次接发进路还未完成时，人工修改了第三次(第三个交点)进路的计划。如果调整阶段计划，删除第二次进路计划，但第三次进路由于被编辑而保留，则会造成混乱。
83.2)自律机仅接收本站各端口首条指令的命令、仅处理首条指令的人工控制、自动触发、站间闭塞、场间交互和追踪报点等逻辑；与之前类似的，只能修改即将执行的计划，对于即将执行的计划之后的计划，不允许修改。
84.本领域技术人员可以理解，阶段计划一般指调度员根据日班计划和相关技术规则，制定的3
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6小时内所有列车的计划。
85.3)对于非初始态指令(其定义将在后文进路指令处理业务中进行介绍)，通过数据流调整，实现自律机与行调台和车务终端的交互和一致，禁止行调台修改非初始态指令的最后一个非初始态节点之前各站(不限于本站)的所有节点点序(即不可增删节点，但可以
修改节点时间、属性等)。
86.为了实现前述卡控(即，只允许修改即将执行的进路指令)，就需要调整数据流，由车站自律机通知中心行调台，对首条待执行计划进行加锁，加锁位置为该计划线正在执行或即将执行的节点，以及计划线该节点之前的所有节点。在上述逻辑方案下，新增数据流、调整数据流方案图7所示。图7中虚线为既有数据流，实线为新增或调整扩充后的数据流。
87.自律机在既有阶段计划驱动下，产生进路指令，执行行车卡控。当指令状态变更(加锁、解锁)时，自律机向行调台同步发送指令加锁状态，向车务终端发送包含指令加锁状态的进路序列。行调台和车务终端在首次启动或内部数据缺失或不一致时，可以主动向自律机申请信息同步。
88.以图8为例，车次g123的计划线中有五个节点。当前准备触发g123在b站的首次进路(节点2)时，自律机向行调台发送车次g123的计划线加锁信息，位置为节点2。行调台收到该加锁信息后，对节点2及之前节点(节点1)，统一加锁，不允许修改。之后的节点保持可编辑状态，仍可修改或删除。
89.三、改进优化业务逻辑。
90.本发明实施例中，所涉及的业务包括：阶段计划编制业务、进路指令处理业务、车次追踪报点业务、控制命令处理业务、进路预告处理业务、双机主备同步业务；需要说明的是，既有系统的列车行车业务流程也包含了以上业务。但是，本技术在扩充协议与调整部分数据流流向的基础上，对相关的业务进行了优化和调整，以便系统能够实现目标功能。各业务的主要介绍如下：
91.1、阶段计划编制业务。
92.阶段计划由ctc系统中心行调台编制和下达。阶段计划包含为实现目标功能设计的计划线id、点序、车次号，以及目标功能的附属字段前后站站码、股道和接入交出线别。后者是实现目标功能的附属字段，但可能是其他业务功能的核心字段。
93.行调台为每一条新建计划线分配唯一计划线id(分配规则见后文)，计划线id是计划线结构体的唯一标识与索引。计划线结构体内，存储有该计划线与所有车站相交产生的节点信息，节点信息中包括接入信息(包括邻站站码、区间线别、接入车次和接入时间等)、站内信息(包括站内作业要求、站内行车要求等)与交出信息(包括邻站站码、区间线别、交出车次和交出时间等)，相关节点信息以点序(即节点的序号)为唯一标识符。三元组<计划线id、点序、车次号>可以唯一确定列车车次在确定车站的运行信息。单一计划线的数据存储结构示意图如图9所示，其中，计划线的基本信息主要包括：列车属性(列车类型、是否超限、是否超宽等)、机车属性(机车类型等)、运输要求(是否允许区间交汇等)、节点数量等计划线的基础通用信息。节点的基本信息除了点序外还包括：节点内运输要求等。
94.阶段计划通过计划线结构体的形式存储，并下达至系统中的目的设备中。示例性的，行调台以不限于xml的通用格式或私有格式下达至目的设备，包括车站自律机和追踪等。
95.如之前第二部分所述，针对目标功能，通过对非初始态指令进行加锁，从而保证阶段计划所代表的行车意图与自律机内部进路序列一致和统一；加锁后由自律机通过三元组<计划线id、点序、车次号>，通知行调台具体的加锁线别和节点，由行调台进行操作，防止人工修改。行调台根据三元组<计划线id、点序、车次号>定位计划线及其具体节点对象，接收
车站报点、计划线节点状态变更等交互信息对于已变更状态的节点，行调台对该节点及同一运行线的前序节点加锁，禁止行调员再次变更点序，但可修改包括停车作业时分、站内作业要求和站内行车要求等不变更点序的计划信息。示例性的，站内作业要求，包括上水、吸污、乘降、摘挂、列检等。站内行车要求，包括站内超限要求、列车电力内燃属性、站内接车延续进路要求等。
96.图9所示的计划线数据存储结构中，计划线id为4字节数字，高位1字节为铁路局内调度台标识，最大支持255个调度台。低位3字节为单一调度台内计划线id序列号，从0开始循环，至16581375。正常情况下，可支持单一调度台内十年内无重复计划线id，对应单一铁路局内各调度台间十年无重复计划线id；极限情况下也可保证一年内单一调度台(铁路局)无重复计划线id。节点点序为2字节数字，即单一运行线在单一调度台内最大支持65535次站内作业和通行。结合我国目前铁路运输组织设置，前述计划线id分配规则完全满足既有要求，并预留扩展空间。需要说明的时候，计划线id和点序等数值型字段，长度不唯一，构造算法和构造规则不唯一，文中所涉及的字节数及具体取值均为举例，并非构成限制。在实际应用中，用户可以根据实际情况做相应的调整。
97.2、进路指令处理业务。
98.ctc系统自律机，接收经由中心行调台编制、应用服务器转发的阶段计划，依据管辖范围过滤有效时段，分别构造接发车进路指令。自律机以单条完整接发车进路为检查单元，在股道、区间、道岔和各类信号机等站场对象以及由这些对象组合表征的进路的状态变化驱动和指令触发时机管控下，有序可靠执行内部业务逻辑和安全卡控操作。在包括预排进路完全出清超过6秒等各类条件满足后，自律机适时将排路控制命令通过分机发送至本站联锁设备，一次性执行完整排路操作。作为行车调度系统核心单元，自律机模块的稳定运行对保障列车行驶平稳和高铁行车安全至关重要。
99.根据国铁集团相关技术标准，对已编辑或已修改的指令，在新下阶段计划时，旧指令(即根据之前阶段计划产生的进路指令)要予以保留。其中，指令的已编辑指进路指令的股道、进路、触发方式等被车站控制终端人工编辑。指令的已修改指进路指令的状态发生变化(如已排列进路、已进路占用等)、已办理站间闭塞、已报点等。处于已编辑或已修改状态的指令，统称为非初始态指令；未编辑且未修改的指令，称为初始态指令。
100.初始态指令是上一次阶段计划的表达且未经车站人员确认和未进入进路实操阶段的指令。自律机在接收新阶段计划时，可以直接删除初始态指令，根据新阶段计划创建新指令并执行后续业务逻辑。新指令创建完毕，仍处于初始态。
101.非初始态指令是已经车站人员确认或已进入进路实操阶段的指令，新阶段计划下达时，不可直接删除，需要进行新计划和旧指令的匹配和融合处理。既有ctc系统自律机逻辑仅考虑单一车次仅一次途径单一车站的场景，自律机使用车次号作为指令查找、定位和融合的依据。在目标功能需求下，需要对非初始态指令的匹配和融合逻辑进行重构。
102.借助扩充的协议，发明实施例中，自律机使用三元组<计划线id、点序、车次号>进行新计划和旧指令匹配和融合操作；如图10所示，自律机接收阶段计划后处理流程包括：
103.1)所述自律机接收到新的阶段计划后，执行进路指令处理业务。
104.2)所述新的阶段计划为扩充协议的阶段计划，利用其中的三元组<计划线id、点序、车次号>在旧的进路指令中进行查找。
105.3)如果查找不到相关的旧的进路指令，则创建新的进路指令，将该新的进路指令加入目标端口执行序列。
106.4)如果查找到相关的旧的进路指令，且为初始态指令，则删除旧的进路指令，并创建新的进路指令，将该新的进路指令加入目标端口执行序列。
107.5)如果查找到相关的旧的进路指令，且为非初始态指令，则判断旧的进路指令中三元组<计划线id、点序、车次号>是否与新的阶段计划中的三元组<计划线id、点序、车次号>一致；若一致，则进行新的阶段计划与旧的进路指令匹配和融合操作。若不一致，则产生报警提示，包括三种情况：a)报警提示，保留旧指令，抛弃新计划，由人工确认旧指令状态一致性；b)报警提示，保留旧指令，同时根据新计划创建新指令，自律机内部存在新旧两条指令，由人工确认删除一条无效指令；c)报警提示，删除旧指令，抛弃新计划，自律机内部无进路指令，后续需要由行调员确认后，重新下达校核后的阶段计划。
108.本发明实施例中，创建完毕且与(通过后续人工介入调整的)阶段计划保持一致的进路指令按照计划时间顺序，分别加入归属端口处理队列；此处涉及的相关流程可参照常规技术实现，为了便于理解，下面结合一个具体的场景进行介绍。
109.如图11所示，场景中包含x、xn、s、sn共4个端口。阶段计划含7个不同车次号的计划信息，g1、g2、g3、g4、g5、g6和g8。通过图10所示的处理流程，共创建17条进路指令(8对接发指令和一条始发指令)，按照计划时间归属4个端口处理队列，如图10所示。图11中靠近端口的进路指令时间在前，如x端口首先触发g1接车指令，之后依次为g3、g1和g5，xn端口依次触发g2、g4、g8、g6和g2发车指令。
110.进路指令创建完毕，自律机将进路状态更新至行调台，将进路序列同步至车务终端等控制终端。在后续的指令处理逻辑中，自律机在端口内按顺序依次触发进路指令，不同端口所属进路指令的处理逻辑相互独立；
111.终端操作员需要控制和修改指令属性(如进路、股道、触发方式等)，通过核心信息<计划线id、点序、车次号>三元组以及附属信息进路、端口等，通知自律机。自律机根据核心信息唯一确定并通过附属信息校验目标指令，按照操作员意图修改对应属性。
112.终端操作员需要人工提前触发特定进路指令，同样是通过核心信息<计划线id、点序、车次号>三元组以及附属信息进路、端口等，通知自律机。自律机根据核心信息唯一确定并通过附属信息校验目标指令，按照操作员意图触发对应指令。
113.进路指令依据阶段计划创建并初始处于“等待”状态。随着列车行驶，站场表示信息、车次追踪信息变化，进路指令在触发中、排路成功、进路占用和进路出清等状态间跳转。相关跳转逻辑在现有业务逻辑基础上，融合目标功能下的新方案和新卡控措施，相关介绍已分散至本部分其余业务介绍中。
114.3、车次追踪报点业务。
115.在最初针对车行车业务流程进行介绍中可知，车次追踪信息及报点信息是ctc系统产生的重要列车运行信息。
116.本发明实施例中，所述车次追踪报点业务由既有系统中的追踪服务器执行，产生扩充协议的车次追踪信息与车次报点信息；具体来说：
117.1)车次追踪报点业务产生扩充协议的车次追踪信息，发送至关联自律机、显示台与车务终端。
118.扩充协议的车次追踪信息产生、变化和更新的依据是扩充协议的阶段计划信息和站场表示信息；它的使用需要结合站场表示信息，用于表明列车具体位置。因此，车次追踪信息的核心字段包括计划线id、车次号和列车位置，点序信息为附属信息。这也就意味着，目标功能下，自律机等设备接收车次追踪信息后，需要根据进路指令、控制命令等内部对象状态，结合当前站场显示(当前站场对象的显示状态)，自行将该车次信息与确定点序的进路指令进行关联，而非由车次追踪信息直接定位到具体指令。
119.本领域技术人员可以理解，显示模块接收站场表示信息后进行站场显示，此处的站场显示属于一个功能，由显示业务逻辑和显示数据共同支撑实现；具体来说，显示模块收到站场表示信息后，会记录各个对象的(显示)状态(如股道的占用、锁闭、封锁、分路不良等)，由显示模块(业务逻辑)根据对象状态进行显示(占用显示为红色，锁闭显示为白色，封锁显示为紫色 锁标识)。
120.2)车次追踪报点业务产生扩充协议的车次报点信息，发送至关联行调台与自律机。
121.如之前表1所示，扩充协议的车次报点信息中三元组<计划线id、点序、车次号>为核心信息。行调台接收到某一车次的报点信息后，需要由三元组，在图9所示的数据结构中，依次查找计划线、线内节点，并更新相应节点的报点属性；自律机接收到车次报点后，同样根据三元组<计划线id、点序、车次号>确定进路指令，站间关系作为附属信息，与进路指令的接发车进路中的静态属性进行匹配和校核。
122.本发明实施例中，节点的报点属性包括：报点类型(到达点、出发点、通过点)、早晚点(早点还是晚点，早晚点时分)、人工报点或者自动报点等。
123.4、控制命令处理业务。
124.控制命令是进路指令在满足触发时机并通过排路检查条件后，根据静态配置和专属协议产生的控制数据，也即扩充协议的进路控制信息，并发送给联锁系统。引入目标功能后，上述条件和逻辑未发生变化。因此，目标功能下控制命令处理业务保持不变，具体的可参照常规流程来执行，本发明不做赘述。
125.5、站间闭塞业务。
126.本发明实施例中，站间闭塞业务保持与既有方案一致，站间闭塞信息按表1描述进行扩充。
127.站间闭塞业务，是相邻两车站的自律机与自律机之间、自律机与车站车务终端之间，互发要牌申请消息，以得到邻站对区间占用及接发车排路的请求、承认、取消闭塞等操作。当列车已经驶入接车区间或自律机内部进路指令跳转为排路成功状态时，由自律机发起站间闭塞业务逻辑，本站自律机向邻站自律机发送扩充协议的站间闭塞信息。
128.6、进路预告处理业务。
129.进路预告功能是指自动通过调度命令无线传送系统，以文字方式提前向机车司机提供接/发车进路准备情况的功能，作为ctc系统的重要功能，对保障运输安全具有积极意义。
130.根据现有ctc技术条件和调度命令无线传送要求，ctc系统发送进路预告应同时满足以下条件：1)本站进路已排列、信号机已开放允许信号；2)目标列车已进入本站接车区间；3)ctc系统已接收并缓存目标机车的无线车次信息，包括车次号、机车号、列车位置等。
131.根据上述约束条件，为实现目标功能，本发明实施例中设计进路预告处理业务执行逻辑，进路预告处理业务由既有系统中的gsm
‑
r接口服务器与自律机协同完成，gsm
‑
r接口服务器实现了相同列车车次号下的多机车的甄别和精确定位，通过扩充gsm
‑
r接口服务器和自律机的数据交互范围，实现了目标功能下实际已排进路、进路指令以及运行机车三者的匹配，使ctc系统重新具备目标功能下的进路预告功能，主要步骤如下：
132.1)gsm
‑
r接口服务器按既有方式(包括gsm
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r接口服务器与gris的连接方式和通信协议)接收无线端(即gris及其后端的无线通信系统)发送的原始无线车次信息，根据无线车次信息中的公里标、位置区id、无线线别以及本地站场坐标信息，重新计算机车所处车站站码、ctc线别和运行方向，作为附属行车信息；gsm
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r接口服务器以<车次号、机车号>二元组为主键，缓存无线车次信息，包括无线端发送的原始无线车次信息以及ctc系统重新计算的附属行车信息两部分。
133.本领域技术人员可以理解，公里标、位置区id、无线线别等，均为现有ctc系统与无线通信系统交互的协议字段。此外，无线端发送的无线车次信息，是无线端根据自身的规则构造生成的信息，与ctc端的规则不同，无法通用。因此，需要ctc重新计算。以站码为例，交互协议里的站码可能为0或其他值，与ctc端定义的站码不同，ctc需要根据公里标、位置区id等，重新计算有效站码。
134.2)进路预告的发送时机保持为列车实际驶入接车区间；自律机产生进路预告信息，包括预告id、预告内容、本站站码、接入端口以及ctc线别，经中心应用服务器，转发至gsm
‑
r接口服务器。
135.3)gsm
‑
r接口服务器接收自律机的进路预告信息，根据进路预告信息中车次号、本站站码、接入端口及ctc线别，查询已定位的无线车次缓存，快速搜索已缓存的<车次号、机车号>队列(可利用哈希搜索算法、二分折半查找搜索算法等方式实现)，获取目标车次机车号，实现进路预告信息与无线车次的匹配，以及对自律机的进路预告信息进行协议转换；gsm
‑
r接口服务器缓存车次号、机车号和预告id三者映射关系，并向机车转发协议转换后的进路预告信息。
136.4)机车确认进路预告信息后，包含预告id的预告回执经原路径发送至gsm
‑
r接口服务器；gsm
‑
r接口服务器根据已缓存的包含预告id的三元组映射队列，确认相应预告id，向目的车站自律机转发包含预告id的预告回执。
137.本发明实施例来中，三者映射关系是存储于gsm
‑
r接口服务器(可简称为g网接口)内容，用于预告交互逻辑处理。以上处理的逻辑可以描述为：g网接口接收自律机发送的ctc协议的进路预告信息，缓存映射关系，将ctc协议的进路预告信息转换为g网协议的进路预告信息，并向机车发送(转换后的)g网协议的进路预告信息。机车或司机人工确认后，预告回执信息发送至g网接口。g网接口根据之前的缓存信息，确认是自身之前发送的预告的回执(非自身发送的预告的回执，g网接口不做处理)，确认完毕后，再转发至对应车站自律机。
138.5)车站自律机处理接收到的包含预告id的预告回执，完成无线进路预告回执确认逻辑，结束相应车次在本站本次排路的进路预告业务。
139.7、双机主备同步业务。
140.本发明实施例中，双机主备同步业务主要是针对系统中双机冗余热备设备设计的业务。
141.目标功能需求下，需要进行主备同步信息协议扩充和相关业务逻辑重构。主备同步协议扩充的思路是使备机准确监测、识别和区分车次折返功能下，既有系统无法处理的内部对象，使备机实时同步主机的内部对象、数据和业务状态，保持主备业务一致。如扩充协议部分的介绍，扩充了主备同步信息，从而保证双机冗余热备设备间数据一致的信息类型。
142.本发明实施例中，双机冗余热备设备主要考虑中心设备中的中心运行图服务器，以及车站设备中的自律机、追踪服务器与车务终端。中心运行图服务器备机在行车计划及各类关联信息等方面与运行图服务器主机保持严格一致和伪/准同步。自律机备机在列车进路序列、控制命令、车站控制模式、关键逻辑状态、调车作业单等关键数据方面，与自律机主机保持严格一致和伪/准同步；其中，列车进路序列和控制命令与目标功能密切相关，其他数据与目标功能无关。追踪服务器备机在车次信息等方面与追踪服务器主机保持严格一致和伪/准同步。车务终端备机在进路序列、行车日志等方面与车务终端主机保持严格一致和伪/准同步。
143.各设备运行逻辑、实现功能和对外交互方式各不相同，业务数据和同步数据千差万别，相应的目标功能下同步方案需要分别设计，主要说明如下：
144.1)对于运行图服务器，阶段计划同步以三元组<计划线id、点序、车次号>为索引和标识；备机以完整三元组或部分为主键，将对应计划线属性同步；如计划线属性，单一依赖计划线id进行匹配和定位；节点属性，则需要依赖完整三元组进行匹配和定位。
145.计划线属性也即图9所示的计划线数据存储结构中的信息，即计划线的整体信息，包括：包含的节点数、运行总时长、列车属性(是否超长超重列车、是否重点列车、军特运等)，计划线的各个节点信息，节点信息中包括接入信息、站内信息与交出信息等。
146.2)对于自律机，包含三类数据的同步，即进路指令、进路预告和控制命令，不同同步业务中，主键与外键不同；其中：进路指令序列同步以<计划线id、点序、车次号>为索引和标识，即进路指令数据作为主键，不同进路指令设有不同的指令id，将指令id作为外键，指令属性为具体数据内容，备机根据主键重建本地进路指令序列；控制命令数据和进路预告数据依附于进路指令，相关数据的同步以指令id和车次号为索引和标识，即作为控制命令和进路预告数据同步中的主键。
147.本发明实施例中，三元组<计划线id、点序、车次号>与指令id是单向单一关联关系，即确定的指令id，必然唯一对应单一三元组。确定的三元组，在单一阶段计划周期内，必然唯一对应单一的指令id。但新下阶段计划后，可能发生进路指令删除并重建，三元组<计划线id、点序、车次号>就会对应新的指令id。
148.3)对于追踪服务器，车次追踪信息同步以<计划线id、车次号、站码>为索引和标识进行主备同步，不包括点序。这是因为追踪服务器并不保证一定可以接收到阶段计划，且其设备运转逻辑和铁路运输组织限制保证了同一计划线id的列车，不会多个点序同时运转到同一站码车站，即站码信息可以替代点序作为同步主键；但追踪服务器对外发送车次信息时，需要与点序建立关联。
149.4)对于车务终端，进路序列和行车日志同步以<计划线id、点序、车次号>为索引和标识，车站站码为辅助索引。
150.在同步方式上，自律机等设备的主备同步方式包括超完备数据延迟同步、变化数
据即时同步、故障时刻即时伪同步、第三方存储介质同步等。方式的选择，以现场需求为依据。目前ctc系统采用超完备数据延迟同步和变化数据即时同步两者相结合的数据同步方式。
151.以上为本发明实施例提供的主要方案，在上述方案的基础上，对系统显示界面进行了配套的调整。在中心行调台上编制多条同名车次计划，下达阶段计划至车站自律机，自律机创建对应指令，按序执行，图12提供了行调台编制同名车次计划界面，图13提供了自律机创建折返车次指令界面；需要说明的是，图12～图13中仅展示了界面中部分区域，所展示的文字内容仅为举例，并非构成限制。
152.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。