一种基于首尾冗余的列车控制级别调整方法、设备及介质与流程

1.本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种基于首尾冗余的列车控制级别调整方法、设备及介质。


背景技术：

2.在现有信号系统中，列车控制级别一般都是由司机通过控制级别开关或者旋钮的方式选择。在进入正线运营前，司机选择联锁控制级别(il)，以手动驾驶模式驾驶列车，进入正线后，司机根据轨旁设备状态，选择后备控制级别(bm)或cbtc控制级别(cbtc)。列车结束运营，由正线回停车场或者车辆段时，司机需要降低列车控制级别为联锁控制级别(il)，手动驾驶列车回库。
3.上述现有的列车控制级别调整方式，对于基于首尾冗余架构的车载信号系统来说，由于两端控制器独立处理轨旁设备信息，可能会出现两端控制器的列车控制级别不一致，导致列车无法正确响应信号系统输出指令的场景。因此，如何实现两端控制器的列车控制级别同步调整和保证列车控制级别的一致性是个难题。另外，司机在一端驾驶室通过开关或者旋钮调整列车控制级别，需要硬线连接两端控制器实现列车控制级别调整命令的同步，这大大增加了控制器间硬线连接复杂度。
4.因此如何能够在保证控制级别调整安全性的条件下有效提高效率和减少硬线连接，成为需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.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基于首尾冗余的列车控制级别调整方法、设备及介质，能够自动从低控制级别升级为高控制级别，降级场景下经司机确认后从高控制级别降低为低控制级别，且保证车载两端控制器列车控制级别一致。因此本发明能够在保证控制级别调整安全性的条件下有效提高了效率和减少了硬线连接。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.根据本发明的第一方面，提供了一种基于首尾冗余的列车控制级别调整方法，该方法包括以下步骤：
8.步骤a：初始化阶段获取存储的最高列车控制级别；
9.步骤b：获取轨旁设备信息；
10.步骤c：计算预调整控制级别；
11.步骤d：获取远端控制器的列车控制级别相关信息；
12.步骤e：计算待确认控制级别；
13.步骤f：计算列车控制级别调整方式；
14.步骤g：调整列车控制级别；
15.步骤h：比较两端控制级别一致性。
16.作为优选的技术方案，所述的步骤a具体为：
17.列车上电后，通过读取配置文件获得线路允许的最高控制级别，在后续的控制级别调整中，列车的控制级别不会高于此最高控制级别。
18.作为优选的技术方案，所述的列车的控制级别由低到高为联锁控制级别、后备控制级别、cbtc控制级别。
19.作为优选的技术方案，所述的步骤b中的轨旁设备信息包括从有源信标获得的移动授权和从区域控制器获得的移动授权。
20.作为优选的技术方案，所述的步骤c具体为：
21.c1)列车控制级别为联锁控制级别，当从有源信标获得有效移动授权，且线路最高控制级别高于联锁控制级别，预调整控制级别转为后备控制级别；
22.c2)列车控制级别为联锁控制级别，当从区域控制器获得有效移动授权，且线路最高控制级别为cbtc控制级别，预调整控制级别转为cbtc控制级别；
23.c3)列车控制级别为后备控制级别，当从区域控制器获得有效移动授权，且线路最高控制级别为cbtc控制级别，预调整控制级别转为cbtc控制级别；
24.c4)列车控制级别为后备控制级别，从有源信标获得的移动授权变为无效时，信号系统对列车施加紧急制动，列车静止后经司机手动确认后，预调整控制级别转为联锁控制级别；
25.c5)列车控制级别为cbtc控制级别，从区域控制器获得的移动授权变为无效时，信号系统对列车施加紧急制动，列车静止后经司机手动确认后，预调整控制级别转为联锁控制级别。
26.作为优选的技术方案，所述的步骤d中的列车控制级别相关信息包括预调整控制级别tobeadjustol、待确认控制级别notconfirmol和列车控制级别trainoperationlevel。
27.作为优选的技术方案，所述的步骤d中的获取过程具体为：
28.通过网络分别从远端控制器的控制单元和接口单元以及本端控制器的接口单元获取远端控制器列车的控制级别相关信息。
29.作为优选的技术方案，所述的步骤e具体为：
30.e1)本端控制器计算出预调整控制级别tobeadjustol时，如果远端控制器的待确认控制级别notconfirmol高于本端预调整控制级别tobeadjustol，则将本端待确认控制级别notconfirmol设置为远端的待确认控制级别notconfirmol；
31.e2)本端控制器计算出预调整控制级别tobeadjustol时，如果远端控制器的待确认控制级别notconfirmol未高于本端预调整控制级别tobeadjustol，则将本端待确认控制级别notconfirmol设置为本端的预调整控制级别tobeadjustol；
32.e3)本端控制器未能计算出预调整控制级别时tobeadjustol时，如果远端控制器计算出待确认控制级别notconfirmol，且待确认控制级别notconfirmol不等于列车控制级别trainoperationlevel，则将本端待确认控制级别notconfirmol设置为远端待确认控制级别notconfirmol。
33.作为优选的技术方案，所述的步骤f中的列车控制级别调整方式包括主动调整方式、被动调整方式和同步调整方式。
34.作为优选的技术方案，所述的步骤f具体为：
35.f1)如果本端控制器未能获取到所述的远端控制器的列车控制级别相关信息，列车控制级别调整方式为主动调整方式；
36.f2)本端控制器重启后，成功获取远端控制器的列车控制级别相关信息后，列车控制级别调整方式为被动调整方式；
37.f3)如果本端控制器计算出待确认控制级别notconfirmol，且与远端控制器计算的待确认控制级别notconfirmol相同，则列车控制级别调整方式为同步调整方式。
38.作为优选的技术方案，所述的步骤g具体为：
39.g1)若列车控制级别调整方式为主动调整方式，列车控制级别调整为本端控制器计算的预调整控制级别tobeadjustol；
40.g2)若列车控制级别调整方式为被动调整方式，列车控制级别调整为远端控制器的列车控制级别trainoperationlevel；
41.g3)若列车控制级别调整方式为同步调整方式，列车控制级别调整为本端控制器计算的待确认控制级别notconfirmol。
42.作为优选的技术方案，所述的步骤h具体为：
43.两端控制器均能计算出列车控制级别trainoperationlevel时，但控制级别不一致时间超过控制器的最大通信延迟时，则信号系统输出紧急制动，保障列车安全。
44.根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。
45.根据本发明的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。
46.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
47.1、本发明通过在控制器初始化阶段获取线路允许的最高列车控制级别，可以防止列车误升级为高等级控制级别；
48.2、本发明满足升级为高控制级别时，自动升级为高控制级别，提高了信号系统自动化程度，减少了司机操作；当满足降级为联锁控制级别时，需停车后经过人工确认，才能降级为联锁控制级别，避免了降级时列车无防护的风险；
49.3、本发明通过比较两端控制器的控制级别相关信息，保证了首尾冗余控制器控制级别的一致性；
50.4、本发明利用计算的列车控制级别调整方式，当一端控制器未能判断出控制级别调整时，另一端控制器能够快速调整控制级别，加快了列车控制级别调整速度。
51.5、本发明利用网络交互首尾两端控制器的列车控制级别信息，减少了控制器间的硬线连接，降低了两端控制器之间硬线连接的复杂度。
附图说明
52.图1为本发明列车控制级别调整的流程图；
53.图2为本发明列车控制级别转换过程图；
54.图3为本发明首尾两端控制器控制级别信息传输图。
具体实施方式
55.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。
56.如图1所示，一种基于首尾冗余的列车控制级别调整方法，包括以下步骤：
57.步骤a：初始化阶段获取存储的最高列车控制级别；
58.步骤b：获取轨旁设备信息；
59.步骤c：计算预调整控制级别；
60.步骤d：获取远端控制器的列车控制级别相关信息；
61.步骤e：计算待确认控制级别；
62.步骤f：计算列车控制级别调整方式；
63.步骤g：调整列车控制级别；
64.步骤h：比较两端控制级别一致性。
65.1.获取最高列车控制级别
66.列车上电后，通过读取配置文件获得线路允许的最高控制级别，在后续的控制级别调整中，列车的控制级别不会高于此最高控制级别。如图2所示，列车控制级别由低到高为联锁控制级别(il)、后备控制级别(bm)、cbtc控制级别(cbtc)。
67.2.获取轨旁设备信息
68.获取轨旁设备信息。轨旁设备信息分为从有源信标获得的移动授权(eoa)和从区域控制器(zc)获得的移动授权(eoa)。
69.3.计算预调整控制级别
70.1)列车控制级别为联锁控制级别(il)，当从有源信标获得有效移动授权(eoa)，且线路最高控制级别高于联锁控制级别(il)，预调整控制级别转为后备控制级别(bm)；
71.2)列车控制级别为联锁控制级别(il)，当从区域控制器(zc)获得有效移动授权(eoa)，且线路最高控制级别为cbtc控制级别，预调整控制级别转为cbtc控制级别；
72.3)列车控制级别为后备控制级别(bm)，当从区域控制器(zc)获得有效移动授权(eoa)，且线路最高控制级别为cbtc控制级别，预调整控制级别转为cbtc控制级别；
73.4)列车控制级别为后备控制级别(bm)，从有源信标获得的移动授权(eoa)变为无效时，信号系统对列车施加紧急制动，列车静止后经司机手动确认后，预调整控制级别转为联锁控制级别(il)；
74.5)列车控制级别为cbtc控制级别，从区域控制器(zc)获得的移动授权(eoa)变为无效时，信号系统对列车施加紧急制动，列车静止后经司机手动确认后，预调整控制级别转为联锁控制级别(il)；
75.4.获取远端控制器的列车控制级别相关信息
76.获取远端控制器的列车控制级别相关信息。列车控制级别相关信息包括预调整控制级别(tobeadjustol)、待确认控制级别(notconfirmol)和列车控制级别(trainoperationlevel)。如果两端控制器之间因为通信故障未能成功获取远端控制器的列车控制级别相关信息，将无法实现列车控制级别的同步调整，可能会出现两端控制器的
列车控制级别不一致，导致列车无法正确响应信号系统输出指令的场景。如图3所示，本端控制器控制单元(c1)可以通过网络分别从远端控制器控制单元(c2)和接口单元(i2)以及本端控制器接口单元(i1)获取远端控制器列车控制级别相关信息。当两端控制器控制单元之间通信断开时，可以通过远端控制器的接口单元(i2)或者本端控制器的接口单元(i1)获得列车控制级别相关信息，实现了两端控制器间列车控制级别相关信息的冗余传输，提高了列车控制级别相关信息的可靠性。如果本端控制器控制单元(c1)和远端控制器的控制单元(c2)、接口单元(i2)以及本端控制器接口单元(i1)之间通信都断开，则控制器向列车输出限制态指令，禁止同步调整两端列车控制级别，避免出现两端控制级别不一致。
77.5.计算待确认控制级别
78.1)本端控制器计算出预调整控制级别(tobeadjustol)时，如果远端控制器的待确认控制级别(notconfirmol)高于本端预调整控制级别(tobeadjustol)，则将本端待确认控制级别(notconfirmol)设置为远端的待确认控制级别(notconfirmol)；
79.2)本端控制器计算出预调整控制级别(tobeadjustol)时，如果远端控制器的待确认控制级别(notconfirmol)未高于本端预调整控制级别(tobeadjustol)，则将本端待确认控制级别(notconfirmol)设置为本端的预调整控制级别(tobeadjustol)；
80.3)本端控制器未能计算出预调整控制级别时(tobeadjustol)时，如果远端控制器计算出待确认控制级别(notconfirmol)，且待确认控制级别(notconfirmol)不等于列车控制级别(trainoperationlevel)，则将本端待确认控制级别(notconfirmol)设置为远端待确认控制级别(notconfirmol)；
81.6.判断列车控制级别调整方式
82.列车控制级别调整方式分为主动调整方式、被动调整方式和同步调整方式。
83.在对端控制器出现故障，例如控制单元宕机的特殊场景下，本端控制器未能获取到远端控制器的列车控制级别相关信息，则列车控制级别调整方式变为主动调整方式。当本端控制器因故障重启后，成功获取远端控制器的列车控制级别相关信息后，列车控制级别调整方式设为被动调整方式。主动调整方式和被动调整方式加快了单端控制器故障场景下的列车控制级别调整速度。当两端控制器都能计算出待确认控制级别(notconfirmol)且一致时，则列车控制级别调整方式为同步调整方式。同步调整方式保证了两端控制器正常运行时列车控制级别的一致性，避免了控制级别不同步导致的两端控制器输出指令不一致，列车不响应控制指令的危险。
84.7.调整列车控制级别
85.1)列车控制级别调整方式为主动调整方式，列车控制级别调整为本端控制器计算的预调整控制级别(tobeadjustol)；
86.2)列车控制级别调整方式为被动调整方式，列车控制级别调整为远端控制器的列车控制级别(trainoperationlevel)；
87.3)列车控制级别调整方式为同步调整方式，列车控制级别调整为本端控制器计算的待确认控制级别(notconfirmol)。
88.8.比较两端控制级别一致性
89.两端控制器均能计算出列车控制级别(trainoperationlevel)时，但控制级别不一致时间超过控制器间最大通信延迟时，则信号系统输出紧急制动，保障列车安全。
90.以上是关于方法实施例的介绍，以下通过电子设备及存储介质实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。
91.本发明电子设备包括中央处理单元(cpu)，其可以根据存储在只读存储器(rom)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(ram)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在ram中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。cpu、rom以及ram通过总线彼此相连。输入/输出(i/o)接口也连接至总线。
92.设备中的多个部件连接至i/o接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
93.处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如步骤a～h。例如，在一些实施例中，步骤a～h可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到ram并由cpu执行时，可以执行上文描述的步骤a～h的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，cpu可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行步骤a～h。
94.本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)等等。
95.用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
96.在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
97.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。