一种支持虚拟连挂的列控系统及其运行方法与流程

1.本发明涉及列车设备信号控制系统，尤其涉及一种支持虚拟连挂作业的列控系统及运行方法。


背景技术：

2.列控技术经历了固定闭塞，移动闭塞的转变，不断的在追求着列车设备前后追踪间隔的更小化，更小的追踪间隔，意味着同样的线路，可以同时运行更多的车，更高的运输能力，可有效降低改扩建线路的成本，更高的运输效率。随着计算机技术、通信技术、控制技术等的发展，基于相对距离的控制技术逐渐变为可能。目前，基于目标-距离的追踪模式，后车的授权最远只能到达前车的车尾。而虚拟连挂技术基于前车的速度、加速度信息，后车的授权可以适当前提，突破前车车尾的限制，可有效缩短前后车间隔，达到提升效率的目的。虚拟连挂旨在通过车车通信，用软连接，代表传统的硬钩技术，将若干辆列车设备通过“软”钩连接，以列车设备群的整体形式运行，逐渐成为列车设备技术研究热点。
3.ctcs体系为我国列控系统，临时限速服务器是ctcs的核心设备，具备临时限速命令管理、运营计划下达、电子地图管理等功能。然而，目前ctcs体系还不支持虚拟连挂相关技术。


技术实现要素：

4.本发明提出了一种支持虚拟连挂的列控系统，列控系统的临时限速服务器可支持从调度中心设备接收虚拟连挂信息，并转发至车载设备，实现列控系统的虚拟连挂功能。
5.为了达到上述目的，本发明提出了一种支持虚拟连挂的列控系统，包含：
6.调度中心设备，其用于生成虚拟连挂命令；
7.临时限速服务器，其与所述调度中心设备连接，用于将所述虚拟连挂命令发送至列车设备，并根据各个列车设备反馈的报告信息向所述调度中心设备汇报该虚拟连挂命令的执行情况；
8.所述临时限速服务器包含：配置模块，其用于根据所述虚拟连挂命令的执行情况进行相应的处理。
9.进一步地，所述临时限速服务器，还包含：
10.接收模块，其用于接收所述虚拟连挂命令及各个列车设备反馈的报告信息；
11.发送模块，其用于将所述虚拟连挂命令发送至各个列车设备，以及将列车设备虚拟连挂命令执行情况的汇报信息发送至调度中心设备；
12.判断模块，其用于根据各个列车设备反馈的报告信息判断各个列车设备的虚拟连挂状态，以得到虚拟连挂命令的执行情况。
13.进一步地，所述临时限速服务器，还包含：
14.注册模块，其用于在临时限速服务器内注册列车设备信息。
15.进一步地，所述临时限速服务器，还包含：
16.储存模块，其用于将所述虚拟连挂命令保存在本地内存及磁盘；
17.补发模块，其与所述储存模块连接，用于向列车设备补发其丢失的虚拟连挂命令，或向未成功执行虚拟连挂作业的列车设备补发对应的虚拟连挂命令。
18.进一步地，所述列车设备反馈的报告信息包含：虚拟连挂状态，以及与哪些列车设备虚拟连挂。
19.基于同一构思，本发明还提出了一种支持虚拟连挂的列控系统运行方法，包含以下步骤：
20.调度中心设备生成虚拟连挂命令并经由临时限速服务器转发至对应的列车设备；
21.临时限速服务器根据各个列车设备反馈的报告信息向所述调度中心设备汇报该虚拟连挂命令执行情况。
22.进一步地，所述虚拟连挂命令包括：虚拟连挂作业信息或解除虚拟连挂作业信息；所述虚拟连挂作业信息或所述解除虚拟连挂作业信息包含进行相应作业的列车设备的id信息。
23.进一步地，所述运行方法还包含：当临时限速服务器检测到存在尚未在其内注册的列车设备时，临时限速服务器向调度中心设备反馈错误回执，并停止下发虚拟连挂命令。
24.进一步地，还包含：调度中心设备以一定时间间隔重新向所述临时限速服务器下发该虚拟连挂命令，所述临时限速服务器在该时间间隔内注册列车设备。
25.进一步地，所述临时限速服务器将所接收的虚拟连挂命令存储到本地磁盘中，并向丢失虚拟连挂命令的列车设备或未成功执行虚拟连挂命令的列车设备自动补发相应的虚拟连挂命令。
26.进一步地，所述临时限速服务器还可接收列车设备反馈的车载报告，并根据所述车载报告获知其是否丢失虚拟连挂命令。
27.进一步地，临时限速服务器根据各个列车设备反馈的报告信息向所述调度中心设备汇报该虚拟连挂命令执行情况，并进行相应处理的方法，具体包含：
28.配置下发等待最长允许时间，若临时限速服务器在该配置时间内收到各个列车设备反馈的报告信息，则向所述调度中心设备发送虚拟连挂命令执行成功回执。
29.进一步地，所述临时限速服务器以一定时间间隔多次向调度中心设备发送虚拟连挂命令执行成功回执。
30.进一步地，还包含以下步骤：
31.若虚拟连挂命令为虚拟连挂作业信息，且临时限速服务器在配置时间内只收到部分列车设备反馈的报告信息或未收到列车设备反馈的报告信息，所述临时限速服务器向调度中心设备发送虚拟连挂命令执行失败回执，并根据配置直接清除该虚拟连挂命令，等待调度中心设备再次下发虚拟连挂命令。
32.进一步地，还包含以下步骤：
33.若虚拟连挂命令为虚拟连挂作业信息，且在该配置时间内收到各个列车设备反馈的报告信息，临时限速服务器还可以配置为不从本地清除虚拟连挂命令，以便在列车设备丢失该虚拟连挂命令后自动补发。
34.若虚拟连挂命令为虚拟连挂作业信息，且在配置时间内只收到部分列车设备反馈的报告信息，所述临时限速服务器向调度中心设备发送虚拟连挂命令执行失败回执，并配
置临时限速服务器为直接清除该虚拟连挂命令，等待调度中心设备再次下发虚拟连挂命令；或者配置临时限速服务器为持续向未反馈报告信息的部分列车设备下发虚拟连挂命令，直至所有列车设备反馈报告信息或者直至收到调度中心设备下发的解除虚拟连挂作业信息。
35.若虚拟连挂命令为虚拟连挂作业信息，且在配置时间内未收到任何列车设备反馈的报告信息，所述临时限速服务器向调度中心设备发送虚拟连挂命令执行失败回执，并配置临时限速服务器为持续向列车设备下发虚拟连挂命令，直至收到调度中心设备下发的接触虚拟连挂作业信息。
36.若虚拟连挂命令为解除虚拟连挂作业信息，且临时限速服务器在配置时间内只收到部分列车设备反馈的报告信息或未收到列车设备反馈的报告信息，所述临时限速服务器向调度中心设备发送虚拟连挂命令执行失败回执，并根据配置直接清除该虚拟连挂命令
37.本发明具有以下优势：
38.本发明的列控系统可以支持虚拟连挂技术，有效缩短行车间隔，同时考虑了下达计划时的异常，具有较高的可用性。而且，临时限速服务器为列控系统的既有设备，无需新增设备类型，极大降低了成本，适应我国既有列控体系。
附图说明
39.图1为本发明实施例提供的支持虚拟连挂的列控系统的结构示意图。
40.图2为本发明实施例提供的列控系统的运行方法的流程示意图。
具体实施方式
41.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
42.本发明为了适应列控技术下一步发展的需要，同时，适应我国国情，提出了一种支持虚拟连挂的列控系统，可以有效缩短前后车间隔，达到提升效率的目的。
43.如图1所示，本发明提出的一种支持虚拟连挂的列控系统，包含：相互通信连接的调度中心设备、支持虚拟连挂的临时限速服务器。所述调度中心设备用于生成虚拟连挂命令，并接收临时限速服务器反馈的虚拟连挂命令的执行情况。所述临时限速服务器用于将所述虚拟连挂命令发送至各个列车设备，并根据各个列车设备反馈的报告信息向所述调度中心设备汇报该虚拟连挂命令的执行情况，同时根据所述虚拟连挂命令的执行情况进行相应的处理。
44.其中，所述虚拟连挂命令包括：虚拟连挂作业信息或解除虚拟连挂作业信息；所述虚拟连挂作业信息或所述解除虚拟连挂作业信息包含进行相应作业的列车设备的id信息。所述列车设备反馈的报告信息包含：列车设备的虚拟连挂状态，以及与哪些列车设备虚拟连挂。
45.具体地，所述临时限速服务器包含：
46.接收模块，其用于接收所述虚拟连挂命令及各个列车设备反馈的报告信息；
47.发送模块，其用于将所述虚拟连挂命令发送至各个列车设备，以及将列车设备虚
拟连挂命令执行情况的汇报信息发送至调度中心设备；
48.判断模块，其用于根据各个列车设备反馈的报告信息判断各个列车设备的虚拟连挂状态，以得到虚拟连挂命令的执行情况；
49.配置模块，其与所述判断模块连接，用于根据所述虚拟连挂命令的执行情况进行相应的处理；
50.储存模块，其用于将所述虚拟连挂命令保存在本地磁盘；
51.补发模块，其与所述储存模块连接，用于向列车设备补发其丢失的虚拟连挂命令，或向未成功执行虚拟连挂命令的列车设备补发对应的虚拟连挂命令；
52.注册模块，其用于在临时限速服务器内注册列车设备信息。
53.除此之外，所述临时限速服务器还包含既有功能模块，以实现临时限速服务器既有功能的执行。
54.所述临时限速服务器为列控系统既有设备，具有良好的互联互通性。本实施例在临时限速服务器内新增功能模块，可以在实现既有功能的基础上，支持列控系统的虚拟连挂功能，无需新增设备类型，降低了成本。
55.基于同一构思，本发明还提出了一种支持虚拟连挂的列控系统运行方法，如图2所示，包含以下步骤：
56.s1、调度中心设备生成虚拟连挂命令发送至临时限速服务器。
57.s2、临时限速服务器保存并转发该虚拟连挂命令至对应的列车设备。
58.具体地，虚拟连挂命令中包含有执行相应作业的列车设备的id信息，所述步骤s2中，若临时限速服务器检测到存在尚未在其内注册的列车设备时，临时限速服务器向调度中心设备反馈错误回执，并停止下发虚拟连挂命令。调度中心设备以一定时间间隔重新向所述临时限速服务器下发该虚拟连挂命令，所述临时限速服务器在该时间间隔内注册列车设备。当全部列车设备均注册后，临时限速服务器再将虚拟连挂命令转发至对应的列车设备。
59.列车设备接收到虚拟连挂命令后执行相应的作业，即虚拟连挂作业或解除虚拟连挂连接作业，并在执行完成后向临时限速服务器反馈报告信息。同时，所述列车设备还以一定时间周期向临时限速服务器发送车载报告，本实施例中，该时间周期配置为6秒。当列车设备发生故障时，临时限速服务器可根据该车载报告获知列车设备是否丢失相应的虚拟连挂命令。
60.所述临时限速服务器将所接收的虚拟连挂命令存储到本地磁盘中，当列车设备丢失虚拟连挂命令时，临时限速服务器可自动补发相应的虚拟连挂命令。或者，当临时限度服务器断电重启后，临时限速服务器可自动向未反馈报告信息的列车设备补发虚拟连挂命令，以防止人工遗漏。
61.s3、临时限速服务器根据各个列车设备反馈的报告信息向所述调度中心设备汇报该虚拟连挂命令的执行情况。
62.具体地，所述步骤s3中，临时限速服务器配置有下发等待最长允许时间，若在该配置时间内收到各个列车设备反馈的报告信息，则向所述调度中心设备发送虚拟连挂命令执行成功回执，即，列车设备虚拟连挂作业执行成功回执，或列车设备解除虚拟连挂作业成功回执。进一步地，所述临时限速服务器以一定时间间隔多次向调度中心设备发送虚拟连挂
命令执行成功回执。
63.若在该配置时间内只收到部分列车设备反馈的报告信息，或者未收到任何列车设备反馈的报告信息，则向调度中心设备发送虚拟连挂命令执行失败回执，即，列车设备虚拟连挂作业执行失败回执，或列车设备解除虚拟连挂作业执行成功回执。
64.s4、临时限速服务器根据该虚拟连挂命令执行情况进行相应处理。
65.具体地，根据虚拟连挂命令的类型大致可分为以下几种类型：
66.当虚拟连挂命令为虚拟连挂作业信息时，且临时限速服务器向调度中心发送虚拟连挂命令执行成功回执后，所述临时限速服务器可配置为从本地磁盘中清除虚拟连挂命令；也可配置为不清除虚拟连挂命令，当某列车设备发生故障时，临时限速服务器可向丢失虚拟连挂命令的列车设备自动补发相应的虚拟连挂命令。
67.当虚拟连挂命令为虚拟连挂作业信息，且临时限速服务器在配置时间内只收到部分列车设备反馈的报告信息时，所述临时限速服务器向调度中心设备发送虚拟连挂命令执行失败回执后，配置为直接清除该虚拟连挂命令，等待调度中心设备再次下发虚拟连挂命令。或者配置为持续向未反馈报告信息的部分列车设备下发虚拟连挂命令，直至所有列车设备反馈报告信息，或者直至收到调度中心设备下发的解除虚拟连挂作业信息。
68.当虚拟连挂命令为虚拟连挂作业信息，且临时限速服务器在配置时间内未收到任何列车设备反馈的报告信息时，所述临时限速服务器向调度中心设备发送虚拟连挂命令执行失败回执后，配置为持续向列车设备下发虚拟连挂命令，直至收到调度中心设备下发的接触虚拟连挂作业信息。
69.当虚拟连挂命令为解除虚拟连挂作业信息时，且临时限速服务器向调度中心发送虚拟连挂命令执行成功回执后，所述临时限速服务器配置为直接清除本地磁盘中的虚拟连挂命令。
70.当虚拟连挂命令为解除虚拟连挂作业信息时，且临时限速服务器在配置时间内只收到部分列车设备反馈的报告信息或未收到列车设备反馈的报告信息，并向调度中心发送虚拟连挂命令执行成功回执后，所述临时限速服务器配置为清除该虚拟连挂命令。
71.实施例
72.本实施例中，待虚拟连挂的列车设备分别为列车设备a、列车设备b及列车设备c。
73.步骤1、当调度中心设备拟制定新虚拟连挂作业信息后，下发至临时限速服务器。
74.步骤2、临时限速服务器根据该虚拟连挂作业信息，发现列车设备c尚未完成注册，则直接返回错误回执至调度中心设备。
75.步骤3、列车设备c完成注册，调度中心设备再次下发该虚拟连挂作业信息，并经临时限速服务器转发至列车设备a、列车设备b及列车设备c。
76.步骤4、配置下发等待最长允许时间为27秒，列车设备a、列车设备b前后于6秒、8秒收到该虚拟连挂作业信息并向临时限速服务器反馈报告信息，列车设备c超过27秒未反馈报告信息，临时限速服务器向调度中心设备发送虚拟连挂作业信息执行失败回执。
77.步骤5、配置临时限速服务器持续向未反馈报告信息的列车设备c持续下发虚拟连挂作业信息。
78.步骤6、列车设备c故障修复后，临时限速服务器收到列车设备a、b、c反馈的报告信息，向调度中心设备发送虚拟连挂作业信息执行成功回执，并配置为不从本地磁盘中清除
该虚拟连挂作业信息。
79.步骤7、列车设备b宕机重启，临时限速服务器根据列车设备b的车载报告获知其丢失该虚拟连挂作业信息，自动向列车设备b补发虚拟连挂作业信息，临时限速服务器再次收到列车设备a、b、c反馈的报告信息。
80.步骤8、虚拟连挂列车设备抵达终点，调度中心设备制定解除虚拟连挂作业信息，并经临时限速服务器转发至列车设备a、b、c，列车设备a、b、c接收并执行该解除虚拟连挂作业信息，并向临时限速服务器反馈报告信息。
81.步骤9、临时限速服务器向调度中心设备发送解除虚拟连挂作业信息执行成功回执，并配置为从本地清除该解除虚拟连挂作业信息。
82.本发明提出的列控系统支持虚拟连挂技术，可以有效缩短前后车间隔，达到提升效率的目的。而且，临时限速服务器为列控系统的既有设备，无需新增设备类型，极大降低了成本。
83.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

技术特征：
1.一种支持虚拟连挂的列控系统，其特征在于，包含：调度中心设备，其用于生成虚拟连挂命令；临时限速服务器，其与所述调度中心设备连接，用于将所述虚拟连挂命令发送至列车设备，并根据各个列车设备反馈的报告信息向所述调度中心设备汇报该虚拟连挂命令的执行情况；所述临时限速服务器包含：配置模块，其用于根据所述虚拟连挂命令的执行情况进行相应的处理。2.如权利要求1所述的列控系统，其特征在于，所述临时限速服务器还包含：接收模块，其用于接收所述虚拟连挂命令及各个列车设备反馈的报告信息；发送模块，其用于将所述虚拟连挂命令发送至各个列车设备，以及将列车设备虚拟连挂命令执行情况发送至调度中心设备；判断模块，其用于根据各个列车设备反馈的报告信息判断各个列车设备的虚拟连挂状态，以得到虚拟连挂命令的执行情况。3.如权利要求1所述的列控系统，其特征在于，所述临时限速服务器还包含：注册模块，其用于注册列车设备信息。4.如权利要求1所述的列控系统，其特征在于，所述临时限速服务器还包含：储存模块，其用于将所述虚拟连挂命令保存在本地内存以及磁盘；补发模块，其与所述储存模块连接，用于向列车设备补发其丢失的虚拟连挂命令，或向未成功执行虚拟连挂作业的列车设备补发对应的虚拟连挂命令。5.如权利要求1所述的列控系统，其特征在于，所述虚拟连挂命令包括：虚拟连挂作业信息或解除虚拟连挂作业信息；所述虚拟连挂作业信息或所述解除虚拟连挂作业信息包含进行相应作业的列车设备的id信息。6.如权利要求1所述的列控系统，其特征在于，所述列车设备反馈的报告信息包含：虚拟连挂状态，以及与哪些列车设备虚拟连挂。7.一种适用于上述权利要求1-6任一项所述的列控系统的运行方法，其特征在于，包含以下步骤：调度中心设备生成虚拟连挂命令并经由临时限速服务器转发至对应的列车设备；临时限速服务器根据各个列车设备反馈的报告信息向所述调度中心设备汇报虚拟连挂命令执行情况，并进行相应的处理。8.如权利要求7所述的列控系统的运行方法，其特征在于，还包含以下步骤：当临时限速服务器检测到存在尚未在其内注册的列车设备时，临时限速服务器向调度中心设备反馈错误回执，并停止下发虚拟连挂命令。9.如权利要求8所述的列控系统的运行方法，其特征在于，还包含以下步骤：调度中心设备以一定时间间隔重新向所述临时限速服务器下发该虚拟连挂命令，所述临时限速服务器在该时间间隔内注册列车设备。10.如权利要求7所述的列控系统的运行方法，其特征在于，还包含以下步骤：所述临时限速服务器将所接收的虚拟连挂命令存储到本地磁盘中，并向丢失虚拟连挂命令的列车设备或未成功执行虚拟连挂命令的列车设备自动补发相应的虚拟连挂命令。11.如权利要求10所述的列控系统的运行方法，其特征在于，所述临时限速服务器根据
列车设备的车载报告获知其是否丢失虚拟连挂命令。12.如权利要求7所述的列控系统的运行方法，其特征在于，所述临时限速服务器根据各个列车设备反馈的报告信息向所述调度中心设备汇报该虚拟连挂命令执行情况，并进行相应处理的方法，包含以下步骤：配置下发等待最长允许时间，若临时限速服务器在该配置时间内收到各个列车设备反馈的报告信息，则向所述调度中心设备发送虚拟连挂命令执行成功回执，并配置临时限速服务器从本地清除该虚拟连挂命令。13.如权利要求12所述的列控系统的运行方法，其特征在于，还包含以下步骤：若虚拟连挂命令为虚拟连挂作业信息，且在该配置时间内收到各个列车设备反馈的报告信息，临时限速服务器还可以配置为不从本地清除虚拟连挂命令，以便在列车设备丢失该虚拟连挂命令后自动补发。14.如权利要求12所述的列控系统的运行方法，其特征在于，还包含以下步骤：若虚拟连挂命令为虚拟连挂作业信息，且在配置时间内只收到部分列车设备反馈的报告信息，所述临时限速服务器向调度中心设备发送虚拟连挂命令执行失败回执，并配置临时限速服务器为直接清除该虚拟连挂命令，等待调度中心设备再次下发虚拟连挂命令；或者配置临时限速服务器为持续向未反馈报告信息的部分列车设备下发虚拟连挂命令，直至所有列车设备反馈报告信息或者直至收到调度中心设备下发的解除虚拟连挂作业信息。15.如权利要求12所述的列控系统的运行方法，其特征在于，还包含以下步骤：若虚拟连挂命令为虚拟连挂作业信息，且在配置时间内未收到任何列车设备反馈的报告信息，所述临时限速服务器向调度中心设备发送虚拟连挂命令执行失败回执，并配置临时限速服务器为持续向列车设备下发虚拟连挂命令，直至收到调度中心设备下发的接触虚拟连挂作业信息。16.如权利要求12所述的列控系统的运行方法，其特征在于，若虚拟连挂命令为解除虚拟连挂作业信息，且临时限速服务器在配置时间内只收到部分列车设备反馈的报告信息或未收到列车设备反馈的报告信息，所述临时限速服务器向调度中心设备发送虚拟连挂命令执行失败回执，并根据配置直接清除该虚拟连挂命令。

技术总结
本发明公开了一种支持虚拟连挂的列控系统及其运行方法，所述列控系统运行方法包含以下步骤：调度中心设备生成虚拟连挂命令并经由临时限速服务器转发至对应的列车设备；临时限速服务器根据各个列车设备反馈的报告信息向所述调度中心设备汇报虚拟连挂命令执行情况，并进行相应的处理。本发明的列控系统可以支持虚拟连挂技术，有效缩短行车间隔，考虑了下达计划时的异常，具有较高的可用性，而且，临时限速服务器为列控系统的既有设备，无需新增设备类型，极大降低了成本，适应我国既有列控体系。适应我国既有列控体系。适应我国既有列控体系。


技术研发人员：冯雷 徐先良 蒋红军 刘彬 周策策 张波 张镇 夏明
受保护的技术使用者：卡斯柯信号有限公司
技术研发日：2022.09.27
技术公布日：2022/12/23