一种车辆控制系统的制作方法

1.本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及一种车辆控制系统。


背景技术：

2.随着城市交通拥堵问题日益突出，以智轨、srt、drt等为运载工具的多种公共交通解决方案逐渐涌现。智轨车辆是由中车株洲电力机车研究所有限公司研制的全新交通工具，设计最高时速为70公里，采用高铁柔性编组，利用“虚拟轨道跟随控制”技术在既定“虚拟轨迹”上运行，具有轻轨、地铁等轨道列车的零排放、无污染的特性，并支持多种供电方式。drt车辆是针对城市公共交通出行领域新场景新需求新问题研发出来的一款产品，通过地面磁钉与车实现物理识别，地上每隔一定距离埋磁钉，磁钉可以做数字编码，所有磁钉构成一个电子地图，从而实现车辆控制。srt车辆同样是由中车株洲电力机车有限公司研发，以地面虚拟轨道导向运行的列车，融合了轨道交通与常规公交的优点，集“低成本、中运量、智能、环保、便捷”于一身，是介于有轨电车与brt之间的新型轨道交通系统，具有无污染、无噪音、载客大、低成本、建设流程短等特点。
3.以上该类交通载具具备胶轮承载车辆、自导向功能、多模块灵活编组、适应多种路权、基础设施投资小、城市适应性高等特点，拥有较好的应用前景。为了保障交通制式安全高效地运营并提升乘客体验，借鉴地铁、城轨等轨道交通制式运营经验，也为该类车辆配备了安全门、乘客信息、广播等信息化应用。
4.在现有技术中，由于需要综合考虑建设成本、周期等因素，该类车辆的系统架构分为中心及现地两级控制，一般以中心系统为主，有线网络和无线网络未设置冗余或后备。当中心系统失效，例如发生断网、断电，将导致车辆控制系统的大部分功能失效，安全门无法联动，广播/乘客信息无法进行报站及显示等。
5.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种车辆控制系统，采用区域中心化的方式，在站台建立现地控制模块，在控制中心失效时，通过车辆与站台端对端的通信方式，实现部分核心的运营控制功能，以提高系统的可用性，提升用户体验。


技术实现要素：

6.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
7.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种车辆控制系统，包括：控制中心，该控制中心设有中心交换机和与该中心交换机耦接的服务器集群，该服务器集群包括多个功能性业务服务器，该中心交换机配置用于汇聚业务通信并与该控制中心外的设备通信；车辆，该车辆上设有车辆通信单元和定位装置；以及站台，该站台内设有站台交换机、多个功能性业务装置和现地控制模块，该站台交换机与该中心交换机耦接，该多个功能性
业务装置与该站台交换机相耦接，该现地控制模块与该站台交换机相耦接，该功能性业务装置配置为采用中心控制模式或现地控制模式加以操作控制，在该中心控制模式下，车辆业务数据由车辆通过全线广域无线通信方式发送至该控制中心后，各该功能性业务服务器根据该车辆业务数据通过该中心交换机和该站台交换机将各功能性业务发送至对应的功能性业务装置以执行该功能性业务，在该现地控制模式下，该车辆业务数据由车辆通过短传无线通信方式发送至该现地控制模块后，由该现地控制模块替代该多个功能性业务服务器，根据该车辆业务数据通过该站台交换机发送各功能性业务至对应的功能性业务装置以执行该功能性业务。
8.在一实施例中，优选地，该现地控制模块中也设有定位装置，用于与设于该车辆中的定位装置相配合以校准该车辆的定位数据。
9.在一实施例中，可选地，该功能性业务装置包括pa播控器和pis显示屏；该功能性业务服务器包括pa服务器和pis服务器。
10.在一实施例中，优选地，该功能性业务装置还包括站台门控制器，在该中心控制模式下，车辆通过该全线广域无线通信方式将站台门控制命令经由该站台交换机发送至该中心交换机后，再由该中心交换机经由该站台交换机发送至该站台门控制器以执行该站台门控制命令；在该现地控制模式下，车辆通过该短传无线通信方式将该站台门控制命令发送至该现地控制模块，该现地控制模块再经由该站台交换机将该站台门控制命令发送至该站台门控制器以执行该站台门控制命令。
11.在一实施例中，优选地，该车辆控制系统还包括路旁模块，该路旁模块设有路口信号优先控制器，该控制中心中的功能性业务服务器还包括调度信号服务器，该车辆业务数据包括车辆位置信息和预订触发位置，在该中心控制模式下，车辆通过该全线广域无线通信方式将该车辆业务数据经由该中心交换机发送至该调度信号服务器，该调度信号服务器根据该车辆位置信息和该预订触发位置向该路口信号优先控制器发送优先请求，并接收该路口信号优先控制器反馈的处理结果以执行路口信号优先申请；在该现地控制模式下，车辆通过该短传无线通信方式将该车辆业务数据发送至该现地控制模块，该现地控制模块根据该车辆位置信息、该预订触发位置以及预设的优先申请协议，经由该站台交换机向该路口信号优先控制器发送优先请求，并接收该路口信号优先控制器反馈的处理结果以执行路口信号优先申请。
12.在一实施例中，优选地，该现地控制模块内还设有逻辑处理单元，该逻辑处理单元用于为该站台上的所有设备进行电源管理并提供一键休眠或一键唤醒功能。
13.在一实施例中，优选地，该现地控制模块还包括监测记录单元，该监测记录单元用于在中心控制模式或现地控制模式下监测记录各设备的工作及故障状态。
14.在一实施例中，优选地，当该车辆行驶至该站台附近时，判断该全线广域无线通信方式和该短传无线通信方式的可用及有效性，根据判断结果选择采用该中心控制模式或该现地控制模式。
15.在一实施例中，优选地，当该全线广域无线通信方式和该短传无线通信方式均可用且有效时，由人工确定该中心控制模式或该现地控制模式的优先级。
16.在一实施例中，优选地，当该全线广域无线通信方式和该短传无线通信方式中只有一种通信方式可用且有效时，采用该种通信方式所对应的控制模式进行控制。
17.在一实施例中，可选地，该短传无线通信方式包括wifi、zig-bee、超带宽uwb、lora、短传电台。
18.在一实施例中，可选地，该全线广域无线通信方式包括租赁运营商无线蜂窝网络和自建无线传输网络。
19.在一实施例中，优选地，该自建无线传输网络在路旁模块中设有路侧通信单元以中继通信。
附图说明
20.在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
21.图1是根据本发明的一实施例绘示的车辆控制系统的系统结构示意图；
22.图2是根据本发明的一实施例绘示的现地控制设备的部署方案示意图；
23.图3是根据本发明的一实施例绘示的默认在中心模式下的模式切换流程图；
24.图4是根据本发明的一实施例绘示的默认在现地模式下的模式切换流程图；
25.图5是根据本发明的一实施例绘示的中心控制模式下站台门联动的数据流向示意图；以及
26.图6是根据本发明的一实施例绘示的现地控制模式下站台门联动的数据流向示意图。
27.为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：
28.11
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控制中心
29.111
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服务器集群
30.112
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中心交换机
31.12
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车辆
32.121
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车辆通信单元
33.122
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车辆定位装置
34.13
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站台
35.131
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站台交换机
36.132
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站台门控制器
37.133
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pa播控器
38.134
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pis显示屏
39.135
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现地控制模块
40.1351
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逻辑处理单元
41.1352
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监测记录单元
42.1353
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现地通信单元
43.1354
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现地定位装置
44.14
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路旁模块
45.141
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路口信号优先控制器
46.142
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路侧通信单元
47.201
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中心交换机
48.202
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站台交换机
49.203
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现地控制模块
50.501
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车辆
51.502
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路侧通信单元
52.503
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站台交换机
53.504
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中心交换机
54.505
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站台门控制器
55.506
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站台门
56.601
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车辆
57.602
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现地控制模块
58.603
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站台交换机
59.604
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站台门控制器
60.605
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站台门
具体实施方式
61.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。
62.为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
63.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
64.另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。
65.能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。
66.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种车辆控制系统，通过设置在站台的现地控制模块，能够实现在控制中心失效情况下的区域中心化控制功能，实现站台安全门、乘客信息、广播、路口优先、一键休眠/唤醒/应急等功能的备用实现方案，使得中
心控制和现地控制互为冗余备用，提升了车辆系统整体的可靠性，进而提升了用户体验。
67.本发明提供的车辆控制系统中设置现地控制模块，解决了车辆运营过于依赖中心的运营控制功能，实现区域中心化现地控制，增强了站台系统功能的可靠适用性。除了智轨车辆、srt车辆和drt车辆，该种现地控制方案同样适用于需要进行站台侧和路口处有现地控制需求或基于中心控制有备用控制方式需求的其他交通制式，具备良好的推广前景。
68.图1是根据本发明的一实施例绘示的车辆控制系统的系统结构示意图。
69.请参照图1，本发明提供的车辆控制系统主要包括控制中心11、车辆12和站台13。
70.该控制中心11设有中心交换112机和与该中心交换机112耦接的服务器集群111，该服务器集群11包括多个功能性业务服务器，例如pa服务器和pis服务器。服务器集群11用于部署调度系统、信号系统、pa系统、pis系统等子系统以实现相应的功能性业务，通过通过传输系统与沿线站台、路侧及车辆进行信息交互，实现对调度、信号控制及乘客信息显示及广播的播报、路口信号申请等功能。该中心交换机112配置用于汇聚业务通信并与该控制中心外的设备通信。
71.车辆12上设有车辆通信单元121和定位装置122。车辆通信单元121安装于车辆12内，用于实现车辆12与地面系统间的信息传输，实现对地面端的实时控制，同时获取地面的相关信息。
72.站台13内设有站台交换机131、多个功能性业务装置。
73.该站台交换机131用于站台设备通信的汇聚，同时与该中心交换机122耦接，实现站台13与控制中心11的数据通信。
74.该多个功能性业务装置132～134与该站台交换机131相耦接。如图1所示，在一实施例中，功能性业务装置包括站台门控制器132、pa播控器133和pis显示屏134。
75.其中，站台门控制器132安装于站台，将运行通道与站台区域相互隔离开来。当车辆到达时，通过与车辆门联动控制站台门的开合供乘客上下车，以保障乘客在站台侧的安全。
76.pa播控器133，包含扬声器，安装于站台，通过传输系统与控制中心中的pa服务器连接，配合信号系统进行车辆到站广播以及应急广播。
77.pa播控主要指公共广播系统，public address system。在车辆运营中，pa广播系统主要用于控制中心调度人员、车站值班员、站台值班员向车站旅客进行消息播报。主要包括：公众语音广播、通告地铁列车运行、安全向导等服务信息以及向工作人员发布作业通知等。特别地，当车站发生火灾等灾难时，广播系统可兼作消防广播用途，广播还可以包括防灾内容紧急广播从而使得车辆上的乘客及时获取到工作人员需要播报的信息。
78.在设备构成上，pa播控子系统包括设于控制中心的pa服务器，更具体地，在控制中心的pa服务器可以包括中心广播控制终端、中心广播控制台、中心广播机柜设以及中心网络管理服务器。
79.同时还有设于站台的pa播控器，更具体地，可以包括车站广播控制终端及车站广播控制台、站台监察亭控制终端及站台监察亭广播控制台、广播机柜设备(含车站广播控制单元、功率放大器、电源时序控制器)、噪声传感器、扬声器及线缆等。
80.此外，站台13上还设有pis显示屏134包含播控器，也安装于站台，通过传输系统与控制中心的pis服务器连接，配合信号系统进行车辆到站信息显示以及应急信息显示。
81.pis指乘客信息系统，passenger information system，是地铁等车辆中为乘客提供各类资讯的服务系统。乘客信息系统是依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，以车站和车载播放终端为媒介向乘客提供信息服务的系统。
82.pis在正常情况下，通过pis显示装置向广大乘客提供乘车须知、服务时间、列车到发时间、列车时刻表、管理者公告、政府公告、出行参考、股票信息、媒体新闻、赛事直播、广告等实时动态的多媒体信息；在火灾、阻塞及恐怖袭击等非正常情况下，提供动态紧急疏散提示。
83.pis子系统是应用在轨道交通等公共交通工具上，为乘客和中央控制室提供的主要功能包括：音频广播平台，视频节目播放平台，应急情况报警，告警平台和紧急呼叫平台。同时也为中央控制室提供视频监控，提供监听监视存储和干预系统的功能。
84.如图1所示，本发明提供的车辆控制系统中，站台13中还设有现地控制模块135，该现地控制模块135与该站台交换机131相耦接。
85.现地控制模块135中设有现地通信单元1353，现地通信单元1353用于车辆与地面各子系统的业务数据交互。现地控制模块135通过与车辆12端对端的通信方式，实现部分核心的通信、信号联动以及其他功能性业务功能。
86.图2是根据本发明的一实施例绘示的现地控制设备的部署方案示意图。
87.请参照图2，站台交换机202与中心交换机201通信连接的同时，设于站台的现地控制模块203与站台交换机也保持通信连接。
88.由于现地控制模块203是部署在站台交换机同级，通过现地控制模块的设置，建立车辆与车站及路口之间的端对端通信，实现车站站台门联动、进出站广播、站台pis屏联动显示、路口信号优先申请等功能。
89.在本发明提供的车辆控制系统中，该功能性业务装置配置为采用中心控制模式或现地控制模式加以操作控制，在该中心控制模式下，车辆业务数据由车辆通过全线广域无线通信方式发送至该控制中心后，各该功能性业务服务器根据该车辆业务数据通过该中心交换机和该站台交换机将各功能性业务发送至对应的功能性业务装置以执行该功能性业务；
90.而在该现地控制模式下，该车辆业务数据由车辆通过短传无线通信方式发送至该现地控制模块后，由该现地控制模块替代该多个功能性业务服务器，根据该车辆业务数据通过该站台交换机发送各功能性业务至对应的功能性业务装置以执行该功能性业务。
91.在一实施例中，现地控制模式下的短传无线通信方式包括wifi、zig-bee、超带宽uwb、lora、短传电台中的一者或多者。
92.wifi是一个创建于ieee 802.11标准的无线局域网技术，通过设置无线路由器，该无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用wifi连接方式进行联网，从而在该范围内的设备均可通过该wifi进行数据通信。
93.zig-bee是一种无线通信技术，可工作在2.4ghz、868mhz和915mhz 3个频段上，分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。zig-bee主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。zig-bee是一个由可多到65535个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络
范围内，每一个zig-bee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。
94.uwb超宽带(ultra wide band)技术是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。uwb技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。美国联邦通信委员会(fcc)对uwb技术的规定为：在3.1～10.6ghz频段中占用500mhz以上的带宽。
95.lora是基于semtech公司开发的一种低功耗局域网无线标准，其目的是为了解决功耗与传输难覆盖距离的矛盾问题。一般情况下，低功耗则传输距离近，高功耗则传输距离远，通过开发出lora技术，解决了在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远的技术问题，实现了低功耗和远距离的统一。lora为物联网应用提供了引人注目的功能，包括远程、低功耗和安全数据传输。该技术被公共、私有或混合网络所利用，并提供比蜂窝网络更大的范围。lora的部署可以轻松集成到现有基础设施中，并支持低成本电池供电的物联网应用。
96.在实际工况中，可根据实际需要选择合适的短传无线通信方式。
97.在一实施例中，中心控制模式下的该全线广域无线通信方式包括租赁运营商无线蜂窝网络和自建无线传输网络以及二者的结合。运营商无线蜂窝网络包括lte-4g和5g网络等。
98.可以理解地，在实际工况中，可根据车辆控制系统部署的建设成本及系统设备之间的兼容性选择合适的短传或广域通信方式。
99.请再回到图1，在一实施例中，该现地控制模块135中也设有现地定位装置1354，用于与设于该车辆12中的车辆定位装置122相配合以校准该车辆12的定位数据。
100.在一实施例中，现地控制模块135内还设有逻辑处理单元1351，该逻辑处理单元1351用于为该站台13上的所有设备进行电源管理并提供一键休眠或一键唤醒功能。通过逻辑处理单元1351与站台各设备内的通信链路，建立电源管理，实现对站台各设备的一件休眠以及唤醒功能，方便运营人员对站台多样化设备的快速休眠下线以及快速唤醒上电应用。
101.基于一键功能模式，还可以应用于当站台发生紧急情况时的一键应急功能，例如，当在站台发生应急事件时，根据应急预案设置，实现对站台门、售检票闸机的一键联动开闭，结合应急广播、pis信息显示屏应急显示，实现对乘客的应急疏散引导及管制等。
102.在一实施例中，一键休眠、唤醒以及应急的功能，还能够通过与控制中心的通信，实现控制中心的远程启动控制。
103.在一实施例中，该现地控制模块135还包括监测记录单元1352，该监测记录单元1352用于在中心控制模式或现地控制模式下监测记录各设备的工作及故障状态，监测车站各个子系统设备的状态并记录车站现地控制系统与各个子系统间通信命令及日志等数据。
104.在一实施例中，当该车辆12行驶至该站台13附近时，判断该全线广域无线通信方式和该短传无线通信方式的可用及有效性，根据判断结果选择采用该中心控制模式或该现地控制模式。默认模式可以是中心控制模式或现地控制模式中的一者。
105.可以理解地，通信方式的可用性说明当前车辆能够接收到对应通信方式的无线信
号，且能够通过该种无线通信方式进行数据传输。但是能够采用该种无线通信方式通信并不一定能够确保车辆系统中各个功能性业务能够成功传输送达，因此，还需判断无线通信方式的有效性，以确保功能性业务能够成功地从该条无线通信链路中传输至相应的设备以执行业务功能。
106.图3是根据本发明的一实施例绘示的默认在中心模式下的模式切换流程图。
107.请参照图3，在一实施例中，当车辆控制系统的默认模式是中心控制模式时，首先执行步骤301车辆前进，当车辆在运行至车站附近时，通过现地控制模块中的定位设备进行定位，同时执行步骤302，判断是否驶入车站的射频覆盖范围以内。若没有则回到步骤301，车辆继续前进。
108.若驶入至站台的射频覆盖范围内，执行步骤303，车辆进站，同时被站台上现地控制模块中的现地定位设备读到。随后执行步骤304，站台的定位设备解析车辆信息。
109.由于此时系统的控制模式默认是中心控制模式，因此需要执行步骤305，判断中心控制模式是否正常，即是否能够接收到控制中心的全线广域无线通信信号，同时车辆能够通过该广域无线通信网络进行通信。
110.如果中心模式正常，说明中心控制模式可用，则进入步骤306，车辆上的接收机发送车辆定位信息给现地控制模块，再由现地控制模块发送定位信息回至车辆，从而用于校准车辆定位。
111.随后执行步骤307，车辆通过广域网络的远程无线通信链路发送站台门开关命令、pis控制命令及pa控制命令到控制中心及控制中心中相对应的功能性业务服务器。再执行步骤308，控制中心进行命令处理并通过中心交换机、站台交换机转发至站台上的各个子系统的功能业务装置，以执行相应的功能性业务。
112.业务执行后需进入步骤309，判断子系统的功能性业务是否执行成功。若执行成功，则流程结束。如果未能执行成功，说明通过广域无线网络进行的业务传输是无效的，需进入步骤310，切换至现地控制模式控制系统。
113.在步骤305中，如果中心控制模式非正常，无法通过控制中心的广域无线网络通信，也进入步骤310，切换为现地控制模式进行车辆系统的控制。
114.在切换到现地控制模式后，需执行步骤311，判断车辆与现地控制模块之间的短传通信是否可用，即车辆是否接入了短传通信中。如果没有，则执行步骤312，车辆继续前进。
115.如果接入了短传通信，则执行步骤313，车辆的接收机发送车辆定位信息给现地控制主机，再由现地控制模块中的定位设备发送定位信息至车辆，从而用于校准车辆定位。
116.随后执行步骤314，车辆通过短传通信发送站台门开关命令、pis及pa控制命令到现地控制模块，以及步骤315，现地控制模块进行命令处理并转发至各个子系统执行相对应的功能性业务。执行完毕后，业务流程结束。
117.与此同时，在执行步骤311时，若车辆始终无法接入站台的短传通信，说明发生了异常故障情况，流程以异常终止状态结束。
118.图4是根据本发明的一实施例绘示的默认在现地模式下的模式切换流程图。
119.请参照图3，在一实施例中，当车辆控制系统的默认模式是现地控制模式时，首先执行步骤401车辆前进，当车辆在运行至车站附近时，通过现地控制模块中的定位设备进行定位，同时执行步骤402，判断是否驶入车站的射频覆盖范围以内。若没有则回到步骤401，
车辆继续前进。
120.若驶入至站台的射频覆盖范围内，执行步骤403，车辆进站，同时被站台上现地控制模块中的现地定位设备读到。随后执行步骤404，站台的定位设备解析车辆信息。
121.由于此时系统的控制模式默认是现地控制模式，因此需要执行步骤405，判断现地控制模式是否正常，即是否能够接收到现地控制模块的短传无线通信信号，同时车辆能够通过短传无线通信网络进行通信。
122.如果现地模式正常，说明现地控制模式可用，则进入步骤406，车辆上的接收机发送车辆定位信息给现地控制模块，再由现地控制模块发送定位信息回至车辆，从而用于校准车辆定位。
123.随后执行步骤407，车辆通过站台的短传无线通信链路发送站台门开关命令、pis控制命令及pa控制命令到现地控制模块。再执行步骤408，现地控制模量进行命令处理并通过站台交换机转发各个子系统的功能业务装置，以执行相应的功能性业务。
124.业务执行后需进入步骤409，判断子系统的功能性业务是否执行成功。若执行成功，则流程结束。如果未能执行成功，说明通过短传无线网络进行的业务传输是无效的，需进入步骤410，切换至中心控制模式控制系统。
125.在步骤405中，如果现地控制模式非正常，无法通过现地控制模块的短传无线网络通信，也进入步骤410，切换为中心控制模式进行车辆系统的控制。
126.在切换到中心控制模式后，需执行步骤411，判断车辆与控制中心的全线广域无线通信是否可用，即车辆是否接入了全线广域远程无线通信中。如果没有，则执行步骤412，车辆继续前进。
127.如果接入了远程通信，则执行步骤413，车辆的接收机发送车辆定位信息给现地控制主机，再由现地控制模块中的定位设备发送定位信息至车辆，从而用于校准车辆定位。
128.随后执行步骤414，车辆通过远程通信发送站台门开关命令、pis及pa控制命令到控制中心，以及步骤415，控制中心进行命令处理并转发至各个子系统执行相对应的功能性业务。执行完毕后，业务流程结束。
129.与此同时，在执行步骤411时，若车辆始终无法接入控制中心的广域远程无线通信，说明发生了异常故障情况，流程以异常终止状态结束。
130.进一步优选地，在一实施例中，当该全线广域无线通信方式和该短传无线通信方式均可用且有效时，由人工确定该中心控制模式或该现地控制模式的优先级。
131.本发明提供的车辆控制系统中，通过以上描述的触发切换方案切换中心控制与现地控制两种控制模式，相对于现有技术中常见的传统的车地实时心跳切换和冗余控制切换，判断车辆是否驶近站台以及相应的网络通信是否可用，从而触发控制模式切换的技术方案，能够在一种控制模式发生故障时自动切换至另一模式进行车辆控制，同时避免了繁复的处理命令与控制逻辑，实现控制模式有序、可靠的切换，提升了车辆控制系统可靠性的同时也提升了用户的使用体验。
132.本发明针对的车辆不同于地铁、有轨电车等，属于地面交通体系，在地面路口处与其他道路车流、行人不可避免地产生交叉，且路口数量众多，一般一条有轨电车线路上共有几十个路口，路口区域的有轨电车通行效率，是影响全线旅行速度和运行效率的关键因素。
133.路口信号优先控制器141安装于路口信号机柜附近，用于与社会道路交通信号机
接口，实现与路口信号灯相互通信，从而实现信号优先，并回传信号灯控制器的处理结果。增加及优化车辆信号系统路口优先控制功能是解决路口问题的必然选择，是当前车辆控制系统建设中需重点考虑的问题。
134.不同的路口及不同的运营场景，应选择不同的相对合理的控制策略，使得路口信号优先控制系统既要考虑有轨电车车辆在路口的优先通行效率，又要保证对路口社会交通正常秩序产生尽量小的干扰。
135.在路口前相应地点设置列车预告及接近检测点，实现车辆接近路口的检测功能；在路口前后相应位置设置进入和离去路口的检测设备，用以实现车辆进入及离开路口的检查，以便系统实现车辆在路口处的占用/出清判断。车辆检测设备的具体设置位置要综合考虑路口区域限速、路口前区间线路限速及车辆运行速度、车辆的制动性能、信号系统的反应时间、系统的设计余量、社会交通灯系统的运算及反应时间等诸多因素。
136.因此，在一实施例中，请再回到图1，在一实施例中，本发明提供的车辆控制系统还包括路旁模块14。路旁模块14中设有路口信号优先控制器(pcoi)141。
137.控制中心中的功能性业务服务器还包括调度信号服务器，该车辆业务数据包括车辆位置信息和预订触发位置。
138.调度信号服务器与口信号优先控制器141配合工作，以实现路口信号优先申请功能。同样地，路口信号优先申请功能也可通过中心控制模式和现地控制模式两种方式实现。
139.在该中心控制模式下，车辆通过该全线广域无线通信方式将该车辆业务数据经由该中心交换机发送至该调度信号服务器，该调度信号服务器根据该车辆位置信息和该预订触发位置向该路口信号优先控制器发送优先请求，并接收该路口信号优先控制器反馈的处理结果以执行路口信号优先申请。
140.而在该现地控制模式下，车辆通过该短传无线通信方式将该车辆业务数据发送至该现地控制模块，该现地控制模块根据该车辆位置信息、该预订触发位置以及预设的优先申请协议，经由该站台交换机向该路口信号优先控制器发送优先请求，并接收该路口信号优先控制器反馈的处理结果以执行路口信号优先申请。
141.在一实施例中，如图1所示，若控制中心的全线广域无线通信网络为自建无线传输网络，在路旁模块14中还设有路侧通信单元142以中继通信。路侧通信单元142的作用相当于运营商公用无线蜂窝网络中基站所发挥的作用，车辆发送的信息经过路侧通信单元142发送至站台交换机或控制中心。
142.在一实施例中，请再回到图1，本发明提供的车辆控制系统在站台13中的功能性业务装置还包括站台门控制器132。站台门控制器132配置为可采用中心控制模式或现地控制模式的两种控制模式，与车辆进行联动控制。
143.下面以站台门控制为例说明在中心控制模式及现地控制模式的两种模式下，功能性业务数据流的走向流程。
144.图5是根据本发明的一实施例绘示的中心控制模式下站台门联动的数据流向示意图。
145.请参照图5，在一实施例中，在中心控制模式下，车辆501下发的开关站台门命令，通过全线广域无线通信链路，经过路侧通信单元502，到站台交换机503，这是广域无线网络为自建全线无线通信网络的条件下的数据流走向，如广域网络采用的是租赁运营商公网的
方式，需经过公网运营商基站等设备替代路侧通信单元502，再传输到中心交换机504后，再回到站台交换机503，最后到站台门控制器505由站台门506执行命令。
146.图6是根据本发明的一实施例绘示的现地控制模式下站台门联动的数据流向示意图。
147.请参照图6，在一实施例中，在现地控制模式下，车辆604下发开关站台门命令，通过短传通信链路发送至现地控制模块602，再经过站台交换机603传输至站台门控制器604，最后由站台门605执行命令。
148.在一实施例中，当中心控制模式和现地控制模式均可用时，可由用户根据需要选择设定中心远程以及与站台现地端控制的优先级，从而选择更优的控制模式进行业务工作。
149.本发明提供的车辆控制系统，通过采用区域中心化的方式，建立站台侧的现地控制系统，提供多模式的控制方式，在控制中心失效时，通过车辆与车站端对端的通信，实现部分核心的通信信号系统功能，以提高系统的稳定性、可用性，提升用户体验。
150.与此同时，通过现地控制模块的设置，实现对站台多系统功能设备的集中控制，极大的集成化、简化了现地控制设备的同时，实现信息数据的集中化智能化控制。例如，现地控制模块中的逻辑处理单元，能够实现对站台多样化功能设备的一键控制，同时具备远端控制接口，大大提高了运营人员的工作效率及突发事件的应急速度。
151.本发明提供的包含现地控制模式的车辆控制系统，解决了车辆运营过于依赖中心的运营控制功能，实现区域中心化现地控制，增强了站台系统功能的可靠适用性。除了前文提到的智轨车辆、drt车辆和srt车辆，本发明提供的该种现地控制方案同样适用于需要进行站台侧和路口处有现地控制需求或基于中心控制有备用控制方式需求的其他交通制式，具备良好的推广前景。
152.提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

技术特征：
1.一种车辆控制系统，包括：控制中心，所述控制中心设有中心交换机和与所述中心交换机耦接的服务器集群，所述服务器集群包括多个功能性业务服务器，所述中心交换机配置用于汇聚业务通信并与所述控制中心外的设备通信；车辆，所述车辆上设有车辆通信单元和定位装置；以及站台，所述站台内设有站台交换机、多个功能性业务装置和现地控制模块，所述站台交换机与所述中心交换机耦接，所述多个功能性业务装置与所述站台交换机相耦接，所述现地控制模块与所述站台交换机相耦接，所述功能性业务装置配置为采用中心控制模式或现地控制模式加以操作控制，在所述中心控制模式下，车辆业务数据由车辆通过全线广域无线通信方式发送至所述控制中心后，各所述功能性业务服务器根据所述车辆业务数据通过所述中心交换机和所述站台交换机将各功能性业务发送至对应的功能性业务装置以执行该功能性业务，在所述现地控制模式下，所述车辆业务数据由车辆通过短传无线通信方式发送至所述现地控制模块后，由所述现地控制模块替代所述多个功能性业务服务器，根据所述车辆业务数据通过所述站台交换机发送各功能性业务至对应的功能性业务装置以执行该功能性业务。2.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述现地控制模块中也设有定位装置，用于与设于所述车辆中的定位装置相配合以校准所述车辆的定位数据。3.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述功能性业务装置包括pa播控器和pis显示屏；所述功能性业务服务器包括pa服务器和pis服务器。4.如权利要求3所述的车辆控制系统，其特征在于，所述功能性业务装置还包括站台门控制器，在所述中心控制模式下，车辆通过所述全线广域无线通信方式将站台门控制命令经由所述站台交换机发送至所述中心交换机后，再由所述中心交换机经由所述站台交换机发送至所述站台门控制器以执行所述站台门控制命令；在所述现地控制模式下，车辆通过所述短传无线通信方式将所述站台门控制命令发送至所述现地控制模块，所述现地控制模块再经由所述站台交换机将所述站台门控制命令发送至所述站台门控制器以执行所述站台门控制命令。5.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述车辆控制系统还包括路旁模块，所述路旁模块设有路口信号优先控制器，所述控制中心中的功能性业务服务器还包括调度信号服务器，所述车辆业务数据包括车辆位置信息和预订触发位置，在所述中心控制模式下，车辆通过所述全线广域无线通信方式将所述车辆业务数据经由所述中心交换机发送至所述调度信号服务器，所述调度信号服务器根据所述车辆位置信息和所述预订触发位置向所述路口信号优先控制器发送优先请求，并接收所述路口信号优先控制器反馈的处理结果以执行路口信号优先申请；在所述现地控制模式下，车辆通过所述短传无线通信方式将所述车辆业务数据发送至所述现地控制模块，所述现地控制模块根据所述车辆位置信息、所述预订触发位置以及预设的优先申请协议，经由所述站台交换机向所述路口信号优先控制器发送优先请求，并接收所述路口信号优先控制器反馈的处理结果以执行路口信号优先申请。
6.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述现地控制模块内还设有逻辑处理单元，所述逻辑处理单元用于为所述站台上的所有设备进行电源管理并提供一键休眠或一键唤醒功能。7.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述现地控制模块还包括监测记录单元，所述监测记录单元用于在中心控制模式或现地控制模式下监测记录各设备的工作及故障状态。8.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，当所述车辆行驶至所述站台附近时，判断所述全线广域无线通信方式和所述短传无线通信方式的可用及有效性，根据判断结果选择采用所述中心控制模式或所述现地控制模式。9.如权利要求8所述的车辆控制系统，其特征在于，当所述全线广域无线通信方式和所述短传无线通信方式均可用且有效时，由人工确定所述中心控制模式或所述现地控制模式的优先级。10.如权利要求8所述的车辆控制系统，其特征在于，当所述全线广域无线通信方式和所述短传无线通信方式中只有一种通信方式可用且有效时，采用该种通信方式所对应的控制模式进行控制。11.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述短传无线通信方式包括wifi、zig-bee、超带宽uwb、lora、短传电台。12.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述全线广域无线通信方式包括租赁运营商无线蜂窝网络和自建无线传输网络。13.如权利要求12所述的车辆控制系统，其特征在于，所述自建无线传输网络在路旁模块中设有路侧通信单元以中继通信。

技术总结
本发明提供了一种车辆控制系统，包括：控制中心，控制中心设有中心交换机和服务器集群，服务器集群包括多个功能性业务服务器；车辆，车辆上设有车辆通信单元和定位装置；以及站台，站台内设有站台交换机、多个功能性业务装置和现地控制模块，功能性业务装置配置为采用中心控制模式或现地控制模式加以操作控制，在中心控制模式下，车辆业务数据由车辆发送至控制中心后，各功能性业务服务器根据车辆业务数据将各功能性业务发送至对应的功能性业务装置，在现地控制模式下，车辆业务数据由车辆发送至现地控制模块后，由现地控制模块根据车辆业务数据通过站台交换机发送各功能性业务至对应的功能性业务装置。至对应的功能性业务装置。至对应的功能性业务装置。


技术研发人员：刘伟康 蒋小晴 陈杨 吴俊亮 张恒 张洪彬 贺星宇 刘浏 吴雄韬 高德志
受保护的技术使用者：湖南中车智行科技有限公司
技术研发日：2022.01.06
技术公布日：2023/7/22