本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、人機(jī)交互模塊和數(shù)據(jù)備份模塊，其中：數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取來(lái)自車(chē)載系統(tǒng)和地面系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析模塊，用于根據(jù)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算出列車(chē)的運(yùn)行軌跡，并獲取列車(chē)的碰撞預(yù)警信息；人機(jī)交互模塊，用于顯示所述列車(chē)的碰撞預(yù)警信息，接收列車(chē)控制指令；數(shù)據(jù)備份模塊，用于存儲(chǔ)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、所述列車(chē)的運(yùn)行軌跡以及所述列車(chē)控制指令。采用本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提出的技術(shù)方案，能夠?qū)α熊?chē)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)的安全分析，主動(dòng)搜尋列車(chē)的潛在風(fēng)險(xiǎn)；提供給中央控制人員更加易于理解和使用的人機(jī)交互界面；為列車(chē)運(yùn)行提供范圍更廣、更加完整和有效的安全保護(hù)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及列車(chē)控制系統(tǒng)
，特別涉及一種列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前，以高速鐵路為代表的軌道交通運(yùn)輸正不斷地向高速度、高密度方向發(fā)展。在不斷提高軌道交通運(yùn)輸效率的同時(shí)，保證行車(chē)的安全已成為越來(lái)越突出的矛盾。軌道交通行車(chē)的安全直接關(guān)系到廣大人民群眾的生命安全，是軌道交通中至關(guān)重要且刻不容緩需要解決的問(wèn)題。軌道交通中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的使用是提高行車(chē)安全和運(yùn)輸效率的有效手段，但此類(lèi)大型控制系統(tǒng)(尤其是其軟件系統(tǒng))在功能不斷提高的同時(shí)也日趨復(fù)雜。這類(lèi)系統(tǒng)的異常或失敗會(huì)給國(guó)家和廣大人民群眾造成不可估量的損失，因而成為我們當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。如近年發(fā)生的一些重大事故“7. 23”甬溫線特別重大鐵路交通事故，造成40人死亡、172人受傷，中斷行車(chē)32小時(shí)35分，直接經(jīng)濟(jì)損失19371. 65萬(wàn)元；上海地鐵10號(hào)線“9. 27”追尾事故造成260余人受傷。通過(guò)對(duì)這些重大交通事故和我國(guó)城市軌道交通現(xiàn)狀的調(diào)查，除了人為管理上的漏洞，相應(yīng)的控制系統(tǒng)軟件是導(dǎo)致系統(tǒng)失敗的主要原因，這類(lèi)控制系統(tǒng)在技術(shù)上存在以下缺陷I、現(xiàn)有的中國(guó)列車(chē)控制系統(tǒng)CTCS (China Train Control System)僅通過(guò)列控車(chē)載系統(tǒng)(如自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)ATP)和閉塞區(qū)機(jī)制來(lái)避免列車(chē)碰撞事故的發(fā)生。當(dāng)與ATP相關(guān)的子系統(tǒng)出現(xiàn)故障和異常，如雷擊致使軌道電路發(fā)生損壞等，則系統(tǒng)的安全保障機(jī)制將會(huì)出現(xiàn)大的漏洞，從而引起事故的發(fā)生。2、從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，沒(méi)能把系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)作為系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)重要的部分考慮進(jìn)去。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過(guò)相應(yīng)的冗余機(jī)制來(lái)消除一定的設(shè)備故障和錯(cuò)誤，以及設(shè)備故障后導(dǎo)向安全。3、人機(jī)交互設(shè)計(jì)上的缺陷。CTCS的設(shè)計(jì)沒(méi)有充分考慮軟件系統(tǒng)與使用人員的高度集成。當(dāng)CTCS數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，僅有非常有限的區(qū)間信號(hào)機(jī)顯示給列車(chē)調(diào)度人員、車(chē)輛值班員和設(shè)備維修人員，在短時(shí)間內(nèi)很難讓列控中心的工作人員知道地面工作系統(tǒng)的實(shí)際情況。由于不了解具體原因以及不可靠的有限CTCS信息，在故障發(fā)生后，列車(chē)調(diào)度人員、電務(wù)、工務(wù)和機(jī)列車(chē)司機(jī)完全處于混亂狀態(tài)，CTCS人機(jī)交互的設(shè)計(jì)缺陷致使使用人員發(fā)生更大的錯(cuò)誤，最終導(dǎo)致事故發(fā)生。4、在整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程中核心軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)質(zhì)量控制上的漏洞。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)沒(méi)有采取嚴(yán)格的高安全軟件/硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的方法和流程，缺乏質(zhì)量上的保證和安全上的審查等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
(一)所要解決的技術(shù)問(wèn)題本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種能夠?qū)崟r(shí)地進(jìn)行列車(chē)安全監(jiān)控的列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有列車(chē)控制系統(tǒng)中存在的缺乏主動(dòng)的安全策略、系統(tǒng)與使用人員的集成化程度低的問(wèn)題。(二)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提出了一種列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)，所述列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、人機(jī)交互模塊和數(shù)據(jù)備份模塊，其中所述數(shù)據(jù)獲取模塊，與所述數(shù)據(jù)分析模塊及所述數(shù)據(jù)備份模塊相連接，用于獲取來(lái)自車(chē)載系統(tǒng)和地面系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)分析模塊及所述數(shù)據(jù)備份模塊；所述數(shù)據(jù)分析模塊，與所述數(shù)據(jù)獲取模塊、所述人機(jī)交互模塊及所述數(shù)據(jù)備份模塊相連接，用于接收所述數(shù)據(jù)獲取模塊發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算出列車(chē)的運(yùn)行軌跡，并根據(jù)所述列車(chē)的運(yùn)行軌跡獲取列車(chē)的碰撞預(yù)警信息，同時(shí)將所述列車(chē)的運(yùn)行軌跡發(fā)送給所述數(shù)據(jù)備份模塊，并將所述列車(chē)的碰撞預(yù)警信息發(fā)送給所述人機(jī)交互模塊；所述人機(jī)交互模塊，與所述數(shù)據(jù)分析模塊及所述數(shù)據(jù)備份模塊相連接，用于接收并顯示所述數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)送的列車(chē)的碰撞預(yù)警信息，同時(shí)接收列車(chē)控制指令，并將所述列車(chē)控制指令發(fā)送給所述數(shù)據(jù)備份模塊；所述數(shù)據(jù)備份模塊，與所述數(shù)據(jù)獲取模塊、所述數(shù)據(jù)分析模塊及所述人機(jī)交互模塊相連接，用于接收并存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)獲取模塊發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、所述數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)送的列車(chē)的運(yùn)行軌跡以及所述人機(jī)交互模塊發(fā)送的列車(chē)控制指令。可選的，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括列車(chē)的絕對(duì)方位、列車(chē)的速度、線路縱斷面數(shù)據(jù)、軌道數(shù)據(jù)、道橋隧的位置以及限速信息中的至少一種。可選的，所述數(shù)據(jù)分析模塊還用于根據(jù)所述列車(chē)的運(yùn)行軌跡獲取列車(chē)的超速預(yù)警信息和/或路線偏離預(yù)警信息，并將所述列車(chē)的超速預(yù)警信息和/或所述路線偏離預(yù)警信息發(fā)送給所述人機(jī)交互模塊；所述人機(jī)交互模塊還用于接收并顯示所述數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)送的列車(chē)的超速預(yù)警信息和/或路線偏離預(yù)警信息。可選的，所述人機(jī)交互模塊進(jìn)一步包括指令測(cè)試子模塊，所述指令測(cè)試子模塊用于接收預(yù)指令，并計(jì)算所述預(yù)指令的執(zhí)行結(jié)果。可選的，所述列車(chē)控制指令包括行車(chē)指令和地面系統(tǒng)控制指令。可選的，所述預(yù)指令包括行車(chē)指令和地面系統(tǒng)控制指令。(三)有益效果本專(zhuān)利技術(shù)提出的列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)，將彌補(bǔ)我國(guó)現(xiàn)有的列車(chē)控制系統(tǒng)在安全上的缺陷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)I、主動(dòng)的安全策略。在列車(chē)運(yùn)行時(shí)，對(duì)列車(chē)運(yùn)行、地面系統(tǒng)等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全分析，積極主動(dòng)地搜尋列車(chē)潛在風(fēng)險(xiǎn)。特別是提前預(yù)警將要發(fā)生的列車(chē)碰撞，為列控人員提供足夠的時(shí)間和有效的方法實(shí)施安全導(dǎo)向，避免事故的發(fā)生。2、系統(tǒng)使用人員的行為與系統(tǒng)的完整性、安全性的高度集成。在車(chē)站列控中心，為中央控制人員提供更加易于理解和使用的人機(jī)交互界面，更易于控制人員進(jìn)行調(diào)度和安全管理。這將最大程度地減少人為錯(cuò)誤的發(fā)生和降低列車(chē)運(yùn)行事故，并且發(fā)展一套可容錯(cuò)并導(dǎo)向安全的系統(tǒng)。在錯(cuò)誤發(fā)生或危險(xiǎn)產(chǎn)生時(shí)，整體的安全管理策略和優(yōu)化的人機(jī)集成系統(tǒng)將系統(tǒng)導(dǎo)向安全。3、范圍更廣、更完整、及時(shí)、有效地實(shí)施列車(chē)安全運(yùn)行保護(hù)。傳統(tǒng)的CTCS僅以ATP為基礎(chǔ)的閉塞區(qū)機(jī)制來(lái)實(shí)施安全保護(hù)，而本專(zhuān)利技術(shù)則對(duì)所有在運(yùn)行的機(jī)車(chē)以及它們之間的動(dòng)態(tài)狀況進(jìn)行安全分析。·附圖說(shuō)明圖I是本專(zhuān)利技術(shù)提出的列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)的體系架構(gòu)示意圖。圖2是本專(zhuān)利技術(shù)提出的列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本專(zhuān)利技術(shù)一種實(shí)施例中人機(jī)交互模塊顯示的碰撞預(yù)警示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本專(zhuān)利技術(shù)提出的列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)基于中國(guó)列車(chē)控制系統(tǒng)，但獨(dú)立于ATP系統(tǒng)，為行車(chē)安全提供進(jìn)一步的保護(hù)。該系統(tǒng)的體系架構(gòu)如圖I所示，圖中的虛線部分為將要擴(kuò)展的功能的主要部分。所述列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)將依據(jù)地面系統(tǒng)和車(chē)載系統(tǒng)所提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，其中包括列車(chē)實(shí)時(shí)的絕對(duì)方位、速度、線路縱斷面數(shù)據(jù)、軌道數(shù)據(jù)、道橋隧的位置、長(zhǎng)期或臨時(shí)限速等重要信息，實(shí)時(shí)地計(jì)算出列車(chē)的運(yùn)行軌跡。通過(guò)所得到的列車(chē)的運(yùn)行軌跡，計(jì)算出列車(chē)之間可能發(fā)生的碰撞以及機(jī)車(chē)超速、偏離計(jì)劃的行車(chē)路線等重要的預(yù)警信息。從而為車(chē)站列控中心提供及時(shí)的預(yù)警并為列車(chē)的調(diào)度決策提供依據(jù)，避免列車(chē)碰撞事故的發(fā)生和保證列車(chē)按計(jì)劃運(yùn)行。在車(chē)站列控中心，該系統(tǒng)為中央控制人員提供更加易于理解和使用的人機(jī)交互界面。同時(shí)也能夠使中央控制人員在發(fā)出實(shí)際控制指令前，測(cè)試他們將要發(fā)出的行車(chē)指令和地面系統(tǒng)控制指令。在確保滿足行車(chē)安全和不會(huì)發(fā)生列車(chē)碰撞的情況下，中央控制人員給予列車(chē)司機(jī)和地面系統(tǒng)實(shí)際的控制指令。同時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)備份中央控制人員發(fā)出的列車(chē)控制指令以及核心的、安全相關(guān)的數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)診斷和安全分析提供依據(jù)。本專(zhuān)利技術(shù)提出的列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)具體包括數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、人機(jī)交互模塊和數(shù)據(jù)備份模塊，如圖2所示，其中所述數(shù)據(jù)獲取模塊，與所述數(shù)據(jù)分析模塊及所述數(shù)據(jù)備份模塊相連接，用于獲取來(lái)自車(chē)載系統(tǒng)和地面系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)，其特征在于，所述列車(chē)碰撞預(yù)防系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、人機(jī)交互模塊和數(shù)據(jù)備份模塊，其中：所述數(shù)據(jù)獲取模塊，與所述數(shù)據(jù)分析模塊及所述數(shù)據(jù)備份模塊相連接，用于獲取來(lái)自車(chē)載系統(tǒng)和地面系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)分析模塊及所述數(shù)據(jù)備份模塊；所述數(shù)據(jù)分析模塊，與所述數(shù)據(jù)獲取模塊、所述人機(jī)交互模塊及所述數(shù)據(jù)備份模塊相連接，用于接收所述數(shù)據(jù)獲取模塊發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算出列車(chē)的運(yùn)行軌跡，并根據(jù)所述列車(chē)的運(yùn)行軌跡獲取列車(chē)的碰撞預(yù)警信息，同時(shí)將所述列車(chē)的運(yùn)行軌跡發(fā)送給所述數(shù)據(jù)備份模塊，并將所述列車(chē)的碰撞預(yù)警信息發(fā)送給所述人機(jī)交互模塊；所述人機(jī)交互模塊，與所述數(shù)據(jù)分析模塊及所述數(shù)據(jù)備份模塊相連接，用于接收并顯示所述數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)送的列車(chē)的碰撞預(yù)警信息，同時(shí)接收列車(chē)控制指令，并將所述列車(chē)控制指令發(fā)送給所述數(shù)據(jù)備份模塊；所述數(shù)據(jù)備份模塊，與所述數(shù)據(jù)獲取模塊、所述數(shù)據(jù)分析模塊及所述人機(jī)交互模塊相連接，用于接收并存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)獲取模塊發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、所述數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)送的列車(chē)的運(yùn)行軌跡以及所述人機(jī)交互模塊發(fā)送的列車(chē)控制指令。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔡浩，孫梅，劉少英，毛善波，葉璠，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：汕頭大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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