本發(fā)明涉及列車的移動授權(quán)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算方法以及裝置。

背景技術(shù)：

列車相向運行時需要通過限制兩列列車的移動授權(quán)來防護兩者迎面相撞?，F(xiàn)有的CBTC(Communication Based Train Control System，基于無線通信的列車自動控制系統(tǒng))一般通過聯(lián)鎖設(shè)備利用預(yù)先設(shè)置的敵對關(guān)系來防止兩條相向進路同時辦理成功。ZC(Zone Controller,區(qū)域控制器)視基于聯(lián)鎖設(shè)備的進路辦理情況為列車計算移動授權(quán)，通過進路的敵對關(guān)系互斥，從而保證兩列車的移動授權(quán)互不重疊，防護兩列車迎面相撞的情況。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中防護兩列車迎面相撞的示意圖。如圖1所示，聯(lián)鎖設(shè)備保證S1-S3與S4-S2的進路不能同時辦理成功。于是，S1開放(綠燈時)，S4只能是紅燈。ZC根據(jù)信號狀態(tài)，將發(fā)給列車V1的移動授權(quán)限制在S3，將發(fā)給列車V2的移動授權(quán)限制在S4，從而列車V1與列車V2就可以實現(xiàn)相向運行而不相撞的情況。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通過車載設(shè)備自身接收周邊列車的狀態(tài)，在無需聯(lián)鎖設(shè)備、ZC等車站設(shè)備輔助的情況下實現(xiàn)列車自律控制逐漸成為列車控制系統(tǒng)的發(fā)展方向(基于車車通信的列車控制系統(tǒng))。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中使用基于車車通信的列車控制系統(tǒng)時計算移動授權(quán)的示意圖。如圖2所示，使用基于車車通信的列車控制系統(tǒng)，沒有聯(lián)鎖設(shè)備、ZC以及第三方的資源分配設(shè)備。對于列車相向運行的情況，如果沒有好的控制策略，會導(dǎo)致列車發(fā)生相撞或因為資源爭搶死鎖而無法繼續(xù)運行等情況。具體地，當(dāng)列車V1的移動授權(quán)MA1延伸時，列車V2的移動授權(quán)MA2也同時延伸，若兩者的移動授權(quán)重疊會導(dǎo)致列車相撞的危險；當(dāng)列車V1的移動授權(quán)MA1和列車V2的移動授權(quán)MA2同時延伸，列車V1和列車V2發(fā)現(xiàn)二者的移動授權(quán)重疊，同時回撤，再次延伸，再次回撤，導(dǎo)致兩者的移動授權(quán)都無法繼續(xù)延伸，形成死鎖，無法行車。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算方法以及裝置。其中，所述方法能夠避免相向運行的列車發(fā)生相撞或因為資源爭搶死鎖而無法繼續(xù)運行等問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算方法。所述方法包括：

獲取與本列車相向運行的相鄰列車的行駛信息；

根據(jù)所述相鄰列車的行駛信息判斷所述相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距是否小于計算得到的最小安全余量；

在判斷所述相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距不小于所述最小安全余量的情況下，在每個預(yù)設(shè)周期內(nèi)，以本列車運行的最大速度向運行方向延伸本列車的移動授權(quán)，直到本列車的移動授權(quán)達到計算得到的最大移動授權(quán)。

可選地，所述方法還包括：

在判斷所述相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距小于計算得到的最小安全余量的情況下，保持當(dāng)前自身的移動授權(quán)不變。

可選地，所述方法還包括：

在本列車運行方向或運行路徑發(fā)生變化的情況下，則本列車的移動授權(quán)在變化時刻的列車位置重新開始延伸。

可選地，所述獲取與本列車相向運行的相鄰列車的行駛信息之前，所述方法還包括：

在本列車初次計算移動授權(quán)的情況下，將本列車的移動授權(quán)延伸為本列車當(dāng)前速度下的緊急制動距離。

可選地，所述方法還包括：

根據(jù)以下公式一計算得到所述緊急制動距離：

Seb＝(V_current·V_current)/(2(aeb-gra)) 公式一

其中，V_current表示本列車的當(dāng)前速度，aeb表示本列車的緊急制動率，gra表示本列車行駛?cè)€最大的線路坡度，Seb表示本列車在當(dāng)前速度下的緊急制動距離。

可選地，所述方法還包括：

根據(jù)以下公式二計算得到所述最小安全余量：

S_min＝2(V_current·V_current)/(2(aeb-gra)) 公式二

其中，V_current表示本列車的當(dāng)前速度，aeb表示本列車的緊急制動率，gra表示本列車行駛?cè)€最大的線路坡度，S_min表示所述最小安全距離。

可選地，所述方法還包括：

根據(jù)以下公式三計算得到所述最大移動授權(quán)：

MA_max＝k·(V_current·V_current)/(2(asb)) 公式三

其中，V_current表示本列車的當(dāng)前速度，asb表示自動駕駛的常用制動率，k表示常數(shù)，MA_max表示所述最大移動授權(quán)。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算裝置。所述裝置包括：

獲取單元，用于獲取與本列車相向運行的相鄰列車的行駛信息；

資源管理單元，用于根據(jù)所述相鄰列車的行駛信息判斷所述相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距是否小于計算得到的最小安全余量，在判斷所述相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距不小于所述最小安全余量的情況下，在每個預(yù)設(shè)周期內(nèi)，以本列車運行的最大速度向運行方向延伸本列車的移動授權(quán)，直到本列車的移動授權(quán)達到計算得到的最大移動授權(quán)；

信息發(fā)送單元，用于將包含本列車的移動授權(quán)的本車信息發(fā)送至所述相鄰列車。

可選地，所述裝置包括：

識別單元，用于在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)識別與本列車相向運行的相鄰列車。

可選地，所述獲取單元，還用于獲取與本列車相向運行的相鄰列車的通信狀態(tài)；

相應(yīng)地，所述資源管理單元，還用于在所述通信狀態(tài)為中斷的情況下，將本列車的移動授權(quán)置為無效，并使得本列車緊急制動。

通過上述技術(shù)方案，獲取與本列車相向運行的相鄰列車的行駛信息；并根據(jù)相鄰列車的行駛信息判斷相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距是否小于計算得到的最小安全余量；在判斷相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距不小于最小安全余量的情況下，在每個預(yù)設(shè)周期內(nèi)，以本列車運行的最大速度向運行方向延伸本列車的移動授權(quán)，直到本列車的移動授權(quán)達到計算得到的最大移動授權(quán)，從而能夠避免相向運行的列車發(fā)生相撞或因為資源爭搶死鎖而無法繼續(xù)運行等問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中防護兩列車迎面相撞的示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中使用基于車車通信的列車控制系統(tǒng)時計算移動授權(quán)的示意圖；

圖3是本發(fā)明一實施例提供的用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算方法的流程圖；

圖4是本發(fā)明一實施例提供的用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算方法的工作流程圖；

圖5是本發(fā)明一實施例提供的用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖3是本發(fā)明一實施例提供的用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算方法的流程圖。如圖3所示，本發(fā)明一實施例提供的用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算方法包括：

在步驟S101中，獲取與本列車相向運行的相鄰列車的行駛信息。

具體地，在本列車的運行線路的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)對列車進行篩選和排序，識別得到本列車前方的列車和本列車后方的列車，并與本列車前方迎面駛來的列車建立持續(xù)通信，獲取該列車的行駛信息。其中，所述行駛信息包括該列車的行駛速度、當(dāng)前位置、行駛方向以及移動授權(quán)。

更為具體地，在該步驟之前，所述方法還包括：在本列車初次計算移動授權(quán)的情況下，將本列車的移動授權(quán)延伸為本列車當(dāng)前速度下的緊急制動距離。

優(yōu)選地，所述方法還包括：根據(jù)以下公式一計算得到所述緊急制動距離：

Seb＝(V_current·V_current)/(2(aeb-gra)) 公式一

其中，V_current表示本列車的當(dāng)前速度，aeb表示本列車的緊急制動率，gra表示本列車行駛?cè)€最大的線路坡度，Seb表示本列車在當(dāng)前速度下的緊急制動距離。

接著，在步驟S102中，根據(jù)所述相鄰列車的行駛信息判斷所述相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距是否小于計算得到的最小安全余量。

其中，所述移動授權(quán)(Movement Authority，簡稱MA)指的是列車按照給定的運行方向，被授權(quán)進入和通過一個特定的軌道區(qū)段。

優(yōu)選地，所述方法還包括：根據(jù)以下公式二計算得到所述最小安全余量：

S_min＝2(V_current·V_current)/(2(aeb-gra)) 公式二

其中，V_current表示本列車的當(dāng)前速度，aeb表示本列車的緊急制動率，gra表示本列車行駛?cè)€最大的線路坡度，S_min表示所述最小安全距離。

最后，在步驟S103中，在判斷所述相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距不小于所述最小安全余量的情況下，在每個預(yù)設(shè)周期內(nèi)，以本列車運行的最大速度向運行方向延伸本列車的移動授權(quán)，直到本列車的移動授權(quán)達到計算得到的最大移動授權(quán)。

具體地，所述方法還包括：在判斷所述相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距小于計算得到的最小安全余量的情況下，保持當(dāng)前自身的移動授權(quán)不變。

優(yōu)選地，所述方法還包括：根據(jù)以下公式三計算得到所述最大移動授權(quán)：

MA_max＝k·(V_current·V_current)/(2(asb)) 公式三

其中，V_current表示本列車的當(dāng)前速度，asb表示自動駕駛的常用制動率，k表示常數(shù)，MA_max表示所述最大移動授權(quán)。

可選地，所述方法還包括：在本列車運行方向或運行路徑發(fā)生變化的情況下，則本列車的移動授權(quán)在變化時刻的列車位置重新開始延伸。

在具體的實施方式中，本列車的移動授權(quán)的初始狀態(tài)為本列車未啟動時所在的位置。在本列車啟動后，首先將本列車的移動授權(quán)延伸為本列車當(dāng)前速度下的緊急制動距離。然后，每個周期T以本列車運行的最大速度V_max向本列車的運行方向延伸本列車的移動授權(quán)，也就是說，每個周期T在上一個周期的移動授權(quán)的基礎(chǔ)上增加V_max·T，使得本列車的移動授權(quán)不斷向前延伸。與此同時，本列車每個周期還需要判斷本列車當(dāng)前的移動授權(quán)與迎面駛來的相鄰列車的移動授權(quán)的間隔是否小于最小安全余量。如果本列車當(dāng)前的移動授權(quán)與迎面駛來的相鄰列車的移動授權(quán)的間隔不小于最小安全余量，本列車按照自身運行的最大速度繼續(xù)向前延伸移動授權(quán)，直到當(dāng)前的移動授權(quán)達到計算得到的最大移動授權(quán)，則不再繼續(xù)延伸。如果本列車當(dāng)前的移動授權(quán)與迎面駛來的相鄰列車的移動授權(quán)的間隔小于最小安全余量，本列車當(dāng)前的移動授權(quán)保持上一周期的移動授權(quán)不變，即不再延伸，除非本列車的運行方向和運行路徑與原方向或原路徑相比發(fā)生變化。當(dāng)本列車的運行方向或運行路徑發(fā)生變化，則本列車的移動授權(quán)從變化時刻的列車位置重新開始延伸。

圖4是本發(fā)明一實施例提供的用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算方法的工作流程圖。如圖4所示，在本列車計算移動授權(quán)MA1的情況下，首先判斷該次計算MA1是否是初次計算MA1，若是，則根據(jù)本列車的當(dāng)前速度計算得到緊急制動距離Seb，并將本列車的移動授權(quán)MA1延伸為緊急制動距離Seb；若不是，則在預(yù)設(shè)周期T(鐵路上T一般為200ms)內(nèi)，以本列車運行的最大速度V_max向本列車的運行方向延伸本列車的移動授權(quán)。然后，判斷本列車的移動授權(quán)是否超越計算得到的最大移動授權(quán)MA_max，若本列車的移動授權(quán)MA1超越最大的移動授權(quán)MA_max，則保持本列車的移動授權(quán)MA1不變；若本列車的移動授權(quán)MA1沒有超越最大的移動授權(quán)MA_max，則通過通信裝置獲取與本列車相向運行的對向列車的移動授權(quán)MA2，并判斷本列車的移動授權(quán)MA1與相向運行的相鄰列車的移動授權(quán)MA2的間距是否小于計算得到的最小安全余量S_min。若MA1和MA2的間距小于S_min，則保持本列車的移動授權(quán)MA1不變，同時對向列車的移動授權(quán)MA2回撤，以確保MA1和MA2的間距大于等于S_min；若MA1和MA2的間距大于或等于S_min，則判斷本列車/對向列車的運行方向或運行路徑是否發(fā)生變化。若本列車的運行方向或運行路徑發(fā)生變化，則重新計算本列車的移動授權(quán)MA1，也就是重新進入初次計算MA1的流程。若本列車的運行方向或運行路徑?jīng)]有發(fā)生變化，則在該周期T內(nèi)，將本列車的移動授權(quán)MA1向前延伸一個最大速度V_max乘以一個周期T的距離。

本實施例通過獲取與本列車相向運行的相鄰列車的行駛信息；并根據(jù)相鄰列車的行駛信息判斷相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距是否小于計算得到的最小安全余量；在判斷相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距不小于最小安全余量的情況下，在每個預(yù)設(shè)周期內(nèi)，以本列車運行的最大速度向運行方向延伸本列車的移動授權(quán)，直到本列車的移動授權(quán)達到計算得到的最大移動授權(quán)，從而能夠避免相向運行的列車發(fā)生相撞或因為資源爭搶死鎖而無法繼續(xù)運行等問題。

對于方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明實施例并不受所描述的動作順序的限制，因為依據(jù)本發(fā)明實施例，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優(yōu)選實施例，所涉及的動作并不一定是本發(fā)明實施例所必須的。

圖5是本發(fā)明一實施例提供的用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，本發(fā)明一實施例提供的用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算裝置包括：獲取單元202、資源管理單元203以及信息發(fā)送單元204，其中，所述獲取單元202與所述資源管理單元203連接，所述資源管理單元203與所述信息發(fā)送單元204連接，

所述獲取單元202，用于獲取與本列車相向運行的相鄰列車的行駛信息；

所述資源管理單元203，用于根據(jù)所述相鄰列車的行駛信息判斷所述相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距是否小于計算得到的最小安全余量，在判斷所述相鄰列車的移動授權(quán)與本列車的移動授權(quán)的間距不小于所述最小安全余量的情況下，在每個預(yù)設(shè)周期內(nèi)，以本列車運行的最大速度向運行方向延伸本列車的移動授權(quán)，直到本列車的移動授權(quán)達到計算得到的最大移動授權(quán)；

所述信息發(fā)送單元204，用于將包含本列車的移動授權(quán)的本車信息發(fā)送至所述相鄰列車。

在本發(fā)明一可選實施例中，所述裝置還包括：

識別單元201，用于在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)識別與本列車相向運行的相鄰列車。

在本發(fā)明另一可選實施例中，所述獲取單元202，還用于獲取與本列車相向運行的相鄰列車的通信狀態(tài)；相應(yīng)地，所述資源管理單元203，還用于在所述通信狀態(tài)為中斷的情況下，將本列車的移動授權(quán)置為無效，并使得本列車緊急制動。

在具體的實施方式中，所述識別單元201在本列車的運行路線的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)對列車進行篩選和排序，識別得到本列車前方的列車和本列車后方的列車，并與本列車相向駛來的列車建立持續(xù)通信。所述獲取單元202保持與相鄰列車進行信息交互，并監(jiān)督相鄰列車的通信狀態(tài)，以及獲取迎面駛來的列車的行駛信息。所述資源管理單元203計算本列車的移動授權(quán)需求以及可延伸范圍，并根據(jù)相鄰列車的行駛信息包含的移動授權(quán)對本車的移動授權(quán)的計算進行修正。進一步地，所述資源管理單元203還接收來自所述獲取單元202的通信狀態(tài)，在根據(jù)通信狀態(tài)發(fā)現(xiàn)通信中斷的情況下，將本車的移動授權(quán)置為無效，而且使得本列車緊急制動。在本車的移動授權(quán)計算完成后，通過信息發(fā)送單元204將包含本列車的移動授權(quán)的本車信息發(fā)送至迎面駛來的相鄰列車。其中，所述本車信息還包括本列車的行駛速度、位置以及行駛方向。

對于本發(fā)明一實施例提供的用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算裝置中還涉及的具體細(xì)節(jié)已在本發(fā)明一實施例提供的用于列車相向運行時移動授權(quán)的計算方法中作了詳細(xì)的描述，在此不再贅述。

通過功能模塊的劃分，實現(xiàn)列車交互、資源管理的單元的獨立工作。此外，本申請支撐車車通信的移動授權(quán)的計算，實現(xiàn)簡化裝置配置的目的，而且列車按需計算移動授權(quán)，在必須的線路資源需求基礎(chǔ)上實現(xiàn)資源計算，提高系統(tǒng)的運行效率。

應(yīng)當(dāng)注意的是，在本發(fā)明的系統(tǒng)的各個部件中，根據(jù)其要實現(xiàn)的功能而對其中的部件進行了邏輯劃分，但是，本發(fā)明不受限于此，可以根據(jù)需要對各個部件進行重新劃分或者組合，例如，可以將一些部件組合為單個部件，或者可以將一些部件進一步分解為更多的子部件。

本發(fā)明的各個部件實施例可以以硬件實現(xiàn)，或者以在一個或者多個處理器上運行的軟件模塊實現(xiàn)，或者以它們的組合實現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在實踐中使用微處理器或者數(shù)字信號處理器(DSP)來實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本發(fā)明還可以實現(xiàn)為用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全部的設(shè)備或者裝置程序(例如，計算機程序和計算機程序產(chǎn)品)。這樣的實現(xiàn)本發(fā)明的程序可以存儲在計算機可讀介質(zhì)上，或者可以具有一個或者多個信號的形式。這樣的信號可以從因特網(wǎng)網(wǎng)站上下載得到，或者在載體信號上提供，或者以任何其他形式提供。

應(yīng)該注意的是上述實施例對本發(fā)明進行說明而不是對本發(fā)明進行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計出替換實施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。

以上實施方式僅適于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。