一种轨道交通运营控制系统及控制方法

本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种轨道交通运营控制系统及控制方法。

当前，轨道交通的信号控制系统都是基于进路或者区间的方向实现列车追踪间隔控制，即按照前行列车和后续追踪列车之间必须保持一定安全距离(空间间隔制)的运行控制方法。

现有的技术方法经过多年实践能够满足日常的正向运营场景，但由于进路和区间的功能在敌对防护处理上，其所涉及的区域较广，难以满足灵活改变运营方向的需求。一旦线路上突发影响列车运营的故障，受制于现有的技术方法以及与这些技术方法适配的运营管理应急预案，使得系统恢复运营秩序的效率较低。在面对特殊运营场景，如对向运营、列车救援、线路上任意地点折返、单线多列车摆渡运营以及列车压入道岔折返等，现有技术和方法难以应对，大多为输出限制要求人员来确保。现有的轨道交通信号控制系统受制于子系统众多、接口复杂，其系统的实时性和可靠性进一步提升的空间较小，对于线路的运能，可改善和提高的空间接近极限。

为了提高轨道交通应对特殊运营场景的能力，提高运营效率，本发明提供了一种轨道交通运营控制系统及控制方法。

本发明的一个技术方案是提供一种轨道交通运营控制系统，包含运营计划管理模块、资源管理模块和列车模块；运营计划管理模块进一步包含列车运营任务分解模块、列车运营任务排序模块、列车运营任务历时估算模块以及列车运营进度管理模块；所述列车模块包含若干辆列车，列车31、列车32、…、列车3n。

通过所述运营计划管理模块生成列车运营计划，为每辆列车申请路线资源或道岔资源；

通过所述资源管理模块对每辆列车的路线资源或道岔资源申请进行授权或排队等待，并将授权信息发送给所述运营计划管理模块和列车模块；所述资源管理模块还实时监控每条运营路线状态信息，发送给所述运营计划管理模块；

所述列车模块根据路线资源或道岔资源授权状态执行列车运营计划，并将每个列车运营状态信息反馈给所述运营计划管理模块和所述资源管理模块；

所述运营计划管理模块根据运营路线状态信息和列车运营状态信息及时调整列车运营计划。

可选地，所述列车运营任务分解模块将列车的整体运营任务分解成为若干局部运营任务；

所述列车运营任务分解模块将列车运营任务信息，包含列车整体运营任务信息和局部运营任务信息，发送给所述列车运营任务排序模块。

可选地，所述列车运营任务排序模块对列车运营任务信息进行处理，根据在一段路线资源或道岔资源上，每辆列车申请的先后顺序、列车运营路径以及列车到达的时间顺序确定每辆列车的优先等级。

可选地，所述列车运营任务历时估算模块根据列车运营任务信息和列车优先等级信息，来估算列车运营时间并生成列车运营时间信息；

所述列车运营时间信息包含列车执行每个局部运营任务的局部运营时间信息和执行整体运营任务的整体运营时间信息。

可选地，所述列车运营进度管理模块根据列车运营任务信息、列车优先等级信息以及列车运营时间信息生成列车运营计划，为列车申请路线资源或道岔资源。

可选地，所述资源管理模块将每条运营路线分解为若干段路线资源和/或若干道岔资源；

段路线资源或道岔资源对应列车的一个局部运营任务；

每段路线资源或道岔资源不可再分解，且一段时间内仅允许一辆列车驶入运营。

可选地，所述资源管理模块所述资源管理模块对每段路线资源或道岔资源状态进行监测，根据路线资源或道岔资源状态为每辆列车的路线资源或道岔资源申请进行授权或排队等待。

可选地，每辆列车具有标识码，用于在所述轨道交通运营控制系统中标识对应列车及列车信息；

每辆列车接收到路线资源或道岔资源授权信息，执行相应运营操作；列车将运营状态信息发送给所述列车运营进度管理模块和所述资源管理模块。

可选地，所述列车运营进度管理模块根据接收的路线资源或道岔资源状态信息，和列车运营状态信息实时调整列车运营计划。

本发明的另一个技术方案是提供一种轨道交通运营控制方法，适用于上述任意一种轨道交通运营控制系统；所述轨道交通运营控制方法，包含以下过程：

步骤S1：对列车的整体运营任务分解进行分解，生成列车运营任务信息，包含列车整体运营任务信息和局部运营任务信息；

步骤S2：根据列车运营任务信息，判断在一段路线资源或道岔资源上，每辆列车申请的先后顺序、列车运营路径以及列车到达的时间顺序，确定每辆列车的优先等级；

步骤S3：根据列车运营任务信息和列车优先等级信息估算每辆列车运营时间，包含列车执行每个局部运营任务的局部运营时间和执行整体运营任务的整体运营时间；

步骤S4：根据列车运营任务信息、列车优先等级信息以及列车运营时间信息生成列车运营计划，为列车申请路线资源或道岔资源；

步骤S5：监测每段路线资源或道岔资源状态，对一段路线资源或道岔资源的列车申请进行授权或排队等待授权；

步骤S6：列车根据自己的路线资源或道岔资源授权信息，执行相应运营操作并生成列车运营状态信息；

步骤S7：根据路线资源或道岔资源状态，以及列车运营状态信息进一步调整列车运营计划，重复步骤S5～S6。

与现有技术相比，本发明提供的一种轨道交通运营控制系统，能够及时调整列车运营计划，使系统能够迅速应对多种特殊运营场景，减轻运营调度人员的作业负担，提升运营效率和服务水平。

图1为本发明所述轨道交通运营控制系统结构示意图；

图2为本发明所述轨道交通运营控制方法流程示意图。

以下结合附图，通过详细说明较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

图1为本发明所述轨道交通运营控制系统结构示意图。如图1所示，本发明提供的一种轨道交通运营控制系统包含运营计划管理模块1、资源管理模块2和列车模块3。其中，通过所述运营计划管理模块1生成列车运营计划，并根据列车运营计划为每辆列车申请路线资源或道岔资源。所述资源管理模块2对每辆列车的路线资源或道岔资源申请进行授权，并将授权信息发送给所述运营计划管理模块1和列车模块3；所述资源管理模块2还实时监控每条运营路线状态信息，将运营路线的状态信息发送给所述运营计划管理模块1。所述列车模块3根据路线资源或道岔资源授权状态执行列车运营计划，并将每个列车运营状态信息反馈给所述运营计划管理模块1和所述资源管理模块2。所述运营计划管理模块1根据从资源管理模块2接收到的运营路线状态信息，和从列车模块3接收到的列车运营状态信息及时对列车运营计划进行调整，使得列车能够更加高效、迅速地应对特殊运营场景，完成运营任务。

具体的，所述运营计划管理模块1进一步包含列车运营任务分解模块11、列车运营任务排序模块12、列车运营任务历时估算模块13以及列车运营进度管理模块14。

所述列车运营任务分解模块11将列车的整体运营任务分解成为若干局部运营任务。列车的整体运营任务为列车从起始站到终点站的运营任务；将列车从起始站到终点站的运营路线划分为若干段路线区间，每段路线区间与相邻的路线区间相互衔接，这样，沿运营方向将每辆列车的所有路线区间拼接就构成了完整的列车运营路线。一段路线区间即为一段路线资源或道岔资源，列车在每一段路线区间上的运营任务即为列车的局部运营任务，列车的每个局部运营任务对应一段路线资源或道岔资源。列车在执行运营任务时，沿运营方向逐个完成每个局部运营任务，从而有序的完成整个运营计划，确保列车高效运营。

所述列车运营任务分解模块11将列车运营任务信息，包含列车整体运营任务信息和局部运营任务信息，发送给所述列车运营任务排序模块12。所述列车整体运营任务信息包含总的始发站与终点站、运营方向、发车时间、时速限制等；所述列车局部运营任务包含运营方向、到站时间、出站时间以及时速要求。

所述列车运营任务排序模块12对接收的列车运营任务信息进行处理，包含初步估算列车到达每段路线资源或道岔资源的时间，确认每一段路线资源或道岔资源对应的列车局部运营任务数量，即列车数量。

当发现有多辆列车(二辆或二辆以上)的局部运营任务对应同一段路线资源或道岔资源，即存在多辆列车申请同一段路线资源或道岔资源时，所述列车运营任务排序模块将根据在该段路线资源或道岔资源上，每辆列车申请的先后顺序、列车运营路径以及列车到达的时间顺序确定每辆列车的优先等级并生成列车优先等级信息，以实现运营路线的合理、高效利用，避免列车出现运营路线冲突，造成运营路线死锁的状况。

具体的，根据列车运营路径判断列车运营方向及目的地，若多辆列车在该段路线资源或道岔资源上的运营方向相同即同向运营，且目的地重叠，则依照列车申请的先后顺序，先申请的列车享有最高优先等级，优先征用该段路线资源或道岔资源，享有最高优先等级的列车在该段路线资源或道岔资源完成运营，其它列车才可以征用该段路线资源或道岔资源。

若多辆列车在该段路线资源或道岔资源上的运营方向相反即对向运营，且目的地重叠，为了保障运营效率、同时避免运营路线死锁，则依照列车到达该段路线资源或道岔资源的时间顺序，先到达的列车享有最高优先等级，优先征用该段路线资源或道岔资源，享有最高优先等级的列车在该段路线资源或道岔资源完成运营，其它列车才可以征用该段路线资源或道岔资源。

所述列车运营任务排序模块12将其接收的列车运营任务信息，和其生成的列车优先等级信息发送给所述列车运营任务历时估算模块13。

所述列车运营任务历时估算模块13根据从所述列车运营任务分解模块11接收的列车运营任务信息，和从所述列车运营任务排序模块12接收的列车优先等级信息，来估算列车运营时间、生成列车运营时间信息。所述列车运营时间信息包含列车执行每个局部运营任务的局部运营时间信息和执行整体运营任务的整体运营时间信息。

所述列车运营任务历时估算模块13将其接收的列车运营任务信息和列车优先等级信息，以及其生成的列车运营时间信息发送给所述列车运营进度管理模块14。

所述列车运营进度管理模块14，根据其接收的列车运营任务信息、列车优先等级信息，以及列车运营时间信息生成列车运营计划，根据列车运营计划为列车申请路线资源或道岔资源。所述列车运营进度管理模块14根据运营计划为列车申请路线资源或道岔资源，并将申请信息发送给所述资源管理模块2。

所述资源管理模块2，将每条运营路线分解为若干段路线资源和/或若干道岔资源；其分解得到的每段路线资源或道岔资源对应列车的一个局部运营任务。每段路线资源或道岔资源不可再分，且一段时间内仅允许一辆列车驶入运营。

所述资源管理模块2对每段路线资源或道岔资源状态进行监测，并生成相应的路线资源或道岔资源状态信息。当所述资源管理模块监控到某段路线资源或道岔资源处于待征用状态时，其他列车对该段路线资源或道岔资源的申请将被授权，授权信息将发送给所述列车运营进度管理模块14和列车模块3，由列车模块3中的对应列车执行运营操作。所述资源管理模块还将该段路线资源或道岔资源的状态信息发送给所述列车运营进度管理模块14。

当某段路线资源或道岔资源处于故障或征用状态时，其他列车对该段路线资源或道岔资源的申请将不被立即授权，申请进入排队等待状态，所述资源管理模块将该段路线资源或道岔资源的状态信息发送给所述列车运营进度管理模块14。

所述列车模块3包含若干辆列车，每辆列车具有标识码，该标识码用于在所述轨道交通运营控制系统中标识对应列车及列车信息。每辆列车从所述资源管理模块2接收到自己的授权信息，根据授权信息执行相应运营操作。列车将运营状态信息发送给所述列车运营进度管理模块14和所述资源管理模块2。

所述列车运营进度管理模块还根据接收的路线资源或道岔资源状态信息，和列车运营状态信息实时调整列车运营计划。

图2为本发明所述轨道交通运营控制方法流程示意图。如图2所示，本发明提供的一种轨道交通运营控制方法，具体包含以下步骤：

步骤S1，对列车的整体运营任务分解进行分解，生成列车运营任务信息，包含列车整体运营任务信息和局部运营任务信息；

步骤S2：根据列车运营任务信息，判断在一段路线资源或道岔资源上，每辆列车申请的先后顺序、列车运营路径以及列车到达的时间顺序，确定每辆列车的优先等级；

步骤S3：根据列车运营任务信息和列车优先等级信息估算每辆列车运营时间，包含列车执行每个局部运营任务的局部运营时间和执行整体运营任务的整体运营时间；

步骤S4：根据列车运营任务信息、列车优先等级信息以及列车运营时间信息生成列车运营计划，为列车申请路线资源或道岔资源；

步骤S5：监测每段路线资源或道岔资源状态，对一段路线资源或道岔资源的列车申请进行授权或排队等待授权；

步骤S6：列车根据自己的路线资源或道岔资源授权信息，执行相应运营操作并生成列车运营状态信息；

步骤S7：根据路线资源或道岔资源状态，以及列车运营状态信息进一步调整列车运营计划，重复步骤S5～S6。

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。