技术领域
[0001] 本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种基于光栅的TACS系统边界入侵检测方法及装置。
相关背景技术
[0002] 与传统CBTC系统相比，基于车车通信的列车自主运行系统(TACS系统)以“列车为核心”，由列车自主计算移动授权，TACS系统的本质是将传统CBTC系统的轨旁核心控制功能移植至列车上，优化系统架构，同时减少轨旁设备数量，使设备维护工作量明显减少。
[0003] 然而，由于TACS系统大大简化了轨旁设备，TACS系统缺少有效的检测手段来获知未知列车在TACS边界的入侵，因此在TACS系统中，如何检测未知列车的非法入侵是一个巨大的挑战。
[0004] 在传统CBTC系统中，降级列车或非通信列车的安全防护很大程度上依赖于轨道占用的检测，主要的轨道占用检测手段包括轨道电路和基于电磁感应技术的计轴，轨道电路受分路不良的影响导致可靠性不高，且需要大量敷设线缆，建设和维护成本高；计轴系统依赖于轮缘通过磁头的电磁感应来检测列车占用，易受电磁干扰，可靠性不高，另外计轴系统的室外磁头的安装工艺复杂，也需要布置大量的线缆，建设成本和维护成本高。
[0005] 因此如何来独立检测非法列车在TACS区边界的入侵，成为需要解决的技术问题。
具体实施方式
[0038] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
[0039] 基于光栅的TACS系统边界入侵检测方法利用一套冗余的光栅组来进行列车占用检测。当光栅组上电后，必须要经过初始化测试，确认光栅组都处于正常工作状态，才能用于进行列车占用检测，同时考虑到光栅的随机性失效，还需要对光栅组进行定时的测试，以便及时诊断出光栅组的故障；当光栅组正常工作时，如果有列车经过光栅组，则光栅组信号被遮挡，从而能够检测出有列车占用，并将占用信息通过OC发送给WRC，以用来进行TACS系统边界入侵检测防护；
[0040] 基于光栅的TACS系统边界入侵检测方法工作流程如图2所示：
[0041] 步骤S101，光栅组上电或重启完成后，处于上电成功待测试状态；
[0042] 步骤S102，通过WRC及OC向光栅组发送测试命令，根据光栅组的反馈来诊断是否发生故障，如果没有发生故障，则认为光栅组可用，处于正常工作状态；否则,当测试不通过时，则认为光栅组故障，并通过WRC向IOM和ATS反馈光栅组的状态。
[0043] 步骤S103，初始化测试通过后，光栅组处于正常工作状态，并定时地进行自测试，确保及时地诊断出光栅组的故障，提示光栅组是否处于正常工作状态；
[0044] 步骤S104，光栅组实时地对TACS区边界进行入侵检测，如果光栅组没有被遮挡，则认为光栅组处于出清状态；
[0045] 步骤S105，如果光栅组处于被遮挡状态，则认为有列车驶入TACS区边界；
[0046] 步骤S106，如果列车在驶入TACS区边界前已向WRC申请驶入，则WRC认为光栅组为合法占用状态，属于列车正常运营作业。
[0047] 步骤S107，如果列车在驶入TACS区边界前没有向WRC发送驶入申请，则WRC认为光栅组被非法占用，WRC对TACS区边界进行安全防护，从而确保TACS系统的运营安全。
[0048] 以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。
[0049] 如图1所示，基于车车通信的列车自主运行系统主要包括轨旁资源管理器WRC、轨旁列车控制器WTC、目标控制器OC、列车自动监控系统ATS、车载控制器CC、智能运维系统IOM、应答器Beacon、光栅组OBS。其中列车自动监控系统ATS子系统负责监督和控制列车的运营，具有列车追踪运行、报警和事件报告，运行调整，操作控制等功能；轨旁资源管理器WRC负责线路资源分配与回收，列车序列管理等功能；轨旁列车控制器WTC主要负责管理及跟踪故障列车，接管故障列车进行资源申请及释放，并与相邻列车进行交互；目标控制器OC主要实现轨旁设备状态采集及驱动；车载控制器CC根据计划进行线路资源请求及释放，主动进行列车控制，实现列车安全防护功能和列车自动驾驶功能；应答器结合线路地图负责提供所处的线路位置信息；光栅组OBS主要用来获取列车的区段占用信息，当光栅组信号被阻挡时，则认为存在列车占用TACS区边界。
[0050] 如图3所示，基于光栅的TACS系统边界入侵检测方案中，光栅组布置在非TACS区和TACS区的边界处，当有任何列车进入TACS区时，则光栅组OBS被遮挡，根据OBS子系统提供的信息，TACS系统能够判断是否存在非法列车进入TACS区，从而对线路进行防护。
[0051] 基于光栅的TACS系统边界入侵检测原理如图4所示，当列车T1没有进入TACS区时，光栅组OBS没有被遮挡，TACS入口区段处于出清状态；当列车T1部分驶入TACS区时，光栅组OBS被遮挡，TACS入口区段处于占用状态；当列车T1完全驶入TACS区后，光栅组没有被遮挡，TACS入口区段处于出清状态；
[0052] 由于本发明的TACS系统没有布置计轴或轨道电路等检测设备，而是基于光栅组的列车入侵TACS区边界检测，当存在非法列车入侵TACS区时，系统会进行防护处理，但错误地判断非法列车入侵会导致系统可用性差，因此为了保证系统的可用性及安全性，本发明设计了一套基于2oo3原理的光栅组，如图5所示，光栅组由3对光栅感应传感器OB构成，当检测到至少2对光栅感应传感器被遮挡时，则系统认为有列车驶入TACS区，因此当1对光栅感应传感器故障时，不会影响系统的正常使用，另外为了安全性考虑，当某对光栅感应传感器故障没有提供遮挡信息时，有其它的光栅感应传感器能正常工作，提供光栅遮挡信息，从而一定程度上保证了系统边界入侵检测的安全性；
[0053] 基于光栅的TACS系统边界入侵检测系统的接口如图6所示，主要涉及到轨旁资源管理器WRC、轨旁列车控制器WTC、目标控制器OC、列车自动监控系统ATS、车载控制器CC、智能运维系统IOM、光栅组OBS等子系统之间的接口；当光栅组上电成功后，WRC通过OC向OBS发送光栅组测试命令，OBS根据测试命令进行测试，并将测试结果通过OC反馈给WRC及ATS，如果测试不通过，则将告警信息发送给IOM，以便维护人员对光栅组进行及时的维护；TACS系统正常工作时，ATS向列车控制器xTC(CC/WTC)发送运行任务，xTC根据运行任务，向WRC申请合法驶入TACS，当列车合法驶入TACS时，系统认为该车为合法驶入列车，允许列车在该边界进入TACS区，但对于非法驶入TACS区的列车，则会进行非法闯入防护，从而保证的TACS系统边界的安全。
[0054] TACS系统的边界入侵检测工作流程及接口信息如表1所示：
[0055] 表1
[0056]
[0057] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0058] 本发明电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。
[0059] 设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0060] 处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法S101～S107。例如，在一些实施例中，方法S101～S107可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的方法S101～S107的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法S101～S107。
[0061] 本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
[0062] 用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0063] 在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD‑ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0064] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
