具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明，本发明的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。

针对背景技术部分中提到的现有的城轨全自动运行系统中存在的问题，本发明提出一种可用于区间内发生控制端ATO设备故障场景下的列车全自动运行方法。具体来说，在信号系统中增加一个受限的自动驾驶模式，即RAM模式(Restricted Autopilot Mode)。当控制端ATO发生故障时，在控制中心授权后，列车可进入RAM模式。在该模式下，车载列车自动防护(ATP，Automatic Train Protection)系统通过车辆网络控制系统，控制列车自动运行到下一站外停车，再由控制中心安排司机或维护人员上车救援，可大大减少救援时间，提高运营效率。

图1是根据本发明的一个实施例的控制列车全自动运行的系统的示例架构图以及列车ATO设备故障时的示例处理流程。如图1中所示，城轨列车运行系统可包括位于列车侧的车载控制系统、车辆系统、以及位于中心侧的控制中心和维护系统。

与传统CBTC与FAO系统中一样，牵引/制动指令和级位由车载控制系统中的ATO设备计算并输出给列车控制与管理系统(TCMS，Train Control and Management System)，由TCMS控制列车的牵引与制动。车载ATP每周期与车载ATO进行通信，当车载ATP识别到车载ATO故障时，立即输出紧急制动，控制列车紧急制动。

随后，车载ATP向控制中心汇报ATO故障信息。控制中心收到该ATO故障信息之后，将该故障信息传达给控制中心下属的行车调度以及车辆调度，用于例如分别在行车调度以及车辆调度的工作站上显示提示。同时，控制中心还将故障信息发送给维护系统，用于在维护调度工作站上显示提示。可选地，控制中心也同时将故障信息传达给控制中心下属的乘客调度，用于在乘客调度工作站上显示提示，以便例如根据需要通过广播安抚乘客。

随后，例如在列车完成紧急制动之后，ATP可向控制中心发送进入RAM模式请求，控制中心可将该请求传达给行车调度和车辆调度。

车辆调度判断车辆是否满足进入RAM模式的条件。例如，车辆调度可指令车载车辆系统进行自查，诸如进行牵引、制动、网络等状态检查，车辆自查结果反馈给车辆调度。随后，车辆调度可进行车辆是否满足进入RAM模式的条件的判断，并将判断结果反馈给行车调度。在一个示例中，判断条件可主要包括TCMS工作正常、列车上一状态为FAM模式、牵引与制动系统无中等及以上故障等条件。

若条件满足，行车调度允许进入RAM模式，并向车载ATP发送授权进入RAM模式的消息，作为进入RAM模式请求的响应。相应地，ATP缓解之前施加的紧急制动，并进入RAM模式。若条件不满足，则行车调度不授权进入RAM模式，并通知维护系统以安排人工救援。在这种情况下，ATP收不到进入RAM模式请求的响应，则紧急制动不缓解，保持列车制动状态，等待人工救援。

在列车进入RAM模式后，ATP将列车已进入RAM模式的信息反馈至控制中心，控制中心传达给行车调度和车辆调度，在其工作台上可相应显示或标注此列车已进入RAM模式，并且在行车调度工作台上可进一步显示其他提示信息，例如提示设置下一站清客。

在RAM模式下，由于控制端ATO故障，无法通过总线(例如MVB)向TCMS发送牵引/制动指令和级位信息，由驱动控制单元(Drive Control Unit，DCU)执行牵引和电制动力的发挥，制动力不足部分由制动控制单元(Brake Control Unit，BCU)的空气制动补足。为此，需在车载信号设备上增加新的硬线，用于向TCMS传输进入/退出RAM模式的指令以及RAM列车启动/停止的指令。例如，可增加两根硬线，用于分别向TCMS输出“RAM模式”与“RAM列车启动/停止”信息，以此向TCMS传输牵引/制动指令及限速要求。此时，需由TCMS承担一定的牵引制动级位计算功能，从而越过故障ATO，完成对列车的牵引与制动控制，使列车继续运行，直至列车运行到下一站的预设RAM模式停车点。这一预设RAM模式停车点可以在下一站的站外的某个停车后便于司机和维护人员进入列车的位置。在条件允许的情况下，也可以实现控制列车停到站台内。在列车进入RAM模式后的从启动到停止的整个过程中，ATP对列车安全进行防护，当列车速度大于安全速度曲线时，由ATP对车辆施加紧急制动。

一个示例性的列车在RAM模式的控制过程如下：

当车载ATP收到中心授权进入RAM模式后，向TCMS输出“RAM模式”高电平与“RAM列车启动”高电平。收到“RAM模式”和“RAM列车启动”命令后，TCMS控制列车以基本恒定速度(例如，25km/h)运行，在此过程中牵引/制动指令及级位由TCMS管理。这一恒定速度是可配置的，并且可以存在一定的偏差(例如±3km/h)，该偏差也是可配置的，例如可根据线路和区间实际情况来配置。

车载ATP系统实时计算当前的列车位置，并可与电子地图线路数据中的预设RAM停车位置信息进行比较。当列车运行至下一站站外的预设RAM模式停车点时，ATP撤销“RAM列车启动”命令，即向TCMS输出“RAM模式”高电平与“RAM列车启动”低电平(该低电平指示“RAM列车停止”)。此时，TCMS按照一定的制动率施加制动指令及级位(最终级位为100％)，控制列车停止。此时，ATP可向BCU发送“保持制动施加指令”。在一个实施例中，当满足保持制动施加条件后，若BCU未接收到来自ATP的“保持制动施加指令”，BCU可主动施加保持制动。

在列车停止后，ATP施加紧急制动，并且不缓解。此时，控制中心的广播调度可安抚乘客，行车调度则安排人员(例如司机和维修人员)上车救援。

随后，司机或维修人员可根据运营规则，现场记录故障现象，随后可尝试断合ATO子系统断路器，重启ATO设备。若故障恢复，则可降级转入CM模式驾驶，当条件满足时可重新升级成全自动驾驶模式(Fully Automatic Operation Mode，FAM)。若故障仍未恢复，则转人工驾驶，由司机驾驶进站对位停车，控制中心的行车调度可安排列车清客，再由司机驾驶列车停放在存车线或返回库内。无论转入哪一种模式，ATP可向TCMS输出“RAM模式”低电平，以解除RAM模式。

图2是根据本发明的一个实施例的用于在列车车载ATO设备故障时控制列车全自动运行的方法200的示例流程图。图2的方法可由列车的车载控制系统来实现。

方法200开始于步骤202，响应于检测到车载ATO设备故障，车载ATP设备可控制列车紧急停车，并向远程的控制中心报告故障信息。

随后，在步骤204，在列车完成紧急停车后，车载ATP设备可向控制中心发送进入受限制自动驾驶RAM模式请求。如之前所描述的，控制中心在接收到进入RAM模式请求之后，可指令列车的车辆系统进行状态自查，并根据自查结果判断列车是否满足进入RAM模式的条件。如果满足，则授权列车进入RAM模式，否则拒绝列车进入RAM模式，并安排人员进行救援。

在步骤206，响应于接收到控制中心的进入RAM模式的授权，车载ATP设备可向列车的TCMS发送“进入RAM模式”指令以及“RAM列车启动”指令。在一个实施例中，“进入RAM模式”指令以及“RAM列车启动”可通过ATP与TCMS之间的硬线来传递，其中“进入RAM模式”硬线上的高电平可指示“进入RAM模式”，低电平指示“退出RAM模式”，而“RAM列车启动”硬线上的高电平可指示“RAM列车启动”，低电平指示“RAM列车停止”。

在步骤208，响应于接收到的“进入RAM模式”指令以及“RAM列车启动”指令，TCMS可控制列车前进至列车目前所在运营区间的下一站的预设RAM模式停车点。例如，TCMS可进行牵引制动级位计算以完成对列车的牵引与制动控制，并控制列车以基本恒定速度前进至预设RAM模式停车点。当列车到达预设RAM模式停车点后，车载ATP设备可向TCMS发送“RAM列车停止”指令，随后TCMS对列车进行制动控制以控制列车停止。此外，如之前提到的，在整个RAM模式期间，车载ATP设备可对列车安全进行防护，并且当监测到列车的实时速度大于安全速度曲线时，车载ATP设备对列车施加紧急制动。

以上描述了本发明针对当前城轨全自动运行系统中列车在运营区间内出现控制端ATO故障导致不能维持自动运行的问题所提出的在列车信号系统中新增了RAM模式的运行方案。在控制端ATO发生故障的列车收到控制中心授权进入RAM模式后，可由车载ATP通过TCMS系统控制列车按照固定限速自动运行到下一站外停车。本发明的方案可以代替故障列车停在区间内等待救援的主流方案，能够减少救援时间，提高运营效率，提升系统的自动化水平。

以上已经描述的内容包括所要求保护主题的各方面的示例。当然，出于描绘所要求保护主题的目的而描述每一个可以想到的组件或方法的组合是不可能的，但本领域内的普通技术人员应该认识到，所要求保护主题的许多进一步的组合和排列都是可能的。从而，所公开的主题旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有这样的变更、修改和变化。