区域控制器在通信列车之间的中间筛选的方法
阅读说明：本技术 区域控制器在通信列车之间的中间筛选的方法 (Method for intermediate screening of zone controller between communication trains ) 是由 孙利 陈祥 夏庭锴 左辉 王凌雁 于 2021-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种区域控制器在通信列车之间的中间筛选的方法,包括：当前区域控制器确定上、下游列车是否在其控制内或者与其相邻区域控制器分别控制；包括条件：上游列车静止或向前；下游列车静止；上、下游列车方向相同；上游列车的最小车头位置到下游列车最大车尾位置的距离小于线路上的最小车长；若当前区域控制器确定上、下游列车在其控制内,同时满足上述条件,且满足的时间可以持续列车位置报文的最大有效期,则完成中间筛选；若当前区域控制器与其相邻区域控制器分别控制,同时满足上述条件,且满足的时间可以持续列车位置报文的最大有效期加上相邻两个区域控制器之间报文的最大有效期,则完成中间筛选。该方法能在区域控制器边界处的进行中间筛查。(The invention provides a method for middle screening of a zone controller among communication trains, which comprises the following steps: the current zone controller determines whether the upstream train and the downstream train are controlled in the control of the current zone controller or respectively controlled by the adjacent zone controllers; the method comprises the following conditions: the upstream train is stationary or forward; the downstream train is stationary; the directions of the upstream train and the downstream train are the same; the distance from the minimum head position of the upstream train to the maximum tail position of the downstream train is less than the minimum length of the train on the line; if the current area controller determines that the upstream train and the downstream train are in the control of the current area controller, the conditions are simultaneously met, and the met time can last the maximum validity period of the train position message, finishing intermediate screening; and if the current regional controller and the adjacent regional controller respectively control the current regional controller and the adjacent regional controller, the conditions are simultaneously met, and the met time can last the maximum validity period of the train position message and the maximum validity period of the message between the two adjacent regional controllers, finishing intermediate screening. The method enables intermediate screening at zone controller boundaries.)
技术领域
本发明涉及轨道交通信号安全控制技术领域，特别涉及一种区域控制器在通信列车之间的中间筛选的方法。
背景技术
在轨道交通技术中，列车位置追踪是基于通信的列车控制系统(CBTC)最基本，最重要的功能之一。目前系统中，如图2所示，区域控制器采取两种方式进行列车追踪：
1)当车载系统能够定位且将定位通过报文汇报给区域控制器时，列车追踪依据通信列车汇报位置进行列车位置追踪，VOBC表示车载控制器。
2)当车载系统不能通过通信网络向区域控制器汇报位置时，此时列车为非通信列车，只能通过区段占用状态来进行列车追踪。
并且，为了保证列车的运行安全和运营需求，区域控制器ZC通常需要对两列紧密追踪的通信列车之间的非通信列车进行中间筛查。在现有技术中，中间筛选由一个区域控制器ZC和两个位于同一区域控制器ZC通信范围内的通信列车共同完成。
例如，上游列车Train1和下游列车Train2成功定位之后将自身的位置信息通过车载控制器VOBC发送给区域控制器1，若下列条件均能够满足，则区域控制器1可以确定上游列车Train1和下游列车Train2中间没有非通信列车，从而可以删除上游列车Train1和下游列车Train2之间的非通信车安全防护，完成中间筛选。
条件1：区域控制器1判断是否上游列车Train1的最小车头定位到下游列车Train2最大车尾定位的距离小于线路上的最小车长；
条件2：上游列车Train1的位置报文在区域控制器1当前周期刷新，下游列车Train2的位置报文在区域控制器1当前周期或者上个周期刷新；
条件3：上游列车Train1和下游列车Train2两车的同步时钟小于等于1时。
条件2和条件3均满足时可以确定上游列车Train1和下游列车Train2通信同步，在通信同步的情况下，上游列车Train1和下游列车Train2的当前位置信息可以用来判断两者之间的相对位置，在此种情况下，若满足条件1，即上游列车Train1的最小车头定位到下游列车Train2最大车尾定位的距离小于线路上的最小车长，也即两者之间无法容纳一列车，此时可以删除上游列车Train1和下游列车Train2之间的非通信车安全防护，完成中间筛选。
但是，现有技术存在如下两个缺陷：
1)当两个通信列车位于不同的区域控制器时，区域控制器无法完成中间筛选，从而影响了列车控制系统的运行效率；
2)依赖于线路控制器LC的安全同步时钟，当不存在LC设备时无法完成中间筛选。
因此，有必要提供一种通信列车之间进行中间筛选的方法，可以克服上述两个缺陷。
发明内容
本发明提供了一种区域控制器在通信列车之间的中间筛选的方法，该方法可以在两个通信列车位于不同的区域控制器时完成中间筛选，并且不依赖于线路控制器LC的安全同步时钟。
为实现上述目的和其他相关目的，本发明提供了一种区域控制器在通信列车之间的中间筛选的方法，包括：
S100、当前区域控制器确定上游列车和下游列车是否在其控制内，或者与其相邻区域控制器交互，以确定所述上游列车和所述下游列车分别在所述当前区域控制器和所述相邻区域控制器的控制内；
S200、所述当前区域控制器或者所述相邻区域控制器通过接收的所述上游列车和所述下游列车的VOBC报文确定二者是否同时满足下列条件：所述上游列车静止或向前；所述下游列车静止；所述上游列车和所述下游列车方向相同；所述上游列车的最小车头位置到所述下游列车最大车尾位置的距离小于线路上的最小车长；
S300、若所述当前区域控制器确定所述上游列车和所述下游列车在其控制内，同时满足步骤S200中的条件，且满足的时间可以持续VOBC报文的最大有效期，则所述当前区域控制器删除所述上游列车和所述下游列车之间的非通信车安全防护，完成中间筛选，否则不删除；若所述当前区域控制器与其相邻区域控制器交互，且确定所述上游列车和所述下游列车分别在所述当前区域控制器和所述相邻区域控制器的控制内，同时满足步骤S200中的条件，且满足的时间可以持续VOBC报文的最大有效期加上相邻两个区域控制器之间报文的最大有效期，则所述当前区域控制器删除所述上游列车和所述下游列车之间的非通信车安全防护，完成中间筛选，否则不删除。
优选地，所述中间筛选的方法用于对当前通信列车与其头端和尾端分别对应的第一远端通信列车和第二远端通信列车进行中间筛选，包括：
计算当前通信列车的头端和尾端是否满足中间筛选的条件，若所述当前通信列车的最小车头位置在当前区域控制器内且最小车头位置不后退，则所述头端满足，否则不满足，若所述当前通信列车的最小车尾位置在所述当前区域控制器内且列车静止，则所述尾端满足，否则不满足。
优选地，还包括确定所述第一远端通信列车：
若所述当前通信列车的安全防护沿着车头方向下游的第一个安全防护为通信列车的安全防护，且该通信列车的运行方向与所述当前通信列车相同，且保持静止，则该通信列车为所述第一远端通信列车；
若所述当前通信列车的安全防护沿着车头方向下游的第一个安全防护为非通信列车的安全防护，且所述非通信车的安全防护沿着车头方向下游第一个安全防护为通信列车的安全防护，且该通信列车的运行方向与所述当前通信列车相同，且该通信列车保持静止，则该通信列车为所述第一远端通信列车；
若所述当前通信列车的安全防护沿着车头方向下游为区域控制器的边界且所述当前通信列车的安全防护到所述区域控制器边界之间不存在非通信列车的安全防护或者仅存在一个非通信车的安全防护，考虑以下三种场景：
场景1：相邻区域控制器边界处的第一个安全防护为所述当前通信列车对应的安全防护；第二个安全防护为非通信列车的安全防护，第三个安全防护为另一个根据列车的位置信息更新的通信列车的安全防护且运行方向与所述当前通信列车相同，且保持静止，则该根据列车位置报告更新的通信列车为所述第一远端通信列车；
场景2：相邻区域控制器边界处第一个安全防护为非通信列车的安全防护；第二个安全防护为另一个根据列车位置报告更新的通信列车的安全防护且运行方向与所述当前通信列车相同，且保持静止，则该根据列车位置报告更新的通信列车为所述第一远端通信列车；
场景3：相邻区域控制器边界处第一个安全防护为另一个根据位置报告更新的通信列车的安全防护且运行方向与当前列车相同，且保持静止，则该根据列车位置报告更新的通信列车为所述第一远端通信列车。
优选地，还包括结合所述第一远端通信列车和所述第二远端通信列车计算所述当前通信列车的头端和尾端的中间筛选状态机跳转条件并获取状态机状态。
优选地，所述当前通信列车的头端的中间筛选状态机跳转条件计算和获取状态机状态需考虑如下两种场景：
场景1：所述第一远端通信列车的最小车尾位置在当前区域控制器内；
场景2：所述第一远端通信列车的最小车尾位置在相邻的区域控制器内；
所述当前通信列车的尾端的中间筛选需考虑如下两种场景：
场景1：所述第二远端通信列车的最小车头位置在当前区域控制器内；
场景2：所述第二远端通信列车的最小车头位置在相邻的区域控制器内；
优选地，若所述第一远端通信列车的最小车尾位置在当前区域控制器中，则进入等待所述第一远端通信列车同步状态的条件如下：
a)所述当前通信列车的位置报文有效且位置报告刷新；
b)所述第一远端通信列车的位置报文有效且在本周期刷新或者上个周期刷新；
c)所述当前通信列车的最小车头位置到所述第一远端通信列车的最大车尾位置的距离小于线路上的最小车长；
若上述条件均满足且所述第一远端通信列车的ID保持不变，则所述当前通信列车的头端的中间筛选状态可维持在等待所述第一远端通信列车同步状态；
若所述第一远端通信列车的最小车尾位置在当前区域控制器中，则进入所述第一远端通信列车同步状态的条件如下：
a)等待所述第一远端通信列车同步状态的条件满足；
b)等待所述第一远端通信列车同步状态能够持续保持至少VOBC报文的最大有效期；
c)所述第一远端通信列车的ID保持不变；
进入该状态之后，当前区域控制器可认为所述当前通信列车和所述第一远端通信列车同步，中间不可能有隐藏的非通信列车，可针对所述当前通信列车前方的非通信列车执行删除的操作。
优选地，若所述第一远端通信列车的最小车尾位置在当前区域控制器的相邻区域控制器中，则进入等待相邻区域控制器同步状态条件如下：
a)所述当前通信列车的位置报文有效且刷新；
b)相邻区域控制器的报文有效且在本周期刷新或者上个周期刷新；
c)所述当前通信列车的最小车头位置距离所述当前通信列车下游区域控制器边界距离小于线路上的最小车长；
维持等待相邻区域控制器同步状态条件如下：
a)所述当前通信列车的最小车头位置距离所述当前通信列车下游区域控制器边界距离小于线路上的最小车长；
b)所述第一远端列车的ID和区域控制器边界的ID保持不变；
维持等待相邻区域控制器同步状态之后，当前区域控制器开始针对该边界向相邻区域控制器发送有效的中间筛选信息；
进入等待所述第一远端通信列车同步状态条件如下：
a)进入等待相邻区域控制器同步状态的条件满足；
b)相邻区域控制器发送的中间筛选的列车的ID一个为所述当前通信列车的ID；
c)相邻区域控制器发送的中间筛选的列车的ID另一个为所述第一远端通信列车的ID；
d)报文中的所述第一远端通信列车的最大车尾位置距离边界距离的信息与所述当前通信列车最小车头位置距离区域控制器边界的距离之和小于线路上的最小车长；
维持等待所述第一远端通信列车同步状态条件如下：
a)维持等待相邻区域控制器同步状态的条件成立；
b)进入等待相邻区域控制器同步状态条件中的b,c成立；
c)报文中的所述第一远端通信列车最大车尾位置距离边界距离的信息不变；
维持等待所述第一远端通信列车同步状态之后，当前区域控制器持续针对该边界向相邻区域控制发送有效的中间筛选信息；
进入所述第一远端通信列车同步状态的条件：
a)进入等待所述第一远端列车同步状态条件满足；
b)等待所述第一远端列车同步状态能够持续保持至少报文的最大有效期加上相邻两个区域控制器之间报文的最大有效期；
进入所述第一远端通信列车同步状态之后，当前区域控制器持续针对该边界向相邻区域控制器发送有效的中间筛选信息，若维持等待所述第一远端通信列车同步状态的条件满足，则可一直维持在所述第一远端通信列车同步状态。
优选地，结合非通信列车两侧通信列车的中间筛选状态机，确定是否需要删除该非通信列车的自动防护；
若非通信列车的自动防护满足以下条件则删除该非通信车的自动防护：
a)该非通信列车的自动防护两侧为通信列车的自动防护且运行方向相同；
b)两通信列车靠近非通信列车一端的中间筛选状态机状态均为远端列车同步状态；
c)两通信列车互为对方的远端列车。
综上所述，与现有的技术方案相比能够解决两列紧密追踪的通信列车之间的非通信列车在区域控制器边界处的进行中间筛查问题，从而提高列车控制系统的运行效率；并且，此外该方法不依赖于LC的安全同步时钟，一定程度上降低了系统的复杂度。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的区域控制器在通信列车之间的中间筛选的方法流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的区域控制器在通信列车之间的中间筛选的方法中内部中间筛选删除两个通信列车之间的非通信列车防护的示意图；
图3为本发明一实施例提供的区域控制器在通信列车之间的中间筛选的方法中边间处中间筛选删除两个通信列车之间的非通信列车防护的示意图；
图4为本发明一实施例提供的区域控制器在通信列车之间的中间筛选的方法中中间筛选的状态机转换图。
具体实施方式
以下结合附图1-3和具体实施方式对本发明提出的通信列车之间进行中间筛选的方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
参阅图1，本发明一实施例提供了一种通信列车之间的中间筛选的方法，如图1所示，包括如下步骤：
S100、当前区域控制器确定上游列车和下游列车是否在其控制内或者与其相邻区域控制器交互，以确定所述上游列车和所述下游列车分别在所述当前区域控制器和所述相邻区域控制器的控制内；
S200、所述当前区域控制器或者所述相邻区域控制器通过接收的所述上游列车和所述下游列车的VOBC报文确定二者是否同时满足下列条件：所述上游列车静止或向前；所述下游列车静止；所述上游列车和所述下游列车方向相同；所述上游列车的最小车头位置到所述下游列车最大车尾位置的距离小于线路上的最小车长；
S300、若所述当前区域控制器确定所述上游列车和所述下游列车在其控制内，同时满足步骤S200中的条件，且满足的时间可以持续VOBC报文的最大有效期，则所述当前区域控制器删除所述上游列车和所述下游列车之间的非通信车安全防护，完成中间筛选，否则不删除；若所述当前区域控制器与其相邻区域控制器交互，且确定所述上游列车和所述下游列车分别在所述当前区域控制器和所述相邻区域控制器的控制内，同时满足步骤S200中的条件，且满足的时间可以持续VOBC报文的最大有效期加上相邻两个区域控制器之间报文的最大有效期，则所述当前区域控制器删除所述上游列车和所述下游列车之间的非通信车安全防护，完成中间筛选，否则不删除。
在本实施例中，基于上述原理，以当前通行列车为例，进行它与上游通信列车和下游通信列车的中间筛选，包括如下步骤：
1、计算当前通信列车的头端和尾端进行中间筛选时自身条件；
当前通信列车头端能够进行中间筛选的条件为的最小车头位置在当前区域控制器内且最小车头位置不能向后退；当前通信列车尾端的能够进行中间筛选的条件为列车的最小车尾位置在当前区域控制器内且列车静止。
2、计算当前通信列车的头端和尾端对应的第一远端通信列车和第二远端通信列车；
若步骤1中计算的当前列车中间筛选的自身条件不满足则对应的远端通信列车无效。在计算当前通信列车的头端的对应的第一远端通信列车时需考虑对应的第一远端通信列车保持静止；计算当前通信列车的尾端的对应的第二远端通信列车时需考虑对应的第二远端通信列车不能向后退。
具体而言，必须分情况确定第一远端通信列车和第二远端通信列车：
若当前通信列车的安全防护沿着车头方向下游的第一个安全防护为通信列车的安全防护，且运行方向与当前通信列车相同，则头端对应的第一远端通信列车为该安全防护对应的列车，如图2(a)所示Train1头端对应的第一远端列车为Train2。
若当前通信列车的安全防护沿着车头方向下游的第一个安全防护为非通信列车的安全防护，且该非通信车的安全防护沿着车头方向下游第一个安全防护为通信列车的安全防护，且运行方向与当前通信列车相同，则头端对应的第一远端通信列车为该安全防护对应的列车，如图(b)所示Train1头端对应的第一远端列车为Train2。
若当前通信列车的安全防护沿着车头方向下游为当前区域控制器的边界且当前通信列车的安全防护到当前区域控制器边界之间不存在非通信列车的安全防护或者仅存在一个非通信车的安全防护，且上述当前区域控制器边界对应相邻区域控制器发送的安全防护序列报文满足如下条件，则头端对应的第一远端通信列车为安全防护序列报文中的对应列车，但必须考虑以下三种场景，每一场景对应的条件不同。
Scene1：相邻区域控制器边界处第一个安全防护为当前通信列车对应的安全防护；第二个安全防护为非通信列车的安全防护，第三个安全防护为另一个根据列车的位置信息更新的通信列车的安全防护且运行方向与当前通信列车相同，则第一远端通信列车为相邻区域控制器第三个安全防护对应的列车，如图3(a)所示Train1头端对应的远端列车为通信列车Train1；
Scene2：相邻区域控制器边界处第一个安全防护为非通信列车的安全防护；第二个安全防护为另一个根据列车位置报告更新的通信列车的安全防护且运行方向与所述当前通信列车相同，且保持静止，则该根据列车位置报告更新的通信列车为所述第一远端通信列车；
Scene3：相邻区域控制器边界处第一个安全防护为另一个根据位置报告更新的通信列车的安全防护且运行方向与当前列车相同，且保持静止，则该根据列车位置报告更新的通信列车为所述第一远端通信列车，如图3(b)所示。
3、结合第一、第二远端通信列车，计算当前通信列车头端和尾端的中间筛选状态机跳转条件并获取状态机状态。
当前通信列车的头端的中间筛选需考虑如下两种场景：
a)远端通信列车的最小车尾位置在当前区域控制器内部；
b)远端通信列车的最小车尾位置在相邻的区域控制器当中；
同理，当前通信列车的尾端的中间筛选需考虑如下两种场景：
a)远端通信列车的最小车头位置在当前区域控制器内部；
b)远端通信列车的最小车头位置在相邻的区域控制器当中。
(1)针对当前通信列车的头端的中间筛选，若第一远端通信列车的最小车尾位置在当前区域控制器中，则进入等待第一远端通信列车同步状态的条件如下：
a)当前通信列车的位置报文有效且位置报告刷新；
b)第一远端通信列车的位置报文有效且在本周期刷新或者上个周期刷新；
c)当前通信列车的最小车头位置到第一远端通信列车的最大车尾位置之间的距离小于Train_Prox_Dist，其中，Train_Prox_Dist＝C_Smallest_Train_Length，表示线路中的最小车长。
若上述条件均满足且第一远端通信列车ID保持不变，则头端的中间筛选状态可维持在等待第一远端通信列车同步状态。
针对当前通信列车的头端的中间筛选，若第一远端通信列车的最小车尾位置在当前区域控制器中，则进入第一远端通信列车的同步状态的条件如下：
a)等待第一远端通信列车同步状态的条件满足；
b)等待第一远端通信列车同步状态能够持续保持至少Ct_Max_VOBC_ZC_Delay时间；
c)第一远端通信列车的ID保持不变。
进入该状态之后，当前区域控制器可认为当前通信列车和第一远端通信列车同步，中间不可能有隐藏的非通信列车，可针对该当前通信列车前方的非通信列车执行删除的操作。
针对当前通信列车的尾端的中间筛选，若第二远端通信列车的最小车尾在当前区域控制器中，则处理方法和头端相同。上述处理方法中要求最小车头位置和最小车尾位置均在当前区域控制器中，因此为一个区域控制器内部的中间筛选。
(2)为完成两个跨区域控制器的列车的中间筛选，需要两个相邻区域控制器之间互传边界处中间筛选的列车信息：当前通信列车ID、中间筛选的状态Mid_Sweep_State、最小车头位置距离区域控制器边界的距离信息Head_Mid_Sweep_Dist、最大车尾距离位置距离区域控制器边界的距离信息Tail_Mid_Sweep_Dist和远端列车的ID。
若所述第一远端通信列车的最小车尾位置在当前区域控制器的相邻区域控制器中，则进入等待相邻区域控制器同步状态条件如下：
a)所述当前通信列车的位置报文有效且刷新；
b)相邻区域控制器的报文有效且在本周期刷新或者上个周期刷新；
c)所述当前通信列车的最小车头位置距离所述当前通信列车下游区域控制器边界距离小于线路上的最小车长；
维持等待相邻区域控制器同步状态条件如下：
a)所述当前通信列车的最小车头位置距离所述当前通信列车下游区域控制器边界距离小于线路上的最小车长；
b)所述第一远端列车的ID和区域控制器边界的ID保持不变；
维持等待相邻区域控制器同步状态之后，当前区域控制器开始针对该边界向相邻区域控制器发送有效的中间筛选信息；
进入等待所述第一远端通信列车同步状态条件如下：
a)进入等待相邻区域控制器同步状态的条件满足；
b)相邻区域控制器发送的中间筛选的列车的ID一个为所述当前通信列车的ID；
c)相邻区域控制器发送的中间筛选的列车的ID另一个为所述第一远端通信列车的ID；
d)报文中的所述第一远端通信列车的最大车尾位置距离边界距离的信息与所述当前通信列车最小车头位置距离区域控制器边界的距离之和小于线路上的最小车长；
维持等待所述第一远端通信列车同步状态条件如下：
a)维持等待相邻区域控制器同步状态的条件成立；
b)进入等待相邻区域控制器同步状态条件中的b,c成立；
c)报文中的所述第一远端通信列车最大车尾位置距离边界距离的信息不变；
维持等待所述第一远端通信列车同步状态之后，当前区域控制器持续针对该边界向相邻区域控制发送有效的中间筛选信息；
进入所述第一远端通信列车同步状态的条件：
a)进入等待所述第一远端列车同步状态条件满足；
b)等待所述第一远端列车同步状态能够持续保持至少报文的最大有效期加上相邻两个区域控制器之间报文的最大有效期；
进入所述第一远端通信列车同步状态之后，当前区域控制器持续针对该边界向相邻区域控制器发送有效的中间筛选信息，若维持等待所述第一远端通信列车同步状态的条件满足，则可一直维持在所述第一远端通信列车同步状态，上述状态之间的转换关系可参见图4。
4、结合非通信列车两侧通信列车的中间筛选状态机，确定是否需要删除该非通信列车的自动防护。
若非通信列车的自动防护满足以下条件则删除改非通信车的自动防护：
a)该非通信列车的自动防护两侧为通信列车的自动防护且运行方向相同
b)两通信列车靠近非通信列车一端的中间筛选状态机状态均为远端列车同步状态；
c)两通信列车互为对方的远端列车。
本发明的优点在于与现有的技术方案相比能够解决两列紧密追踪的通信列车之间的非通信列车在区域控制器边界处的进行中间筛查问题，从而提高列车控制系统的运行效率；并且，此外该方法不依赖于LC的安全同步时钟，一定程度上降低了系统的复杂度。
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。
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