高速铁路站台信息发布系统及方法

IPC分类号 : B61L25/02,G09D1/00

申请号

CN201210218963.X

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专利摘要

本发明公开一种高速铁路站台信息发布系统及方法，预先存储好计划时间表，在计划时间表中记录列车在每0.1秒中需要行驶的里程数，在实际运行之前，根据列车的发车时间和在每一站的停车时间，形成运行时刻表，在运行时刻表中，记录着每0.1s列车应该行驶的里程数。在运行过程中通过对列车精确到秒的调度，保证列车在运行过程中能够精确到秒的到达前方车站，并将其到达车站的时间精确到秒的发布在前方到达站台的信息发布板上。因为列车是按照运行时刻表的规定精确到秒到达站点，因此站台处发布的列车到站信息是精确到秒的。

说明书

技术领域

本发明涉及高速铁路列车调度技术领域，具体涉及一种高速铁路站台信息发布系统及方法。

背景技术

随着社会的快速发展，城市间的交流日益频繁，为了缩短人们往来城市间的旅行时间，我国进行了大规模的高速铁路建设并投入运行，在实际出行过程中，较为突出的一个矛盾就是在站台等车的乘客无法知道即将到站的列车什么时候能够到达，乘客检票完成后进入站台处等车，经常等待十几分钟甚至更长的时间，而在此过程中，乘客无法获知精确到秒的列车的信息，由此给人们的日常出行带来了不便。因此现有技术中很多文献公开了如何通过在站台处设置提示牌来给等车的人们提供线路公交车的实时运行信息。但是现有技术中对于高速铁路列车的调度系统，不能够保证列车能精确到秒的到达每一站，因此现有技术中在站台为乘客提供的列车进站的相关信息并不准确，这主要是现有技术中对列车的调度不精确引起的。

目前高速铁路列车运行调度系统是采用传统铁路的自动闭塞分区原理进行调度的。所谓的闭塞分区就是利用轨道电路把每一段轨道区分开来，每一段轨道形成一个闭塞分区。在每一闭塞分区的起点安装信号灯或虚拟信号灯，当列车进入该闭塞分区的轨道时，该闭塞分区起点的信号灯立即亮红灯或者由虚拟信号灯将红灯状态发送至调度中心进行处理显示，当调度中心判断后续列车距该列车的距离小于或等于安全间隔时，调度中心立即通过通讯模块将信号灯红灯状态发送至即将行至的后续列车的机车上，警示驾驶员立即停车；当后续列车距该列车的距离接近最小安全间隔距离时，调度中心立即通过通讯模块将信号灯黄灯状态发送至即将行至的后续列车的机车上，警示驾驶员减速行驶；后续列车距该列车的距离大于最小安全间隔距离时，调度中心通过通讯模块将信号灯绿灯状态发送至即将行至后续列车的机车上，提示驾驶员以正常速度行驶。

综上，驾驶员在驾驶过程中，都是依靠驾驶员的经验进行驾驶。驾驶员只有在快速列车到达途径站点时才会校对列车实际到站时间与规定到站时间之间的时间差，在列车后续的运行过程中根据该时间差进行列车运行速度的调整。一般情况下，列车实际到站时间与运行时刻表规定的时刻误差在几十秒甚至几分钟，无法做到精确到秒的到达每一停靠站，无法实现向前方站台乘客提供精确到秒的到站信息。

发明内容

本发明所要解决的是现有技术中由于不能保证对高铁列车的精确到秒的调度导致不能为为等车乘客提供精确到秒的列车到站剩余时间的技术问题，进而提供一种能够为乘客提供精确到秒的列车到站剩余时间的高速铁路站台信息发布系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高速铁路站台信息发布系统，包括：设置于调度中心的调度单元和设置于列车上的车载执行单元，及实现所述调度单元与所述车载执行单元数据传输的第一数据通讯单元；

轨道电路检测单元，设置在轨道线路上，将轨道线路划分为若干分区，每一分区的轨道线路具有特定的轨道分区代码Ci，列车行驶在某一分区的轨道线路时，所述轨道电路检测单元将对应的轨道分区代码Ci通过第二数据通讯单元传输至所述车载执行单元；

所述车载执行单元包括：

列车计轴模块，实时检测列车车轮旋转的圈数并结合车轮的周长获取列车实时的行驶里程Si；

数据融合模块，接收所述列车计轴模块记录的列车行驶里程Si和所述第二数据通讯单元传输的列车所在轨道分区的分区代码Ci，将两种数据关联在一起；

所述调度单元包括：

计划时间表生成模块，在列车行驶之前，驾驶员驾驶列车按照规定的速度沿着轨道线路行驶一遍，在此过程中，列车轨道电路检测单元和所述列车计轴模块每隔0.1s记录一次列车所在轨道的分区代码Ci和列车的行驶里程Si，通过所述数据融合模块关联后发送至所述计划时间表生成模块，生成计划时间表；所述计划时间表中记录列车的出发站点和到达站点，同时记录行车时间ti作为基准时间，行车里程Si作为基准里程及轨道分区代码Ci；

计划时间表存储模块，接收所述计划时间表生成模块生成的所有计划时间表并进行存储；

运行时刻表生成模块，接收所述计划时间表存储模块中存储的所有列车线路的计划时间表，根据列车的发车时间和到达每一停靠车站的停车时间生成运行时刻表，所述运行时刻表中记录列车的出发站点和到达站点，同时记录列车运行过程中每0.1s应行驶的基准里程Si及所在的轨道分区代码Ci；

路线示意图显示模块，通过运行时刻表示意图显示所有运行中的列车的行驶路线，所述运行时刻表示意图以基准点表示所述运行时刻表中记录的基准时刻，连接所述基准位置点组成的线段表示行驶路线；

所述车载执行单元还包括：

运行时刻表存储模块，根据当前列车的出发站点、途径站点和到达站点通过所述第一数据通讯单元接收所述运行时刻表生成模块生成的对应车辆的运行时刻表进行存储；

所述数据融合模块接收所述运行时刻表存储模块存储的运行时刻表同时通过所述第二数据通讯单元接收所述轨道电路检测单元检测到的轨道分区代码Ci；当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将所述运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1对应的起始位置的基准里程Si+1修改为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

列车计轴模块，在列车运行过程中，每隔0.1s检测列车车轮旋转的圈数并结合车轮的周长获取列车实时的行驶里程Si，同时通过所述数据融合模块接收所述轨道电路检测单元检测到的轨道分区代码Ci；当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，所述列车计轴模块获取的列车行驶里程清零；

比较判断模块，接收所述数据融合模块输出的实时改写的运行时刻表及所述列车计轴模块输出的列车行驶里程Si；将所述列车行驶里程Si关联到所述运行时刻表中与之距离最近的基准里程所对应的基准时刻TD，获取当前时刻T与所述基准时刻TD之间的偏差值；

偏差显示模块，接收所述比较判断模块输出的偏差值，将其提示给列车驾驶员；

所述路线示意图显示模块，通过所述第一数据通讯单元接收所述比较判断模块输出的数据，获得当前时刻该列车行驶里程数对应的基准时刻T_D，在运行时刻表示意图上将当前时刻T对应的基准位置点与T_D对应的基准位置点区别显示，所述运行时刻表示意图以基准位置点表示所述运行时刻表中记录的基准时刻，连接所述基准位置点组成的线段表示行驶路线；

发布信息提取单元，其信号输入端与所述路线示意图显示模块的信号输出端相连，提取站台信息提示单元所在站台的发布信息，所述发布信息包括最近进站列车的到站剩余时间；

所述提取站台信息提示单元通过第三数据通讯单元接收来自所述发布信息提取单元发送的数据，精确到秒地显示最近进站车辆的到站剩余时间。

系统还包括语音提示模块，接收所述比较判断模块输出的偏差值，将其以声音信号的形式提示给列车驾驶员。

所述偏差显示模块采用液晶显示屏。

所述站台信息提示单元采用电子显示屏。

一种利用上述高速铁路站台信息发布方法，包括如下步骤：

I.生成计划时间表

在列车运行之前，驾驶员驾驶列车沿着轨道线路按照规定的速度行驶，在该过程中，每隔0.1s获取一次列车所处轨道的轨道分区代码Ci以及列车行驶里程Si，将所述轨道分区代码Ci及所述列车行驶里程Si与行驶时间ti关联后形成计划时间表，所述行驶里程Si作为基准里程，所述行驶时间ti作为基准时间；

II.生成运行时刻表

列车发车之前，调取相应路线的计划时间表，根据列车的发车时间以及在每一停靠站的停车时间，将计划时间表中的行驶时间ti修改为对应的北京时间Ti作为基准时刻，生成运行时刻表；

III.整合运行时刻表

在列车行驶过程中，每隔0.1s采集一次列车所处轨道的轨道分区代码Ci以及列车行驶里程Si，根据所述轨道分区代码Ci整合所述运行时刻表：

当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将所述运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1起始位置对应的基准里程Si+1设置为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

IV.生成路线示意图

调度中心根据所述运行时刻表中记录的基准位置、基准里程和基准时刻，采用运行时刻表示意图表示列车的行驶路线，其中以基准位置点表示所述运行时刻表中记录的基准时刻，连接所述基准位置点组成的线段表示行驶路线；

V.采集列车行驶里程

在列车行驶过程中，每隔0.1s检测一次列车实时的行驶里程Si，同时根据轨道分区代码Ci对列车行驶里程进行修正：

当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将列车行驶里程清零；

VI.生成调度信息

S1、判断当前时刻T是否等于该次列车的发车时间；若等于，驾驶员立即发车；否则，判断当前时刻T是否大于发车时间，同时小于到达时间；

S2、若当前时刻T大于发车时间，同时小于到达时间，则判断该次列车已经出发，读取当前时刻列车的行驶里程S_i，否则重复步骤S1；

S3、读取当前列车所处轨道线路的轨道分区代码Ci，，若轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，则执行步骤S4，否则执行步骤S5；

S4、将运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1起始位置对应的基准里程Si+1设置为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

将列车的行驶里程Si清零；

S5、接收列车的行驶里程Si，关联到运行时刻表中与之距离最近的基准里程所对应的基准时刻TD；获取当前时刻T与所述基准时刻TD之间的偏差值；

S6、计算时间偏差值Cw=|T-T_D|，将所述时间偏差值Cw与偏差报警阈值C进行比较：

若Cw≤C时，判断该次列车正常行驶；

若Cw>C，且T-T_D为正值，判断该次列车滞后行驶；

若Cw>C，且T-T_D为负值，判断该次列车超前行驶；

S7、将所述时间偏差值提示给驾驶员；同时，在调度中心通过所述运行时刻表示意图将当前时刻T对应的基准位置点与快速公交车辆当前时刻实际位置或者实际行驶里程所对应的基准时刻T_D所对应的基准位置点区别显示在所述运行时刻表示意图上；

S8、判断当前时刻是否等于到站时刻，若等于则执行步骤VII，若不等于则返回步骤S1；

VII.生成发布信息

提取不同车站的发布信息，所述发布信息包括最近到达预定车站的列车的到站剩余时间，所述到站剩余时间以秒为单位且精确到秒，将所述发布信息发送至对应的车站站台，提示给等车的乘客；

VIII.判断快速公交车是否到达终点站，如果到达终点站则任务结束；否则，返回步骤S1。

所述步骤S7中，还播放语音信号将偏差值播放出来提示给驾驶员。

所述步骤S7中，通过液晶显示屏将偏差值显示出来提示给驾驶员。

所述步骤VII中，通过设置在站台上的用电子显示屏将列车到站剩余时间提示给等车的乘客。

本发明的上述技术方案具有如下优点：

（1）本发明中的高速铁路站台信息发布系统，由于对列车进行精确的调度，保证列车能够按照运行时刻表精确到秒的运行，由此可以保证列车能精确到秒地到达每

一个站点，将列车的到达站点的时间发送到对应站台的站台信息提示单元提示给等车的乘客，由于列车能够精确到秒的到达停靠站点，因此提供给乘客的列车到站剩余时间就是精确到秒的，给等车的乘客带来极大的便利。

（2）在本发明中，将每一轨道分区的起始位置作为对列车进行调度的起点，一旦轨道分区代码发生变化，则通过数据融合模块将所述运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1起始位置对应的基准里程Si+1修正为0并将其后的基准里程数均减去Si+1，同时将列车计轴模块记录的行驶里程清零，由此可以防止由于列车远距离运行所积累的误差，因为每一轨道分区的距离较短，在此区间内列车的行驶里程不会有太大误差，因此以每一轨道分区的起始位置作为对列车进行调度的起点，可以有效减小累计误差，保证对列车进行调度的精度。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明高速铁路站台信息发布系统的系统框图；

图2为本发明高速铁路站台信息发布方法的流程图；

图3为本发明实施例中高速铁路调度方法流程图；

其中附图标记为：1-调度单元，11-计划时间表生成模块，12计划时间表存储模块，13-运行时刻表生成模块，14-路线示意图显示模块，21-第一数据通讯单元，22-第二数据通讯单元，23-第三数据通讯单元，3-车载执行单元，31-运行时刻表存储模块，32-数据融合模块，33-比较判断模块，34-偏差显示模块，35-语音提示模块，36-列车计轴模块，4-轨道电路检测单元，6-站台信息提示单元，7-发布信息提取单元。

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例：

如图1所示，本实施例给出一种高速铁路站台信息发布系统，其包括：设置于调度中心的调度单元和设置于列车上的车载执行单元，及实现所述调度单元与所述车载执行单元间数据传输的第一数据通讯单元；轨道电路检测单元，设置在轨道线路上，将轨道线路划分为若干分区，每一分区的轨道线路具有特定的轨道分区代码Ci，列车行驶在某一分区的轨道线路时，所述轨道电路检测单元将对应的轨道分区代码Ci通过第二数据通讯单元传输至所述车载执行单元；一般情况下，每一个分区的轨道线路的长度大概在1500米-1700米，在本实施例中，以1500米为例。

所述车载执行单元包括：列车计轴模块，实时检测列车车轮旋转的圈数并结合车轮的周长获取列车实时的行驶里程Si；数据融合模块，接收所述列车计轴模块记录的列车行驶里程Si和所述第二数据通讯单元传输的列车所在轨道分区的分区代码Ci，将两种数据关联在一起；

所述调度单元包括：

计划时间表存储模块，接收所述计划时间表生成模块生成的所有计划时间表并进行存储；

如表1给出了一个计划时间表：

表1计划时间表

站点基准时间(单位s) 轨道分区代码基准里程（单位/米）北京南 0 C1 0 ↓ 0.1 C1 2 ↓ 0.2 C1 5 ↓ 0.3 C1 10 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 166.9 C1 1491 ↓ 167.0 C2 1500 ↓ 167.1 C2 1509 ↓ ↓ ↓ ↓ 廊坊 1200 C122 83000

所述调度单元1还包括运行时刻表生成模块13，接收所述计划时间表存储模块中存储的所有列车线路的计划时间表，根据列车的发车时间和到达每一停靠车站的停车时间生成运行时刻表，所述运行时刻表中记录列车的出发站点和到达站点，同时记录列车运行过程中每0.1s应行驶的基准里程Si及所在的轨道分区代码Ci；

针对表1的计划时间表，结合列车的发车时间及到站时间，可得到如表2的运行时刻表，从表1和表2对比可知，运行时刻表与计划时间表相比，就是将行驶时间改为对应的北京时间了。

表2运行时刻表表

站点基准时间（单位s）轨道分区代码基准里程（单位/米）北京南 08:00：0.0 C1 0 ↓ 08:00：0.1 C1 2 ↓ 08:00：0.2 C1 5 ↓ 08:00：0.3 C1 10 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 08:00：46.9 C1 1491 ↓ 08:00：47 C2 1500 ↓ 08:00：47.1 C2 1509 ↓ ↓ ↓ ↓ 廊坊 08:20：0.0 C122 83000

表1和表2只给出了从北京南站到廊坊站的计划时间表和运行时刻表的实施例，但是对于一辆列车来说，沿途要经过多个站点，因此计划时间表和运行时刻表也就有多个。列车无论在任何时刻，到达任何位置，只要已经出发并且还没有到达终点站，都会有对应的计划时间表和运行时刻表。

所述调度单元1中设置有路线示意图显示模块14，通过运行时刻表示意图显示所有运行中的列车的行驶路线，所述运行时刻表示意图以基准点表示所述运行时刻表中记录的基准时刻，连接所述基准位置点组成的线段表示行驶路线；

所述车载执行单元3还包括：运行时刻表存储模块31，根据当前列车的出发站点、途径站点和到达站点通过所述第一数据通讯单元接收所述运行时刻表生成模块生成的对应车辆的运行时刻表进行存储；

所述数据融合模块32接收所述运行时刻表存储模块31存储的运行时刻表同时通过所述第二数据通讯单元22接收所述轨道电路检测单元4检测到的轨道分区代码Ci；当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，将所述运行时刻表中与轨道分区编码Ci+1对应的起始位置的基准里程Si+1修改为0并将其后的基准里程数均减去Si+1；

以表2为例，在运行过程中，当检测到轨道分区代码从C1变化为C2时，C2对应的起始位置为1500米，则将C2起始位置对应的里程清零，并将后续的所有里程数减去1500米，运行时刻表便会做如下变化：

表3 列车驶入轨道分区代码为C2的轨道分区

站点基准时间（单位s）轨道分区代码基准里程（单位/米） ↓ 08:00：47 C2 0 ↓ 08:00：47.1 C2 10 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 廊坊 08:20：00 C122 81500

所述列车计轴模块36，在列车运行过程中，每隔0.1s检测列车车轮旋转的圈数并结合车轮的周长获取列车实时的行驶里程Si，同时通过所述数据融合模块接收所述轨道电路检测单元检测到的轨道分区代码Ci；当所述轨道分区代码Ci变化为Ci+1时，所述列车计轴模块36获取的列车行驶里程清零；

通过比较判断模块33，接收所述数据融合模块32输出的实时改写的运行时刻表及所述列车计轴模块36输出的列车行驶里程Si；将所述列车行驶里程Si关联到所述运行时刻表中与之距离最近的基准里程所对应的基准时刻TD，获取当前时刻T与所述基准时刻TD之间的偏差值；

偏差显示模块34，接收所述比较判断模块33输出的偏差值，将其提示给列车驾驶员；

所述路线示意图显示模块14，通过所述第一数据通讯单元21接收所述比较判断模块33输出的数据，获得当前时刻该列车行驶里程数对应的基准时刻T_D，在运行时刻表示意图上将当前时刻T对应的基准位置点与T_D对应的基准位置点区别显示，所述运行时刻表示意图以基准位置点表示所述运行时刻表中记录的基准时刻，连接所述基准位置点组成的线段表示行驶路线；

发布信息提取单元7，其信号输入端与所述路线示意图显示模块14的信号输出端相连，提取站台信息提示单元6所在站台的发布信息，所述发布信息包括最近进站列车的到站剩余时间；

所述提取站台信息提示单元6通过第三数据通讯单元23接收来自所述发布信息提取单元7发送的数据，精确到秒地显示最近进站车辆的到站剩余时间。

作为优选的实施方式，系统还包括语音提示模块35，接收所述比较判断模块33输出的偏差值，将其以声音信号的形式提示给列车驾驶员。

作为可变的实施方式，所述偏差显示模块34采用液晶显示屏。