一种基于表示信息的行车许可轨道区段计算方法

林 峰1，2

(1．北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；

2．北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070）

摘要：提出一种基于车站表示信息的行车许可轨道区段计算方案，详细论述计算方法，分析该方案的优点和限制条件，给出具体的计算案例。与现有方案相比，该方案具有较强的通用性、适应性和较低的数据依赖性。

关键词：CTC；行车许可；轨道区段显示

DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2017.06.001

基金项目：中国铁路总公司重点课题项目（2017X001-F）

1 问题的提出

调度集中（Centralized Traffic Control，CTC）是对列车和调车作业进行指挥和管理的重要系统。无线闭塞中心（Radio Block Center，RBC）是保证高速铁路列车运行安全、可靠、高效的关键装备之一。当高速铁路列车由CTCS-3级列控系统控车时，CTC系统显示对应列车的行车许可（Movement Authority，MA）信息。该信息是调度员指挥和管理高速铁路列车运行的重要信息。

RBC根据列车数据、联锁信息、临时限速等信息生成行车许可，并通过RBC-CTC接口发送给CTC。CTC收到相关信息后，转换为轨道区段信息，并在站场图上对应位置以灰色外包线形式显示。

《RBC-CTC接口规范（V1.0）》规定RBC-CTC间的两种接口方案，其中关于RBC向CTC传送行车许可信息的形式和内容有所不同。在接口方案一中，RBC向CTC传送行车许可信息位于列车动态信息部分，相关字段包括：前方信号标志牌（机）编号、列车行车许可末端信号牌（机）编号、行车许可途径的信号牌（机）编号。在接口方案二中，RBC向CTC传送的行车许可信息位于列车数据部分，相关字段包括：列车位置、列车行车许可末端所处位置。比较可知，两种方案都包括列车位置和行车许可末端位置，方案一还包括行车许可途径的信号牌信息。此外，两种方案中，RBC都以信号牌（机）编号形式向CTC发送位置信息，该编号可与闭塞分区或信号机直接关联，但不能直接转换为站内轨道区段，包括股道、无岔、道岔及其方向。

为此，CTC需要一种将RBC传送的行车许可转换为轨道区段的解决方案，该方案可适用于以上两种接口方案，并可将信号牌编号转换为站内股道、无岔、道岔及其方向。

2 现有解决方案

现有CTC计算行车许可轨道区段方案如下。

1）输入值：行车许可途径信号牌，定义列车行车许可轨道区段列表，初始化为空。

2）将途径信号牌转换为闭塞分区或信号机。

3）将2）得到的闭塞分区加入行车许可轨道区段列表。

4）对于2）得到的信号机，遍历全部两两组合情况，如果该组合为进路始终端信号机，则该进路所有区段加入行车许可轨道区段列表。

5）输出值：列车行车许可轨道区段列表。

现有方案存在以下几点问题。

该方案仅适用于RBC-CTC接口方案一。对于接口方案二，还需使用其他方案作为补充。

该方案仅适用于基本进路。对于较为复杂的组合进路、变更进路，只考虑始终端信号机，无法得出正确的行车许可轨道区段。对于具有多个进路信号机的更加通用的场景，必须同时考虑信号机的不同排列顺序，这将大大增加算法复杂度。

该方案依赖于静态进路表数据。这不仅增加对现场数据部署的要求，更增加错误数据导致计算轨道区段列表失败和错误的风险。

该方案计算复杂度为N2，其中N表示行车许可途径信号牌数量。

3 一种基于表示信息的解决方案

提出一种基于表示信息的行车许可轨道区段计算方案。该方案仅使用RBC列车数据中的列车位置和行车许可末端位置信息，结合轨道区段的表示信息，无需静态进路表数据，可适应各种复杂的站场，具有较低的计算复杂度。

3.1 算法

具体算法描述如下。

1）输入值：列车位置、行车许可末端位置，定义列车行车许可轨道区段列表，初始化为空。

2）列车位置所在轨道区段加入行车许可轨道区段列表。

3）从列车位置向前查找，如果下一轨道区段是行车许可末端位置轨道区段，则计算结束，转4）；否则，将下一轨道区段设备加入行车许可轨道区段列表，判断下一轨道区段设备类型。

如果下一轨道区段设备是闭塞分区、股道、无岔，则按原方向继续查找，转3）。

如果下一轨道区段设备是道岔，判断道岔表示信息是否有效如下。

a.如果道岔表示信息有效，当道岔处于定位时，按定位方向继续查找。当道岔处于反位时，按反位方向继续查找，转3）。

b.如果道岔表示信息无效，则查找失败。

如果下一轨道区段设备是其他类型，则查找失败。

4）输出值：列车行车许可轨道区段列表。

该算法流程如图1所示。

计算列车行车许可轨道区段的时机如下。

1）列车位置、行车许可末端位置发生变化。当列车位置、行车许可末端位置发生变化时，对应轨道区段列表必然发生变化，此时需重新计算轨道区段列表。对于RBC-CTC接口方案一，行车许可途径信号牌发生变化时，列车位置或行车许可末端位置必然发生变化，因此可不必单独考虑行车许可途径信号牌变化引起的轨道区段列表变化。对应的实际运用场景包括：添加新的列车、列车正常运行、信号机开放或关闭、RBC计算行车许可变化等。

2）表示信息发生变化。当软件启动后，首次收到表示信息，或超时后再次收到表示信息，如果已收到RBC传送的列车数据，则需要重新计算轨道区段列表。

3.2 计算示例

使用该方案计算行车许可轨道区段列表举例如下。

当列车行车许可完全位于区间时，轨道区段列表自列车位置至行车许可末端位置顺序查找，如图2所示。

当列车行车许可从站内正线通过时，相关道岔处于定位，轨道区段列表按道岔定位方向查找，如3图所示。

当列车行车许可从站内侧线通过时，相关道岔处于反位，轨道区段列表按道岔反位方向查找，如图4所示。

为清晰展示行车许可显示效果，上述示例站场中隐去相关轨道的锁闭、低频码等无关状态。

3.3 优点

本方案优点如下。

本方案适用于RBC-CTC接口方案一和方案二。因计算过程仅使用列车位置和行车许可末端位置，不使用行车许可途径信号牌编号，故具有通用性。

本方案基于道岔实时方向信息，可适用于各种站型和进路类型。因站内的列车行车许可建立在进路已经锁闭的基础之上，故行车许可走向必然沿着道岔实时方向，可适用于各种复杂的车站和进路场景。

本方案不使用静态进路表数据，有利于减轻现场数据部署的工作强度，提高软件适应性及保证计算结果的正确性。

本方案计算复杂度为N，其中N表示行车许可途径信号牌数量。方案采用从列车位置至行车许可末端位置顺序查找的计算方式，且遇到道岔时可根据表示信息确定唯一查找方向，故计算量与行车许可途径信号牌数量呈线性关系。

3.4 限制条件

本方案相关限制条件分析如下。

当车站无表示信息时，因缺少道岔实时方向，可能无法计算行车许可轨道区段。但由于计算轨道区段结果也用于站场表示信息显示，故无表示信息，同时缺少行车许可显示不会对站场显示产生影响。

计算行车许可轨道区段的软件模块应与RBC具有相同的车站覆盖范围。在本方案中，如果列车位置、行车许可末端位置之一不在软件模块管辖范围内，则无法计算完整的轨道区段列表。

通过分析，以上限制条件不会对实际运用产生不利影响，或可以通过一定的手段加以避免，故本方案是切实可行的。

4 结束语

本文提出了一种基于车站表示信息的计算列车行车许可轨道区段方案，该方案具有适用范围广、数据依赖度低、计算复杂度低等优点，已成功应用于长昆高铁（云南段），取得了良好效果。

参考文献

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（收稿日期：2017-04-10）

原文转自铁路通信信号工程技术公众号，仅供学习参考