[发明专利]一种基于D2D技术的地铁列车控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于D2D技术的地铁列车控制系统及方法，所述的控制系统包括车地通信CBTC和D2D车车通信链路，列车同时通过车地通信CBTC和D2D车车通信链路获取信息计算行车曲线控车。与现有技术相比，本发明具有更可靠、效率更高等优点。

技术领域

本发明涉及于地铁列车控制系统领域，尤其是涉及一种基于D2D技术的地铁列车控制系统及方法。

背景技术

目前既有的CBTC系统主要由车载控制器(VOBC)、区域控制器(ZC)、中心及车站列车自动监控系统(ATS)、计算机联锁(CI)、数据存储单元(DSU)以及信号机、计轴、道岔、应答器等组成。区间运行过程中，VOBC与ZC之间使用WLAN技术实时通信，实现移动自动闭塞。VOBC将设备信息(设备编号、安全参数等)以及动态运行状态信息(包括列车位置、列车运行速度、列车驾驶模式及停车保证等)告知区域控制器ZC，ZC根据从各个子系统获取的信息，计算出移动授权MA并发给每辆车，车载ATP和ATO根据MA计算出速度/位置曲线实现安全控车。

目前大部分CBTC系统使用WLAN通信技术，工作在非授权频段，易受到同频干扰影响业务通信，此外更重要的是由于缺少车对车之间的直接通信通道，地面设备责任重大。若设备故障，控制范围内所有车辆将被迫降级运行，严重影响效率。若设计错误或计算错误，地面设备将错误的前车状态告知后车，将造成安全事故，后果不堪设想。

D2D通信技术是指两个对等的用户节点之间直接进行通信的一种通信方式。D2D工作在授权频段，更加稳定可靠，且作为4G、5G的关键技术之一，其时效性也满足地铁运营需求。故考虑利用D2D技术实现车车通信，结合既有CBTC系统进行控车。

经过检索，中国专利公开号为CN106160859A公开了一种基于可见光通信的CBTC系统，包括设置在车上的设备及设置在地面的设备，设置在车上的设备设有车载可见光通信模块，设置在地面的各设备包括沿行车轨道间隔设置轨旁可见光通信模块，车载可见光通信模块与各轨旁可见光通信模块结构相同：包括用于接收和发送源信号的通信模块、信号发射器和信号接收器；信号发射器包括：调制电路模块，驱动电路模块，LED光源；信号接收器包括：滤光片，光电探测器，前置放大电路模块，解码电路模块，在列车行驶过程中，车载可见光通信模块与轨旁可见光通信模块建立不间断通信连接。它具有通信安全可靠性高、设备投资少、便于工程实现，施工时间短等特点。虽然该发明的CBTC系统不使用无线通信，但是该发明中仅有车地通信，缺少车对车之间的直接通信通道，地面设备责任重大，若设备故障，控制范围内所有车辆将被迫降级运行，严重影响效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于D2D技术的地铁列车控制系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于D2D技术的地铁列车控制系统，该通信系统包括车地通信CBTC和D2D车车通信链路，列车同时通过车地通信CBTC和D2D车车通信链路获取信息计算行车曲线进行控车。

优选的，所述的D2D车车通信链路为：本车与前车之间建立D2D连接，通过自身标识信息及数据安全密钥保证安全性，前车将其速度、位置、方向、与地面设备连接状态信息通过D2D技术告知本车，通过前车给的信息计算出两车相对距离。

优选的，所述的D2D车车通信链路通过列车车头增加接收单元和列车车尾处增加发送单元来实现。

优选的，所述的D2D车车通信链路中的车车之间业务消息是周期性且单向的，通过预配置的方式将设定范围内的多个车辆划分发送信息的时域和频域，用于避免多对车车通信中的同频干扰。

一种所述的基于D2D技术的地铁列车控制系统的方法，包括以下步骤：

步骤1、既有地面设备与本车建立连接，并当本车在区间运行时发送移动授权MA；