[发明专利]一种轨道交通多列车节能协调通信系统

说明书

本发明涉及一种轨道交通多列车节能协调通信系统，包括节能服务器集群，数据域和ATS，其中，数据域与节能服务器集群相互通信连接，以将节能服务器集群的分布式并行计算数据及节能协调计算结果传输给数据域，同时节能服务器集群接收来自数据域的数据；数据域还与ATS相互通信连接后，再分别对应地与多个CBTC链路通信连接，以将节能协调计算结果通过ATS对应地传输给CBTC链路，同时通过ATS接收既有CBTC数据以及来自ATS的调度命令；节能服务器集群还与ATS通信连接，以接收列车运行图数据。与现有技术相比，本发明在既有CBTC链路基础上，通过设置自律分散的节能服务器集群，提高了数据传输速度及传输准确性。

技术领域

本发明涉及列车运行通信控制技术领域，尤其是涉及一种轨道交通多列车节能协调通信系统。

背景技术

基于通信的列车运行控制系统(Communication-based train control，CBTC)是利用高精度列车定位，通过车地双向大容量、连续的数据通信，以实现对列车的连续控制，CBTC系统是一个复杂的分布式控制系统，主要由控制中心设备、车站设备、轨旁设备(包括应答器、计轴设备等)、车载设备和网络通信设备共5大类设备组成，其中，车站设备包括数据存储单元、ZC(Zone controller，区域控制器)、CBI(Computer based interlocking，计算机联锁)、车站ATS(Automatic train supervision，列车自动监控)设备等。

在实际的CBTC场景下，单列车的ATO(Automatic train operation，列车自动运行)系统是在ATP(Automatic train protection，列车自动防护)系统的防护下，根据ATS的指令，通过与列车进行数据通信，从而完成列车自动运行，当多列车共同运行时，需要在多列车之间进行协调通信，使得多列车能够在既有运行图约束下，能够实现多列车运行能耗最低，现有的多列车节能协调通信大多采用集中通信方法，即统一收集各列车的运行数据，并将收集的列车运行数据再传输给当前运行的列车，由当前运行的列车根据接收的数据再进行节能协调控制计算，这种方法虽然能够全面可靠地进行数据收集与传输，但也存在以下问题：

1、集中通信方式存在数据量大、传输速度慢的问题，使得数据不能实时进行更新及传输，数据传输实时性差，一旦数据量超过阈值范围，则会导致整个通信系统发生崩溃，此外，集中通信方式也存在后期扩展和维护困难的问题；

2、由于采用统一收集和传输的方式，使得多列车之间的数据通信存在对象不明确的问题，容易发生数据丢失或数据冗余的情况。

以上问题均不利于后续各列车准确地进行节能协调控制计算，甚至引发多列车运行混乱的问题。

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轨道交通多列车节能协调通信系统，基于现有的CBTC框架体系，根据自律分散理论，提出一种分布式通信系统，能够实时可靠地进行多列车数据通信，从而为后续多列车节能协调控制计算提供有效的数据支撑。

其中，自律分散(Autonomous decentralized system，ADS)是东京工业大学森欣司教授受到分子生物学的启示而提出的分布式系统概念，旨在解决集中式系统中央计算机终止运行导致整个系统瘫痪，以及进行系统扩展与维护时需要关闭整个系统的问题。ADS是由原子节点(Atom)、基于内容代码(Content code，CC)的数据驱动和数据域(Data field，DF)组成的，节点是ADS最基本的自律单元，数据域则是ADS的信息传播空间。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种轨道交通多列车节能协调通信系统，包括分布式布置的节能服务器集群，数据域和ATS，所述数据域与节能服务器集群相互通信连接，以将节能服务器集群的分布式并行计算数据及节能协调计算结果传输给数据域，同时节能服务器集群接收来自数据域的数据；