兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统

摘要

本发明提供一种兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统，包括：应用输入层、应用功能层、应用输出层和主调用模块；应用功能层包括C2ATO及CBTC两种制式列车运行控制系统的车载ATP系统具备的全部功能模块；应用输入/输出层均兼容两种制式列车运行控制系统内部及外围的所有接口；主调用模块在本系统按预设周期运行过程中先通过应用输入层各接口由外部获取数据信息并发给应用功能层中相对应各个功能模块，再依次调用各个功能模块使其根据接收的数据信息执行当前制式下的处理功能并将处理后的输出信息发给应用输出层，最后通过应用输出层的各接口将输出信息对外发送。可实现一套车载系统控制列车运行过程中两制式间无缝切换，保证运输效率，使列车高效运行。

权利要求

1.一种兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统，包括：应用输入层、应用功能层、应用输出层和主调用模块；

所述应用功能层包括C2ATO及CBTC两种制式的列车运行控制系统的车载ATP系统所具备的全部功能模块；

所述应用输入层和所述应用输出层均兼容C2ATO及CBTC两种制式的列车运行控制系统内部及外围的所有接口；

所述主调用模块，用于在本系统按照预设周期的运行过程中先调用所述应用输入层，通过所述应用输入层中的各接口由外部获取数据信息并发送给所述应用功能层中相对应的各个功能模块，然后依次调用所述应用功能层中相对应的各个功能模块，使所述各个功能模块根据接收的数据信息执行当前制式下的处理功能并将所述各个功能模块处理后的输出信息发送给所述应用输出层，最后调用所述应用输出层，通过所述应用输出层中的各接口将接收的输出信息对外发送。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应用输入层包括：兼容输入模块、C2ATO独立输入模块和CBTC独立输入模块；

所述兼容输入模块，用于利用C2ATO和CBTC两种制式共有的接口由外部接收数据信息，并发送给所述应用功能层中相对应的功能模块；

所述C2ATO独立输入模块，用于利用C2ATO制式独有的接口由外部接收数据信息，并发送给所述应用功能层中相对应的功能模块；

所述CBTC独立输入模块，用于利用CBTC独有的接口由外部接收数据信息，并发送给所述应用功能层中相对应的功能模块。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述兼容输入模块，包括：TCMS接收处理模块，用于接收并处理来自车辆TCMS系统的硬线与MVB网络接口的数据；

ZC/RBC接收处理模块，用于接收并处理来自地面设备区域控制器ZC/无线闭塞中心RBC的数据；

ATO接收处理模块，用于接收并处理来自车载子系统ATO的数据；

MMI接收处理模块，用于接收并处理来自车载子系统MMI的数据；

测速模块，用于接收并处理来自测速设备的数据；

应答器接收处理模块，用于接收并处理来自轨道线路上应答器的数据。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述C2ATO独立输入模块，包括：GSMR接收处理模块，用于通过GSMR无线接口接收并处理来自临时限速服务器的无线数据；

TCR接收处理模块，用于通过TCR轨道电路接口接收并处理来自轨道电路系统的闭塞分区数据。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述CBTC独立输入模块，包括：ATS接收模块，用于接收并处理来自ATS系统的运营计划数据；

CI接收模块，用于接收并处理来自地面计算机联锁系统CI的数据；

CCOV接收处理模块，用于接收并处理来自车载通信控制CCOV的红蓝网数据；

配置文件数据模块，用于读取并处理来自车载设备硬件的配置文件数据。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应用输出层包括：兼容输出模块、C2ATO独立输出模块和CBTC独立输出模块；

所述兼容输出模块，用于利用C2ATO和CBTC两种制式共有的接口，对外部发送数据信息；

所述C2ATO独立输出模块，用于利用C2ATO制式独有的接口，对外部发送数据信息；

所述CBTC独立输出模块，用于利用CBTC独有的接口，对外部发送数据信息。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述兼容输出模块，包括：ATO发送处理模块，用于处理并发送给车载子系统ATO的数据；

MMI发送处理模块，用于处理并发送给车载子系统MMI的数据；

记录系统模块，用于处理并发送给记录系统的数据；

BTM发送处理模块，用于处理并发送给应答器传输模块BTM的数据；

TCMS发送处理模块，用于处理并发送给车辆系统TCMS的数据；

ZC/RBC发送处理模块，用于处理并发送给地面系统ZC/RBC的数据。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述C2ATO独立输出模块，包括：GSMR发送处理模块，用于处理并发送给临时限速服务器的无线数据；

TCR发送处理模块，用于处理并发送给轨道电路系统的数据。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述CBTC独立输出模块，包括：ATS发送模块，用于处理并发送给ATS系统的数据；

CI发送模块，用于处理并发送给地面计算机联锁CI的数据；

MSS发送模块，用于处理并发送给维护记录系统MSS的数据；

CCOV发送模块，用于处理并发送给车载通信控制CCOV的红蓝网数据。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应用功能层，包括：列车位置管理模块，用于执行列车定位与位置校正的应用逻辑；

曲线管理模块，用于执行列车运行过程中限速曲线的计算功能；

级别模式管理模块，用于列车运行级别与运行模式的转换与管理功能；

折返换端管理模块，用于控制列车执行人工或自动折返的应用功能；

停站管理模块，用于管理列车停站状态、车门闭合状态、门使能状态的应用功能；

通信管理模块，用于执行列车通信任务与通信状态的管理功能；

安全防护模块，用于执行列车超速防护与状态异常防护的应用逻辑；

制式切换管理模块，用于执行CBTC与C2ATO之间制式切换的应用逻辑；

ATP状态管理模块，用于执行车载子系统ATP软件服务状态的监督与管理功能；

启动注销管理模块，用于管理列车的启动与注销；

校时模块，用于执行列车运行过程中的时间校时。

说明书

兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统。

背景技术

[0002] 中国列车控制系统(CTCS)和基于通信的列车运行控制系统(CBTC)是目前我国轨道交通运行控制领域应用广泛的两种系统，前者应用于干线铁路，后者应用于城市轨道交
通。发展基于车载互联互通平台的智能化列车运行控制技术，将实现列车运行控制的高度
智能化与自动化；发展更广阔范围互联互通的列车运行控制系统，兼容CBTC、CTCS等不同制
式的运行，实现不同制式间的不停车无缝切换，将有效提高运输效率，为区域交通一体化提
供重要技术支撑。

[0003] 无论CTCS系统还是CBTC系统，其均为单种制式的列车运行控制系统，装备单种制式列车运行控制系统的车辆只能在满足其制式要求的轨道线路上运行。单种制式下的互联
互通运营方式，只解决了单一制式下，不同厂商的车载信号系统在该制式下的轨道线路上
的交互运营问题。相较于单种制式互联互通的运营方式，城市内轨道交通与城际铁路的接
驳，对整体运营效率的提升、运营成本的减少，都有重要的意义。但由于CTCS系统和CBTC系
统在定位、车地通信、模式、行车方式等方面的不同以及地面设备的差异化，目前不能实现
两种制式间的互联互通。

发明内容

[0004] 针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统。

[0005] 本发明实施例提供一种兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统，包括：应用输入层、应用功能层、应用输出层和主调用模块；

[0006] 所述应用功能层包括C2ATO及CBTC两种制式的列车运行控制系统的车载ATP系统所具备的全部功能模块；

[0007] 所述应用输入层和所述应用输出层均兼容C2ATO及CBTC两种制式的列车运行控制系统内部及外围的所有接口；

[0008] 所述主调用模块，用于在本系统按照预设周期的运行过程中先调用所述应用输入层，通过所述应用输入层中的各接口由外部获取数据信息并发送给所述应用功能层中相对
应的各个功能模块，然后依次调用所述应用功能层中相对应的各个功能模块，使所述各个
功能模块根据接收的数据信息执行当前制式下的处理功能并将所述各个功能模块处理后
的输出信息发送给所述应用输出层，最后调用所述应用输出层，通过所述应用输出层中的
各接口将接收的输出信息对外发送。

[0009] 本发明实施例提供的兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统，包括：应用输入层、应用功能层、应用输出层和主调用模块，应用功能层包括C2ATO及CBTC两种制式的列车运行控制系
统的车载ATP系统所具备的全部功能模块；应用输入层和应用输出层均兼容C2ATO及CBTC两
种制式的列车运行控制系统内部及外围的所有接口；主调用模块在本系统按照预设周期的
运行过程中先调用应用输入层，通过应用输入层中的各接口由外部获取数据信息并发送给
应用功能层中相对应的各个功能模块，然后依次调用应用功能层中相对应的各个功能模
块，使所述各个功能模块根据接收的数据信息执行当前制式下的处理功能并将所述各个功
能模块处理后的输出信息发送给应用输出层，最后调用应用输出层，通过应用输出层中的
各接口将接收的输出信息对外发送，由此，实现了一套车载系统控制列车运行过程中两制
式间的无缝切换，保证运输效率，使列车高效运行

附图说明

[0010] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根
据这些附图获得其他的附图。

[0011] 图1为本发明一实施例提供的一种兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统的结构示意图；

[0012] 图2为本发明一实施例提供的应用输入层的结构示意图；

[0013] 图3为本发明一实施例提供的应用功能层的结构示意图；

[0014] 图4为本发明一实施例提供的应用输出层的结构示意图。

具体实施方式

[0015] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0016] 图1示出了本发明一实施例提供的一种兼容C2ATO及CBTC的车载ATP(列车自动防护)系统的结构示意图，如图1所示，本实施例的兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统，包括：应
用输入层、应用功能层、应用输出层和主调用模块；

[0017] 所述应用功能层包括C2ATO及CBTC两种制式的列车运行控制系统的车载ATP系统所具备的全部功能模块；

[0018] 所述应用输入层和所述应用输出层均兼容C2ATO及CBTC两种制式的列车运行控制系统内部及外围的所有接口；

[0019] 所述主调用模块，用于在本系统按照预设周期的运行过程中先调用所述应用输入层，通过所述应用输入层中的各接口由外部获取数据信息并发送给所述应用功能层中相对
应的各个功能模块，然后依次调用所述应用功能层中相对应的各个功能模块，使所述各个
功能模块根据接收的数据信息执行当前制式下的处理功能并将所述各个功能模块处理后
的输出信息发送给所述应用输出层，最后调用所述应用输出层，通过所述应用输出层中的
各接口将接收的输出信息对外发送。

[0020] 需要说明的是，CTCS‑2+ATO(列车自动驾驶系统)，简称C2ATO。

[0021] 在具体应用中，举例来说，在通过所述应用输入层中的各接口由外部获取数据信息之后，可以将由外部获取的数据信息组织成结构体形式发送给所述应用功能层中相对应
的各个功能模块

[0022] 在具体应用中，举例来说，在使所述各个功能模块根据接收的数据信息执行当前制式下的处理功能之后，可以将所述各个功能模块处理后的输出信息按照结构体形式发送
给所述应用输出层。

[0023] 本发明实施例提供的兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统，包括：应用输入层、应用功能层、应用输出层和主调用模块，应用功能层包括C2ATO及CBTC两种制式的列车运行控制系
统的车载ATP系统所具备的全部功能模块；应用输入层和应用输出层均兼容C2ATO及CBTC两
种制式的列车运行控制系统内部及外围的所有接口；主调用模块在本系统按照预设周期的
运行过程中先调用应用输入层，通过应用输入层中的各接口由外部获取数据信息并发送给
应用功能层中相对应的各个功能模块，然后依次调用应用功能层中相对应的各个功能模
块，使所述各个功能模块根据接收的数据信息执行当前制式下的处理功能并将所述各个功
能模块处理后的输出信息发送给应用输出层，最后调用应用输出层，通过应用输出层中的
各接口将接收的输出信息对外发送，由此，解决了不同制式下的模式兼容、功能通用、交互
接口统一、车地接口融合、标准化数据记录等关键问题，实现了一套车载系统控制列车运行
过程中两制式间的无缝切换，保证运输效率，使列车高效运行。

[0024] 可以理解的是，本实施例所述兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统，应实现两种制式(C2ATO及CBTC)的全部完整功能，并满足各制式下的技术规范要求，兼容C2ATO与CBTC的列
车运行控制系统的ATP软件功能总体可概括为保护行车安全、保护和辅助乘客、辅助列车运
行、辅助驾驶、提供技术支持5个基本功能。CBTC系统采用无线、应答器接口实现车地信息传
输；C2ATO系统采用轨道电路、无线和应答器接口实现车地信息传输；车载设备兼容这两种
制式，应同时具备无线、应答器、轨道电路这几种车地信息传输手段，并能够在对应的区域
使用相应的车地信息接口，以准确汇报行车状态并接收地面控制指令；线路之间交互道岔
状态、区段占用信号机、照查状态、上电锁闭状态等信息应统一格式与接口，实现列车之间
平稳切换。

[0025] 本实施例根据模块化开发的特点，对上述的功能和接口进行分解、兼容合并，基于模块化的形式设计车载ATP软件架构,相比于传统ATP子系统软件在进行功能设计时专线专
用的限制性，使应用功能进一步实现了独立开发设计，降低了程序复杂度和降低了软件功
能调试的难度，提高了系统可维护性和可移植性、复用性。

[0026] 进一步地，在上述实施例的基础上，可参考图2，本实施例所述应用输入层可以包括：兼容输入模块、C2ATO独立输入模块和CBTC独立输入模块；

[0027] 所述兼容输入模块，用于利用C2ATO和CBTC两种制式共有的接口由外部接收数据信息，并发送给所述应用功能层中相对应的功能模块；

[0028] 所述C2ATO独立输入模块，用于利用C2ATO制式独有的接口由外部接收数据信息，并发送给所述应用功能层中相对应的功能模块；

[0029] 所述CBTC独立输入模块，用于利用CBTC独有的接口由外部接收数据信息，并发送给所述应用功能层中相对应的功能模块。

[0030] 具体地，所述兼容输入模块，可以包括：

[0031] TCMS接收处理模块，用于接收并处理来自车辆TCMS(列车控制和管理系统)系统的硬线与MVB(多功能车辆总线)网络接口的数据；

[0032] ZC/RBC接收处理模块，用于接收并处理来自地面设备ZC(区域控制器)/RBC(无线闭塞中心)的数据；

[0033] ATO接收处理模块，用于接收并处理来自车载子系统ATO的数据；

[0034] MMI接收处理模块，用于接收并处理来自车载子系统MMI(多媒体交互系统)的数据；

[0035] 测速模块，用于接收并处理来自测速设备如速度传感器与雷达等的数据；

[0036] 应答器接收处理模块，用于接收并处理来自轨道线路上应答器的数据。

[0037] 具体地，所述C2ATO独立输入模块，可以包括：

[0038] GSMR接收处理模块，用于通过GSMR无线接口接收并处理来自临时限速服务器的无线数据；

[0039] TCR接收处理模块，用于通过TCR(轨道电路读取装置)轨道电路接口接收并处理来自轨道电路系统的闭塞分区等数据。

[0040] 具体地，所述CBTC独立输入模块，可以包括：

[0041] ATS接收模块，用于接收并处理来自ATS(列车自动监督)系统的运营计划等数据；

[0042] CI接收模块，用于接收并处理来自地面CI(计算机联锁系统)的数据；

[0043] CCOV接收处理模块，用于接收并处理来自CCOV(Communication Controller On Vehicle，车载通信控制器)的红蓝网数据；

[0044] 配置文件数据模块，用于读取并处理来自车载设备硬件的配置文件数据。

[0045] 对于兼容输入模块，以应答器接收处理模块为例，应答器接收处理模块在运行过程中通过BTM(应答器传输单元)天线接收地面的全部应答器信息，根据不同制式下应答器
报文的差异性给接收到的数据添加相应制式的标记，然后应答器接收模块将标记信息一并
传给应用功能层中相对应的功能模块(如位置管理模块)，应用功能层中相对应的功能模块
则根据制式标记，执行相应制式下的处理。对于独立输入模块，则直接将获取到的信息传给
需要该信息的应用功能层中相对应的功能模块。按照兼容合并、独立分解的原则将应用输
入层架构细化为共有模块、独立模块，减少了不同制式间的重复接口降低了软件接口冗杂
性，同时也降低了硬件设备接口设计的繁复性，

[0046] 进一步地，在上述实施例的基础上，可参考图3，本实施例所述应用功能层，可以包括：

[0047] 列车位置管理模块，用于执行列车定位与位置校正的应用逻辑；

[0048] 移动授权管理模块，用于执行列车定位与位置校正的应用逻辑；

[0049] 曲线管理模块，用于执行列车运行过程中限速曲线的计算功能；

[0050] 级别模式管理模块，用于列车运行级别与运行模式的转换与管理功能；

[0051] 折返换端管理模块，用于控制列车执行人工或自动折返的应用功能；

[0052] 停站管理模块，用于管理列车停站状态、车门状态、门使能的应用功能；

[0053] 通信管理模块，用于执行列车通信任务与通信状态的管理功能；

[0054] 安全防护模块，用于执行列车超速防护与状态异常防护的应用逻辑；

[0055] 制式切换管理模块，用于执行CBTC与C2ATO之间制式切换的应用逻辑；

[0056] ATP状态管理模块，用于执行车载子系统ATP软件服务状态的监督与管理功能；

[0057] 启动注销管理模块，用于管理列车的启动与注销；

[0058] 校时模块，用于执行列车运行过程中的时间校时。

[0059] 可以理解的是，所述应用功能层兼容C2ATO与CBTC的列车运行控制系统的制式识别、制式切换由制式切换管理模块进行逻辑处理，控制ATP软件执行对应制式下的应用功
能；应用功能层各模块内部则根据当前制式调用相应的输入信息实现相应制式下的功能。

[0060] 进一步地，在上述实施例的基础上，可参考图4，本实施例所述应用输出层可以包括：兼容输出模块、C2ATO独立输出模块和CBTC独立输出模块；

[0061] 所述兼容输出模块，用于利用C2ATO和CBTC两种制式共有的接口，对外部发送数据信息；

[0062] 所述C2ATO独立输出模块，用于利用C2ATO制式独有的接口，对外部发送数据信息；

[0063] 所述CBTC独立输出模块，用于利用CBTC独有的接口，对外部发送数据信息。

[0064] 具体地，所述兼容输出模块，可以包括：

[0065] ATO发送处理模块，用于处理并发送给车载子系统ATO的数据；

[0066] MMI发送处理模块，用于处理并发送给车载子系统MMI的数据；

[0067] 记录系统模块，用于处理并发送给记录系统的数据；

[0068] BTM发送处理模块，用于处理并发送给应答器传输模块BTM的数据；

[0069] TCMS发送处理模块，用于处理并发送给车辆系统TCMS的数据；

[0070] ZC/RBC发送处理模块，用于处理并发送给地面系统ZC/RBC的数据。

[0071] 具体地，所述C2ATO独立输出模块，可以包括：

[0072] GSMR发送处理模块，用于处理并发送给临时限速服务器的无线数据；

[0073] TCR发送处理模块，用于处理并发送给轨道电路系统的数据。

[0074] 具体地，所述CBTC独立输出模块，可以包括：

[0075] ATS发送模块，用于处理并发送给ATS系统的数据；

[0076] CI发送模块，用于处理并发送给地面计算机联锁CI的数据；

[0077] MSS发送模块，用于处理并发送给MSS(维护记录系统)的数据；

[0078] CCOV发送模块，用于处理并发送给车载通信控制CCOV的红蓝网数据。

[0079] 以MMI发送处理模块为例，MMI发送处理模块从相应的应用功能层获取要组包的数据后，根据当前所运行的制式，将数据组包为该制式下的接口形式，再对外发送。按照合并、
分解的原则将应用输出层架构细化为共有模块、独立模块，可减少不同制式间的重复接口，
降低软件接口冗杂性和硬件设备接口设计的繁复性。

[0080] 本发明实施例提供的兼容C2ATO及CBTC的车载ATP系统，瞄准城际铁路与城市轨道交通的互联互通的需求，突破不同制式下的模式兼容、统一人机交互、车地接口融合等关键
技术，解决了不同制式下的模式兼容、功能通用、交互接口统一、车地接口融合、标准化数据
记录等关键问题，实现了一套车载系统控制列车运行过程中两制式间的无缝切换，保证运
输效率，使列车高效运行。

[0081] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单
元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其
中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性
的劳动的情况下，即可以理解并实施。

[0082] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上
述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该
计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指
令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施
例或者实施例的某些部分所述的方法。

[0083] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；
而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。