一種列車定位裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種列車定位裝置，所述裝置包含載頻信息接收器以及列車定位器。本發(fā)明還公開了一種列車定位方法，所述方法包含以下步驟：載頻信息獲?。槐O(jiān)測(cè)獲取到的所述載頻信息是否發(fā)生變化；當(dāng)所述載頻信息發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)所述載頻信息獲取對(duì)應(yīng)的區(qū)段交接點(diǎn)位置，并獲取所述載頻信息發(fā)生變化時(shí)的列車測(cè)距位置；基于所述區(qū)段交接點(diǎn)位置以及所述列車測(cè)距位置定位所述列車。本發(fā)明的定位方法，最大限度的減少了人工操作的介入，不僅最大限度的避免了誤操作，同時(shí)也避免了操作時(shí)機(jī)對(duì)定位精度的影響；相較與現(xiàn)有技術(shù)，利用本發(fā)明的定位裝置以及方法得到的定位結(jié)果，其準(zhǔn)確性以及精度都大大提高。
【專利說明】一種列車定位裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域，具體說涉及一種列車定位裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]列車定位技術(shù)是列車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱:LKJ)的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。當(dāng)列車定位誤差較大時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致列車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)中的防止列車冒進(jìn)、防止列車超速等與列車位置密切相關(guān)功能失效。因此列車定位的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到列車的運(yùn)行安全。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，主要有如下對(duì)列車進(jìn)行定位的方法:
[0004](I)在始發(fā)車站發(fā)車時(shí)，人工設(shè)定好當(dāng)前車站、車次等行車參數(shù)后，在規(guī)定的開車對(duì)標(biāo)地點(diǎn)，進(jìn)行人工開車對(duì)標(biāo)操作，確定列車發(fā)車位置；
[0005](2)在列車運(yùn)行途中，依據(jù)速度傳感器的速度信息，進(jìn)行測(cè)距計(jì)算，實(shí)時(shí)定位列車當(dāng)前所在位置；
[0006](3)在列車運(yùn)行途中，依據(jù)接收到的軌道電路信息進(jìn)行處理，基于軌道電路絕緣節(jié)位置進(jìn)行列車位置修正；
[0007](4)在列車運(yùn)行途中，當(dāng)定位誤差較大時(shí)，通過人工操作輔助修正列車位置。
[0008]上述對(duì)列車進(jìn)行定位的方式存在如下問題:
[0009]首先，方式(I)和(4)需要人工操作介入，不僅誤操作率較高，并且在列車運(yùn)行速度較高時(shí)，操作時(shí)機(jī)將直接影響到定位精度；
[0010]其次，方式(2)基于速度傳感器的測(cè)速結(jié)果進(jìn)行位置計(jì)算，由于存在空轉(zhuǎn)、輪滑、輪徑磨損等因素帶來的測(cè)速誤差，因此定位誤差較大；
[0011]再次，方式(3)采用絕緣節(jié)位置校正列車位置，需要對(duì)絕緣節(jié)進(jìn)行精確的識(shí)別，絕緣節(jié)處理延遲時(shí)間將直接影響到列車定位的準(zhǔn)確性；
[0012]另外，方式(3)中絕緣節(jié)信號(hào)僅表示列車越過絕緣節(jié)點(diǎn)，當(dāng)誤差達(dá)到一個(gè)分區(qū)距離甚至更大時(shí)，存在絕緣節(jié)點(diǎn)位置錯(cuò)誤匹配的可能。
[0013]因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中列車定位方法存在的問題，需要研究一種新的列車定位方法及系統(tǒng)，從而提升列車的定位準(zhǔn)確性以及定位精度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)車定位方法存在的問題，本發(fā)明提出了一種列車定位裝置，所述裝置包含:
[0015]載頻信息接收器，用于獲取載頻信息并輸出；
[0016]列車定位器，其與所述載頻信息接收器相連，用于基于所述載頻信息定位列車。
[0017]在一實(shí)施例中，所述列車定位器包含:
[0018]載頻信息分析模塊，其與所述載頻信息獲取模塊相連，用于監(jiān)測(cè)所述載頻信息并根據(jù)所述載頻信息輸出對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)結(jié)果、區(qū)段信息或區(qū)段交接點(diǎn)位置；
[0019]測(cè)距信息獲取模塊，其與所述載頻信息分析模塊相連，用于基于所述監(jiān)測(cè)結(jié)果輸出所述列車當(dāng)前的列車測(cè)距位置或所述列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段信息；
[0020]定位模塊，其與所述載頻信息分析模塊以及所述測(cè)距信息獲取模塊相連，用于校正并輸出所述列車的定位或輸出錯(cuò)誤警報(bào)。
[0021 ] 在一實(shí)施例中，所述定位模塊包括:
[0022]誤差范圍獲取單元，其包含外部輸入接口，用于基于外部輸入數(shù)據(jù)獲取定位誤差范圍或區(qū)段誤差范圍；
[0023]誤差獲取單元，其與所述載頻信息分析模塊以及所述測(cè)距信息獲取模塊相連，用于獲取所述列車的定位誤差或區(qū)段誤差；
[0024]誤差分析單元，其與所述誤差獲取單元以及所述誤差范圍獲取單元相連，用于基于所述定位誤差范圍或所述區(qū)段誤差范圍分析所述定位誤差或所述區(qū)段誤差并輸出所述定位誤差的分析結(jié)果；
[0025]定位校正單元，其與所述誤差分析單元以及誤差獲取單元相連，用于基于所述分析結(jié)果校正所述列車的定位；
[0026]錯(cuò)誤報(bào)警單元，其與所述誤差分析單元相連，用于基于所述分析結(jié)果輸出錯(cuò)誤警報(bào)。
[0027]在一實(shí)施例中，所述列車定位器還包含區(qū)段匹配分析模塊，其與所述載頻信息分析模塊、測(cè)距信息獲取模塊以及定位模塊相連，用于分析來自所述載頻信息分析模塊以及所述測(cè)距信息獲取模塊的區(qū)段信息并輸出分析結(jié)果。
[0028]在一實(shí)施例中，基于列車運(yùn)行監(jiān)控裝置構(gòu)造所述列車定位器，基于機(jī)車信號(hào)主機(jī)構(gòu)造所述載頻信息接收器。
[0029]本發(fā)明還提出了一種列車定位方法，所述方法包含以下步驟:
[0030]載頻信息獲取步驟，獲取載頻信息并輸出；
[0031]監(jiān)測(cè)載頻信息步驟，監(jiān)測(cè)獲取到的所述載頻信息是否發(fā)生變化；
[0032]獲取位置步驟，當(dāng)所述載頻信息發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)所述載頻信息獲取對(duì)應(yīng)的區(qū)段交接點(diǎn)位置，并獲取所述載頻信息發(fā)生變化時(shí)的列車測(cè)距位置；
[0033]列車定位步驟，基于所述區(qū)段交接點(diǎn)位置以及所述列車測(cè)距位置定位列車。
[0034]在一實(shí)施例中，在所述獲取位置步驟中，根據(jù)變化前以及變化后的所述載頻信息確定列車運(yùn)行路線上對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相互交接的區(qū)段，從而獲取所述區(qū)段交接點(diǎn)位置。
[0035]在一實(shí)施例中，所述列車定位步驟包含以下步驟:
[0036]獲取定位誤差范圍步驟，基于所述列車的實(shí)際情況獲取所述列車的定位誤差范圍；
[0037]獲取定位誤差步驟，根據(jù)所述列車測(cè)距位置以及所述區(qū)段交接點(diǎn)位置獲取所述列車的定位誤差；
[0038]誤差分析步驟，基于所述定位誤差范圍分析所述定位誤差，從而得到所述定位誤差的分析結(jié)果；
[0039]定位校正步驟，當(dāng)所述定位誤差的分析結(jié)果為所述定位誤差在所述定位誤差范圍之內(nèi)時(shí)，基于所述定位誤差對(duì)所述列車進(jìn)行定位校正，從而定位所述列車。
[0040]在一實(shí)施例中，所述列車定位步驟還包含定位錯(cuò)誤報(bào)警步驟，當(dāng)所述定位誤差的分析結(jié)果為所述定位誤差在所述定位誤差范圍之外時(shí)，發(fā)出定位錯(cuò)誤警報(bào)。
[0041]在一實(shí)施例中，在所述獲取定位誤差范圍步驟中，基于軌道區(qū)段長(zhǎng)度、載頻確認(rèn)時(shí)間以及列車運(yùn)行速度確定所述定位誤差范圍。
[0042]在一實(shí)施例中，所述方法還包含區(qū)段匹配判斷步驟，所述區(qū)段匹配判斷步驟包含以下步驟:
[0043]區(qū)段獲取，當(dāng)所述載頻信息沒有發(fā)生變化時(shí)獲取所述載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段以及當(dāng)前的所述列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段；
[0044]區(qū)段匹配判斷，對(duì)比所述載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段以及當(dāng)前的所述列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段從而得到對(duì)比結(jié)果；
[0045]區(qū)段誤差分析，當(dāng)所述載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段以及當(dāng)前的所述列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段不一致時(shí)獲取并分析當(dāng)前的所述列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段誤差從而得到所述區(qū)段誤差的分析結(jié)果；
[0046]區(qū)段錯(cuò)誤報(bào)警，基于所述區(qū)段誤差的分析結(jié)果輸出錯(cuò)誤警報(bào)。
[0047]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0048]本發(fā)明的定位方法，最大限度的減少了人工操作介入，不僅最大限度的避免了誤操作，同時(shí)也避免了操作時(shí)機(jī)對(duì)定位精度的影響；
[0049]相較與現(xiàn)有技術(shù)，利用本發(fā)明的定位裝置以及方法得到的定位結(jié)果，其準(zhǔn)確性以及精度都大大提聞。
[0050]本發(fā)明的其它特征或優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述。并且，本發(fā)明的部分特征或優(yōu)點(diǎn)將通過說明書而變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而被了解。本發(fā)明的目的和部分優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的步驟來實(shí)現(xiàn)或獲得。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0051]附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0052]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的執(zhí)行流程圖；
[0053]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例列車運(yùn)行示意圖；
[0054]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的部分執(zhí)行流程圖；
[0055]圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0056]圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此本發(fā)明的實(shí)施人員可以充分理解本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程并依據(jù)上述實(shí)現(xiàn)過程具體實(shí)施本發(fā)明。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0058]在現(xiàn)有技術(shù)中，通常利用列車軌道提供載頻信息。由于不同的線路區(qū)段的列車軌道所提供的載頻信息是不同的。因此當(dāng)列車行駛在不同的線路區(qū)段上時(shí)，其獲取到的載頻信息也是不同的。也就是說，當(dāng)列車經(jīng)過線路區(qū)段的交接點(diǎn)時(shí)，其獲取到的載頻信息會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。本發(fā)明的定位方法通過分析獲取到的載頻信息的變化來確定列車所通過的線路區(qū)段交接點(diǎn)，從而定位列車。
[0059]接下來基于流程圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的一實(shí)施例的具體執(zhí)行過程。附圖的流程圖中示出的步驟可以在包含諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行。雖然在流程圖中示出了各步驟的邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
[0060]由于本發(fā)明的定位方法基于對(duì)載頻信息分析來確定區(qū)段連接點(diǎn)位置，從而定位列車。因此如圖1所示，執(zhí)行本發(fā)明的方法首先要執(zhí)行步驟S100，獲取載頻信息。由于本發(fā)明的定位方法需要分析載頻信息的變化，因此在執(zhí)行步驟SlOO后，則執(zhí)行步驟S101，監(jiān)測(cè)獲取到的載頻信息是否發(fā)生變化。理想狀態(tài)下，在步驟SlOO中，系統(tǒng)不間斷的接收獲取載頻信息，從而在步驟SlOl中系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)載頻信息是否發(fā)生變化。但在本實(shí)施例中，為降低功耗，系統(tǒng)以特定的時(shí)間間隔獲取載頻信息。即在步驟SlOl中，通過判斷當(dāng)前時(shí)刻獲取到的載頻信息與上一時(shí)刻獲取到的載頻信息相比是否一致來監(jiān)測(cè)載頻信息是否發(fā)生變化。
[0061]在本實(shí)施例中，當(dāng)載頻信息沒有發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)持續(xù)執(zhí)行步驟SlOO以及步驟SlOl0當(dāng)載頻信息發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)即可以進(jìn)行下一步操作。在本實(shí)施例中，接下來執(zhí)行步驟S131，獲取區(qū)段交接點(diǎn)位置。在步驟S131中，根據(jù)變化前以及變化后的載頻信息確定列車運(yùn)行路線上對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相互交接的區(qū)段，從而獲取對(duì)應(yīng)的區(qū)段交接點(diǎn)位置。在本實(shí)施例中，先根據(jù)當(dāng)前獲取的載頻信息確定當(dāng)前區(qū)段，然后根據(jù)上一時(shí)刻獲取的載頻信息確定上一區(qū)段，從而確定當(dāng)前區(qū)段與上一區(qū)段連接的區(qū)段交接點(diǎn)。
[0062]當(dāng)載頻信息發(fā)生變化時(shí)，列車正好通過區(qū)段連接點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)判斷載頻信息發(fā)生變化時(shí)，對(duì)應(yīng)的區(qū)段連接點(diǎn)位置就是列車當(dāng)前所處的位置。由于每個(gè)區(qū)段交接點(diǎn)都有其固定的位置(可以從路線數(shù)據(jù)中查到)。因此當(dāng)載頻信息發(fā)生變化時(shí)，基于對(duì)應(yīng)區(qū)段連接點(diǎn)位置即可以完成這一時(shí)刻列車的精確定位。
[0063]不難理解，理想狀態(tài)下，當(dāng)載頻信息發(fā)生變化時(shí)，列車正好通過區(qū)段連接點(diǎn)。但是在列車實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由于載頻信息的獲取以及分析不能瞬時(shí)完成，即系統(tǒng)獲取并判斷載頻信息發(fā)生變化的過程需要一定的時(shí)間來完成。因此在利用區(qū)段交接點(diǎn)定位列車時(shí)需要加入校正步驟。
[0064]在本實(shí)施例中，將軌道信號(hào)發(fā)生變化的實(shí)際時(shí)刻(即列車正好通過區(qū)段連接點(diǎn)的時(shí)刻)到系統(tǒng)判斷出軌道信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的這段延遲定義為載頻確認(rèn)時(shí)間。以相應(yīng)區(qū)段連接點(diǎn)作為起點(diǎn)，由于當(dāng)系統(tǒng)判斷出軌道信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，列車已經(jīng)運(yùn)行一段特定距離(載頻確認(rèn)時(shí)間*列車當(dāng)前速度)。因此當(dāng)系統(tǒng)判斷出軌道信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，列車的實(shí)際位置應(yīng)該是相應(yīng)的區(qū)段連接點(diǎn)位置在列車運(yùn)行方向上加上特定距離(載頻確認(rèn)時(shí)間*列車當(dāng)前速度)。
[0065]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的絕緣節(jié)校正校正技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明在基于區(qū)段連接點(diǎn)位置定位列車的過程中考慮到了載頻信息確認(rèn)時(shí)間，從而避免了類似絕緣節(jié)處理延遲時(shí)間等識(shí)別因素對(duì)列車定位的影響。同時(shí)由于區(qū)段連接點(diǎn)位置的確定性和唯一性，因此即使定位誤差達(dá)到一個(gè)分區(qū)距離甚至更大時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤匹配的情況。相較于現(xiàn)有技術(shù)，利用本發(fā)明的定位方法獲取到的定位結(jié)果，其精度和準(zhǔn)確性都大大提高。
[0066]由于基于區(qū)段連接點(diǎn)定位只能在列車經(jīng)過區(qū)段連接點(diǎn)時(shí)進(jìn)行，無法做到持續(xù)的實(shí)時(shí)定位。因此本發(fā)明的定位方法還采用了測(cè)距定位法。本發(fā)明的定位方法以區(qū)段連接點(diǎn)定位為基準(zhǔn)，對(duì)測(cè)距定位進(jìn)行定位校正，從而提高最終的定位結(jié)果精度以及定位準(zhǔn)確度。
[0067]基于上述原理，本實(shí)施例在執(zhí)行步驟S131的同時(shí)，還執(zhí)行步驟S130，獲取載頻信息發(fā)生變化時(shí)的列車測(cè)距位置。在步驟S130中，采用測(cè)距定位法獲取載頻信息發(fā)生變化時(shí)的列車測(cè)距位置，即基于載頻信息發(fā)生變化前所述列車的運(yùn)行速度以及運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)來計(jì)算列車在載頻信息發(fā)生變化前運(yùn)行的距離從而確定載頻信息發(fā)生變化時(shí)列車所處的位置，進(jìn)而獲取載頻信息發(fā)生變化時(shí)的列車測(cè)距位置。
[0068]在現(xiàn)有技術(shù)環(huán)境下，由于測(cè)距定位法需要依據(jù)速度傳感器的測(cè)速結(jié)果進(jìn)行定位，存在由速度傳感器的測(cè)速誤差導(dǎo)致的定位誤差。因此步驟S130中存在獲取到的列車測(cè)距位置與基于區(qū)段交接點(diǎn)位置定位的列車位置不一致的情況。
[0069]本發(fā)明的定位方法根據(jù)對(duì)比分析載頻信息變化時(shí)的列車測(cè)距位置以及相應(yīng)的區(qū)段交接點(diǎn)位置來獲取定位誤差，利用定位誤差對(duì)列車的定位進(jìn)行校正。不難理解，當(dāng)獲取到的列車定位誤差過大，超出合理范圍時(shí)，是無法進(jìn)行正常的定位校正的。此時(shí)說明數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或測(cè)距功能不正常，甚至列車的定位系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤。基于上述原因，在本實(shí)施例中，首先要判斷定位誤差是否合理。
[0070]接下來執(zhí)行步驟S150，獲取定位誤差。在本實(shí)施例中，定位誤差是載頻信息變化時(shí)的列車測(cè)距位置與利用區(qū)段交接點(diǎn)位置確定的列車位置之間的距離。然后執(zhí)行步驟S140，獲取定位誤差范圍。在步驟S140中，基于軌道區(qū)段長(zhǎng)度等因素確定合理的定位誤差范圍?；诋?dāng)前的軌道區(qū)段長(zhǎng)度定義定位誤差范圍為100米。即以利用區(qū)段交接點(diǎn)位置確定的列車位置為起點(diǎn)，分別向前以及向后延伸100作為定位誤差范圍。
[0071]如圖2所示，標(biāo)記210的直線代表列車A的運(yùn)行路線，空心箭頭220的方向代表列車的運(yùn)行方向。標(biāo)記200指示的點(diǎn)為列車運(yùn)行路線210上的一線路區(qū)段交接點(diǎn)。考慮到載頻確認(rèn)時(shí)間，當(dāng)系統(tǒng)判定載頻信息發(fā)生變化時(shí)，列車A的實(shí)際位置應(yīng)該是點(diǎn)201處。點(diǎn)201與點(diǎn)200之間的距離為載頻確認(rèn)時(shí)間*列車當(dāng)前速度。
[0072]以點(diǎn)201為起點(diǎn)，按照行車方向向前延伸100米到點(diǎn)203，向后延伸100米到點(diǎn)202。點(diǎn)202和點(diǎn)203之間這段用斜線標(biāo)注的運(yùn)行路線即為對(duì)應(yīng)線路區(qū)段交接點(diǎn)200的定位誤差范圍。以點(diǎn)200為零點(diǎn)，列車運(yùn)行方向?yàn)檎?，這段距離即表示為負(fù)(100米-載頻確認(rèn)時(shí)間*列車當(dāng)前速度)到正(100米+載頻確認(rèn)時(shí)間*列車當(dāng)前速度)。同時(shí)，按照列車的運(yùn)行方向，當(dāng)列車A在載頻信息變化時(shí)的列車測(cè)距位置在區(qū)段交接點(diǎn)200前方時(shí)，定位誤差為正值，反之為負(fù)值。
[0073]在本實(shí)施例中，定位誤差范圍是基于列車當(dāng)前的實(shí)際情況實(shí)時(shí)確定的。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，可以根據(jù)列車運(yùn)行的具體情況，為定位誤差范圍取一固定值，從而減小列車定位過程中的計(jì)算量。
[0074]接著執(zhí)行步驟S151，誤差分析，基于定位誤差范圍分析定位誤差，從而得到定位誤差的分析結(jié)果。在本實(shí)施例中，基于圖2描述，則是判斷當(dāng)載頻信息變化時(shí)，列車A的列車測(cè)距位置是否處于點(diǎn)202以及點(diǎn)203之間。如果列車A的列車測(cè)距位置處于點(diǎn)202以及點(diǎn)203之間，則定位誤差在定位誤差范圍內(nèi)。
[0075]當(dāng)定位誤差的分析結(jié)果為定位誤差在定位誤差范圍之內(nèi)時(shí)，執(zhí)行步驟S160，定位校正，基于定位誤差對(duì)列車進(jìn)行定位校正，從而定位列車。在本實(shí)施例中，基于定位誤差對(duì)列車測(cè)距定位得到的定位結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，從而得到更高精度，更高準(zhǔn)確度的列車定位結(jié)果。本發(fā)明的定位方法的上述過程，不需要人工操作接入，不僅最大限度避免了誤操作，同時(shí)也避免了操作時(shí)機(jī)對(duì)定位精度的影響。
[0076]當(dāng)定位誤差的分析結(jié)果為定位誤差在定位誤差范圍之外時(shí)，執(zhí)行步驟S170，定位錯(cuò)誤報(bào)警步驟，發(fā)出定位錯(cuò)誤警報(bào)。在本實(shí)施例中，在發(fā)出警報(bào)的同時(shí)采取相應(yīng)的導(dǎo)向安全處理，如:提示列車位置不正常、清除正在調(diào)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、輸出最大常用制動(dòng)等。
[0077]基于圖1所示流程的本發(fā)明的實(shí)施例只有在列車通過區(qū)段交接點(diǎn)時(shí)才對(duì)定位誤差進(jìn)行判斷，但是在列車實(shí)際運(yùn)行時(shí)，當(dāng)列車實(shí)際運(yùn)行位置還未到達(dá)區(qū)段交接點(diǎn)時(shí)，基于測(cè)距定位獲得的列車測(cè)距位置可能已存在定位誤差。為了盡可能早的發(fā)現(xiàn)定位誤差并判定定位誤差是否超出誤差范圍，本發(fā)明的另一實(shí)施例的定位方法還包含區(qū)段匹配判斷步驟。
[0078]圖3所示為本發(fā)明的一實(shí)施例的實(shí)施流程的一部分。虛線框內(nèi)的步驟即是區(qū)段匹配判斷步驟的詳細(xì)執(zhí)行過程。在圖3所示的實(shí)施例中，首先依次執(zhí)行步驟SlOO以及步驟S101，獲取載頻信息的分析結(jié)果。其具體執(zhí)行過程以及當(dāng)載頻信息發(fā)生變化后的執(zhí)行步驟與圖1所示的流程相同，這里就不多加贅述。
[0079]當(dāng)載頻信息沒有發(fā)生變化時(shí)，執(zhí)行步驟S301以及步驟S302，獲取載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段的區(qū)段信息以及當(dāng)前列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段的區(qū)段信息。不難理解，如果列車測(cè)距位置沒有定位誤差，那么載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段的區(qū)段信息和當(dāng)前列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段的區(qū)段信息應(yīng)當(dāng)是相同的。反之，如果區(qū)段信息不同，則說明存在定位誤差。
[0080]基于上述原理，接下來執(zhí)行步驟S311，區(qū)段匹配判斷步驟，判斷載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段的區(qū)段信息以及當(dāng)前列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段的區(qū)段信息是否一致。如果判斷結(jié)果是一致，則返回繼續(xù)執(zhí)行步驟SlOO以及步驟SlOl。
[0081]定義列車運(yùn)行方向上當(dāng)前載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段的終點(diǎn)為前方區(qū)段交接點(diǎn)。當(dāng)載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段的區(qū)段信息以及所述當(dāng)前列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段的區(qū)段信息不一致時(shí)，則說明雖然經(jīng)由載頻信息判斷列車尚未通過前方區(qū)段交接點(diǎn)但是經(jīng)由列車測(cè)距位置判斷列車已通過前方區(qū)段交接點(diǎn)。定義經(jīng)由列車測(cè)距定位獲取的列車測(cè)距位置到前方區(qū)段交接點(diǎn)位置之間的距離為區(qū)段誤差。
[0082]當(dāng)步驟S311的判斷結(jié)果為不一致時(shí)，首先執(zhí)行步驟S321，根據(jù)當(dāng)前的載頻信息獲取前方區(qū)段交接點(diǎn)位置。在執(zhí)行步驟S321的同時(shí)執(zhí)行步驟S322，獲取當(dāng)前的列車測(cè)距位置。緊接著執(zhí)行步驟S331，獲取區(qū)段誤差。并且執(zhí)行步驟S332，定義區(qū)段誤差的誤差范圍。
[0083]在本實(shí)施例中，如圖2所示，假設(shè)列車A當(dāng)前獲取到的載頻信息所對(duì)應(yīng)的區(qū)段為點(diǎn)200后方的區(qū)段(列車運(yùn)行方向?yàn)榍胺?。點(diǎn)200為當(dāng)前載頻信息所對(duì)應(yīng)的區(qū)段的終點(diǎn)(前方區(qū)段連接點(diǎn))。在列車獲取的載頻信息沒有發(fā)生變化時(shí)，則說明經(jīng)由載頻信息判斷列車尚未通過點(diǎn)200。如果此時(shí)列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段信息與載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段信息不一致，則說明經(jīng)由列車測(cè)距定位判斷列車已經(jīng)通過點(diǎn)200。
[0084]在本實(shí)施例中，類似定位誤差范圍，區(qū)段誤差的誤差范圍基于列車的實(shí)際運(yùn)行情況決定。取100米為區(qū)段誤差的誤差范圍，即在列車行進(jìn)方向上點(diǎn)200到點(diǎn)200前方100米的范圍。由于列車測(cè)距位置的獲取時(shí)間是在系統(tǒng)進(jìn)行載頻信息變化判定之后，考慮到載頻確認(rèn)時(shí)間，在誤差范圍中添加特定距離(載頻確認(rèn)時(shí)間*列車當(dāng)前速度)。如圖2所示，最終的區(qū)段誤差的誤差范圍為點(diǎn)200到點(diǎn)203。
[0085]接下來就可以執(zhí)行步驟S341，分析區(qū)段誤差。如果區(qū)段誤差在區(qū)段誤差的誤差范圍之內(nèi)(即當(dāng)前的列車測(cè)距位置在點(diǎn)200與203之間)，則返回繼續(xù)執(zhí)行步驟SlOO以及S101，繼續(xù)進(jìn)行載頻信息的獲取與分析。如果區(qū)段誤差在區(qū)段誤差的誤差范圍之外，則執(zhí)行步驟S170，輸出錯(cuò)誤警報(bào)。
[0086]基于上述定位方法本發(fā)明還提出了一種列車的定位裝置。下面結(jié)合結(jié)構(gòu)框圖具體描述本發(fā)明一實(shí)施例的定位裝置的構(gòu)成。如圖4所示，定位裝置包含載頻信息接收器401以及列車定位器402。列車定位器402包含載頻信息分析模塊411。載頻信息接收器401獲取載頻信息并將載頻信息輸出到與其相連的載頻信息分析模塊411。載頻信息分析模塊411監(jiān)測(cè)接收到的載頻信息并輸出對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)結(jié)果、區(qū)段信息或區(qū)段交接點(diǎn)位置。
[0087]列車定位器402還包含測(cè)距信息獲取模塊412，區(qū)段匹配分析模塊414以及定位模塊413。其中:測(cè)距信息獲取模塊412與載頻信息分析模塊411相連；區(qū)段匹配分析模塊414與載頻信息分析模塊411以及測(cè)距信息獲取模塊412相連；定位模塊413與區(qū)段匹配分析模塊414、載頻信息分析模塊411以及測(cè)距信息獲取模塊412相連。
[0088]定位模塊413包含誤差獲取單元421、誤差范圍獲取單元422、誤差分析單元423、定位校正單元424以及錯(cuò)誤報(bào)警單元425。其中:誤差獲取單元421與載頻信息分析模塊411以及測(cè)距信息獲取模塊412相連；誤差范圍獲取單元422包含外部輸入接口并且誤差范圍獲取單元422與誤差獲取單元421共同連接到誤差分析單元423 ;定位校正單元424與誤差獲取單元421以及誤差分析單元423相連；錯(cuò)誤報(bào)警單元425與誤差分析單元423相連。
[0089]在本實(shí)施例中，定位裝置包含定位狀態(tài)以及區(qū)段匹配判斷狀態(tài)兩種不同的工作模式。根據(jù)載頻信息分析模塊411所獲得的載頻信息監(jiān)測(cè)測(cè)結(jié)果的不同，定位裝置處于不同的工作模式。接下來針對(duì)載頻信息分析模塊411的不同監(jiān)測(cè)結(jié)果分別進(jìn)行描述。
[0090](I)當(dāng)載頻信息分析模塊411監(jiān)測(cè)接收到的載頻信息沒有發(fā)生變化時(shí)，定位裝置處于區(qū)段匹配判斷狀態(tài)。
[0091]載頻信息分析模塊411輸出與載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段信息到區(qū)段匹配分析模塊414。與此同時(shí)，測(cè)距信息獲取模塊412也輸出當(dāng)前的列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段信息到區(qū)段匹配分析模塊414。區(qū)段匹配分析模塊414分析載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段信息以及當(dāng)前的列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段信息是否一致。當(dāng)信息一致時(shí)，定位模塊413維持待機(jī)狀態(tài)，定位裝置繼續(xù)獲取并分析載頻信息。
[0092]當(dāng)載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段信息以及當(dāng)前的列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段信息不一致時(shí)，區(qū)段匹配分析模塊414激活定位模塊413并使其進(jìn)入?yún)^(qū)段匹配判斷狀態(tài)。與此同時(shí)，載頻信息分析模塊411與載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段交接點(diǎn)位置(此時(shí)區(qū)段交接點(diǎn)位置為載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段的終點(diǎn)位置)到誤差獲取單元421，測(cè)距信息獲取模塊412也輸出當(dāng)前的列車測(cè)距位置到誤差獲取單元421。
[0093]在區(qū)段匹配判斷狀態(tài)下，誤差獲取單元421根據(jù)區(qū)段交接點(diǎn)位置以及列車測(cè)距位置獲取區(qū)段誤差并將區(qū)段誤差輸出到誤差分析單元423。誤差范圍獲取單元422基于外部輸入的數(shù)據(jù)獲取當(dāng)前的區(qū)段誤差范圍并將區(qū)段誤差范圍輸出到誤差分析單元423。誤差分析單元423分析區(qū)段誤差是否在區(qū)段誤差范圍內(nèi)。當(dāng)定位誤差在定位誤差范圍內(nèi)時(shí)，定位裝置繼續(xù)獲取并分析載頻信息，定位模塊413再次進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)定位誤差在定位誤差范圍外時(shí)，誤差分析單元423激活錯(cuò)誤報(bào)警單元425從而發(fā)出錯(cuò)誤警報(bào)。
[0094](2)當(dāng)載頻信息分析模塊411監(jiān)測(cè)接收到的載頻信息發(fā)生變化時(shí)，定位裝置進(jìn)入定位狀態(tài)。
[0095]載頻信息分析模塊411輸出載頻信息變化信號(hào)到測(cè)距信息獲取模塊412以及定位模塊413。此時(shí)測(cè)距信息獲取模塊412以及定位模塊413進(jìn)入定位狀態(tài)，同時(shí)區(qū)段匹配分析模塊414待機(jī)。
[0096]載頻信息分析模塊411輸出與變化的載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段交接點(diǎn)位置到誤差獲取單元421。與此同時(shí)，測(cè)距信息獲取模塊412也輸出當(dāng)前的列車測(cè)距位置到誤差獲取單元421。
[0097]在定位狀態(tài)下，誤差獲取單元421根據(jù)區(qū)段交接點(diǎn)位置以及列車測(cè)距位置獲取定位誤差并將定位誤差輸出到誤差分析單元423以及定位校正單元424。誤差范圍獲取單元422基于外部輸入的數(shù)據(jù)獲取當(dāng)前的定位誤差范圍并將定位誤差范圍輸出到誤差分析單元423。誤差分析單元423分析定位誤差是否在定位誤差范圍內(nèi)。當(dāng)定位誤差在定位誤差范圍內(nèi)時(shí)，誤差分析單元423激活定位校正單元424，定位校正單元424基于定位誤差對(duì)列車定位進(jìn)行校正。當(dāng)定位誤差在定位誤差范圍外時(shí)，誤差分析單元423激活錯(cuò)誤報(bào)警單元425從而發(fā)出錯(cuò)誤警報(bào)。
[0098]不難理解，圖4所示的定位裝置對(duì)應(yīng)的是圖3所示的本發(fā)明一實(shí)施例的定位方法。對(duì)應(yīng)圖1所示的本發(fā)明一實(shí)施例的定位方法，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，定位裝置不包含圖4中的區(qū)段匹配分析模塊414。定位裝置只擁有定位狀態(tài)這一種工作模式，當(dāng)載頻信息分析模塊411監(jiān)測(cè)接收到的載頻信息沒有發(fā)生變化時(shí)，定位裝置中除載頻信息接收器401以及載頻信息分析模塊411處于待機(jī)狀態(tài)，定位裝置繼續(xù)獲取并分析載頻信息。
[0099]本發(fā)明的定位裝置可以在現(xiàn)有裝置的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。如圖5所示，由于目前在列車上廣泛使用的機(jī)車信號(hào)主機(jī)具備載頻信息獲取功能(例如JT-C型機(jī)車信號(hào)主機(jī)，具備對(duì)各種移頻、UM71線路區(qū)段載頻信息獲取功能)，因此本實(shí)施例中采用機(jī)車信號(hào)主機(jī)511以及感應(yīng)線圈512、513來構(gòu)造載頻信息獲取器401。另外，由于列車運(yùn)行監(jiān)控裝置(LKJ)本身具有列車測(cè)距定位功能，因此采用列車運(yùn)行監(jiān)控裝置502 (LKJ)構(gòu)造定位裝置的列車定位器部分。
[0100]機(jī)車信號(hào)主機(jī)511利用感應(yīng)線圈512、513獲取載頻信息(512、513分別對(duì)應(yīng)一條鐵軌)。機(jī)車信號(hào)主機(jī)511通過串行通信接口 501、502(CAN)與列車運(yùn)行監(jiān)控裝置502相連，從而將獲取到的載頻信息發(fā)送到列車運(yùn)行監(jiān)控裝置502。
[0101]為保證列車運(yùn)行監(jiān)控裝置502與機(jī)車信號(hào)主機(jī)511之間的通信信息的可靠性，在本實(shí)施例中，列車運(yùn)行監(jiān)控裝置502與機(jī)車信號(hào)主機(jī)511之間采用雙路CAN物理冗余的方式連接。如圖5所示，列車運(yùn)行監(jiān)控裝置502與機(jī)車信號(hào)主機(jī)511之間的連接包含501以及502兩條連接線路。每路CAN均能發(fā)送完整的機(jī)車信號(hào)信息，當(dāng)其中一路故障時(shí)，功能上不影響系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0102]在本實(shí)施例中，為保證列車運(yùn)行監(jiān)控裝置502與機(jī)車信號(hào)主機(jī)511之間的通信信息的實(shí)時(shí)性和安全性，通信協(xié)議采用定周期發(fā)送、通信序列號(hào)、CRC32校驗(yàn)等安全通信機(jī)制。
[0103]雖然本發(fā)明所公開的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所述的方法還可有其他多種實(shí)施例。在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變或變形，但這些相應(yīng)的改變或變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種列車定位裝置，所述裝置包含: 載頻信息接收器，用于獲取載頻信息并輸出； 列車定位器，其與所述載頻信息接收器相連，用于基于所述載頻信息定位列車。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述列車定位器包含: 載頻信息分析模塊，其與所述載頻信息獲取模塊相連，用于監(jiān)測(cè)所述載頻信息并根據(jù)所述載頻信息輸出對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)結(jié)果、區(qū)段信息或區(qū)段交接點(diǎn)位置； 測(cè)距信息獲取模塊，其與所述載頻信息分析模塊相連，用于基于所述監(jiān)測(cè)結(jié)果輸出所述列車當(dāng)前的列車測(cè)距位置或所述列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段信息； 定位模塊，其與所述載頻信息分析模塊以及所述測(cè)距信息獲取模塊相連，用于校正并輸出所述列車的定位或輸出錯(cuò)誤警報(bào)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述定位模塊包括: 誤差范圍獲取單元，其包含外部輸入接口，用于基于外部輸入數(shù)據(jù)獲取定位誤差范圍或區(qū)段誤差范圍； 誤差獲取單元，其與所述載頻信息分析模塊以及所述測(cè)距信息獲取模塊相連，用于獲取所述列車的定位誤差或區(qū)段誤差； 誤差分析單元，其與所述誤差獲取單元以及所述誤差范圍獲取單元相連，用于基于所述定位誤差范圍或所述區(qū)段誤差范圍分析所述定位誤差或所述區(qū)段誤差并輸出所述定位誤差的分析結(jié)果； 定位校正單元，其與所述誤差分析單元以及誤差獲取單元相連，用于基于所述分析結(jié)果校正所述列車的定位； 錯(cuò)誤報(bào)警單元，其與所述誤差分析單元相連，用于基于所述分析結(jié)果輸出錯(cuò)誤警報(bào)。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述列車定位器還包含區(qū)段匹配分析模塊，其與所述載頻信息分析模塊、測(cè)距信息獲取模塊以及定位模塊相連，用于分析來自所述載頻信息分析模塊以及所述測(cè)距信息獲取模塊的區(qū)段信息并輸出分析結(jié)果。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，基于列車運(yùn)行監(jiān)控裝置構(gòu)造所述列車定位器，基于機(jī)車信號(hào)主機(jī)構(gòu)造所述載頻信息接收器。
6.一種采用如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的裝置的列車定位方法，所述方法包含以下步驟: 載頻信息獲取步驟，獲取載頻信息并輸出； 監(jiān)測(cè)載頻信息步驟，監(jiān)測(cè)獲取到的所述載頻信息是否發(fā)生變化； 獲取位置步驟，當(dāng)所述載頻信息發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)所述載頻信息獲取對(duì)應(yīng)的區(qū)段交接點(diǎn)位置，并獲取所述載頻信息發(fā)生變化時(shí)的列車測(cè)距位置； 列車定位步驟，基于所述區(qū)段交接點(diǎn)位置以及所述列車測(cè)距位置定位列車。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述獲取位置步驟中，根據(jù)變化前以及變化后的所述載頻信息確定列車運(yùn)行路線上對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相互交接的區(qū)段，從而獲取所述區(qū)段交接點(diǎn)位置。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述列車定位步驟包含以下步驟: 獲取定位誤差范圍步驟，基于所述列車的實(shí)際情況獲取所述列車的定位誤差范圍； 獲取定位誤差步驟，根據(jù)所述列車測(cè)距位置以及所述區(qū)段交接點(diǎn)位置獲取所述列車的定位誤差； 誤差分析步驟，基于所述定位誤差范圍分析所述定位誤差，從而得到所述定位誤差的分析結(jié)果； 定位校正步驟，當(dāng)所述定位誤差的分析結(jié)果為所述定位誤差在所述定位誤差范圍之內(nèi)時(shí)，基于所述定位誤差對(duì)所述列車進(jìn)行定位校正，從而定位所述列車。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述列車定位步驟還包含定位錯(cuò)誤報(bào)警步驟，當(dāng)所述定位誤差的分析結(jié)果為所述定位誤差在所述定位誤差范圍之外時(shí)，發(fā)出定位錯(cuò)誤警報(bào)。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在所述獲取定位誤差范圍步驟中，基于軌道區(qū)段長(zhǎng)度、載頻確認(rèn)時(shí)間以及列車運(yùn)行速度確定所述定位誤差范圍。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包含區(qū)段匹配判斷步驟，所述區(qū)段匹配判斷步驟包含以下步驟: 區(qū)段獲取，當(dāng)所述載頻信息沒有發(fā)生變化時(shí)獲取所述載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段以及當(dāng)前的所述列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段； 區(qū)段匹配判斷，對(duì)比所述載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段以及當(dāng)前的所述列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段從而得到對(duì)比結(jié)果； 區(qū)段誤差分析，當(dāng)所述載頻信息對(duì)應(yīng)的區(qū)段以及當(dāng)前的所述列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段不一致時(shí)獲取并分析當(dāng)前的所述列車測(cè)距位置對(duì)應(yīng)的區(qū)段誤差從而得到所述區(qū)段誤差的分析結(jié)果； 區(qū)段錯(cuò)誤報(bào)警，基于所述區(qū)段誤差的分析結(jié)果輸出錯(cuò)誤警報(bào)。
【文檔編號(hào)】B61L25/02GK104386093SQ201410508916
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】王業(yè)流, 王強(qiáng) 申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司