計算鐵路車輛在鐵路軌道上的位置范圍的方法及相關裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種計算鐵路車輛在鐵路軌道上的位置范圍的方法及相關裝置，所述位置范圍對應于前端與后端之間的軌道區(qū)段。
【背景技術】
[0002]本發(fā)明應用在鐵路安全領域中，特別定應用在用于控制鐵路交通的自動系統(tǒng)中。這樣的系統(tǒng)例如為所謂的基于通信的火車控制系統(tǒng)(communicat1n based train controlsystem, CBCTC 系統(tǒng))。
[0003]通常，對于在鐵路軌道上環(huán)行的鐵路車輛，車輛在該鐵路軌道上的位置范圍由該車輛上的車載計算機來確定。然后，車輛的位置范圍例如經(jīng)由無線電波被發(fā)送至地面上的中央計算機。地面上的計算機適用于接收多個鐵路車輛的位置范圍以及根據(jù)其他車輛的位置范圍和軌道上存在的其他限制點對每個車輛的行駛或停止加以控制。例如，放置不當?shù)拈_關將使得地面上的計算機對接近該開關的火車的停止加以控制。
[0004]本發(fā)明意義上的“位置范圍”是指鐵路軌道中可以以小于預定閾值的不確定度發(fā)現(xiàn)鐵路車輛的區(qū)段。
[0005]車載計算機適于例如根據(jù)放置在鐵路軌道上的信標來確定車輛的位置，并且信標在鐵路軌道上的位置是事先已知的。更具體地，車載計算機根據(jù)上一個經(jīng)過的信標的位置和車輛相對于該上一個信標的位移來確定鐵路車輛的位置范圍，所述位移例如由里程計來測量。
[0006]在某些情況下，車載計算機不能夠以足夠的精確度來計算鐵路車輛的位置范圍。這則被稱為定位喪失。例如，在鐵路車輛從上一個被檢測信標起已經(jīng)行進了大于或等于預定閾值的距離時，如果仍未檢測到新的信標，則發(fā)生定位喪失。出于安全的原因，鐵路車輛的控制系統(tǒng)會命令車輛停止。
[0007]在鐵路車輛停止的情況下，已知可讓操作員進行干預以手動操縱停止的鐵路車輛并將其運送至下一個工作的信標，以使得車載計算機能夠再次確定車輛的位置從而使得能夠恢復到鐵路車輛的自主及自動運行。
[0008]同樣已知的是，在操作員已經(jīng)檢查到在他/她想要運送鐵路車輛的方向上不存在障礙物時，允許遠程操作員調遣鐵路車輛。如前所述，一旦鐵路車輛經(jīng)過工作的信標，就進入自動運行。
[0009]然而，這樣的方法無法完全令人滿意。
[0010]實際上，這樣的方式需要操作員的干預，這會導致與人為失誤相關的意外。進一步地，這樣的方法涉及鐵路車輛的長時間停滯，例如停滯長達操作員進行干預的時間，這對于無駕駛員運輸系統(tǒng)更為不利。這對交通的質量不利，尤其是對城市交通網(wǎng)絡更是如此。

【發(fā)明內容】

[0011]因此，本發(fā)明的目的在于提出一種對鐵路車輛進行定位的方法，該方法使得鐵路車輛能夠安全且自動地運行，并且使得在定位喪失的情況下能夠快速恢復鐵路交通。
[0012]為此，本發(fā)明的目的為一種上述類型的方法，其中所述方法包括以下步驟:
[0013]由軌道上的傳感器來識別被鐵路車輛占用的鐵路軌道的區(qū)塊；
[0014]向地面計算機發(fā)送被占用的區(qū)塊的標識符；以及
[0015]由地面計算機在考慮到與所述被占用的區(qū)塊的標識符相關聯(lián)的被占用的區(qū)塊的地理位置的情況下計算鐵路車輛的位置范圍。
[0016]實際上，由地面上的計算機根據(jù)軌道上的傳感器所提供的信息來計算鐵路車輛的位置范圍，使得即使在車載計算機不能計算定位時也能夠對鐵路車輛進行安全且自動的定位。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的其他有利方面，本發(fā)明包括一個或多個以下特征，這些特征單獨地或者根據(jù)任一技術上可能的組合進行考慮:
[0018]所述方法包括從所述鐵路車輛的車載計算機向所述地面計算機發(fā)送由所述車載計算機確定的所述鐵路車輛的位置范圍的步驟，所述計算所述鐵路車輛的位置范圍的步驟也將由所述車載計算機確定的所述位置范圍考慮在內；
[0019]用于計算位置范圍的步驟包括:第一階段和第二階段，在第一階段，將所述位置范圍取值為由所述車載計算機確定的所述鐵路車輛的位置范圍，在第二階段，所述位置范圍的前端沿著所述鐵路車輛的位移方向移動，直到到達所述被占用區(qū)塊的一端為止，該端位于所述鐵路車輛的前部；
[0020]所述位置范圍的所述前端在多個連續(xù)的具有預定時長的計算周期期間移動一等于所述鐵路車輛的速度與所述預定時長之積的距離；
[0021]所述方法還包括由所述地面計算機根據(jù)由所述車載計算機確定的所述鐵路車輛的位置范圍來計算所述鐵路車輛的第二位置范圍的步驟，該計算步驟包括:所述計算機對未授權所述鐵路車輛超過的前極限位置進行確定的第一階段，將所述第二位置范圍取值為由所述車載計算機確定的所述位置范圍的第二階段，以及第二位置范圍的前端移動直到到達所述前極限位置為止的第三階段；
[0022]所述第二位置范圍的所述前端在多個連續(xù)的具有預定時長的計算周期期間移動一等于所述鐵路車輛的速度與所述預定時長之積的距離；
[0023]如果無法得到所述車輛的速度，則所述距離等于所述鐵路車輛的最大速度與所述預定時長之積；以及
[0024]所述方法還包括計算所述鐵路車輛的輔助范圍的步驟，所述輔助范圍等于第一位置范圍與第二位置范圍的交集。
[0025]進一步地，本發(fā)明的目的為提出一種用于計算鐵路車輛在鐵路軌道上的位置范圍的裝置，用于應用如上所限定的計算方法。
【附圖說明】
[0026]通過以下僅作為非限定性示例并且參考附圖給出的說明，本發(fā)明將被更好地理解，在附圖中:
[0027]圖1是能夠應用根據(jù)本發(fā)明的定位方法的定位裝置的示意圖；
[0028]圖2是鐵路車輛的正常運行情況的示意圖；
[0029]圖3是根據(jù)本發(fā)明的定位方法的第一步驟的中間階段的示意圖；
[0030]圖4是圖3的步驟的最后階段的示意圖；
[0031]圖5是根據(jù)本發(fā)明的定位方法的第二步驟的中間階段的示意圖；
[0032]圖6是圖5的步驟的最后階段的示意圖；
[0033]圖7是定位裝置的車載計算機重新服務之后用于定位鐵路車輛的方法的第一步驟的示意圖；
[0034]圖8是圖7中的步驟的后續(xù)步驟的示意圖；
[0035]圖9是圖8中的步驟的后續(xù)步驟的示意圖；以及
[0036]圖10是圖9中的步驟的后續(xù)步驟的示意圖。
【具體實施方式】
[0037]在鐵路軌道4上環(huán)行的鐵路車輛2如圖1所示。
[0038]通過一包括地面部件和車載部件的定位裝置3來實現(xiàn)對鐵路車輛2的定位。
[0039]“定位”是指計算鐵路車輛2在鐵路軌道4上的位置范圍。
[0040]對于地面部件，鐵路軌道4被細分為多個連續(xù)的區(qū)塊6。每個區(qū)塊用一標識符來標識，標識符與區(qū)塊的地理位置相關聯(lián)。
[0041]多個次級檢測裝置8也被稱為軌道上的傳感器，其沿鐵路軌道4進行放置。每個次級檢測裝置8與一區(qū)塊6相關聯(lián)。例如，鐵路軌道4包括第一區(qū)塊6A、第二區(qū)塊6B和第三區(qū)塊6C，每個區(qū)塊6A、6B、6C與一相應的次級檢測裝置8相關聯(lián)。
[0042]每個次級檢測裝置8能夠確定相應的區(qū)塊6是空閑還是被占用。“被占用”是指至少部分地被鐵路車輛2所占用的區(qū)塊6。
[0043]次級檢測裝置8例如是軌道電路或車軸計數(shù)器。
[0044]每個次級檢測裝置8還被連接至地面計算機12用于向該地面計算機12發(fā)送與相應的區(qū)段6的被占用或空閑狀態(tài)有關的信息。進一步地，每個次級檢測裝置8能夠向地面計算機12發(fā)送相應的區(qū)塊6的標識符。
[0045]對于車載部件，多個信標(未示出)沿鐵路軌道4進行放置。信標沿鐵路軌道4被連續(xù)地放置在預定的地理位置處。每個信標由單個信標標識符進行標識。
[0046]鐵路車輛2包括至少一個信標傳感器，即天線，其能夠在接近信標時檢測到信標的存在并且感測出與該檢測到的信標有關的信息。優(yōu)選地，信標能夠將其信標標識符傳達至鐵路車輛2的信標傳感器。
[0047]鐵路車輛2還包括測量該鐵路車輛2的位移、速度或加速度的儀器。測量儀器例如為里程計或加速度計。
[0048]進一步地，鐵路車輛2包括車載計算機10。
[0049]測量儀器和信標傳感器被連接至車載傳感器10。
[0050]信標傳感器能夠向車載計算機10