一種列車定位與測速方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種列車定位與測速方法，包括在軌道旁設置無源信標；當列車發生接入點切換時，根據發生接入點切換后，列車經過的首個無源信標的位置和相鄰兩個無源信標的間距，計算列車的當前位置；根據列車經過最近無源信標與次近無源信標的時間間隔和所述最近無源信標與次近無源信標的間距，計算列車的當前運行速度。由于無源信標的間距可以根據定位精度要求設定，提高了定位精度；同時，利用無源信標進行測距，計算過程簡單，簡化了定位及測速所需系統的結構，降低了其建設和運營成本。因此，本發明專利技術解決了傳統定位與測速方式存在的定位精度不高、測速系統結構復雜、成本高的問題。本發明專利技術還公開了一種列車定位與測速系統。

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及軌道交通
，尤其涉及一種列車定位與測速方法及系統。
技術介紹
隨著城市軌道交通的迅速發展，列車運行控制方式由傳統的人工控制升級為 CBTC(Communication Based Train Control,基于通信的列車運行控制系統)系統控制。當前國內的CBTC系統，主要沿用基于應答器的點式定位方式及輪軌測速與多普勒測速相結合的測速方式。其中，基于應答器的點式定位方式的定位精度取決于設置于軌道沿線的應答器的間距。而現有軌道的應答器間隔較大，甚至達到300m，制約了兩列車之間的最小追蹤距離，使得定位精度較低。另外，輪軌測速與多普勒測速相結合的測速方式，即一般場景下使用輪軌測速，在列車空轉打滑時使用多普勒雷達測速；該測速方式下的系統結構復雜、設備成本及建設運營成本高，制約了城市軌道交通的發展。
技術實現思路
有鑒于此，本申請目的在于提供一種列車定位與測速方法及系統，以解決傳統定位與測試方式存在的定位精度不高、測速系統結構復雜、成本高的問題。為實現上述目的，本申請提供如下技術方案一種列車定位與測速方法，包括在軌道旁設置無源信標；所述無源信標的間距由定位的精度要求決定；判斷列車是否發生接入點切換，如果是，則執行后續步驟；根據發生接入點切換后，列車經過的首個無源信標的位置和相鄰兩個無源信標的間距，計算列車的當前位置；根據列車經過最近無源信標與次近無源信標的時間間隔和所述最近無源信標與次近無源信標的間距，計算列車的當前運行速度。優選地，所述判斷列車是否發生接入點切換，包括從接入點發送的信號中獲取該接入點的特征ID ；比較獲取到的特征ID與存儲的當前特征ID是否相同，若不同，則發生接入點切換；將所述獲取到的特征ID作為當前特征ID進行存儲。優選地，所述方法還包括記錄從發生接入點切換至當前時刻，列車經過的無源信標的個數η。優選地，所述根據發生接入點切換后，列車經過的首個無源信標的位置和相鄰兩個無源信標的間距，計算列車的當前位置，包括在電子地圖中查詢發生接入點切換后，列車經過的首個無源信標的位置，以及列車經過的第i個無源信標和第1-Ι個無源信標的間距Cli ;其中，i=2,3,……，η ；計算所述Cli與所述首個無源信標的位置之和，并將計算結果作為列車的當前位置。優選地，所述根據列車經過最近無源信標與次近無源信標的時間間隔和所述最近無源信標與次近無源信標的間距，計算列車的當前運行速度，包括記錄列車經過第j個無源信標時的時刻tj ;其中，j = 1,2, ......, η ；根據所述tj，計算列車經過當前最近無源信標和次近無源信標的時間間隔Λ t ； 其中，所述最近無源信標為第η個無源信標，所述次近無源信標為第η-1個無源信標，所述 Δ t=tn-tn_!；在電子地圖中查詢所述第η個無源信標與所述第η-1個無源信標的間距Λ dn ；計算所述 <和八t的比值，并將計算結果作為列車的當前運行速度。優選地，在判斷得到列車發生接入點切換后，和/或，當計算得到的所述當前位置或當前運行速度無效時，所述方法還包括刪除已記錄的與無源信標相關的所有信息，并重新判斷是否發生接入點切換。一種列車定位與測速系統，包括信標設定單元、切換判斷單元、定位單元和測速單元；所述信標設定單元，用于根據定位的精度要求確定設置于軌道旁的無源信標的間距；所述切換判斷單元，用于判斷列車是否發生接入點切換，且當判斷結果為是時，觸發所述定位單元和測速單元；所述定位單元，用于根據發生接入點切換后，列車經過的首個無源信標的位置和相鄰兩個無源信標的間距，計算列車的當前位置；所述測速單元，用于根據列車經過最近無源信標與次近無源信標的時間間隔和所述最近無源信標與次近無源信標的間距，計算列車的當前運行速度。優選地，所述切換判斷單元包括ID獲取單元，用于從接入點發送的信號中獲取該接入點的特征ID ；ID比較單元，用于比較獲取到的特征ID與存儲的當前特征ID是否相同，若不同， 則發生接入點切換；ID更新單元，用于將所述獲取到的特征ID作為當前特征ID進行存儲。優選地，所述系統還包括計數單元，用于以發生接入點切換為起點，記錄列車經過的無源信標的總個數η;所述定位單元包括定位查詢單元，用于在查詢電子地圖中查詢發生接入點切換后，列車經過的首個無源信標的位置ps，以及列車經過的第i個無源信標和第1-ι個無源信標的間距Cli ;其中， i=2,3, ......, η ；定位計算單元，用于計算所述Cli與所述Ps之和，并將計算結果作為列車的當前位置；所述測速單元包括計時單元，用于記錄列車經過第i個無源信標時的時刻\ ；時差計算單元，用于根據所述^，計算列車經過當前最近無源信標和次近無源信標的時間間隔Λ t ;其中，所述最近無源信標為第η個無源信標，所述次近無源信標為第η-1個無源信標，所述Λ t=tn-tn_!；測速查詢單元，用于在電子地圖中查詢所述第η個無源信標與所述第η-1個無源信標的間距Λ d ；速度計算單元，用于計算所述Λ d和Λ t的比值，并將計算結果作為列車的當前運行速度。優選地，所述系統還包括數據清除單元，用于在判斷得到列車發生接入點切換后，或者，當計算得到的所述當前位置或當前運行速度無效時，刪除已記錄的與無源信標相關的所有信息，并觸發所述切換判斷單元。從上述的技術方案可以看出，本申請以軌道旁的接入點為列車定位和測速的基準點，以無源信標為參考點，實現列車的測試和定位。一方面，無源信標的間距可根據定位與測速的精度要求而設定，即精度要求高時，相應的設定較小的間距，從而克服了應答器的間距對兩列車最小定位距離的限制，提高了定位精度。另一方面，相對于現有輪軌測速與多普勒雷達測速相結合的測速方式，本申請利用無源信標進行測距，進而通過簡單的運算計算得到列車的當前位置及車速，原理簡單，不受輪軌滑動的影響，提高了測速精度；不需要雷達等輔助裝置，簡化了定位及測速所需系統的結構，降低了其建設和運營成本。因此，本申請解決了傳統定位與測速方式存在的定位精度不高、測速系統結構復雜、成本高的問題。附圖說明為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本申請實施例所提供的列車定位與測速方法的流程圖； 圖2為本申請另一實施例所提供的列車定位與測速方法的流程圖3為本申請實施例所提供的列車定位與測速系統的結構示意圖4為本申請另一實施例所提供的列車定位與測速系統的結構示意圖5為本申請實施例所提供的列車定位與測速系統的三狀態轉換示意圖。具體實施方式下面將結合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。本申請實施例公開了一種列車定位與測速方法及系統，以解決傳統定位與測試方式存在的定位精度不高、測速系統結構復雜、成本高的問題。參照圖1，本申請實施例提供的列車定位與測速方法，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種列車定位與測速方法，其特征在于，包括：在軌道旁設置無源信標；所述無源信標的間距由定位的精度要求決定；判斷列車是否發生接入點切換，如果是，則執行后續步驟；根據發生接入點切換后，列車經過的首個無源信標的位置和相鄰兩個無源信標的間距，計算列車的當前位置；根據列車經過最近無源信標與次近無源信標的時間間隔和所述最近無源信標與次近無源信標的間距，計算列車的當前運行速度。

【技術特征摘要】
1.一種列車定位與測速方法，其特征在于，包括 在軌道旁設置無源信標；所述無源信標的間距由定位的精度要求決定； 判斷列車是否發生接入點切換，如果是，則執行后續步驟； 根據發生接入點切換后，列車經過的首個無源信標的位置和相鄰兩個無源信標的間距，計算列車的當前位置； 根據列車經過最近無源信標與次近無源信標的時間間隔和所述最近無源信標與次近無源信標的間距，計算列車的當前運行速度。2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述判斷列車是否發生接入點切換，包括 從接入點發送的信號中獲取該接入點的特征ID ； 比較獲取到的特征ID與存儲的當前特征ID是否相同，若不同，則發生接入點切換； 將所述獲取到的特征ID作為當前特征ID進行存儲。3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，還包括記錄從發生接入點切換至當前時亥IJ，列車經過的無源信標的個數η。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據發生接入點切換后，列車經過的首個無源信標的位置和相鄰兩個無源信標的間距，計算列車的當前位置，包括 在電子地圖中查詢發生接入點切換后，列車經過的首個無源信標的位置，以及列車經過的第i個無源信標和第i_l個無源信標的間距Cli ;其中，i=2,3,……，η ； 計算所述Cli與所述首個無源信標的位置之和，并將計算結果作為列車的當前位置。5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據列車經過最近無源信標與次近無源信標的時間間隔和所述最近無源信標與次近無源信標的間距，計算列車的當前運行速度，包括 記錄列車經過第j個無源信標時的時刻tj ;其中，j = 1,2, ......, η ； 根據所述\_，計算列車經過當前最近無源信標和次近無源信標的時間間隔Λ t ;其中，所述最近無源信標為第η個無源信標，所述次近無源信標為第η-I個無源信標，所述Δ t=tn-tn_!； 在電子地圖中查詢所述第η個無源信標與所述第η-I個無源信標的間距Λ dn ； 計算所述4和八t的比值，并將計算結果作為列車的當前運行速度。6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，在判斷得到列車發生接入點切換后，和/或，當計算得到的所述當前位置或當前運行速度無效時，所述方法還包括刪除已記錄的與無源信標相關的所有信息，并重新判斷是否發生接入點切...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吉萌，華堯，樊帥，師進，江明，周暐，
申請(專利權)人：北京全路通信信號研究設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：