CN104401366B - 一种ato测速测距系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ATO测速测距系统，该系统中的ATO系统测速测距功能是基于ATP数据，并结合SRP测速测距单元数据计算实现的，ATO系统只需要与ATP及SRP测速测距单元通信，无需连接冗余的速度传感器、雷达以及BTM处理单元，在满足控车精度要求的前提下做到了结构简单清晰这一目标；另外，ATO系统将在ATP测速测距数据的基础上，结合SRP测速测距单元的信息，对测速测距数据进行校准，从而使测速测距数据精度满足控车的需求。

Description

一种ATO测速测距系统
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种ATO测速测距系统。
背景技术
随着城市轨道交通和信息技术的快速发展，基于通信的列车控制系统(简称CBTC)在城市轨道交通信号系统中得到了广泛的应用。CBTC系统的大量应用，有效的缩短了列车的追踪间隔，提高了轨道交通的运行效率。作为CBTC系统的一个重要组成部分，列车自动驾驶子系统(简称ATO)可以降低司机的劳动强度，提高列车运行的舒适性、减小列车运行的能源消耗。在当前的轨道交通建设中列车自动驾驶子系统已经普遍配置，大部分的新建线路都实现了直接开通自动驾驶功能。
ATO系统根据目标速度曲线控制列车在安全限速下平稳、高效、节能地运行，并准确停站。作为目标速度的计算和列车速度控制的基础，ATO系统测速测距的准确性对于ATO系统的控车算法尤为重要。
目前，国内外的城市轨道交通ATO系统测速测距算法主要有2种方案：
方案1：ATO系统独立测速测距：ATO系统独立采集速度脉冲，接收雷达速度信息，独立接收BTM单元定位信息。该方案主要有以下缺点：1)ATO系统与ATP系统测速测距数据存在一致性问题，ATO系统无法直接使用ATP的移动授权信息；2)为了提高系统的可用性，目前车载设备多采用冗余方案，ATO系统、ATP系统、速度传感器、雷达、BTM定位单元均有冗余的需求，这种条件下如果ATO系统、ATP系统均独立测速测距则会造成系统结构复杂、处理逻辑繁琐，反而会降低整个系统的可用性；3)ATO系统为了测距需要接收并处理地面的移动授权信息，并独立存储线路数据库，这将增加系统的复杂性以及系统升级维护的工作量。
方案2：ATP系统(列车自动保护系统)向ATO系统发送测速测距单元数据：ATO系统采用的测速测距数据来自ATP系统。该方案的缺点在于，ATO系统采用的测速测距数据完全来自ATP系统，虽然可以保证ATO系统与ATP系统的测速测距数据的一致性，但是由于ATP系统作为安全相关设备，多采用2乘2取2或3取2结构，有复杂的同步逻辑和结构，因此ATP系统的运算周期往往较长，不能满足ATO系统控车周期的需求；如果采用本方案，ATO系统的测速测距的精度将无法满足控车的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种ATO测速测距系统，其结构简单，且测速测距精度较高。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种ATO测速测距系统，该系统包括：
ATP系统，用于将根据地面设备发送信息计算得到的目标距离，以及通过SRP测速测距单元获得的该SRP测速测距单元的标识ID、速度传感器数据、雷达传感器数据及测速状态周期性的发送至ATO系统；
SRP测速测距单元，用于获取速度传感器数据及雷达传感器数据，并根据获取到的速度传感器数据及雷达传感器数据获得测速状态；将上述信息及该SRP测速测距单元的ID分别周期性的发送至ATO系统与ATP系统；
ATO系统，用于根据预先设置的机制，并结合接收到的SRP测速测距单元发送的数据及ATP系统发送的数据确定当前行驶速度与目标距离。
其中，ATO系统与SRP测速测距单元的通信周期短于，ATO系统与ATP系统以及ATP系统与SRP测速测距单元的通信周期。
进一步的，该系统还包括：
BTM应答器处理单元，用于接收地面应答器传输的包含定位信息及前方可行驶的路径信息的应答器报文数据，并经过处理后发送至所述ATP系统；
所述BTM处理单元采用车头车尾热备冗余方案，其中一个BTM处理单元作为主用端进行与所述ATP系统的通信工作；当主用端异常时，将备用端的BTM处理单元切换为主用端继续工作。
进一步的，所述ATP系统，在点式等级下接收BTM处理单元发送的点式授权，根据点式授权中携带的应答器报文数据、当前列车位置及车载线路数据库计算获得目标距离与速度；在连续式等级下接收地面区域控制器发送的移动授权，根据所述移动式授权携带的数据、当前列车位置及车载线路数据库计算获得目标距离与速度；
其中，所述目标距离与速度包括：当前位置达到安全点与站台点的距离，以及安全点的限速值。
进一步的，所述SRP测速测距单元采用车头车尾热备冗余方案，其中一个SRP测速测距单元作为主用端进行与所述ATP系统及所述ATO系统的通信工作；当主用端异常时，将备用端SRP测速测距单元的切换为主用端继续工作。
进一步的，所述根据预先设置的机制，并结合接收到的SRP测速测距单元发送的数据及ATP系统发送的数据确定当前行驶速度与目标距离包括：
所述SRP测速测距单元发送数据的周期短于所述ATP系统发送数据的周期，当接收到SRP测速测距单元发送的新数据后，判断当前时刻ATP数据是否为新数据；
若当前时刻ATP数据是新数据，且当SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID匹配时，则判断SRP测速测距单元发送的新数据与当前时刻ATP数据中的测速状态是否为未发生空转打滑；若均为未发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据大于所述当前时刻ATP数据中速度传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的速度传感器数据校正当前时刻ATP数据，获得当前行驶速度与目标距离；若至少一数据中的测速状态为发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据大于所述当前时刻ATP数据中雷达传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的雷达传感器数据校正当前时刻ATP数据，获得当前行驶速度与目标距离；若所述SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID不匹配、或者所述SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID匹配且均为未发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据不大于所述当前时刻ATP数据中速度传感器数据、或者所述SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID匹配且至少有一个数据中的测速状态为发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据不大于所述当前时刻ATP数据中雷达传感器数据，则使用当前时刻ATP数据；
若当前时刻ATP数据不是新数据，且当SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与上一周期ATO系统本地数据中SRP测速测距单元的ID不匹配时，则判断SRP测速测距单元发送的新数据中的测速状态是否为未发生空转打滑；若为未发生空转打滑，则利用SRP测速测距单元发送的新数据中的速度传感器数据计算当前行驶速度，并预估目标距离；若为发生空转打滑，则利用SRP测速测距单元发送的新数据中的雷达传感器数据计算当前行驶速度，并预估目标距离；
若当前时刻ATP数据不是新数据，且当SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当上一周期ATO系统本地数据中SRP测速测距单元的ID匹配时，则判断SRP测速测距单元发送的新数据中的测速状态是否为未发生空转打滑；若为未发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据大于所述上一周期ATO系统本地数据中速度传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的速度传感器数据校正ATO系统上一周期确定的行驶速度与目标距离；若为发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据大于所述上一周期ATO系统本地数据中雷达传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的雷达传感器数据校正ATO系统上一周期确定的行驶速度与目标距离；若为未发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据不大于上一周期ATO系统数据中速度传感器数据，或者若为发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据不大于上一周期ATO系统本地数据中雷达传感器数据，则沿用ATO系统上一周期确定的行驶速度并预估距离。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，ATO系统测速测距功能是基于ATP数据，并结合SRP测速测距单元数据计算实现的，ATO系统只需要与ATP及SRP测速测距单元通信，无需连接冗余的速度传感器、雷达以及BTM处理单元，在满足控车精度要求的前提下做到了结构简单清晰这一目标；另外，ATO系统将在ATP测速测距数据的基础上，结合SRP测速测距单元的信息，对测速测距数据进行校准，从而使测速测距数据精度满足控车的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1为本发明实施例提供的一种ATO测速测距系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种包含地面设备与车载设备的ATO测速测距系统的示意图；
图3为本发明实施例提供的ATO系统根据与SRP测速测距单元及ATP系统通信周期进行测速测距的示意图；
图4为本发明实施例提供的考虑空转打滑情况后，ATO测速测距的示意图；
图5为本发明实施例提供的当主用端的SRP测速测距单元故障时，将备用端切换为主用端继续工作的示意图；
图6为本发明实施例提供的预先设置的机制，并结合接收到的SRP数据及ATP系统数据获得最终的目标距离与速度的流程图。
具体实施方式
下面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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例
图1为本发明实施例提供的一种ATO测速测距系统的示意图。如图1所示，该系统主要包括：
ATP系统，用于将根据地面设备发送信息计算得到的目标距离，以及通过SRP测速测距单元获得的该SRP测速测距单元的标识ID、速度传感器数据、雷达传感器数据及测速状态周期性的发送至ATO系统；
SRP测速测距单元，用于获取速度传感器数据及雷达传感器数据，并根据获取到的速度传感器数据及雷达传感器数据获得测速状态；将上述信息及该SRP测速测距单元的ID分别周期性的发送至ATO系统与ATP系统；其中，所述速度传感器数据用于计算列车当前行驶速度与行驶距离，雷达数据中包含利用当前行驶速度与里程信息。
ATO系统，用于根据预先设置的机制，并结合接收到的SRP测速测距单元发送的数据及ATP系统发送的数据确定当前行驶速度与目标距离。
其中，ATO系统与SRP测速测距单元的通信周期短于，ATO系统与ATP系统以及ATP系统与SRP测速测距单元的通信周期。
进一步的，该系统还包括：
BTM应答器处理单元，用于接收地面应答器传输的包含定位信息及前方可行驶的路径信息的应答器报文数据，并经过处理后发送至所述ATP系统；
所述BTM处理单元采用车头车尾热备冗余方案，其中一个BTM处理单元作为主用端进行与所述ATP系统的通信工作；当主用端异常时，将备用端的BTM处理单元切换为主用端继续工作。
进一步的，所述ATP系统，在点式等级下接收BTM处理单元发送的点式授权，根据点式授权中携带的应答器报文数据、当前列车位置及车载线路数据库计算获得目标距离与速度；在连续式等级下接收地面区域控制器发送的移动授权，根据所述移动式授权携带的数据、当前列车位置及车载线路数据库计算获得目标距离与速度；
其中，所述目标距离与速度包括：当前位置达到安全点与站台点的距离，以及安全点的限速值。
进一步的，所述SRP测速测距单元采用车头车尾热备冗余方案，其中一个SRP测速测距单元作为主用端进行与所述ATP系统及所述ATO系统的通信工作；当主用端异常时，将备用端SRP测速测距单元的切换为主用端继续工作。
进一步的，所述根据预先设置的机制，并结合接收到的SRP测速测距单元发送的数据及ATP系统发送的数据获得最终的目标距离与速度包括：
所述SRP测速测距单元发送数据的周期短于所述ATP系统发送数据的周期，当接收到SRP测速测距单元发送的新数据后，判断当前时刻ATP数据是否为新数据；
若当前时刻ATP数据是新数据，且当SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID匹配时，则判断SRP测速测距单元发送的新数据与当前时刻ATP数据中的测速状态是否为未发生空转打滑；若均为未发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据大于所述当前时刻ATP数据中速度传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的速度传感器数据校正当前时刻ATP数据(当前行驶速度与目标距离)，获得最终的目标距离与速度；若至少一数据中的测速状态为发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据大于所述当前时刻ATP数据中雷达传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的雷达传感器数据校正当前时刻ATP数据(当前行驶速度与目标距离)，获得最终的目标距离与速度；除前面描述的几种情况之外均使用ATP数据，例如，可以包括以下几种情况：若所述SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID不匹配、或者所述SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID匹配且均为未发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据不大于所述当前时刻ATP数据中速度传感器数据、或者所述SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID匹配且至少有一个数据中的测速状态为发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据不大于所述当前时刻ATP数据中雷达传感器数据；其中，所述使用ATP数据包括：未发生空转打滑时使用速度传感器速度，发生空转打滑时使用雷达速度。
若当前时刻ATP数据不是新数据(即，为上一周期的数据)，且当SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与上一周期ATO系统本地数据中SRP测速测距单元的ID不匹配时，则判断SRP测速测距单元发送的新数据中的测速状态是否为未发生空转打滑；若为未发生空转打滑，则利用SRP测速测距单元发送的新数据中的速度传感器数据计算当前行驶速度，并预估目标距离；若为发生空转打滑，则利用SRP测速测距单元发送的新数据中的雷达传感器数据计算当前行驶速度，并预估目标距离；
若当前时刻ATP数据不是新数据，且当SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与上一周期ATO系统本地数据中SRP测速测距单元的ID匹配时，则判断SRP测速测距单元发送的新数据中的测速状态是否为未发生空转打滑；若为未发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据大于上一周期ATO系统本地数据中速度传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的速度传感器数据校正ATO系统上一周期确定的行驶速度与目标距离；若均为发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据大于所述上一周期ATO本地数据中雷达传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的雷达传感器数据校正ATO系统上一周期确定的行驶速度与目标距离；除前面描述的几种情况之外均沿用ATO系统上一周期确定的行驶速度并预估距离；例如，可以包括以下几种情况：若为未发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据不大于上一周期ATO系统本地数据中速度传感器数据，或者若为发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据不大于所述上一周期ATO系统本地数据中雷达传感器数据。
为了便于理解本发明，下面结合附图2-6对本发明做进一步说明。
如图2所示，为本发明实施例提供的一种ATO测速测距系统的示意图；其主要包括地面设备与车载设备。其中车载设备主要包括：ATP系统、ATO系统、SRP测速测距单元及BTM(应答器)处理单元。
其中，SRP测速测距单元还分别与速度传感器及雷达传感器相连；采集速度传感器脉冲数据(包括，脉冲频率与数量)计算当前速度(通过频率计算)以及行驶距离(通过数量计算)，同时接收雷达传感器发送的包含速度与里程信息报文；通过对速度传感器及雷达的数据进行处理获得测速状态。本发明实施例中SRP测速测距单元可以采用车头车尾热备冗余方案(一近端，一远端)，ATP系统选择其中一端SRP测速测距单元作为主用，主用端SRP测速测距单元向ATP系统和ATO系统发送测速测距数据。当主用端异常时，将备用端SRP测速测距单元的切换为主用端继续工作；本发明实施例中，只有主用端SRP测速测距单元发送测速测距数据，备用端SRP测速测距单元只计算和监听，不对外发送。
BTM处理单元通过接收地面应答器报文数据进行定位以及传输应答器报文数据，ATP系统接收到BTM发送的报文数据进行位置校准，并在点式等级下解析点式授权。本发明实施例中BTM应答器处理单元采用车头车尾热备冗余方案，ATP系统选择其中一端BTM作为主用，当主用端异常时，ATP系统将会切换到另一端BTM继续工作。
其中，点式授权含义为：地面设备通过有源应答器向车载设备发送点式授权信息，描述到前方安全停车点前的路径信息；处于点式等级下的列车通过地面有源应答器时接收点式授权信息，并根据点式授权运行直到安全停车点。点式等级的含义为：列车处于点式等级下时将根据点式授权运行，当通过有源应答器时更新点式授权信息。
另外，ATP系统在连续式下接收ZC(区域控制器)发送的移动授权，在点式下接收BTM应答器处理单元发送的点式授权，授权描述了列车前方可以行驶的路径信息，ATP系统根据当前列车位置、授权信息并结合车载线路数据库可以获得前方安全点限速值、到安全点的距离以及到站台点距离信息。该信息将作为ATO系统距离计算的基础。
其中，移动授权的含义为：地面区域控制器通过无线方式向车载设备连续发送移动授权信息，描述前方安全停车点前的路径信息；处于连续式等级下的列车能够周期性收到地面的移动授权信息，并根据移动授权信息运行直到安全停车点。车载设备的连续式移动授权会周期性更新。连续式等级的含义为：列车处于连续式等级下将根据连续式移动授权运行，并周期性接收区域控制器更新的移动授权信息。
本发明实施例中，ATP系统与ATO系统通过A、B双网周期通信，受限于ATP系统安全冗余结构，两系统通信周期要长于ATO系统控车周期。ATP系统向ATO系统发送以下数据：
1)目标距离：安全点距离，站台点距离
2)目标速度：安全点限速值
3)速度：ATP速度值
4)SRP ID：计算速度以及目标距离所使用的SRP测速测距单元的ID
5)传感器脉冲数：速度传感器反馈的数据，可用于计算速度与目标距离
6)雷达里程：雷达传感器反馈的数据，可用于计算速度与目标距离
另一方面，主用端SRP测速测距单元与ATO系统周期通信，通信周期与ATO系统控车周期一致，SRP测速测距单元向ATO系统发送以下测速测距信息：
1)SRP ID：主用SRP测速测距单元的ID
2)测速状态：速度可用标志，空转打滑标志
3)速度：速度传感器速度值，雷达速度值
4)速度传感器脉冲数量
5)雷达里程
本发明实施例中，ATO系统不直接计算到目标点距离，因此不需要接收BTM应答器处理单元数据，不受BTM切换的影响，也不需要接收移动授权，存储和处理线路数据库信息。
本发明实施例中，ATO系统运算周期要小于ATP系统运行周期，SRP测速测距单元运行周期与ATO系统运算周期一致。例如，如果ATO和SRP周期为100ms，ATP周期为500ms，那么在本发明实施例中SRP与ATO的通信周期为100ms，SRP与ATP的通信周期为500ms，ATP与ATO的通信周期为500ms。处理时序如图3所示，其中，当ATO在当前周期中同时收到ATP系统与SRP测速测距单元发送的数据时，利用SRP测速测距单元发送的数据对ATP系统发送的数据进行校正；在ATP与ATO通信间隔内，ATO会收到SRP的数据，ATO会根据收到的SRP数据对前一周期确定的速度距离进行校准。
进一步的，本发明实施例中还考虑测速状态，即当SRP测速测距单元检测到空转打滑状态时，ATO将使用雷达传感器数据作为校正数据；若没有空转打滑，则以速度传感器数据作为校正依据；处理时序如图4所示。
进一步的，当主用端的SRP测速测距单元故障时，将备用端切换为主用端继续工作，在切换过程中ATO系统接收SRP测速测距单元的信息会发生中断，切换完成后需要对新的SRP数据进行匹配处理，以保证ATO使用正确合理的校准数据。SRP测速测距单元切换时序如图5所示。
完整的处理流程图如图6所示，当接收到SRP测速测距单元发送的新数据后，判断当前时刻ATP数据是否为新数据；其中，下述判断过程中所述的速度传感器数据可以为传感器脉冲数量；雷达传感器数据可以为里程信息。
1)若当前时刻ATP数据是新数据，且当SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID匹配时，则判断SRP测速测距单元发送的新数据与当前时刻ATP数据中的测速状态是否为未发生空转打滑；若均为未发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据(脉冲数量)大于所述当前时刻ATP数据中速度传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的速度传感器数据校正当前时刻ATP数据(当前行驶速度与目标距离)，获得最终的目标距离与当前行驶速度；若至少一数据中的测速状态为发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据大于所述当前时刻ATP数据中雷达传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的雷达传感器数据校正当前时刻ATP数据(当前行驶速度与目标距离)，获得最终的目标距离与当前行驶速度；除前面描述的几种情况之外均使用ATP数据，例如，可以包括以下几种情况：若所述SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID不匹配、或者所述SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID匹配且均为未发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据不大于所述当前时刻ATP数据中速度传感器数据、或者所述SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID匹配且至少有一个数据中的测速状态为发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据不大于所述当前时刻ATP数据中雷达传感器数据；其中，所述使用ATP数据包括：未发生空转打滑时使用速度传感器速度，发生空转打滑时使用雷达速度。
2)若当前时刻ATP数据不是新数据，且当SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与上一周期ATO系统本地数据中SRP测速测距单元的ID不匹配时，则判断SRP测速测距单元发送的新数据中的测速状态是否为未发生空转打滑；若为未发生空转打滑，则利用SRP测速测距单元发送的新数据中的速度传感器数据计算当前行驶速度，并预估目标距离；若为发生空转打滑，则利用SRP测速测距单元发送的新数据中的雷达传感器数据计算当前行驶速度，并预估目标距离。
示例性的，可采用下述方法预估目标距离，假设上一周期ATO数据的速度信息v0，SRP发送的当前速度信息v1，本次和上一次接收SRP数据的时间差t，计算预估距离s＝t*(v0+v1)/2。
3)若当前时刻ATP数据不是新数据，且当SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与上一周期ATO系统本地数据中SRP测速测距单元的ID匹配时，则判断SRP测速测距单元发送的新数据中的测速状态是否为未发生空转打滑；若为未发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据大于上一周期ATO系统本地数据中速度传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的速度传感器数据校正ATO系统上一周期行驶速度与目标距离；若为发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据大于所述上一周期ATO系统本地数据中雷达传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的雷达传感器数据校正ATO系统上一周期确定的行驶速度与目标距离；除前面描述的几种情况之外均沿用ATO系统上一周期确定的速度并预估距离；例如，可以包括以下几种情况：若为未发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据不大于上一周期ATO系统本地数据中速度传感器数据，或者若为发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据不大于所述上一周期ATO系统本地数据中雷达传感器数据。
另一方面，本发明实施例所述的上述处理流程可表示为：
当新收到ATP数据时，如果
■ 如果id_atp＝id_srp&slip_flag＝NO&opgCount_srp>opgCount_atp
那么dis_ato_safe＝dis_atp_safe-(opgCount_srp-opgCount_atp)*π*D/C
dis_ato_plt＝dis_atp_plt-(opgCount_srp-opgCount_atp)*π*D/C
v_ato＝v_opg
■ id_atp＝id_srp&slip_flag＝YES&radarDis_srp>radarDis_atp
那么dis_ato_safe＝dis_atp_safe-(radarDis_srp-radarDis_atp)
dis_ato_plt＝dis_atp_plt-(radarDis_srp-radarDis_atp)
v_ato＝v_radar
■ 其他情况，则采用ATP的距离数据
dis_ato_safe＝dis_atp_safe
dis_ato_plt＝dis_atp_plt
v_ato＝v_atp
当未收到ATP的新数据时，如果
■ id_srp！＝id_ato_pre&slip_flag＝NO
那么dis_ato_safe＝dis_ato_safe-(v_opg+v_ato)/2*t_srp
dis_ato_plt＝dis_ato_plt-(v_opg+v_ato)/2*t_srp
v_ato＝v_opg
■ id_srp！＝id_ato_pre&slip_flag＝YES
那么dis_ato_safe＝dis_ato_safe-(v_radar+v_ato)/2*t_srp
dis_ato_plt＝dis_ato_plt-(v_radar+v_ato)/2*t_srp
v_ato＝v_radar
■ id_srp＝id_ato_pre&slip_flag＝NO&opgCount_srp>opgCount_ato_pre
那么dis_ato_safe＝dis_ato_safe-(opgCount_srp-opgCount_ato_pre)*π*D/C
dis_ato_plt＝dis_ato_plt-(opgCount_srp-opgCount_ato_pre)*π*D/C
v_ato＝v_opg
■ id_srp＝id_ato_pre&slip_flag＝YES&radarDis_srp>radarDis_ato_pre
那么dis_ato_safe＝dis_ato_safe-(radarDis_srp-radarDis_ato_pre)
dis_ato_plt＝dis_atp_plt-(radarDis_srp-radarDis_ato_pre)
v_ato＝v_radar
■ 其他情况，则预估距离
那么dis_ato_safe＝dis_ato_safe-v_ato*t_ato
dis_ato_plt＝dis_ato_plt-v_ato*t_ato
上述变量的定义如表1所示：
名称 含义
s_atp_safe ATP安全点距离
s_atp_plt ATP站台点距离
v_atp ATP速度值
id_atp ATP计算速度以及目标距离所使用的SRP测速测距单元的ID
opgCount_atp ATP计算速度以及目标距离所使用的速度传感器脉冲数
radarDis_atp ATP计算速度以及目标距离所使用的雷达里程
id_srp 主用SRP测速测距单元的ID
slip_flag 主用SRP空转打滑标志
v_opg 主用SRP速度传感器速度值
v_radar 主用SRP雷达速度值
opgCount_srp 主用SRP速度传感器脉冲数
radarDis_srp 主用SRP雷达里程
dis_ato_safe ATO到安全点距离
dis_ato_plt ATO到站台点距离
v_ato ATO控车速度值
π 圆周率
D 车轮直径
C 车轮每转一圈所计脉冲数
id_ato_pre ATO记录上一轮计算所使用的SRP ID
opgCount_ato_pre ATO记录上一轮计算所使用的SRP脉冲数
radarDis_ato_pre ATO记录上一轮SRP雷达里程
t_srp 两次接收SRP数据的时间差
t_ato ATO控制周期
表1 变量定义
本发明实施例的上上述方案相对于对比文件来说，主要具有以下优点：
1、结构简单清晰
ATO系统测速测距功能是基于ATP速度距离数据，并结合SRP单元速度、脉冲数据计算实现的。ATO系统只需要与ATP及SRP单元通信，无需连接冗余的速度传感器、雷达以及BTM单元，在满足控车精度要求的前提下做到了结构简单清晰这一目标。
2、无需解析移动授权，无需保存线路数据
ATO系统的速度、距离信息基于ATP发送的数据，不需要存储线路数据，并根据线路数据计算行驶路径、安全距离、站台距离、前方限速和坡度等信息，因此也不需要接收并处理地面发送的移动授权信息。
3、可以保证与ATP数据的一致性
ATO系统的测速测距数据来源于ATP系统，并结合ATP数据报文中的SRP ID与SRP报文进行匹配校准。SRP及BTM单元的切换由ATP系统负责，ATO系统不受BTM的切换影响，会根据ATP对SRP的切换结果对数据进行校准，因此不会出现ATO与ATP所使用的数据不一致的情况。
4、ATO系统的测速测距精度不受ATP运算周期的影响。
ATO系统不需要解析移动授权，不需要存储线路数据，因此不存在由于移动授权通信状况、解析方法差异、线路数据库不一致引起的测距数据不一致的问题。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种ATO测速测距系统，其特征在于，该系统包括：
ATP系统，用于将根据地面设备发送信息计算得到的目标距离，以及通过SRP测速测距单元获得的该SRP测速测距单元的标识ID、速度传感器数据、雷达传感器数据及测速状态周期性的发送至ATO系统；
SRP测速测距单元，用于获取速度传感器数据及雷达传感器数据，并根据获取到的速度传感器数据及雷达传感器数据获得测速状态；将上述信息及该SRP测速测距单元的ID分别周期性的发送至ATO系统与ATP系统；
ATO系统，用于根据预先设置的机制，并结合接收到的SRP测速测距单元发送的数据及ATP系统发送的数据确定当前行驶速度与目标距离；
其中，ATO系统与SRP测速测距单元的通信周期短于，ATO系统与ATP系统以及ATP系统与SRP测速测距单元的通信周期。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：
BTM处理单元，用于接收地面应答器传输的包含定位信息及前方可行驶的路径信息的应答器报文数据，并经过处理后发送至所述ATP系统；
所述BTM处理单元采用车头车尾热备冗余方案，其中一个BTM处理单元作为主用端进行与所述ATP系统的通信工作；当主用端异常时，将备用端的BTM处理单元切换为主用端继续工作。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述ATP系统，在点式等级下接收BTM处理单元发送的点式授权，根据点式授权中携带的应答器报文数据、当前列车位置及车载线路数据库计算获得目标距离与速度；在连续式等级下接收地面区域控制器发送的移动授权，根据所述移动式授权携带的数据、当前列车位置及车载线路数据库计算获得目标距离与速度；
其中，所述目标距离为当前位置达到安全点与站台点的距离，所述速度为安全点的限速值。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SRP测速测距单元采用车头车尾热备冗余方案，其中一个SRP测速测距单元作为主用端进行与所述ATP系统及所述ATO系统的通信工作；当主用端异常时，将备用端SRP测速测距单元的切换为主用端继续工作。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述根据预先设置的机制，并结合接收到的SRP测速测距单元发送的数据及ATP系统发送的数据确定当前行驶速度与目标距离包括：
所述SRP测速测距单元发送数据的周期短于所述ATP系统发送数据的周期，当接收到SRP测速测距单元发送的新数据后，判断当前时刻ATP数据是否为新数据；
若当前时刻ATP数据是新数据，且当SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID匹配时，则判断SRP测速测距单元发送的新数据与当前时刻ATP数据中的测速状态是否为未发生空转打滑；若均为未发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据大于所述当前时刻ATP数据中速度传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的速度传感器数据校正当前时刻ATP数据，获得当前行驶速度与目标距离；若至少一数据中的测速状态为发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据大于所述当前时刻ATP数据中雷达传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的雷达传感器数据校正当前时刻ATP数据，获得当前行驶速度与目标距离；若所述SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID不匹配、或者所述SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID匹配且均为未发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据不大于所述当前时刻ATP数据中速度传感器数据、或者所述SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当前时刻ATP数据中SRP测速测距单元的ID匹配且至少有一个数据中的测速状态为发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据不大于所述当前时刻ATP数据中雷达传感器数据，则使用当前时刻ATP数据；
若当前时刻ATP数据不是新数据，且当SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与上一周期ATO系统本地数据中SRP测速测距单元的ID不匹配时，则判断SRP测速测距单元发送的新数据中的测速状态是否为未发生空转打滑；若为未发生空转打滑，则利用SRP测速测距单元发送的新数据中的速度传感器数据计算当前行驶速度，并预估目标距离；若为发生空转打滑，则利用SRP测速测距单元发送的新数据中的雷达传感器数据计算当前行驶速度，并预估目标距离；
若当前时刻ATP数据不是新数据，且当SRP测速测距单元发送的新数据中SRP测速测距单元的ID与当上一周期ATO系统本地数据中SRP测速测距单元的ID匹配时，则判断SRP测速测距单元发送的新数据中的测速状态是否为未发生空转打滑；若为未发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据大于所述上一周期ATO系统本地数据中速度传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的速度传感器数据校正ATO系统上一周期确定的行驶速度与目标距离；若为发生空转打滑，且所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据大于所述上一周期ATO系统本地数据中雷达传感器数据，则使用SRP测速测距单元发送的新数据中的雷达传感器数据校正ATO系统上一周期确定的行驶速度与目标距离；若为未发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中速度传感器数据不大于上一周期ATO系统数据中速度传感器数据，或者若为发生空转打滑，但所述SRP测速测距单元发送的新数据中雷达传感器数据不大于上一周期ATO系统本地数据中雷达传感器数据，则沿用ATO系统上一周期确定的行驶速度并预估距离。
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