CN106154297A - 一种便携式车载双模定位装置及列车双模定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式车载双模定位装置及列车双模定位方法，所述定位装置包括：一壳体，壳体内设置有GPS单元、TAX箱数据接口单元、数据处理单元及定位信息传输单元，GPS单元、TAX箱数据接口单元及定位信息传输单元分别连接至数据处理单元；GPS单元用于采集列车当前位置的GPS定位数据；TAX箱数据接口单元用于获取列车TAX箱数据；数据处理单元用于接收GPS定位数据和/或TAX箱数据，并根据GPS定位数据和/或TAX箱数据生成定位信息；定位信息传输单元用于从数据处理单元接收定位信息并传输给列车上各检测设备。本发明采用双模定位模式，大幅提高了定位精度，具备较高的适应性，并且本发明支持热插拔，实现了即插即用，可适应多种安装使用环境及各种列车。

Description

一种便携式车载双模定位装置及列车双模定位方法

技术领域

本发明涉及铁路轨旁设备功能检测业务，尤其涉及一种便携式车载双模定位装置及列车双模定位方法。

背景技术

在现有技术中，为了保证铁路沿线设备的正常工作，需要对铁路沿线系统进行性能测试，并依据测试结果对设备进行维修、优化。目前，对铁路沿线系统进行性能测试的手段有以下两种：采用专业测试列车进行测试及在已有的非专业测试列车上临时加装测试设备进行测试。无论采用哪种测试手段，均需要为列车上装设的检测设备提供定位信息。其中，专业测试列车具备完善的固定式定位设备；已有的非专业测试列车缺乏完善的定位设备，检测时需临时安装简易定位系统。而在实际测试时存在很大的局限性：专业测试列车数量稀少，而检测任务繁重，难以全面覆盖铁路网络；通过在非专业测试列车上临时加装测试设备进行测试时，临时加装的设备难以获得精准的定位信息，给后续数据分析工作造成困难。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种便携式车载双模定位装置，所述便携式车载双模定位装置包括：一壳体，所述壳体内设置有GPS单元、TAX箱数据接口单元、数据处理单元及定位信息传输单元，所述GPS单元、TAX箱数据接口单元及定位信息传输单元分别连接至所述数据处理单元；其中

所述GPS单元，用于采集列车当前位置的GPS定位数据；

所述TAX箱数据接口单元，用于获取列车TAX箱数据；

所述数据处理单元，用于接收所述GPS定位数据和/或TAX箱数据，并根据所述GPS定位数据和/或TAX箱数据生成定位信息；

所述定位信息传输单元，用于从所述数据处理单元接收所述定位信息，并将所述定位信息传输给列车上各检测设备。

在一实施例中，所述定位信息传输单元包括：WiFi模块及发射天线，所述WiFi模块连接所述发射天线，所述发射天线设置于所述壳体外侧，用于将所述定位信息传输给列车上各检测设备。

在一实施例中，所述定位信息传输单元包括RS-485总线模块，用于将所述定位信息传输给列车上各检测设备。

在一实施例中，所述TAX箱数据接口单元包括：一热插拔支持电路，与所述数据处理单元连接，用于检测所述数据处理单元是否可靠连接，若是，则将所述TAX箱数据传输给所述数据处理单元。

在一实施例中，所述TAX箱数据接口单元还包括：一接插件，用于与所述TAX箱的总线连接，以获取所述TAX箱数据。

在一实施例中，所述TAX箱数据接口单元还包括：一信号调理电路，用于对所述TAX箱数据进行调理，并将调理后的TAX箱数据传输给所述数据处理单元。

在一实施例中，所述便携式车载双模定位装置还包括：电源，与所述GPS单元、TAX箱数据接口单元、数据处理单元及定位信息传输单元连接，用于为所述便携式车载双模定位装置供电。

本发明另一方面还提供了一种列车双模定位方法，应用于所述便携式车载双模定位装置，所述列车双模定位方法包括：

利用GPS单元采集列车的GPS定位数据，并利用TAX箱数据接口单元获取列车的TAX箱数据；

根据所述GPS定位数据和/或TAX箱数据生成列车的定位信息；

通过有线传输方式或者无线传输方式将所述定位信息传输给列车上各检测设备。

在一实施例中，所述TAX箱数据包括：TAX里程信息、列车速度信息、时间信息以及信号机名称信息。

在一实施例中，所述定位信息为：根据所述GPS定位数据生成的定位信息、根据所述TAX箱数据生成的定位信息、根据所述GPS定位数据与TAX箱数据关联后生成的定位信息中的一种。

本发明提供的便携式车载双模定位装置采用双模定位模式，通过数据融合，大幅提高了定位精度，在某些较恶劣的线路，缺少某一路数据时(TAX箱数据或GPS定位数据)，本装置亦可以提供定位信息，具备较高的适应性。本发明支持热插拔，实现了即插即用。因此本发明的便携式车载双模定位装置可适应多种安装使用环境及各种列车，适用范围较广。

附图说明

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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例便携式车载双模定位装置1的结构示意图；

图2为本发明实施例GPS单元12的原理示意图；

图3为本发明实施例TAX箱数据接口单元13的结构示意图；

图4为本发明实施例TAX箱数据接口单元13的电路图；

图5为本发明实施例数据处理单元14的电路图；

图6为本发明实施例WiFi模块的电路图；

图7为本发明实施例RS485总线模块的电路图；

图8为本发明实施例电源16的电路图；

图9为本发明实施例便携式车载双模定位方法的流程图。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为了监测铁路沿线设备状态(或机车设备状态)，铁路工作人员会在专业测试列车进行测试或者在已有的非专业测试列车上临时加装测试设备进行测试，这些测试设备的工作需要定位数据的支持。本发明实施例提供了一种便携式车载双模定位装置及一种列车双模定位方法，用于为上述列车提供定位信息。

如图1所示，本发明实施例提供了一种便携式车载双模定位装置1，可用于为列车上加装的检测设备提供更加精确的定位信息。该装置包括壳体11，壳体11内设置有GPS单元12、TAX箱数据接口单元13、数据处理单元14以及定位信息传输单元15，其中，GPS单元12、TAX箱数据接口单元13及定位信息传输单元15分别连接至数据处理单元14。

GPS单元12，用于采集列车当前位置的GPS定位数据，并将该定位数据发送给数据处理单元14。具体实施时，GPS单元12可以选用东方联星公司生产的MOD-AG12-001GPS模块，如图2所示的U5，该模块可通过接收天线17采集到列车当前位置点的GPS定位数据进行解算后传输给数据处理单元14。

TAX箱数据接口单元13可以获取列车的TAX箱数据，并将上述数据发送给数据处理单元14。

如图3所示，在一实施例中，TAX箱数据接口单元13包括一热插拔支持电路132，与数据处理单元14连接，用于检测数据处理单元14是否可靠连接，若是，则将TAX箱数据传输给数据处理单元14。具体实施时，TAX箱数据接口单元13还包括一接插件131，与列车的TAX箱的总线连接，以获取TAX箱数据。可选地，TAX箱数据接口单元13还包括一信号调理电路133，可以对列车TAX箱数据进行调理，并将调理后的数据传输给数据处理单元14。

在一实施例中，TAX箱数据接口单元13的电路如图4所示。在图4中，J2为接插件，TAX箱数据信号通过J2的引脚25、引脚26、引脚27引至U10；U10与二极管D4、电阻R13、电阻R21及晶体管Q1构成热插拔支持电路，当且仅当热插拔支持电路检测到数据处理单元已可靠连结后，才会将J2传输来的数据信号传输给U8；U8、U7及外围电阻、电容构成信号调理电路，该信号调理电路可以对J2传输来的数据信号进行调理，并将调理完成的数据信号传输给数据处理单元。

如图4、图5所示，为防止数据处理单元14发生失锁，上述热插拔支持电路中的晶体管Q1与数据处理单元14中U4的引脚33连接，当U4上电后，该引脚输出一使能信号，使热插拔支持电路接通，将接插件J2传输来的数据传给U8。

针对专业测试列车或者临时加装检测设备的测试列车，本发明提供的便携式车载双模定位装置，可在上述列车设备开机状态下安装使用，并且安装方便，只需一把螺丝刀，用数分钟的时间即可安装完毕投入工作。

数据处理单元14接收到上述GPS定位数据和/或TAX箱数据后，可以根据GPS定位数据和/或TAX箱数据生成列车的定位信息，并将该定位信息发送给定位信息传输单元15。

具体地，如数据处理单元14仅接收到GPS单元12传输来的GPS定位数据，则数据处理单元14仅根据该GPS定位数据生成列车的定位信息；如数据处理单元14仅接收到TAX箱数据接口单元13传输来的TAX箱数据，则数据处理单元14仅根据该TAX箱数据生成列车的定位信息；如数据处理单元既接收到GPS单元12传输来的GPS定位数据，又接收到TAX箱数据接口单元13传输来的TAX箱数据，则数据处理单元对这两路数据进行关联，以得到更为精确的定位信息。

在一实施例中，数据处理单元14的电路如图5所示。在图5中，U3及外围电容、电阻构成数据处理单元14的数据接口电路，用于接收TAX箱数据接口单元13中的U7传输过来的TAX箱数据信号，并将该数据信号传输给U4，U4为数据处理单元14的CPU，可以用来控制GPS单元12、TAX箱数据接口单元13及定位信息传输单元15等子单元，对采集到GPS数据和/或TAX箱数据进行处理，根据GPS定位数据和/或TAX箱数据生成列车的定位信息，并将该定位信息传输给定位信息传输单元15。

定位信息传输单元15接收到上述定位信息后，需要将该定位信息传输给列车上的各检测设备，以对铁路沿线系统进行性能测试。

在一实施例中，定位信息传输单元15包括一WiFi模块及发射天线，其中该WiFi模块连接该发射天线，该发射天线置于壳体11的外侧，用于将列车的定位信息通过无线方式传输给列车上各检测设备。具体实施时，WiFi模块的电路如图6所示，在图6中，U6为WiFi模块，用于接收来自U4的数据，并由发射天线18(见图1)通过无线网络传输给接入该无线网络的列车上各检测设备。

在另一实施例中，定位信息传输单元15包括RS-485总线模块，具体实施时，可以将该模块与列车上的各检测设备连接，以将列车的定位信息通过RS-485总线传输给列车上的各检测设备。如图7所示，具体实施时，U9及外围电路构成RS-485总线模块，用于接收来自U4的定位信息，并通过RS-485总线传输给接入该总线模块的列车上各检测设备。

在另一实施例中，定位信息传输单元15既包括WiFi模块及发射天线，又包括RS-485总线模块，可以两者任选其一进行定位信息的传输。

如图1所示，在一实施例中，便携式车载双模定位装置还包括一电源16，与GPS单元12、TAX箱数据接口单元12、数据处理单元14及定位信息传输单元15连接，用于为该便携式车载双模定位装置供电。电源16的电路如图8所示，具体实施时电源16为以上各子单元提供3.3V和/或5.0V的电压，以保证该便携式车载双模定位装置正常工作。

可选地，便携式车载双模定位装置还包括一电源接口，具体实施时，便携式车载双模定位装置通过该电源接口与列车上的相关电源连接，以启机正常工作。

本发明提供的便携式车载双模定位装置实现了车载检测装置的定位，且由于该装置采用双模定位模式，通过数据融合，大幅提高了定位精度。同时，在某些较恶劣的线路，当缺少某一路数据(TAX箱数据或GPS定位数据)时，该便携式车载双模定位装置亦可提供定位信息，具备较高的适应性。该便携式车载双模定位装置支持热插拔，实现了即插即用，可适应多种安装使用环境及各种列车，适用范围较广。

本发明实施例还提供了一种列车双模定位方法，应用于上述的便携式车载双模定位装置，其流程图如图9所示，该方法主要包括以下步骤：

S1、利用GPS单元采集列车的GPS定位数据，并利用TAX箱数据接口单元获取列车的TAX箱数据；

S2、根据上述GPS定位数据和/或TAX箱数据生成列车的定位信息；

S3、通过有线传输方式或者无线传输方式将上述定位信息传输给列车上的各检测设备。

一实施例中，上述TAX箱数据可以包括：TAX里程信息、列车速度信息、时间信息以及信号机名称信息。

一实施例中，上述的定位信息为：根据上述GPS定位数据生成的定位信息、根据上述TAX箱数据生成的定位信息、根据上述GPS定位数据与TAX箱数据关联后生成的定位信息中的一种。

本发明提供的列车双模定位方法使发送给列车上各检测设备的定位信息更加精准，并且即使在缺少某一路数据(GPS定位数据或TAX箱数据)时，利用本方法仍能向列车上的各检测设备提供定位信息，具备较高的适应性。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种便携式车载双模定位装置，其特征在于，所述便携式车载双模定位装置包括：一壳体，所述壳体内设置有GPS单元、TAX箱数据接口单元、数据处理单元及定位信息传输单元，所述GPS单元、TAX箱数据接口单元及定位信息传输单元分别连接至所述数据处理单元；其中

所述GPS单元，用于采集列车当前位置的GPS定位数据；

所述TAX箱数据接口单元，用于获取列车TAX箱数据；

所述数据处理单元，用于接收所述GPS定位数据和/或TAX箱数据，并根据所述GPS定位数据和/或TAX箱数据生成定位信息；

所述定位信息传输单元，用于从所述数据处理单元接收所述定位信息，并将所述定位信息传输给列车上各检测设备。

2.根据权利要求1所述便携式车载双模定位装置，其特征在于，所述定位信息传输单元包括：WiFi模块及发射天线，所述WiFi模块连接所述发射天线，所述发射天线设置于所述壳体外侧，用于将所述定位信息传输给列车上各检测设备。

3.根据权利要求1或2所述便携式车载双模定位装置，其特征在于，所述定位信息传输单元包括RS-485总线模块，用于将所述定位信息传输给列车上各检测设备。

4.根据权利要求1所述便携式车载双模定位装置，其特征在于，所述TAX箱数据接口单元包括：一热插拔支持电路，与所述数据处理单元连接，用于检测所述数据处理单元是否可靠连接，若是，则将所述TAX箱数据传输给所述数据处理单元。

5.根据权利要求4所述便携式车载双模定位装置，其特征在于，所述TAX箱数据接口单元还包括：一接插件，用于与所述TAX箱的总线连接，以获取所述TAX箱数据。

6.根据权利要求4所述便携式车载双模定位装置，其特征在于，所述TAX箱数据接口单元还包括：一信号调理电路，用于对所述TAX箱数据进行调理，并将调理后的TAX箱数据传输给所述数据处理单元。

7.根据权利要求1所述便携式车载双模定位装置，其特征在于，所述便携式车载双模定位装置还包括：电源，与所述GPS单元、TAX箱数据接口单元、数据处理单元及定位信息传输单元连接，用于为所述便携式车载双模定位装置供电。

8.一种列车双模定位方法，应用于权利要求1-7任一项所述便携式车载双模定位装置，其特征在于，所述列车双模定位方法包括：

利用GPS单元采集列车的GPS定位数据，并利用TAX箱数据接口单元获取列车的TAX箱数据；

根据所述GPS定位数据和/或TAX箱数据生成列车的定位信息；

通过有线传输方式或者无线传输方式将所述定位信息传输给列车上各检测设备。

9.根据权利要求8所述的列车双模定位方法，其特征在于，所述TAX箱数据包括：TAX里程信息、列车速度信息、时间信息以及信号机名称信息。

10.根据权利要求8所述的列车双模定位方法，其特征在于，所述定位信息为：

根据所述GPS定位数据生成的定位信息、根据所述TAX箱数据生成的定位信息、根据所述GPS定位数据与TAX箱数据关联后生成的定位信息中的一种。