CN106515790B - 一种基于双边双程测距的辅助防撞预警方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于双边双程测距的辅助防撞预警方法，属于轨道交通技术领域，包括列车从车库行驶出至车站前，通过读取地面标签判断并记录车辆的运行方向为上行或下行后，进入车站，开始运行；列车正线行驶，车辆前端的系统主机主动端通过2.4G通讯天线向800米～2000米内的列车系统主机被动端发送测距请求，与其进行无线数据通讯传输，进行列车之间距离信息的判断；通过对列车本身行驶状态和列车之间距离信息的判断，选择列车是否发出报警信号。本发明采用对称双边双程测距方式利用信号在两个非同步的收发机往返之间的传输时间来测量距离，抵消了测距过程中的因时间非同步带来的抖动，大幅提高的测距精度，进而保证了较高的定位精度。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，特别是涉及到一种辅助防撞预警的方法。
背景技术
由于列车在实际运行过程中，有时会需要切除列车自动保护系统(AutomaticTrain Protection，ATP)。此时列车的运行安全性大大降低，仅依靠传统的电话等方式很难完全确保列车的运行安全。
针对在ATP切除的情况下，实时测量本车与同方向运行的前车的距离，为司机提供安全距离警示，确保列车安全运行。采用列车防撞辅助预警系统测距方案，基于线性调频扩频信号技术和对称双边双程测距方法，实时追踪本车运行前方同一股道的列车，测量本车与前车的相对距离，防止列车追尾。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于双边双程测距的辅助防撞预警方法，采用对称双边双程测距方式利用信号在两个非同步的收发机往返之间的传输时间来测量距离，抵消了测距过程中的因时间非同步带来的抖动，大幅提高的测距精度，进而保证了较高的定位精度。
一种基于双边双程测距的辅助防撞预警方法，其特征是：包括以下步骤，
步骤一、列车从车库行驶出至车站前，通过读取地面标签判断并记录车辆的运行方向为上行或下行后，进入车站，开始运行；
步骤二、列车正线行驶，车辆前端的系统主机主动端通过2.4G通讯天线向800米～2000米内的列车系统主机被动端发送测距请求，与其进行无线数据通讯传输，进行列车之间距离信息的判断；
步骤三、通过所述步骤一对列车本身行驶状态以及所述步骤二对列车之间距离信息的判断，选择列车是否发出报警信号。
所述步骤二中的无线数据通讯传输通过无线电波为传输媒介，发送端将数据信息进行编码，并调制到载波频率上，送到射频前端，通过天线发射出去；接收端接收到的电波信号进行解码调制，还原出传世数据。
所述步骤二中列车之间距离信息的判断通过列车主动端向被动端发送测距数据包，被动端接收到主动端发送过来的数据包后进行应答，发出确认包，并通过系统主机计算从接收数据包到发出确认包之间的时延；
主动端接收被动端的应答，并得到从发出测距数据包到接收确认包之间的时延。
所述步骤三中列车相遇前，互相收到彼此主动端发送来的测距信息，通过分析信息数据，两辆列车的系统主机主动端获得彼此的上下行信息和速度信息，两辆列车均得到双方向列车的数据信息；数据信息为错车行驶信息，系统主机主动端通过CAN总线发送另一列车错车信息给本列车被动端，列车被动端收到本列车主动端发出的数据信息，不产生报警或紧急制动行为；数据信息为同轨道行驶信息，系统主机进行报警或紧急制动行为。
所述步骤二中的无线数据通讯传输通过无线电波为传输媒介，发送端将数据信息进行编码，并调制到载波频率上，送到射频前端，通过天线发射出去；接收端接收到的电波信号进行解码调制，还原出传输数据。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：一种基于双边双程测距的辅助防撞预警方法，采用对称双边双程测距方式(Symmetric Double-Sided Two WayRanging，SDS-TWR)利用信号在两个非同步的收发机往返之间的传输时间来测量距离，抵消了测距过程中的因时间非同步带来的抖动，大幅提高的测距精度，进而保证了较高的定位精度。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种基于双边双程测距的辅助防撞预警方法无线数据传输过程示意框图。
图2为本发明一种基于双边双程测距的辅助防撞预警方法测距模型结构示意框图。
图3为本发明一种基于双边双程测距的辅助防撞预警方法列车上下行分析结构示意框图。
具体实施方式
一种基于双边双程测距的辅助防撞预警方法，包括以下步骤，
步骤一、列车从车库行驶出至车站前，通过读取地面标签判断并记录车辆的运行方向为上行或下行后，进入车站，开始运行；
步骤二、列车正线行驶，车辆前端的系统主机主动端通过2.4G通讯天线向800米～2000米内的列车系统主机被动端发送测距请求，与其进行无线数据通讯传输，进行列车之间距离信息的判断；
步骤三、通过所述步骤一对列车本身行驶状态以及所述步骤二对列车之间距离信息的判断，选择列车是否发出报警信号。
如图1所示，所述步骤二中的无线数据通讯传输通过无线电波为传输媒介，发送端将数据信息进行编码，并调制到载波频率上，送到射频前端，通过天线发射出去；接收端接收到的电波信号进行解码调制，还原出传世数据。
如图2所示，所述步骤二中列车之间距离信息的判断由主动端向被动端发送测距数据包，被动端接收到主动端发送过来的数据包后开始应答，发出确认包，并计算从接收数据包到发出确认包之间的时延。主动端接收被动端的应答，并得到从发出测距数据包到接收确认包之间的时延；被动端发出测距数据包，其中数据帧包含T2；主动端接收被动端发出的含有T2的测距数据包，并发出确认包，其中，主动端计算从接受该测距数据包到发出确认包之间的时延T3；被动端接收新的确认包，并计算从发出含有T2的测距数据包到新的确认包之间的时延T4；被动端向主动端发出含有T4的测距数据包。
如图3所示，列车在驶出车库(始发车站)之前，可以通过读取地面标签来判断并记录车辆的上下行运行方向。在列车运行过程中，当遇到相对而行的列车时，利用两车之间测距模块的信息交互，即可实现不同轨道相对而行两辆列车的区分与相互干扰问题。
当两辆车出现上下行错车(不同轨道相对而行)的情况如上图所示，在时刻T，上下行列车相遇前，互相都能够收到彼此主动端发送来的测距信息，通过分析此信息数据，两个主动端能够获得彼此的上下行信息和速度信息，此时两车会得到双方向列车准备错车的信息。然后，主动端通过CAN总线发送信息给本车被动端，告知将有另一列车错车。如果在T+ΔT时刻列车被动端收到了本列车主动端发出的测距信息，被动端会得知此刻列车错车信息，不会产生报警或紧急制动行为。
Claims (2)
1.一种基于双边双程测距的辅助防撞预警方法，其特征是：包括以下步骤，
步骤一、列车从车库行驶出至车站前，通过读取地面标签判断并记录车辆的运行方向为上行或下行后，进入车站，开始运行；
步骤二、列车正线行驶，车辆前端的系统主机主动端通过2.4G通讯天线向800米～2000米内的列车系统主机被动端发送测距请求，与其进行无线数据通讯传输，进行列车之间距离信息的判断；
步骤三、通过所述步骤一对列车本身行驶状态以及所述步骤二对列车之间距离信息的判断，选择列车是否发出报警信号；
所述步骤二中列车之间距离信息的判断通过列车主动端向被动端发送测距数据包，被动端接收到主动端发送过来的数据包后进行应答，发出确认包，并通过系统主机计算从接收数据包到发出确认包之间的时延；
主动端接收被动端的应答，并得到从发出测距数据包到接收确认包之间的时延；
所述步骤三中列车相遇前，互相收到彼此主动端发送来的测距信息，通过分析信息数据，两辆列车的系统主机主动端获得彼此的上下行信息和速度信息，两辆列车均得到双方向列车的数据信息；数据信息为错车行驶信息，系统主机主动端通过CAN总线发送另一列车错车信息给本列车被动端，列车被动端收到本列车主动端发出的数据信息，不产生报警或紧急制动行为；数据信息为同轨道行驶信息，系统主机进行报警或紧急制动行为。
2.根据权利要求1所述的一种基于双边双程测距的辅助防撞预警方法，其特征是：所述步骤二中的无线数据通讯传输通过无线电波为传输媒介，发送端将数据信息进行编码，并调制到载波频率上，送到射频前端，通过天线发射出去；接收端接收到的电波信号进行解码调制，还原出传输数据。
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