CN108216302A - 一种基于主动识别的列车虚拟连挂救援方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于主动识别的列车虚拟连挂救援方法，方法包括：当列车在运行过程中通信功能发生故障时，变为故障车，对故障车进行救援的救援车靠近故障车的过程中，救援车接收故障车发送的RFID区间位置并判断获知救援车到达故障车的相隔区间时，根据识别的故障车的LED显示信息确认故障车的身份，故障车根据识别的救援车的LED显示信息确认救援车的身份；救援车和故障车互相确认身份后，救援车的主动识别系统根据RFID区间位置判断获知救援车和故障车的距离达到预设值时，确认与故障车进行虚拟连挂，并更新救援车的列车信息实施救援，不依赖司机的业务能力，提高信息交互效率和故障车查找效率，同时提高故障车救援的效率与安全性。

Description

一种基于主动识别的列车虚拟连挂救援方法

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种基于主动识别的列车虚拟连挂救援方法。

背景技术

当列车发生通信故障时，需要采用连挂救援。现有的连挂救援方式为司机凭经验驾驶救援车缓慢行驶逼近故障车，通过救援车和故障车的撞击实现列车连挂。另外，传统的救援方式中，在运行线路有列车故障时，线路中靠近故障车所在闭塞的前后相邻的闭塞区间必须开启关闭状态，禁止其他列车驶入，且需降级运行。

现有的救援有很大弊端，首先，在列车故障后，其他列车降级运行，且禁止驶入故障车所在的闭塞区间，降低整条线路的运行效率。另外，救援车与故障车的连挂靠司机驾驶救援车撞击故障车实现，其操作对司机的业务操作能力要求较高，救援过程对司机业务能力也会影响救援效率及安全性。因此，亟需提供一种更加高效、更加安全的救援方法，在列车故障时，能够实现高效安全地列车救援。

发明内容

由于现有方法存在上述问题，本发明实施例提出一种基于主动识别的列车虚拟连挂救援方法，包括：

当列车在运行过程中通信功能发生故障时，变为故障车，所述故障车的主动识别系统获取所述故障车的射频识别RFID区间位置；

对所述故障车进行救援的救援车靠近所述故障车的过程中，接收所述故障车发送的所述RFID区间位置；

若所述救援车的主动识别系统根据所述RFID区间位置判断获知所述救援车到达所述故障车的相隔区间时，所述救援车的主动识别系统的障碍物识别模块根据识别的所述故障车的LED显示信息确认所述故障车的身份，所述故障车的主动识别系统的障碍物识别模块根据识别的所述救援车的LED显示信息确认所述救援车的身份；

所述救援车和所述故障车互相确认身份后，所述救援车的主动识别系统根据所述RFID区间位置判断获知所述救援车和所述故障车的距离达到预设值时，确认与所述故障车进行虚拟连挂，并更新所述救援车的列车信息。

可选地，所述更新所述救援车的列车信息具体包括：

将所述救援车的列车长度更新为所述故障车的列车长度、所述救援车的真实列车长度以及两车间距之和；

将所述救援车的车尾位置更新为所述救援车的车头位置与所述救援车更新后的列车长度之差。

可选地，所述更新所述救援车的列车信息具体包括：

根据距离误差对所述救援车更新后的车尾位置进行二次更新，所述救援车二次更新后的车尾位置为所述救援车更新后的车尾位置与所述距离误差之差；

其中，所述距离误差包括正数和负数。

可选地，还包括：

所述故障车确认所述救援车的身份后，对所述救援车进行锁定；

所述救援车确认所述故障车的身份后，对所述故障车进行锁定；

所述救援车更新列车信息后，所述救援车对所述故障车解锁，所述故障车对所述救援车解锁。

可选地，所述救援车确认与所述故障车进行虚拟连挂之后，还包括：

将所述故障车的待救援状态更新为正常状态，同时将所述救援车的救援状态更新为正常状态。

可选地，所述方法还包括：

所述救援车靠近所述故障车的过程中，通过数传电台将所述救援车的交互信息发送给所述故障车，所述故障车将所述两车间距发送给所述救援车，以使所述故障车确保两车虚拟连挂后的间隔与行车速度一致。

可选地，所述救援车的交互信息包括：位置信息、列车ID、列车长度、列车车型、列车故障状态和任务信息。

可选地，所述LED显示信息通过文字表示，所述文字表示的LED显示信息包括：正常、待救援和救援；

或，

所述LED显示信息通过文字表示不同颜色的预设图形表示。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过救援车接收故障车的RFID区间位置后确认故障车位置，并通过障碍物识别模块确认对方车辆的身份，与所述故障车进行虚拟连挂，更新救援车的列车信息后实施救援，不依赖司机的业务能力，提高信息交互效率和故障车查找效率，同时提高故障车救援的效率与安全性。

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的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种基于主动识别的列车虚拟连挂救援方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的主动识别系统的通信示意图；

图3为本发明一实施例提供的救援车向故障车靠近过程中的通信示意图；

图4为本发明一实施例提供的救援车向故障车靠近过程中的移动授权的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1示出了本实施例提供的一种基于主动识别的列车虚拟连挂救援方法的流程示意图，包括：

S101、当列车在运行过程中通信功能发生故障时，变为故障车，所述故障车的主动识别系统获取所述故障车的射频识别RFID区间位置。

S102、对所述故障车进行救援的救援车靠近所述故障车的过程中，接收所述故障车发送的所述RFID区间位置。

S103、若所述救援车的主动识别系统根据所述RFID区间位置判断获知所述救援车到达所述故障车的相隔区间时，所述救援车的主动识别系统的障碍物识别模块根据识别的所述故障车的LED显示信息确认所述故障车的身份，所述故障车的主动识别系统的障碍物识别模块根据识别的所述救援车的LED显示信息确认所述救援车的身份。

S104、所述救援车和所述故障车互相确认身份后，所述救援车的主动识别系统根据所述RFID区间位置判断获知所述救援车和所述故障车的距离达到预设值时，确认与所述故障车进行虚拟连挂，并更新所述救援车的列车信息。

其中，所述LED显示信息通过文字表示，所述文字表示的LED显示信息包括：正常、待救援和救援；

或，所述LED显示信息通过文字表示不同颜色的预设图形表示。

所述虚拟连挂是指跟随车跟随头车运行，所述跟随车包括故障车和符合预设虚拟连挂运行条件的列车。

具体地，各列车的IVOC分别向TMC和ITS系统上报自身的运行状态信息，TMC将接收到的列车的运行状态信息发送至ITS系统，ITS系统便能够根据列车上报的运行信息和TMC发送来的列车运行信息判断出需要进行虚拟连挂运行的跟随车，在确定出跟随车和与跟随车对应的头车后，向头车的IVOC发送虚拟连挂运行指令，以使头车运行至跟随车的所在区域，带领跟随车进行虚拟连挂运行。当作为头车的列车接收到ITS系统下发的虚拟连挂运行指令时，根据指令中跟随车的所在区域前去与跟随车进行虚拟连挂，在到达距离跟随车所在区域一定距离(如100米，可配置)时，头车低速行驶进入跟随车所在区域。在跟随车的车车通信功能正常时(头车与跟随车的IVOC之间能够通过DCS建立通信)，头车与跟随车建立起通信，完成虚拟连挂。

具体地，列车的主动识别系统示意图如图2所示，主要由测速模块(加速度计、光流相机)、定位模块(RFID)、障碍物识别模块(图像识别、激光雷达以及毫米波雷达)、通信模块(数传电台)、主控模块等组成。其中，测速模块检测本车行车速度；定位模块检测本车的粗略位置、行车方向；障碍物检测模块提供列车前方障碍物的距离；通信模块用于列车之间的信息通信。

在行车过程中，列车通过定位模块获得列车的粗略位置(RFID划分的区间)和行车方向，通过通信模块检测通信范围(≥300m)内是否存在其他车辆，再结合障碍物识别模块的识别结果，主控模块可确定列车行车移动授权，并给出建议行驶速度。通过建议速度和测速模块获得的本车速度对比，进行预警。

测速模块由加速度计和光流相机组成。在列车加速度计在列车变速运行时能测量出列车运行时的加速度值，但如果列车静止或是匀速运动时，加速度计均为0，此时需要结合光流相机给出的列车运行/静止状态，来计算列车运行速度。

定位模块通过对RFID的布置，将轨道线划分为若干个区段，RFID阅读器安装在列车底部，通过读取RFID标签信息实现对列车的粗略定位。在布置点连续布置两个RFID标签时，可确定列车的运行方向，同时提高可用性。

障碍物识别模块包含图像识别、激光雷达以及毫米波雷达。通过三个传感器分别独立对列车行驶前方进行前方障碍物识别，并将各自的识别结果发送给主控模块进行数据融合处理。

主控模块对各传感器反馈的信息进行筛选融合，最终结合速度计算出本车的移动授权及建议速度。

需要说明的是，主动识别系统独立于列车信号系统，且主动识别系统的识别结果输入给列车信号系统。当列车通信功能故障，列车位置丢失，可使用主动识别系统进行虚拟连挂救援。

本实施例通过救援车接收故障车的RFID区间位置后确认故障车位置，并通过障碍物识别模块确认对方车辆的身份，与所述故障车进行虚拟连挂，更新救援车的列车信息后实施救援，不依赖司机的业务能力，提高信息交互效率和故障车查找效率，同时提高故障车救援的效率与安全性。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，S104中所述更新所述救援车的列车信息具体包括：

S1041、将所述救援车的列车长度更新为所述故障车的列车长度、所述救援车的真实列车长度以及两车间距之和。

S1042、将所述救援车的车尾位置更新为所述救援车的车头位置与所述救援车更新后的列车长度之差。

通过更新救援车的列车长度和车尾位置，使得救援车与故障车虚拟连挂后，在逻辑上视为一辆列车，进行统一控制。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，S1042具体包括：

根据距离误差对所述救援车更新后的车尾位置进行二次更新，所述救援车二次更新后的车尾位置为所述救援车更新后的车尾位置与所述距离误差之差；

其中，所述距离误差包括正数和负数。

距离误差也称作安全距离，主要为了防止车尾位置计算过程中产生的固有的误差而设定的。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，还包括：

S1031、所述故障车确认所述救援车的身份后，对所述救援车进行锁定。

S1032、所述救援车确认所述故障车的身份后，对所述故障车进行锁定。

S1033、所述救援车更新列车信息后，所述救援车对所述故障车解锁，所述故障车对所述救援车解锁。

通过对确认身份后的列车进行锁定，能够使得该列车不与其它列车进行不必要的通信；通过对列车进行解锁，方便该列车与其它列车件通信。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，S104中所述救援车确认与所述故障车进行虚拟连挂之后，还包括：

将所述故障车的待救援状态更新为正常状态，同时将所述救援车的救援状态更新为正常状态。

通过更改列车的状态为正常状态，方便与其它列车的正常通信。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，所述方法还包括：

S1021、所述救援车靠近所述故障车的过程中，通过数传电台将所述救援车的交互信息发送给所述故障车，所述故障车将所述两车间距发送给所述救援车，以使所述故障车确保两车虚拟连挂后的间隔与行车速度一致。

其中，所述救援车的交互信息包括：位置信息、列车ID、列车长度、列车车型、列车故障状态和任务信息。

本实施例列车虚拟连挂救援过程中，通过列车控制能够实现列车的虚拟连挂，相对于传统救援系统更加高效；独立于现有的列车信号系统，当列车通信功能故障、列车位置丢失时，不再依赖司机驾驶救援车排查，使用主动识别技术进行列车辅助驾驶，提升救援效率；相对于传统救援系统更加安全，基于主动识别系统，在救援过程中救援车对故障车的查找、虚拟连挂等更加智能化，不依赖司机的业务能力，很大程度的提升其安全性。

具体地，在进行故障车定位时，列车主动识别系统在开启初始化时获取列车的ID、长度、型号等信息。列车故障时，通过主动识别的定位模块，定位故障车的粗略位置，即故障车所在的RFID区间(假设数传电台通信范围距离为commDis)。当救援车与故障车的相隔区间数量≥2时，结合线路条件(主动识别的通信方式为直线通信，其通信范围距离按照为直线距离，通信范围距离≥实际列车距离)与安全保护距离(defDis)，救援车的移动授权为commDis-defDis，如图3所示；当列车行驶至故障车所在的RFID区间相隔区间时，系统给出传感器障碍物识别距离的融合结果，移动授权获取如图4所示。

列车通过数传电台进行信息交互，同时列车车头有显示列车的LED显示屏，使用文字或不同颜色的图案显示不同的列车信息，并根据列车的状态进行实时更新。救援车在逼近故障车的过程中，主动识别系统通过通信方式获取通信范围内的列车，按照该种行驶方式，在救援车靠近故障车的过程中通过数传电台通信获取故障车的区间信息。救援车根据故障车的区间信息，进行上述逼近过程。救援车靠近故障车过程中，使用视觉识别故障车LED显示信息，通过故障车LED显示屏上显示的“待救援”信息确认故障车辆，并锁定故障车身份。同时，故障车以同样的方式，识别救援车的“救援信息”确认救援车身份并锁定。

救援车靠近故障车过程中，当救援车与故障车的距离达到GapDis时，故障车与救援车确认虚拟连挂。通过通信交互，发送给对方虚拟连挂确认信息，同时更新列车的状态信息。故障车的“待救援”状态和救援车的“救援”状态同时更新为“正常”状态，并解除救援身份锁定。另外，列车长度更新为故障车长度(TrainLen1)+救援车长度(TrainLen2)+GapDis。原救援车的车尾信息更新为救援车车头位置(trianPos)与车长之差，另外考虑到虚拟连挂的防护安全性和误差，需增加其安全距离(defDis)，即原救援车的车尾信息＝trianPos-(TrainLen1+TrainLen2+GapDis+defDis)。

在确认虚拟连挂并更新列车信息后，原救援车与故障车之间进行交互通信。通过数传电台，原救援车将列车的加速度信息、速度信息发送给原故障车；原故障车将两车的间距GapDis发送给原救援车；另外两车之间进行实时通信正常检测。原故障车根据原救援车发送的实时加速度、速度信息进行行车，确保两车虚拟连挂间隔与行车速度一致性。

使用视觉识别对故障车进行身份确认，其识别方式可采用视觉对文字的识别或者视觉对颜色的识别；使用障碍物识别方式进行列车前方障碍物距离检测，使用多传感器融合方式，对激光雷达、毫米波雷达识别前方障碍物的距离进行融合，得出精确的识别距离。

在虚拟连挂过程中，故障车和救援车双方虚拟连挂确认后，由于虚拟连挂列车自身的信息改变，其列车长度，尾端位置信息等都应及时更新并确认。

虚拟连挂成功并确认后，原救援车与原故障车交互信息应满足虚拟连挂需求的即时性。原故障车需根据原救援车发送的列车速度、加速度等信息进行列车运行控制，两车之间信息交互的即时性确保虚拟连挂正常运行。

本实施例使用主动识别方式救援车对故障车查找，提高信息交互效率，不依赖司机的业务能力，时运行过程安全性提高。另外，采用主动识别方式救援车查找故障车过程中，能够使用距离检测传感器检测前方障碍物的距离，按照障碍物距离检测给出的建议速度行车，提高故障车查找的效率。同时通过距离检测传感器原故障车实时检测与原救援车之间的间距，通过两车之间的通信交互实现虚拟连挂，提高救援效率与安全性。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于主动识别的列车虚拟连挂救援方法，其特征在于，包括：

当列车在运行过程中通信功能发生故障时，变为故障车，所述故障车的主动识别系统获取所述故障车的射频识别RFID区间位置；

对所述故障车进行救援的救援车靠近所述故障车的过程中，接收所述故障车发送的所述RFID区间位置；

若所述救援车的主动识别系统根据所述RFID区间位置判断获知所述救援车到达所述故障车的相隔区间时，所述救援车的主动识别系统的障碍物识别模块根据识别的所述故障车的LED显示信息确认所述故障车的身份，所述故障车的主动识别系统的障碍物识别模块根据识别的所述救援车的LED显示信息确认所述救援车的身份；

所述救援车和所述故障车互相确认身份后，所述救援车的主动识别系统根据所述RFID区间位置判断获知所述救援车和所述故障车的距离达到预设值时，确认与所述故障车进行虚拟连挂，并更新所述救援车的列车信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述更新所述救援车的列车信息具体包括：

将所述救援车的列车长度更新为所述故障车的列车长度、所述救援车的真实列车长度以及两车间距之和；

将所述救援车的车尾位置更新为所述救援车的车头位置与所述救援车更新后的列车长度之差。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述更新所述救援车的列车信息具体包括：

根据距离误差对所述救援车更新后的车尾位置进行二次更新，所述救援车二次更新后的车尾位置为所述救援车更新后的车尾位置与所述距离误差之差；

其中，所述距离误差包括正数和负数。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

所述故障车确认所述救援车的身份后，对所述救援车进行锁定；

所述救援车确认所述故障车的身份后，对所述故障车进行锁定；

所述救援车更新列车信息后，所述救援车对所述故障车解锁，所述故障车对所述救援车解锁。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述救援车确认与所述故障车进行虚拟连挂之后，还包括：

将所述故障车的待救援状态更新为正常状态，同时将所述救援车的救援状态更新为正常状态。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述救援车靠近所述故障车的过程中，通过数传电台将所述救援车的交互信息发送给所述故障车，所述故障车将所述两车间距发送给所述救援车，以使所述故障车确保两车虚拟连挂后的间隔与行车速度一致。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述救援车的交互信息包括：位置信息、列车ID、列车长度、列车车型、列车故障状态和任务信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LED显示信息通过文字表示，所述文字表示的LED显示信息包括：正常、待救援和救援；

或，

所述LED显示信息通过文字表示不同颜色的预设图形表示。