CN109664918A - 基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护系统及方法，系统包括：通信子系统、主动识别子系统和主控子系统；通信子系统用于接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息；主动识别子系统用于识别与障碍物的第二距离；主控子系统用于根据相邻列车发送的第一位置信息和第一速度信息计算第一移动授权；根据识别得到的障碍物的第二位置信息和第三位置信息计算第二移动授权，并确定最终移动授权。通过采用车‑车通信方式获取其他列车的位置信息，自主识别在线列车，计算列车移动闭塞，省去了大量地面通信设备，节省成本；且利用主动识别进行精细化追踪，提高列车追踪的可靠性，提高列车运行效率。

Description

基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护系统及方法。

背景技术

基于传统CBTC的移动闭塞列车控制系统，采用无线通信传输手段，实时地或定时地进行列车与地面间的双向通信联络，在列车运行时通过车载ATC设备与地面ZC系统(地铁)或RBC系统(大铁)的通信交互，以确定移动授权，使得后续列车可以及时了解前方列车运行实际间隔距离，通过计算后续列车即可给出制动曲线，提高区间通行能力，同时也由于车地间通信信息量的加大，地面需要实时地向车载信号设备传递车辆运行前方线路限速情况，指导列车按线路限制条件运行，用于提高列车运行安全性。如图1为传统CBTC列车控制系统结构图。

基于车车通信的城市列控系统对基于传统CBTC的移动闭塞列控系统进行了改进和升级，如图2所示。从系统架构上将地面ATP子系统合并到车载VOBC设备，对原CBTC系统中由地面ATP子系统计算列车的前方安全运行距离，控制列车的运行和间隔控制等进行改进，变为通过前后列车直接进行数据交换的方式，列车获取前车的位置和运行速度等信息，自行控制列车的速度，防止列车相撞、追尾，从而保证列车更安全可靠的运行。该系统不仅大大降低了列控系统轨旁设备的建设以及维护成本，而且对列车间隔具有更灵活的控制，从而提高了列车的运行效率。

目前城市轨道交通运行控制系统方案计轴器通过地面ATP子系统对在线相邻前车进行追踪、识别，存在以下缺陷：

1)目前CBTC列控系统采用车地通信的方式，数据交互量比较大，且存在延迟，区域控制器对列车周期间隔性的控制，这种方式效率低下，灵活性差。

2)采用车地通信的方式，由地面ATP子系统，结合轨旁CI系统汇报的轨道占用(计轴区间或者轨道电路)情况，进行列车的识别、自身的升级，该方案需要沿线设置多个地面ATP子系统设备，在轨道交通运行控制系统中大大增加了地面的设备成本和维护成本。

3)目前采用的依赖通信列车追踪方式，一旦本车运行前方出现位安装通信设备或者是通信设备故障的列车，则本车无法获知前方有其他车辆，致本车获取的移动授权错误，从而发生危险。

在实现本发明实施例的过程中，发明人发现现有的方法在地面没有计轴器或者轨道电路的情况下，需要列车自主识别。由于列车是移动体，在线列车是实时变化的，没有一个固定的列车来对在线列车进行统计，因此需要提出一种方法，由列车自主的识别在线列车，用于列车移动闭塞的计算。

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车车通信和主动识别的列车追踪预警防护系统及方法。

第一方面，本发明实施例提出一种基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护系统，包括：通信子系统、主动识别子系统和主控子系统；

所述通信子系统与所述主控子系统连接，用于接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车；

所述主动识别子系统与所述主控子系统连接，用于实现对前方障碍物的识别，并在存在障碍物时识别与障碍物之间的第二距离；

所述主控子系统用于接收所述相邻列车发送的所述第一位置信息和所述第一速度信息，根据所述第一位置信息和所述第一速度信息计算当前列车的第一移动授权；获取当前列车的主动识别子系统识别得到的障碍物的第二位置信息和当前列车的第三位置信息，并根据所述第二位置信息和所述第三位置信息计算当前列车的第二移动授权，根据所述第一移动授权和所述第二移动授权确定最终移动授权，并根据所述最终移动授权的结果进行追踪预警防护。

可选地，所述通信子系统包括射频识别RFID、加速度计、光流相机和数传电台设备；

所述RFID用于获取所述当前列车的位置信息，并将所述当前列车的位置信息发送给所述数传电台设备；

所述光流相机用于获取所述当前列车的运行状态，并将所述当前列车的运行状态发送给所述加速度计；

所述加速度计设于当前列车的车头，用于获取所述当前列车的加速度，并根据所述加速度和所述当前列车的运行状态，计算得到当前列车的运行速度，并将所述当前列车的运行速度发送至所述数传电台设备；

所述数传电台设备用于接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将所述当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车；

其中，所述RFID包括RFID标签和RFID阅读器；所述RFID标签设于进出站、站间、道岔位置，所述RFID阅读器设于当前列车的底部，用于读取对应的RFID标签的信息得到所述当前列车的位置信息。

可选地，所述主动识别子系统包括图像传感器、激光雷达传感器、毫米波雷达传感器和处理器；

所述图像传感器用于获取所述相邻列车的图像，并根据所述图像得到当前列车行驶的第一方向以及相邻列车的第三位置信息和第三速度信息；

所述激光雷达传感器用于测量所述相邻列车的距离，并根据所述距离得到当前列车行驶的第二方向以及相邻列车的第四位置信息和第四速度信息；

所述毫米波雷达传感器用于识别目标物体的位置，并根据识别的所述目标物体的位置得到当前列车行驶的第三方向以及相邻列车的第五位置信息和第五速度信息；

所述处理器用于根据所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向，筛选确定当前列车的行驶方向，根据所述第三位置信息、所述第四位置信息和所述第五位置信息筛选确定相邻列车的位置信息，并根据所述第三速度信息、所述第四速度信息和所述第五速度信息筛选确定相邻列车的速度信息。

可选地，所述图像传感器包括长焦摄像头、广角摄像头和图像处理器；

所述长焦摄像头用于获取远距离的第一图像；

所述广角摄像头用于获取大视角的第二图像；

所述图像处理器用于根据所述第一图像和所述第二图像，得到所述相邻列车的图像，并根据所述第一图像和所述第二图像得到当前列车行驶的第一方向以及相邻列车的第三位置信息和第三速度信息。

可选地，所述激光雷达传感器根据生成的第一脉冲信号和第二脉冲信号，确定所述相邻列车的距离，并根据所述距离得到当前列车行驶的第二方向以及相邻列车的第四位置信息和第四速度信息。

可选地，所述毫米波雷达传感器根据生成的第三脉冲信号得到目标物体与当前列车的垂直距离、所述目标物体与当前列车的水平距离，以及所述目标物体与水平线的夹角，根据所述垂直距离、所述水平距离和所述夹角得到所述目标物体的位置，并根据识别的所述目标物体的位置得到当前列车行驶的第三方向以及相邻列车的第五位置信息和第五速度信息。

第二方面，本发明实施例还提出一种基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护方法，包括：

通信子系统接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车；

主动识别子系统识别当前列车的行驶方向以及相邻列车的位置信息和速度信息，以实现对当前列车的防护；

主控子系统接收所述相邻列车发送的所述第一位置信息和所述第一速度信息，根据所述第一位置信息和所述第一速度信息计算当前列车的第一移动授权；获取当前列车的主动识别子系统识别得到的障碍物的第二位置信息和和当前列车的第三位置信息，并根据所述第二位置信息和所述第三位置信息计算当前列车的第二移动授权，根据所述第一移动授权和所述第二移动授权确定最终移动授权，并根据所述最终移动授权的结果进行追踪预警防护。

可选地，所述通信子系统接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车，具体包括：

所述通信子系统的RFID获取所述当前列车的位置信息，并将所述当前列车的位置信息发送给所述数传电台设备；

所述通信子系统的光流相机获取所述当前列车的运行状态，并将所述当前列车的运行状态发送给所述加速度计；

所述通信子系统的加速度计获取所述当前列车的加速度，并根据所述加速度和所述当前列车的运行状态，计算得到当前列车的运行速度，并将所述当前列车的运行速度发送至所述通信子系统的数传电台设备；

所述数传电台设备接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将所述当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车；

其中，所述RFID包括RFID标签和RFID阅读器；所述RFID标签设于进出站、站间、道岔位置，所述RFID阅读器设于当前列车的底部，用于读取对应的RFID标签的信息得到所述当前列车的位置信息。

可选地，所述主动识别子系统识别当前列车的行驶方向，具体包括：

所述主动识别子系统的图像传感器获取所述相邻列车的图像，并根据所述图像得到当前列车行驶的第一方向以及相邻列车的第三位置信息和第三速度信息；

所述主动识别子系统的激光雷达传感器测量所述相邻列车的距离，并根据所述距离得到当前列车行驶的第二方向以及相邻列车的第四位置信息和第四速度信息；

所述主动识别子系统的毫米波雷达传感器识别目标物体的位置，并根据识别的所述目标物体的位置得到当前列车行驶的第三方向以及相邻列车的第五位置信息和第五速度信息；

所述主动识别子系统的处理器根据所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向，筛选确定当前列车的行驶方向，根据所述第三位置信息、所述第四位置信息和所述第五位置信息筛选确定相邻列车的位置信息，并根据所述第三速度信息、所述第四速度信息和所述第五速度信息筛选确定相邻列车的速度信息。

可选地，所述主动识别子系统的图像传感器获取所述相邻列车的图像，并根据所述图像得到当前列车行驶的第一方向，具体包括：

所述图像传感器的长焦摄像头获取远距离的第一图像；

所述图像传感器的广角摄像头获取大视角的第二图像；

所述图像传感器的图像处理器根据所述第一图像和所述第二图像，得到所述相邻列车的图像，并根据所述第一图像和所述第二图像得到当前列车行驶的第一方向以及相邻列车的第三位置信息和第三速度信息。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过采用车-车通信方式获取其他列车的位置信息，自主识别在线列车，计算列车移动闭塞，相比于车-地通信，省去了大量地面通信设备，节省成本；且在通过通信获得前车位置基础上，利用主动识别进行精细化追踪，提高列车追踪的可靠性的同时，还提高了列车运行效率。

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为现有技术提供的一种传统CBTC列车控制系统的结构示意图；

图2为现有技术提供的一种基于车车通信的城市列控系统的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的一种基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护系统的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的一种基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护系统的部署示意图；

图5为本发明一实施例提供的RFID的部署示意图；

图6为本发明一实施例提供的长短焦视距示意图；

图7为本发明一实施例提供的毫米波雷达计算障碍物位置的结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的列车运行场景示意图；

图9为本发明一实施例提供的一种基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护方法的流程示意图。

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3示出了本实施例提供的一种基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护系统的结构示意图，包括：通信子系统301、主控子系统302和主动识别子系统303；

所述通信子系统301与所述主控子系统302连接，用于接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车；

所述主动识别子系统303与所述主控子系统302连接，用于实现对前方障碍物的识别，并在存在障碍物时识别与障碍物之间的第二距离；

所述主控子系统302用于接收所述相邻列车发送的所述第一位置信息和所述第一速度信息，根据所述第一位置信息和所述第一速度信息计算当前列车的第一移动授权；获取当前列车的主动识别子系统识别得到的障碍物的第二位置信息和当前列车的第三位置信息，并根据所述第二位置信息和所述第三位置信息计算当前列车的第二移动授权，根据所述第一移动授权和所述第二移动授权确定最终移动授权，并根据所述最终移动授权的结果进行追踪预警防护。

本发明介绍了一种基于车车通信列控系统的列车追踪预警防护系统。从而保证在列车追踪过程中能对本车前方的其他列车进行有效识别预警。该发明对于基于城市轨道交通系统具有十分重要的意义。

本实施例为了适应车车通信的轨道交通运行控制的需求，通过列车追踪防撞预警防护系统来实现列车追踪预警，实现列车的安全、高效运行。在列车上线后，所述通信子系统301首先对通信范围内的在线列车建立通信，并通过交互获得的位置信息主动筛查出相邻前方列车，便于计算本车移动授权。而针对未安装车载ATC设备或ATC设备故障情况下的列车，所述主动识别子系统303追踪识别前方列车，所述主控子系统302根据预设追踪距离进行报警或计算移动授权采取制动措施，防止列车追尾，提高列车追踪预警可靠性及运行效率。

本实施例通过采用车-车通信方式获取其他列车的位置信息，自主识别在线列车，计算列车移动闭塞，相比于车-地通信，省去了大量地面通信设备，节省成本；且在通过通信获得前车位置基础上，利用主动识别进行精细化追踪，提高列车追踪的可靠性的同时，还提高了列车运行效率。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述通信子系统301包括射频识别RFID、加速度计、光流相机和数传电台设备；

所述RFID用于获取所述当前列车的位置信息，并将所述当前列车的位置信息发送给所述数传电台设备；

所述光流相机用于获取所述当前列车的运行状态，并将所述当前列车的运行状态发送给所述加速度计；

所述加速度计设于当前列车的车头，用于获取所述当前列车的加速度，并根据所述加速度和所述当前列车的运行状态，计算得到当前列车的运行速度，并将所述当前列车的运行速度发送至所述数传电台设备；

所述数传电台设备用于接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将所述当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车；

其中，所述RFID包括RFID标签和RFID阅读器；所述RFID标签设于进出站、站间、道岔位置，所述RFID阅读器设于当前列车的底部，用于读取对应的RFID标签的信息得到所述当前列车的位置信息。

具体地，如图4所示，无线通信、RFID(RFID标签安装在轨道上，RFID读取器安装在车辆上，通过读取器去读标签，来确定位置)为通信子系统301的主要技术，摄像头、激光雷达、毫米波雷达为主动识别子系统303的主要技术。

通信子系统301主要功能是通过RFID获取列车位置，通过车头安装的加速度计获得速度。本车的无线通信系统通过点对点通信方式得到通信范围内其他列车的位置及速度信息，以此计算本车移动授权进行追踪防护。通信子系统301主要包括RFID、加速度计、光流相机和数传电台设备，利用自组网通信技术进行通信范围内的信息交互。

RFID标签按照计轴布置原则，布置在进出站、站间、道岔等位置，如图5所示。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。

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。数传电台作为通信媒介，将RFID和加速度计给出的位置、行车方向和速度信息利用数传电台广播发送出去。每列车均可接收到在数传电台通信范围内的其他列车发出的位置、行车方向及速度信息，从而判断前方是否存在影响本车行驶的列车，并对其进行粗略定位，从而计算出本车的移动授权。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述主动识别子系统303包括图像传感器、激光雷达传感器、毫米波雷达传感器和处理器；

所述图像传感器用于获取所述相邻列车的图像，并根据所述图像得到当前列车行驶的第一方向以及相邻列车的第三位置信息和第三速度信息；

所述激光雷达传感器用于测量所述相邻列车的距离，并根据所述距离得到当前列车行驶的第二方向以及相邻列车的第四位置信息和第四速度信息；

所述毫米波雷达传感器用于识别目标物体的位置，并根据识别的所述目标物体的位置得到当前列车行驶的第三方向以及相邻列车的第五位置信息和第五速度信息；

所述处理器用于根据所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向，筛选确定当前列车的行驶方向，根据所述第三位置信息、所述第四位置信息和所述第五位置信息筛选确定相邻列车的位置信息，并根据所述第三速度信息、所述第四速度信息和所述第五速度信息筛选确定相邻列车的速度信息。

具体地，主动识别子系统303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车识别，再由主动识别主控系统对各传感器反馈的信息进行筛选融合，最终结合速度更好地计算出本车的移动授权。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述图像传感器包括长焦摄像头、广角摄像头和图像处理器；

所述长焦摄像头用于获取远距离的第一图像；

所述广角摄像头用于获取大视角的第二图像；

所述图像处理器用于根据所述第一图像和所述第二图像，得到所述相邻列车的图像，并根据所述第一图像和所述第二图像得到当前列车行驶的第一方向以及相邻列车的第三位置信息和第三速度信息。

具体地，图像识别是基于语义分割的轨道及列车识别技术进行障碍物(列车)检测和可见度计算。包含长焦和广角两个摄像头，长焦可见距离较远，在长直道具有优势，广角视距较近，但视角更开阔，适合于弯道、道岔等车速较低，视野较狭窄的场景。在列车运行过程中，长焦和广角同时采集视频，通过摄像头反馈的图像可识别出前方是否为道岔场景，并对列车前方限界内物体(包括列车、道岔、信号机、障碍物等)给出识别结果，对识别出的前方物体进行测距及运动趋势判断，并能通过标注训练，识别出障碍物类型。图6为长短焦视距图，虚线区域的最外侧为长焦视距范围，虚线区域的最内侧为短焦视距范围，虚线区域的中间部分是长短焦视距的重合部分。主控子系统就长短焦分别反馈的前车距离信息，就具体场景融合后，得出图像的前车距离结果。

通过双摄像头都识别出单条轨道线场景时取长焦识别结果，双摄像头都识别出道岔场景时取短焦的识别结果，当长短焦摄像头中只有一个识别出道岔而另一个识别为单条轨道线场景时，取识别轨道线多的摄像头识别结果，能够保证得到更为准确的识别结果。

主控子系统302根据图像(长短焦摄像头融合后的信息)、激光雷达、毫米波雷达三个传感器分别反馈的前车(对于图像、激光雷达而言)/未知物体(对于毫米波雷达而言)的距离信息，融合处理后，得出识别部分得出的移动授权信息。再结合通信部分基于前车传输的位置获得的移动授权，根据具体场景，进行最终的移动授权计算。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述激光雷达传感器根据生成的第一脉冲信号和第二脉冲信号，确定所述相邻列车的距离，并根据所述距离得到当前列车行驶的第二方向以及相邻列车的第四位置信息和第四速度信息。

具体地，激光雷达传感器通过脉冲信号测量前方物体距离。首先沿线路运行一圈采集数据，通过深度学习完成线路特征识别及全线建模形成电子地图后(区别于车载ATP系统的电子地图)，即可不通过ATP位置信息便可获知本车所在位置，进而根据所在位置的已学习场景，判断前方路段是否存在列车，如若存在影响本车行驶的列车，则反馈其与本车间隔距离。激光雷达的测距精度高于图像，且受环境光、天气等因素的影响小于图像，作为图像识别系统的测距参考。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述毫米波雷达传感器根据生成的第二脉冲信号得到目标物体与当前列车的垂直距离、所述目标物体与当前列车的水平距离，以及所述目标物体与水平线的夹角，根据所述垂直距离、所述水平距离和所述夹角得到所述目标物体的位置，并根据识别的所述目标物体的位置得到当前列车行驶的第三方向。

具体地，毫米波雷达通过脉冲信号测量前方物体。如图7所示，毫米波雷达通过测量扫描范围内的物体与本车垂直距离Lver、正前方水平距离Lhor及物体位置与水平线的夹角θ，计算出得障碍物的精确位置。由于毫米波雷达无法识别物体类型，且识别距离较图像与激光雷达近，但受天气等因素影响较小，因此作为图像及激光雷达的补充。

举例来说，在一个站间内，通信子系统发现无车时，如图8中场景1，高速运行(对于弯道等情况能大幅提高速度)，此过程中主动识别系统作为辅助系统持续工作，避免运行路段内出现故障车；如通信子系统告知有车，如图8中场景2，则取主动识别系统的图像MA为移动授权；在运行过程中主动识别持续工作，如通信子系统发现有列车，立即进行制动防护。

本实施例提出了一种区别于基于传统车-地通信方式的车-车通信方式计算移动授权方案，同时提出了一种采用多传感器主动识别技术实现列车追踪预警方案；采用图像识别、激光雷达、毫米波雷达三种传感器，首先独立识别，再后台进行融合的追踪识别前车的方式；采用主动识别技术和车车通信技术结合，提高列车追踪预警可靠性的同时，提高了列车运行效率。

图9示出了本实施例提供的一种基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护方法的流程示意图，所述方法包括：

S901、通信子系统接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车；

S902、主动识别子系统识别当前列车的行驶方向以及相邻列车的位置信息和速度信息，以实现对当前列车的防护；

S903、主控子系统接收所述相邻列车发送的所述第一位置信息和所述第一速度信息，根据所述第一位置信息和所述第一速度信息计算当前列车的第一移动授权；获取当前列车的主动识别子系统识别得到的障碍物的第二位置信息和和当前列车的第三位置信息，并根据所述第二位置信息和所述第三位置信息计算当前列车的第二移动授权，根据所述第一移动授权和所述第二移动授权确定最终移动授权，并根据所述最终移动授权的结果进行追踪预警防护。

本实施例通过采用车-车通信方式获取其他列车的位置信息，自主识别在线列车，计算列车移动闭塞，相比于车-地通信，省去了大量地面通信设备，节省成本；且在通过通信获得前车位置基础上，利用主动识别进行精细化追踪，提高列车追踪的可靠性的同时，还提高了列车运行效率。

进一步地，在上述实施例的基础上，S901具体包括：

所述通信子系统的RFID获取所述当前列车的位置信息，并将所述当前列车的位置信息发送给所述数传电台设备；

所述通信子系统的光流相机获取所述当前列车的运行状态，并将所述当前列车的运行状态发送给所述加速度计；

所述通信子系统的加速度计获取所述当前列车的加速度，并根据所述加速度和所述当前列车的运行状态，计算得到当前列车的运行速度，并将所述当前列车的运行速度发送至所述通信子系统的数传电台设备；

所述数传电台设备接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将所述当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车；

其中，所述RFID包括RFID标签和RFID阅读器；所述RFID标签设于进出站、站间、道岔位置，所述RFID阅读器设于当前列车的底部，用于读取对应的RFID标签的信息得到所述当前列车的位置信息。

进一步地，在上述实施例的基础上，S902具体包括：

所述主动识别子系统的图像传感器获取所述相邻列车的图像，并根据所述图像得到当前列车行驶的第一方向以及相邻列车的第三位置信息和第三速度信息；

所述主动识别子系统的激光雷达传感器测量所述相邻列车的距离，并根据所述距离得到当前列车行驶的第二方向以及相邻列车的第四位置信息和第四速度信息；

所述主动识别子系统的毫米波雷达传感器识别目标物体的位置，并根据识别的所述目标物体的位置得到当前列车行驶的第三方向以及相邻列车的第五位置信息和第五速度信息；

所述主动识别子系统的处理器根据所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向，筛选确定当前列车的行驶方向，根据所述第三位置信息、所述第四位置信息和所述第五位置信息筛选确定相邻列车的位置信息，并根据所述第三速度信息、所述第四速度信息和所述第五速度信息筛选确定相邻列车的速度信息。

进一步地，在上述实施例的基础上，S902中所述主动识别子系统的图像传感器获取所述相邻列车的图像，并根据所述图像得到当前列车行驶的第一方向，具体包括：

所述图像传感器的长焦摄像头获取远距离的第一图像；

所述图像传感器的广角摄像头获取大视角的第二图像；

所述图像传感器的图像处理器根据所述第一图像和所述第二图像，得到所述相邻列车的图像，并根据所述第一图像和所述第二图像得到当前列车行驶的第一方向以及相邻列车的第三位置信息和第三速度信息。

本实施例所述的基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护方法与上述系统实施例对应，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。

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 (10)

1.一种基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护系统，其特征在于，包括：通信子系统、主动识别子系统和主控子系统；

所述通信子系统与所述主控子系统连接，用于接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车；

所述主动识别子系统与所述主控子系统连接，用于实现对前方障碍物的识别，并在存在障碍物时识别与障碍物之间的第二距离；

所述主控子系统用于接收所述相邻列车发送的所述第一位置信息和所述第一速度信息，根据所述第一位置信息和所述第一速度信息计算当前列车的第一移动授权；获取当前列车的主动识别子系统识别得到的障碍物的第二位置信息和当前列车的第三位置信息，并根据所述第二位置信息和所述第三位置信息计算当前列车的第二移动授权，根据所述第一移动授权和所述第二移动授权确定最终移动授权，并根据所述最终移动授权的结果进行追踪预警防护。

2.根据权利要求1所述的列车追踪预警防护系统，其特征在于，所述通信子系统包括射频识别RFID、加速度计、光流相机和数传电台设备；

所述RFID用于获取所述当前列车的位置信息，并将所述当前列车的位置信息发送给所述数传电台设备；

所述光流相机用于获取所述当前列车的运行状态，并将所述当前列车的运行状态发送给所述加速度计；

所述加速度计设于当前列车的车头，用于获取所述当前列车的加速度，并根据所述加速度和所述当前列车的运行状态，计算得到当前列车的运行速度，并将所述当前列车的运行速度发送至所述数传电台设备；

所述数传电台设备用于接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将所述当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车；

其中，所述RFID包括RFID标签和RFID阅读器；所述RFID标签设于进出站、站间、道岔位置，所述RFID阅读器设于当前列车的底部，用于读取对应的RFID标签的信息得到所述当前列车的位置信息。

3.根据权利要求1所述的列车追踪预警防护系统，其特征在于，所述主动识别子系统包括图像传感器、激光雷达传感器、毫米波雷达传感器和处理器；

所述图像传感器用于获取所述相邻列车的图像，并根据所述图像得到当前列车行驶的第一方向以及相邻列车的第三位置信息和第三速度信息；

所述激光雷达传感器用于测量所述相邻列车的距离，并根据所述距离得到当前列车行驶的第二方向以及相邻列车的第四位置信息和第四速度信息；

所述毫米波雷达传感器用于识别目标物体的位置，并根据识别的所述目标物体的位置得到当前列车行驶的第三方向以及相邻列车的第五位置信息和第五速度信息；

所述处理器用于根据所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向，筛选确定当前列车的行驶方向，根据所述第三位置信息、所述第四位置信息和所述第五位置信息筛选确定相邻列车的位置信息，并根据所述第三速度信息、所述第四速度信息和所述第五速度信息筛选确定相邻列车的速度信息。

4.根据权利要求3所述的列车追踪预警防护系统，其特征在于，所述图像传感器包括长焦摄像头、广角摄像头和图像处理器；

所述长焦摄像头用于获取远距离的第一图像；

所述广角摄像头用于获取大视角的第二图像；

所述图像处理器用于根据所述第一图像和所述第二图像，得到所述相邻列车的图像，并根据所述第一图像和所述第二图像得到当前列车行驶的第一方向以及相邻列车的第三位置信息和第三速度信息。

5.根据权利要求3所述的列车追踪预警防护系统，其特征在于，所述激光雷达传感器根据生成的第一脉冲信号和第二脉冲信号，确定所述相邻列车的距离，并根据所述距离得到当前列车行驶的第二方向以及相邻列车的第四位置信息和第四速度信息。

6.根据权利要求3所述的列车追踪预警防护系统，其特征在于，所述毫米波雷达传感器根据生成的第三脉冲信号得到目标物体与当前列车的垂直距离、所述目标物体与当前列车的水平距离，以及所述目标物体与水平线的夹角，根据所述垂直距离、所述水平距离和所述夹角得到所述目标物体的位置，并根据识别的所述目标物体的位置得到当前列车行驶的第三方向以及相邻列车的第五位置信息和第五速度信息。

7.一种基于车车通信和主动识别的列车追踪预警防护方法，其特征在于，包括：

通信子系统接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车；

主动识别子系统识别当前列车的行驶方向以及相邻列车的位置信息和速度信息，以实现对当前列车的防护；

主控子系统接收所述相邻列车发送的所述第一位置信息和所述第一速度信息，根据所述第一位置信息和所述第一速度信息计算当前列车的第一移动授权；获取当前列车的主动识别子系统识别得到的障碍物的第二位置信息和和当前列车的第三位置信息，并根据所述第二位置信息和所述第三位置信息计算当前列车的第二移动授权，根据所述第一移动授权和所述第二移动授权确定最终移动授权，并根据所述最终移动授权的结果进行追踪预警防护。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通信子系统接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车，具体包括：

所述通信子系统的RFID获取所述当前列车的位置信息，并将所述当前列车的位置信息发送给所述数传电台设备；

所述通信子系统的光流相机获取所述当前列车的运行状态，并将所述当前列车的运行状态发送给所述加速度计；

所述通信子系统的加速度计获取所述当前列车的加速度，并根据所述加速度和所述当前列车的运行状态，计算得到当前列车的运行速度，并将所述当前列车的运行速度发送至所述通信子系统的数传电台设备；

所述数传电台设备接收距离最近的具有通信功能的相邻列车的第一位置信息和第一速度信息，并将所述当前列车的位置信息和速度信息发送给所述相邻列车；

其中，所述RFID包括RFID标签和RFID阅读器；所述RFID标签设于进出站、站间、道岔位置，所述RFID阅读器设于当前列车的底部，用于读取对应的RFID标签的信息得到所述当前列车的位置信息。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述主动识别子系统识别当前列车的行驶方向，具体包括：

所述主动识别子系统的图像传感器获取所述相邻列车的图像，并根据所述图像得到当前列车行驶的第一方向以及相邻列车的第三位置信息和第三速度信息；

所述主动识别子系统的激光雷达传感器测量所述相邻列车的距离，并根据所述距离得到当前列车行驶的第二方向以及相邻列车的第四位置信息和第四速度信息；

所述主动识别子系统的毫米波雷达传感器识别目标物体的位置，并根据识别的所述目标物体的位置得到当前列车行驶的第三方向以及相邻列车的第五位置信息和第五速度信息；

所述主动识别子系统的处理器根据所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向，筛选确定当前列车的行驶方向，根据所述第三位置信息、所述第四位置信息和所述第五位置信息筛选确定相邻列车的位置信息，并根据所述第三速度信息、所述第四速度信息和所述第五速度信息筛选确定相邻列车的速度信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述主动识别子系统的图像传感器获取所述相邻列车的图像，并根据所述图像得到当前列车行驶的第一方向，具体包括：

所述图像传感器的长焦摄像头获取远距离的第一图像；

所述图像传感器的广角摄像头获取大视角的第二图像；

所述图像传感器的图像处理器根据所述第一图像和所述第二图像，得到所述相邻列车的图像，并根据所述第一图像和所述第二图像得到当前列车行驶的第一方向以及相邻列车的第三位置信息和第三速度信息。