CN110203255A - 一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轨道交通领域，提出一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，获取主轨车辆和辅轨车辆的位置信息，根据主轨车辆和辅轨车辆的位置信息、获取信息的时间，计算主轨车辆和辅轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长，判断主轨车辆和辅轨车辆到达并轨区的时间差与时间阈值的关系，调整车辆的速度，完成并轨。本发明完成车辆在并轨时的信息采集、处理和控制，避免车辆在并轨时发生碰撞，不仅保证了轨道交通的安全，还提高了整体通行效率。

Description

一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，大量的电子控制器在汽车中的广泛使用，使得车辆的精确控制和无人驾驶开发成为可能。轨道无人汽车驾驶在开发过程中，需要采集各种信息用于处理和实施控制，各个环节的严密设计才能保证系统的安全可靠，同时如何控制车辆的行驶速度，避免轨道上无人驾驶车辆出现相撞的情况，以及车辆如何停靠，是无人驾驶车辆运行的重点设计。
在无人驾驶车辆的轨道交通中有很多并轨的情况，主轨和辅轨的车辆在并轨时，容易发生碰撞导致交通事故，因此解决并轨时车辆碰撞的问题是设计无人驾驶车辆行驶的重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，完成车辆在并轨时的信息采集、处理和控制，避免车辆在并轨时发生碰撞，不仅保证了轨道交通的安全，还提高了整体通行效率。
为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：
一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，包括以下步骤：
获取主轨车辆和辅轨车辆的位置信息；根据主轨车辆和辅轨车辆的位置信息、获取所述位置信息的时间，分别计算出主轨车辆和辅轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长，并判断主轨车辆和辅轨车辆到达并轨区的时间差与时间阈值的关系；根据所述时间差与时间阈值的关系调整车辆的速度，完成并轨。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述获取主轨车辆和辅轨车辆的位置信息的步骤，包括：接收设置在主轨轨道两侧的第一组光电传感器测量到的主轨车辆经过时的位置信息；接收设置在辅轨轨道两侧的第二组光电传感器测量到的辅轨车辆经过时的位置信息。
进一步地，为了更好的实现本发明，根据主轨车辆和辅轨车辆的位置信息、获取所述位置信息的时间，分别计算出主轨车辆和辅轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长，并判断主轨车辆和辅轨车辆到达并轨区的时间差与时间阈值的关系的步骤，包括：
根据接收到的第一组光电传感器测量到的主轨车辆经过时的位置信息以及接收到该信息的时间，计算主轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长T1；
根据接收到的第二组光电传感器测量到的辅轨车辆经过时的位置信息以及接收到该信息的时间，计算辅轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长T2；
计算出时长T1与时长T2的差值绝对值△T；比较△T与设定的时间阈值△t的大小。
进一步地，为了更好的实现本发明，根据所述时间差与时间阈值的关系调整车辆的速度，完成并轨的步骤，包括：
若△T大于时间阈值△t，则允许主轨车辆和辅轨车辆分别按照各自当前行驶速度进入并轨区，完成并轨；
若△T小于时间阈值△t，则主轨车辆按照设定的加速度步进调整行驶速度进入并轨区，且辅轨车辆按照当前行驶速度进入并轨区，完成并轨；或辅轨车辆按照设定的加速度步进调整行驶速度进入并轨区，且主轨车辆按照当前行驶速度进入并轨区，完成并轨。
作为另一种实施方式，根据所述时间差与时间阈值的关系调整车辆的速度，完成并轨的步骤，包括：
若△T大于时间阈值△t，允许主轨车辆和辅轨车辆分别按照各自当前行驶速度进入并轨区，完成并轨；
若△T小于时间阈值△t，则判断时长T1和时长T2的大小，若T1大于T2，则控制主轨车辆按照设定的加速度步进调整行驶速度进入并轨区，且辅轨车辆按照当前行驶速度进入并轨区，完成并轨；若T1小于T2，则控制辅轨车辆按照设定的加速度步进调整行驶速度进入并轨区，且主轨车辆按照当前行驶速度进入并轨区，完成并轨。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述获取主轨车辆和辅轨车辆的位置信息的步骤，包括：通过ZigBee无线通信系统接收设置在主轨车辆上的RFID读卡器识别的主轨车辆的位置信息；通过ZigBee无线通信系统接收设置在辅轨车辆上的RFID读卡器识别的辅轨车辆的位置信息。
进一步地，为了更好的实现本发明，根据主轨车辆和辅轨车辆的位置信息、获取所述位置信息的时间，分别计算出主轨车辆和辅轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长，并判断主轨车辆和辅轨车辆到达并轨区的时间差与时间阈值的关系的步骤，包括：
根据接收到的主轨车辆的位置信息以及接收到该信息的时间，计算主轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长T1；
根据接收到的辅轨车辆的位置信息以及接收到该信息的时间，计算辅轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长T；
计算出时长T1与时长T2的差值绝对值△T；比较△T与设定的时间阈值△t的大小。
进一步地，为了更好的实现本发明，根据所述时间差与时间阈值的关系调整车辆的速度，完成并轨的步骤，包括：
若△T大于时间阈值△t，则主轨车辆和辅轨车辆不改变行驶速度进入并轨区，完成并轨；
若△T小于时间阈值△t，则通过ZigBee无线通信系统向主轨车辆的车载控制系统传输调速的控制信号，使得主轨车辆按照调整的速度进入并轨区，完成并轨；或通过ZigBee无线通信系统向辅轨车辆的车载控制系统传输调速的控制信号，使得辅轨车辆按照调整的速度进入并轨区，完成并轨。
作为另一种实施方式，根据所述时间差与时间阈值的关系调整车辆的速度，完成并轨的步骤，包括：
若△T大于时间阈值△t，则主轨车辆和辅轨车辆分别按照各自当前行驶速度进入并轨区，完成并轨；
若△T小于时间阈值△t，则判断时长T1与时长T2的大小；若T1大于T2，则通过ZigBee无线通信系统向主轨车辆的车载控制系统传输调速的控制信号，使得主轨车辆按照调整的速度进入并轨区，完成并轨；若T1大小T2，则通过ZigBee无线通信系统向辅轨车辆的车载控制系统传输调速的控制信号，使得辅轨车辆按照调整的速度进入并轨区，完成并轨。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明中站台控制系统与光电传感器有线连接，通过接受光电传感器的测量信息以及直接控制传感器传感器的光信号闪烁频率，来完成无人驾驶车辆在并轨时的信息采集、处理和控制，解决了信息传输过程中遇到的干扰问题，避免车辆在并轨时发生碰撞，不仅保证了轨道交通的安全，还提高了整体通行效率；
(2)本发明采用ZigBee无线通信系统完成站台控制系统与车载控制系统之间的信息传输和控制，实时接受和计算车辆的信息，避免车联的并轨时发生碰撞。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明无人驾驶车辆安全并轨的最佳方式流程图；
图2为本发明实施例1实现无人驾驶车辆安全并轨的流程图；
图3为本发明实施例2实现无人驾驶车辆安全并轨的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
实施例1：
本发明通过下述技术方案实现，如图1-2所示，一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，包括以下步骤：获取主轨车辆和辅轨车辆的位置信息；根据主轨车辆和辅轨车辆的位置信息、获取所述位置信息的时间，分别计算出主轨车辆和辅轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长，并判断主轨车辆和辅轨车辆到达并轨区的时间差与时间阈值的关系；根据所述时间差与时间阈值的关系调整车辆的速度，完成并轨。
本发明提出一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，站台控制系统接收光电传感器检测到车辆的位置信息或通过ZigBee无线通信网络直接接收车辆传输的位置信息，计算该车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长，再根据时长来判断是否需要调整车辆行驶速度才不会发生主轨车辆和辅轨车辆在并轨时碰撞的事故。
本实施例以站台控制系统接收光电传感器检测车辆位置为例展开详细说明。在主轨轨道和辅轨轨道的两侧分别设置光电传感器，所述光电传感器与站台控制系统有线连接，将检测信号直接通过有线传输给站台控制系统。光电传感器包括发光器和受光器，发光器设置在轨道的一侧，受光器设置在相对于发光器的轨道另一侧，当车辆经过光电传感器时，挡住发光器发出的光信号，另一侧的受光器接收不到光信号，则说明此时有车辆经过。由于车辆的长度已知，光电传感器设置的位置也已知且固定，因此站台控制系统根据受光器未接收到光信号的起始时间即可计算出车辆的行驶速度，再根据该位置与并轨区的距离和车辆的行驶速度，即可计算出车辆到达并轨区所需时长。
得到主轨车辆到达并轨区所需时长为T1，辅轨车辆到达并轨区所需时长为T2，计算T1与T2的差值绝对值△T，将该差值绝对值△T与预先设置好的时间阈值△t做比较，该时间阈值△t代表在该段时间内若主轨车辆和辅轨车辆都要进入并轨区则容易发生碰撞，因此设置一个时间阈值△t做参考值。若△T大于△t，则说明主轨车辆和辅轨车辆保持当前行驶速度前进并轨不会发生碰撞，此时站台控制系统控制主轨车辆和辅轨车辆均保持当前行驶速度进入并轨区，完成并轨。
站台控制系统控制主轨车辆和辅轨车辆行驶速度的方式也可以通过光电传感器实现，即控制设置在主轨轨道内侧上方和辅轨轨道内侧上方的光电传感器发出频率为f1的光信号，使得主轨车辆和辅轨车辆均保持当前行驶速度进入并轨区。
需要说明的是，设置在轨道内侧上方的光电传感器和设置在轨道两侧的光电传感器结构相同，且具有相同的工作原理，也包括发光器和受光器。该发光器设置在轨道内侧上方高于车辆的地方，且发光处向地面倾斜，受光器设置在车辆前方，且收光处向上倾斜。车辆经过时，设置在车辆前方的受光器感应发光器的光信号频率，车载控制系统以光信号频率对应的加速度调整车辆的行驶速度。
另外，若△T小于△t时，则有主轨车辆避让辅轨车辆进入并轨区、辅轨车辆避让主轨车辆进入并轨区、行驶在后的车辆避让行驶在前的车辆三种情况。当站台控制系统控制设置在主轨轨道内侧上方的发光器发出频率为f2～fn的光信号时，主轨车辆的受光器感应到频率位f2～fn的光信号后，主轨车辆的车载控制系统按照频率对应的加速度(一个频率对应一个加速度值)调整自身的行驶速度，辅轨车辆不改变当前行驶速度，以达到主轨车辆避让辅轨车辆进入并轨区的目的。当站台控制信号控制设置在辅轨轨道上方的发光器发出频率为f2～fn的光信号时，辅轨车辆的受光器感应到频率为f2～fn的光信号后，辅轨车辆的车载控制系统按照频率对应的加速度调整自身的行驶速度，主轨车辆不改变当前行驶速度，以达到辅轨车辆避让主轨车辆进入并轨区的目的。针对于行驶在后的车辆避让行驶在前的车辆的情况，判断时长T1和T2的大小，若T1大于T2，则说明主轨车辆比辅轨车辆后到达并轨区，以上述相同的调速方式调整主轨车辆速度，让在前的辅轨车辆先通过并轨区；若T1小于T2，则说明主轨车辆比辅轨车辆先到达并轨区，以上述相同的调速方式调整辅轨车辆速度，让在前的主轨车辆先通过并轨区，完成并轨。
本发明中站台控制系统与光电传感器有线连接，通过接受光电传感器的测量信息以及直接控制传感器传感器的光信号闪烁频率，来完成无人驾驶车辆在并轨时的信息采集、处理和控制，解决了信息传输过程中遇到的干扰问题，避免车辆在并轨时发生碰撞，不仅保证了轨道交通的安全，还提高了整体通行效率。
实施例2：
作为一种可实施方式的举例，如图3所示，本实施例以站台控制系统通过ZigBee无线通信网络直接接收车辆传输的位置信息为例展开详细说明。
在轨道旁设置RFID标签，在车辆上设置RFID读卡器和ZigBee无线通信系统，站台控制系统通过ZigBee无线通信系统与车辆连接通信，由于RFID标签的位置已知且固定，当车辆经过RFID标签时，车辆上的RFID读卡器识别到当前位置信息，通过ZigBee无线通信系统将位置信息发送给站台控制系统，站台控制系统通过车辆经过两处RFID标签的位置信息和接收到该信息的时间即可计算出车辆的行驶速度，在根据车辆的位置信息和行驶速度即可计算出该车辆到达并轨区所需时长。
假设主轨车辆到达并轨区所需时长为T1，辅轨车辆到达并轨区域所需时长为T2，计算T1与T2的差值绝对值△T，再将△T与时间阈值△t相比较，此处时间阈值△t与实施例1中的时间阈值△t含义相同。若△T大于△t，则站台控制系统不给主轨车辆和辅轨车辆发送控制信号，主轨车辆和辅轨车辆仍然按照当前速度向前行驶进入并轨区。若△T小于△t，则站台控制系统控制主轨车辆避让辅轨车辆先通过并轨区或控制辅轨车辆避让主轨车辆先通过并轨区，再或者判断主轨车辆和辅轨车辆谁先到达并轨区，控制后到达并轨的车辆避让先到达并轨区的车辆先通过并轨区，判断方式与实施例1相同。
站台控制系统控制车辆速度的具体方式为：站台控制系统通过ZigBee无线通信系统将控制信号以及需要调整的具体速度发送给车载控制系统，车载控制系统通过接受到的数据控制自身车辆的速度，以达到调速，完成并轨。
本实施例采用ZigBee无线通信系统完成站台控制系统与车载控制系统之间的信息传输和控制，实时接受和计算车辆的信息，避免车联的并轨时发生碰撞。
本实施列的其他部分与上述实施列相同，故不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，其特征在于：包括以下步骤：
获取主轨车辆和辅轨车辆的位置信息；
根据主轨车辆和辅轨车辆的位置信息、获取所述位置信息的时间，分别计算出主轨车辆和辅轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长，并判断主轨车辆和辅轨车辆到达并轨区的时间差与时间阈值的关系；
根据所述时间差与时间阈值的关系调整车辆的速度，完成并轨。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，其特征在于：所述获取主轨车辆和辅轨车辆的位置信息的步骤，包括：
接收设置在主轨轨道两侧的第一组光电传感器测量到的主轨车辆经过时的位置信息；
接收设置在辅轨轨道两侧的第二组光电传感器测量到的辅轨车辆经过时的位置信息。
3.根据权利要求2所述的一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，其特征在于：所述根据主轨车辆和辅轨车辆的位置信息、获取所述位置信息的时间，分别计算出主轨车辆和辅轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长，并判断主轨车辆和辅轨车辆到达并轨区的时间差与时间阈值的关系的步骤，包括：
根据接收到的第一组光电传感器测量到的主轨车辆经过时的位置信息以及接收到该信息的时间，计算主轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长T1；
根据接收到的第二组光电传感器测量到的辅轨车辆经过时的位置信息以及接收到该信息的时间，计算辅轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长T2；
计算出时长T1与时长T2的差值绝对值△T；
比较△T与设定的时间阈值△t的大小。
4.根据权利要求3所述的一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，其特征在于：根据所述时间差与时间阈值的关系调整车辆的速度，完成并轨的步骤，包括：
若△T大于时间阈值△t，则允许主轨车辆和辅轨车辆分别按照各自当前行驶速度进入并轨区，完成并轨；
若△T小于时间阈值△t，则主轨车辆按照设定的加速度步进调整行驶速度进入并轨区，且辅轨车辆按照当前行驶速度进入并轨区，完成并轨；或辅轨车辆按照设定的加速度步进调整行驶速度进入并轨区，且主轨车辆按照当前行驶速度进入并轨区，完成并轨。
5.根据权利要求3所述的一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，其特征在于：根据所述时间差与时间阈值的关系调整车辆的速度，完成并轨的步骤，包括：
若△T大于时间阈值△t，允许主轨车辆和辅轨车辆分别按照各自当前行驶速度进入并轨区，完成并轨；
若△T小于时间阈值△t，则判断时长T1和时长T2的大小，若T1大于T2，则控制主轨车辆按照设定的加速度步进调整行驶速度进入并轨区，且辅轨车辆按照当前行驶速度进入并轨区，完成并轨；若T1小于T2，则控制辅轨车辆按照设定的加速度步进调整行驶速度进入并轨区，且主轨车辆按照当前行驶速度进入并轨区，完成并轨。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，其特征在于：所述获取主轨车辆和辅轨车辆的位置信息的步骤，包括：
通过ZigBee无线通信系统接收设置在主轨车辆上的RFID读卡器识别的主轨车辆的位置信息；
通过ZigBee无线通信系统接收设置在辅轨车辆上的RFID读卡器识别的辅轨车辆的位置信息。
7.根据权利要求6所述的一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，其特征在于：根据主轨车辆和辅轨车辆的位置信息、获取所述位置信息的时间，分别计算出主轨车辆和辅轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长，并判断主轨车辆和辅轨车辆到达并轨区的时间差与时间阈值的关系的步骤，包括：
根据接收到的主轨车辆的位置信息以及接收到该信息的时间，计算主轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长T1；
根据接收到的辅轨车辆的位置信息以及接收到该信息的时间，计算辅轨车辆的行驶速度以及到达并轨区所需时长T；
计算出时长T1与时长T2的差值绝对值△T；
比较△T与设定的时间阈值△t的大小。
8.根据权利要求7所述的一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，其特征在于：根据所述时间差与时间阈值的关系调整车辆的速度，完成并轨的步骤，包括：
若△T大于时间阈值△t，则主轨车辆和辅轨车辆分别按照各自当前行驶速度进入并轨区，完成并轨；
若△T小于时间阈值△t，则通过ZigBee无线通信系统向主轨车辆的车载控制系统传输调速的控制信号，使得主轨车辆按照调整的速度进入并轨区，完成并轨；或通过ZigBee无线通信系统向辅轨车辆的车载控制系统传输调速的控制信号，使得辅轨车辆按照调整的速度进入并轨区，完成并轨。
9.根据权利要求7所述的一种轨道交通无人驾驶车辆安全并轨的方法，其特征在于：根据所述时间差与时间阈值的关系调整车辆的速度，完成并轨的步骤，包括：
若△T大于时间阈值△t，则主轨车辆和辅轨车辆分别按照各自当前行驶速度进入并轨区，完成并轨；
若△T小于时间阈值△t，则判断时长T1与时长T2的大小；若T1大于T2，则通过ZigBee无线通信系统向主轨车辆的车载控制系统传输调速的控制信号，使得主轨车辆按照调整的速度进入并轨区，完成并轨；若T1大小T2，则通过ZigBee无线通信系统向辅轨车辆的车载控制系统传输调速的控制信号，使得辅轨车辆按照调整的速度进入并轨区，完成并轨。
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