CN110497939A - 轨道交通防撞检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种轨道交通防撞检测系统及方法，属于轨道交通技术领域。包括：车载TIDS、云服务器及轨旁TIDS；其中，车载TIDS安装在车辆上，轨旁TIDS安装在道岔旁；轨旁TIDS，用于监控道岔状态，并上传至云服务器；车载TIDS，用于将本车的位置及速度上传至云服务器，并从云服务器获取距离最近的道岔状态及前方车辆的位置与速度，再根据本车的位置与速度以及前方车辆的位置与速度，判断本车与前方车辆是否会发生碰撞。由于可使车辆检测出本车与前方车辆是否存在碰撞可能，从而可做到零误报和零漏报。另外，由于通过云服务器任一列车都可以查询到前方最近道岔的状态，从而可判断是否与道岔前方的车辆存在碰撞可能。

Description

轨道交通防撞检测系统及方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道交通防撞检测系统及方法。

背景技术

目前常规的车辆防撞检测方法是依靠相机、激光雷达、毫米波雷达等传感器对车辆所在的环境，尤其是前进方向进行感知。通过对前方车辆及其所在轨道进行检测及识别，以来判定是否与本车存在碰撞的可能，如识别出前方列车在邻轨，并且不存在道岔可以渡线，则确认当前场景下不存在车辆碰撞的可能。但如果本车前方有道岔，如分离道岔，如果不知道道岔的状态是定位还是反位，即使知道前方列车在本轨或邻轨，也无法确定本车和前车是否存在碰撞可能。此时，为了防止漏报，在相关技术中只能一律报告障碍物，则会出现误报的情况。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的轨道交通防撞检测系统及方法。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种轨道交通防撞检测系统，包括：车载TIDS、云服务器及轨旁TIDS；其中，车载TIDS安装在车辆上，轨旁TIDS安装在道岔旁；

轨旁TIDS，用于监控道岔状态，并上传至云服务器；车载TIDS，用于将本车的位置及速度上传至云服务器，并从云服务器获取距离最近的道岔状态及前方车辆的位置与速度，再根据本车的位置与速度以及前方车辆的位置与速度，判断本车与前方车辆是否会发生碰撞。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种轨道交通防撞检测方法，包括：若本车与前方道岔在第一预设距离范围内，则本车上安装的车载TIDS向云服务器发送查询请求，以查询前方的道岔状态，道岔状态是由安装在道岔旁的轨旁TIDS上传至云服务器的；

车载TIDS根据第一预设信息，判断本车与前方车辆是否会发生碰撞，第一预设信息至少包括本车的位置与速度及从云服务器获取到的前方车辆的位置与速度。

本发明实施例提供的系统及方法，由于可以使车辆准确可靠的检测出本车与前方车辆是否存在碰撞的可能，做到零误报和零漏报，及时发出预警信息，从而可避免碰撞的发生。另外，由于通过云服务器可以查询到线路上任一个道岔的状态，基于这个信息，任一列车都可以查询到前方最近道岔的状态，并据此判断走定位或反位，进而判断是否与道岔前方的车辆存在碰撞的可能。此外，运营人员也能够通过云服务器掌握所有道岔的状态信息，确认道岔系统是否工作正常。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述是示例性和解释性的，并不能限制本发明实施例。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种轨道交通防撞检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种车载TIDS主机的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种轨旁TIDS主机的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种云服务器的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种轨道交通防撞检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

针对相关技术中的问题，本发明实施例提供了一种轨道交通防撞检测系统。参见图1，该系统包括：车载TIDS、云服务器及轨旁TIDS；其中，车载TIDS安装在车辆上，轨旁TIDS安装在道岔旁；轨旁TIDS，用于监控道岔状态，并上传至云服务器；车载TIDS，用于将本车的位置及速度上传至云服务器，并从云服务器获取距离最近的道岔状态及前方车辆的位置与速度，再根据本车的位置与速度以及前方车辆的位置与速度，判断本车与前方车辆是否会发生碰撞。

在图1中，车载TIDS、云服务器及轨旁TIDS均可以通过4G或5G网络进行无线通信，本发明实施例对此不作具体限定。其中，TIDS是(TrainIntelligent Detection System，列车智能检测系统)的简称。具体地，车载TIDS可搭载在车辆上，每列车辆的头尾两端可各搭载一台车载TIDS，运行时只有位于前进方向的车载TIDS工作，另一端的TIDS可以是不工作的。车载TIDS是本发明实施例提供的系统核心，主要负责车辆碰撞的检测。车载TIDS需要随时将本车的位置和速度上传云服务器，然后从云服务器获得前方道岔的状态和前方车辆的位置与速度，再结合本车传感器获得的数据，判定是否与前方车辆存在碰撞可能。

另外，轨旁TIDS可安装在道岔旁边，每一台轨旁TIDS设备监控一个道岔，对道岔进行持续监控，并随时将道岔的状态上传云服务器。云服务器可从车载TIDS和轨旁TIDS获取当前地铁线路上所有车辆的位置、速度和所有道岔的状态信息，缓存并实时更新这些数据。当车载TIDS请求前方道岔和前方车辆的数据时，根据该车载TIDS所在的位置，把该TIDS前方最近的道岔状态和车辆位置速度信息返回给车载TIDS。

本发明实施例提供的系统，由于可以使车辆准确可靠的检测出本车与前方车辆是否存在碰撞的可能，做到零误报和零漏报，及时发出预警信息，从而可避免碰撞的发生。另外，由于通过云服务器可以查询到线路上任一个道岔的状态，基于这个信息，任一列车都可以查询到前方最近道岔的状态，并据此判断走定位或反位，进而判断是否与道岔前方的车辆存在碰撞的可能。此外，运营人员也能够通过云服务器掌握所有道岔的状态信息，确认道岔系统是否工作正常。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，如图2所示，车载TIDS包括：车载TIDS主机、显示器及传感器；车载TIDS主机，用于根据本车的位置与速度，以及从云服务器获取到的前方车辆的位置与速度，判断本车与前方车辆是否会发生碰撞；显示器，用于显示前方的障碍物类型、距离、本车的位置及速度，并在判断本车会与前方车辆发生碰撞时发出报警；传感器，用于检测本车的位置及速度。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，车载TIDS主机包括：同步模块、感知模块、定位模块、查询模块及决策模块；

同步模块，用于对传感器的数据进行时间同步；感知模块，用于通过传感器对本车前方的车辆或障碍物进行检测，并检测出本车前方的车辆或障碍物所处的轨道；定位模块，用于通过传感器检测本车的位置及速度，并用于检测本车距离前方道岔或弯道的距离；查询模块，用于将本车的位置及速度上传至云服务器；决策模块，用于根据从云服务器查询到的前方车辆的位置与速度，判断本车与前方车辆是否会发生碰撞。

具体地，如图2所示，车载TIDS主机的处理逻辑主要由同步、感知、定位、查询、决策五个模块组成。同步模块的主要作用是对来自各传感器的数据进行时间同步，确保感知、定位等模块处理的传感器数据是同一时刻的。感知模块主要负责通过传感器对前方车辆等障碍物的检测，检测出前方车辆或障碍物的距离和所在轨道(本轨或邻轨)。定位模块主要负责通过传感器对车辆进行测速和定位，确定车辆每时每刻的速度和精确位置，以及距离前方道岔和弯道的距离。查询模块主要负责随时将本车的位置和速度信息上传云服务器，并通过云服务器查询前方道岔状态和车辆位置。决策模块主要负责确定是否存在本车与前车或障碍物的冲突和碰撞可能。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，传感器安装在车头上且正对车辆前方；传感器包括以下三种组件中的至少任意一种，以下三种组件分别为相机、激光雷达和毫米波雷达；相机，用于对车辆正前方进行连续拍摄获得图像；激光雷达，用于对车辆正前方进行连续扫描获得点云；毫米波雷达，用于对车辆正前方进行扫描获得相对速度和障碍物信息。

具体地，传感器主要包括相机、激光雷达和毫米波雷达三种，都安装在车头，且正对车辆前方。其中，相机对车辆正前方进行连续拍摄获得图像，激光雷达对车辆正前方进行连续扫描获得点云，毫米波雷达对车辆正前方进行扫描获得相对速度和障碍物信息。显示器主要用于显示车辆前方的障碍物类型、距离，本车的位置、速度等信息，并在存在碰撞可能的时候及时给出声光电报警，提示驾驶员及时采取措施。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，如图3所示，轨旁TIDS包括：相机及轨旁TIDS主机；相机，用于对道岔进行连续拍摄，获取道岔图像数据；轨旁TIDS主机，用于根据道岔图像数据，检测道岔状态，并将检测出的道岔状态上传至云服务器。其中，相机正对道岔，对道岔进行连续拍摄，获得道岔图像数据。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，轨旁TIDS主机包括检测模块及滤波模块；检测模块，用于对道岔图像数据进行检测，检测出道岔状态，道岔状态为定位或反位状态；滤波模块，用于对道岔状态进行滤波后上传至云服务器。

具体地，轨旁TIDS主机的处理逻辑主要由检测和滤波两个模块组成。检测模块对道岔图像数据进行处理，检测出道岔的定位/反位状态。滤波模块对道岔状态进行滤波后实时上传云服务器。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，云服务器，用于获取车载TIDS上传的车辆位置及速度，获取轨旁TIDS上传的道岔状态，并进行缓存；云服务器，还用于根据车载TIDS的查询请求，返回前方车辆的位置与速度，以及距离最近的道岔状态。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，云服务器包括：道岔状态表、车辆位置表、车载TIDS服务器、轨旁TIDS服务器及地图模块；道岔状态表，用于缓存道岔状态；车辆位置表，用于缓存车辆位置及速度；车载TIDS服务器，用于接收车载TIDS上传的车辆位置报告，并更新车辆位置表；轨旁TIDS服务器，用于接收轨旁TIDS上传的道岔状态报告，并更新道岔状态表；地图模块，用于记录全线路的各项信息。

具体地，如图4所示，云服务器主要由道岔状态表、车辆位置表、轨旁TIDS服务器、车载TIDS服务器、地图五个模块组成。道岔状态表与具体的地铁线路对应，每条线对应一张表，表中记录了该地铁线中所有道岔的状态。每个道岔都有一个唯一的编号，根据轨旁TIDS报告的道岔状态每秒钟更新一次。车辆位置表也和具体的地铁线路对应，每条线路对应一张表，表中记录了当前运行的所有地铁车辆的具体位置，每辆车都有一个唯一的编号，根据车载TIDS报告的车辆位置每秒钟更新一次。

轨旁TIDS服务器负责接收来自轨旁TIDS的道岔状态报告，并更新道岔状态表。轨旁TIDS服务器需要并发的处理来自整条地铁线路上所有的轨旁TIDS的道岔状态数据。车载TIDS服务器负责接收来自车载TIDS的车辆位置报告，并更新车辆位置表。此外，车载TIDS服务器还负责接收来自车载TIDS的查询请求，查询前方道岔状态和车辆的位置速度。车载TIDS服务器需要并发的处理来自整条地铁线路上所有运行车辆的车载TIDS提交的车辆位置速度数据，以及查询前方道岔状态和车辆位置速度的请求。地图模块记录了全线路所有的站台、道岔以及距离信息。结合车辆位置表，根据某一列车的位置信息可以查询出前方最近的车辆ID及其位置速度信息。

结合上述实施例提供的轨道交通防撞检测，本发明实施例还提供了一种轨道交通防撞检测方法。参见图5，该方法包括：501、若本车与前方道岔在第一预设距离范围内，则本车上安装的车载TIDS向云服务器发送查询请求，以查询前方的道岔状态，道岔状态是由安装在道岔旁的轨旁TIDS上传至云服务器的；502、车载TIDS根据第一预设信息，判断本车与前方车辆是否会发生碰撞，第一预设信息至少包括本车的位置与速度及从云服务器获取到的前方车辆的位置与速度。其中，第一预设距离可以为400米，本发明实施例对此不作具体限定。

具体地，列车在行驶过程中，车载TIDS的定位模块确定车辆的实时速度和位置，然后交给查询模块上传到云服务器，每秒钟一次。云服务器的车载TIDS服务器收到之后提交给车辆位置表，更新其中的车辆位置信息，更新时需要记录最后一次更新的时间，以确认该数据的有效性。轨旁TIDS的检测模块处理道岔的实时图像数据，获得道岔的定位/反位状态，经过滤波模块的滤波之后上传到云服务器，每秒钟一次。云服务器的轨旁TIDS服务器收到之后提交给道岔状态表，更新其中的道岔状态信息，更新时需要记录最后一次更新的时间，以确认该数据的有效性。

车载TIDS的定位模块可存储有所在线路的地图，地图上标注有所有道岔和弯道的位置，车辆行进过程中，定位模块随时查询前方道岔和弯道，测算本车距离前方道岔或弯道的距离。

当本车距离前方道岔还有400米时，车载TIDS的查询模块开始向云服务器发送请求，查询前方道岔的状态。云服务器的车载TIDS服务器收到请求之后，查询道岔状态表，获得指定道岔的状态，返回给车载TIDS的查询模块。

车载TIDS的查询模块收到前方道岔状态数据之后提交给决策模块。感知模块把检测到的前方车辆距离以及所在轨道(本轨/邻轨)数据提交给决策模块。定位模块把前方道岔的类型和距离数据提交给决策模块。综合前方道岔的类型、距离、状态(定位/反位)，前方车辆的距离、轨道(本轨/邻轨)等数据，决策模块做出本车与前车是否存在碰撞可能的判定，输出到显示器显示。

当本车距离前方弯道还有400米时，车载TIDS的查询模块开始向云服务器发送请求，查询前方车辆的位置和速度。云服务器的车载TIDS服务器收到请求之后，根据该车所在位置，分别查询地图和车辆位置表，获得距离本车最近的前方车辆ID及其位置速度数据，返回给车载TIDS的查询模块。

车载TIDS的查询模块收到前方车辆的ID及其位置速度数据之后提交给决策模块。定位模块把前方弯道的类型(左弯/右弯)、半径和距离数据提交给决策模块。综合前方弯道的类型、半径、距离，前方车辆的位置、速度等数据，决策模块做出本车与前车是否存在碰撞可能的判断，输出到显示器显示。

本发明实施例提供的方法，由于可以使车辆准确可靠的检测出本车与前方车辆是否存在碰撞的可能，做到零误报和零漏报，及时发出预警信息，从而可避免碰撞的发生。另外，由于通过云服务器可以查询到线路上任一个道岔的状态，基于这个信息，任一列车都可以查询到前方最近道岔的状态，并据此判断走定位或反位，进而判断是否与道岔前方的车辆存在碰撞的可能。此外，运营人员也能够通过云服务器掌握所有道岔的状态信息，确认道岔系统是否工作正常。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，第一预设信息还包括从云服务器获取到的距离最近的道岔状态、道岔类型及前方车辆所处轨道。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，该方法还包括：若本车与前方弯道在第二预设距离范围内，则本车上安装的车载TIDS向云服务器发送查询请求，以查询前方车辆的位置及速度；车载TIDS根据第二预设信息，判断本车与前方车辆是否会发生碰撞，第二预设信息至少包括从云服务器查询到的前方车辆的位置及速度。

本发明实施例提供的方法，由于通过云服务器可以查询到线路上任意列车的位置和速度信息，基于这个信息，任一列车都可以查询到前方最近车辆的位置和速度数据，然后据此判断是否存在碰撞的可能，不受弯道和建筑物遮挡视线的影响。另外，运营人员也能够通过云服务器掌握所有车辆的位置和速度信息，从而便于风险控制和危机处置。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，第二预设信息还包括前方弯道类型、半径及距离。

以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中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。

最后应说明的是：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 (12)

1.一种轨道交通防撞检测系统，其特征在于，包括：车载TIDS、云服务器及轨旁TIDS；其中，所述车载TIDS安装在车辆上，所述轨旁TIDS安装在道岔旁；

所述轨旁TIDS，用于监控道岔状态，并上传至所述云服务器；所述车载TIDS，用于将本车的位置及速度上传至所述云服务器，并从所述云服务器获取距离最近的道岔状态及前方车辆的位置与速度，再根据本车的位置与速度以及前方车辆的位置与速度，判断本车与所述前方车辆是否会发生碰撞。

2.根据权利要求1所述的轨道交通防撞检测系统，其特征在于，所述车载TIDS包括：车载TIDS主机、显示器及传感器；

所述车载TIDS主机，用于根据本车的位置与速度，以及从所述云服务器获取到的前方车辆的位置与速度，判断本车与所述前方车辆是否会发生碰撞；所述显示器，用于显示前方的障碍物类型、距离、本车的位置及速度，并在判断本车会与前方车辆发生碰撞时发出报警；所述传感器，用于检测本车的位置及速度。

3.根据权利要求2所述的轨道交通防撞检测系统，其特征在于，所述车载TIDS主机包括：同步模块、感知模块、定位模块、查询模块及决策模块；

所述同步模块，用于对传感器的数据进行时间同步；所述感知模块，用于通过所述传感器对本车前方的车辆或障碍物进行检测，并检测出本车前方的车辆或障碍物所处的轨道；所述定位模块，用于通过所述传感器检测本车的位置及速度，并用于检测本车距离前方道岔或弯道的距离；所述查询模块，用于将本车的位置及速度上传至所述云服务器；所述决策模块，用于根据从所述云服务器查询到的前方车辆的位置与速度，判断本车与所述前方车辆是否会发生碰撞。

4.根据权利要求2或3所述的轨道交通防撞检测系统，其特征在于，所述传感器安装在车头上且正对车辆前方；所述传感器包括以下三种组件中的至少任意一种，所述以下三种组件分别为相机、激光雷达和毫米波雷达；

所述相机，用于对车辆正前方进行连续拍摄获得图像；所述激光雷达，用于对车辆正前方进行连续扫描获得点云；所述毫米波雷达，用于对车辆正前方进行扫描获得相对速度和障碍物信息。

5.根据权利要求1所述的轨道交通防撞检测系统，其特征在于，所述轨旁TIDS包括：相机及轨旁TIDS主机；

所述相机，用于对道岔进行连续拍摄，获取道岔图像数据；所述轨旁TIDS主机，用于根据所述道岔图像数据，检测道岔状态，并将检测出的道岔状态上传至所述云服务器。

6.根据权利要求5所述的轨道交通防撞检测系统，其特征在于，所述轨旁TIDS主机包括检测模块及滤波模块；所述检测模块，用于对所述道岔图像数据进行检测，检测出道岔状态，所述道岔状态为定位或反位状态；所述滤波模块，用于对所述道岔状态进行滤波后上传至所述云服务器。

7.根据权利要求1所述的轨道交通防撞检测系统，其特征在于，所述云服务器，用于获取车载TIDS上传的车辆位置及速度，获取轨旁TIDS上传的道岔状态，并进行缓存；所述云服务器，还用于根据车载TIDS的查询请求，返回前方车辆的位置与速度，以及距离最近的道岔状态。

8.根据权利要求7所述的轨道交通防撞检测系统，其特征在于，所述云服务器包括：道岔状态表、车辆位置表、车载TIDS服务器、轨旁TIDS服务器及地图模块；所述道岔状态表，用于缓存道岔状态；所述车辆位置表，用于缓存车辆位置及速度；所述车载TIDS服务器，用于接收车载TIDS上传的车辆位置报告，并更新所述车辆位置表；所述轨旁TIDS服务器，用于接收轨旁TIDS上传的道岔状态报告，并更新所述道岔状态表；所述地图模块，用于记录全线路的各项信息。

9.一种轨道交通防撞检测方法，其特征在于，包括：

若本车与前方道岔在第一预设距离范围内，则本车上安装的车载TIDS向云服务器发送查询请求，以查询前方的道岔状态，道岔状态是由安装在道岔旁的轨旁TIDS上传至所述云服务器的；

车载TIDS根据第一预设信息，判断本车与所述前方车辆是否会发生碰撞，所述第一预设信息至少包括本车的位置与速度及从云服务器获取到的前方车辆的位置与速度。

10.根据权利要求9所述的轨道交通防撞检测方法，其特征在于，所述第一预设信息还包括从云服务器获取到的距离最近的道岔状态、道岔类型及前方车辆所处轨道。

11.根据权利要求9所述的轨道交通防撞检测方法，其特征在于，还包括：

若本车与前方弯道在第二预设距离范围内，则本车上安装的车载TIDS向云服务器发送查询请求，以查询前方车辆的位置及速度；

车载TIDS根据第二预设信息，判断本车与所述前方车辆是否会发生碰撞，所述第二预设信息至少包括从所述云服务器查询到的前方车辆的位置及速度。

12.根据权利要求11所述的轨道交通防撞检测方法，其特征在于，所述第二预设信息还包括前方弯道类型、半径及距离。