CN110758476B - 一种列车定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种列车定位方法及系统，所述方法包括：通过速度传感器和雷达测量当前列车的运行数据，基于所述运行数据确定所述当前列车的第一定位信息；在预设静态数据库中，查询与所述第一定位信息对应的目标电子地图；基于所述第一定位信息及所述目标电子地图，确定所述当前列车的目标定位信息。本发明提供的方法可以有效提高定位精度，提高列车的定位信息的准确性，进而可以有效提高列车运行的安全性。

Description

一种列车定位方法及系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种列车定位方法及系统。

背景技术

随着轨道交通技术的不断发展，越来越多的人选择地铁、高铁等列车作为出行工具。为保证列车的运行安全，对列车进行定位也显得尤为重要。

现阶段，列车定位系统通常通过速度传感器和雷达对列车进行定位。具体的，首先，可以通过速度传感器和雷达采集列车的运行数据，如运行速度和加速度。然后，可以根据速度传感器和雷达采集的列车的运行数据，确定列车的运行方向和运行距离。之后，可以根据列车的运行方向和运行距离，确定列车的定位信息，实现列车定位。通常速度传感器和雷达感知数据的精度可以达到‘厘米’级，但当列车运行距离较大时，其定位误差通常可以达到‘米’级，使得定位精度较低，这样，会在一定程度上影响到列车运行的安全性，故而，目前亟需一种高精度的列车定位方法。

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列车定位方法及系统。

第一方面，本发明实施例提出一种列车定位方法，包括：

通过速度传感器和雷达测量当前列车的运行数据，基于所述运行数据确定所述当前列车的第一定位信息；

在预设静态数据库中，查询与所述第一定位信息对应的目标电子地图；

基于所述第一定位信息及所述目标电子地图，确定所述当前列车的目标定位信息。

可选的，所述列车定位方法，还包括：

采集所有已开通线路的线路信息、列车自动控制系统的设备信息、欧标应答器对应的第一报文、美标应答器对应的第二报文、轨道电路对应的第三报文；

分别对所述第一报文、所述第二报文及所述第三报文进行解析，得到对应的第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征；

基于所述所有已开通线路的线路信息、所述列车自动控制系统的设备信息、所述第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征，生成电子地图，并基于所述电子地图，构建预设静态数据库。

可选的，所述基于所述第一定位信息及所述目标电子地图，确定所述当前列车的目标定位信息，包括：

基于所述第一定位信息查询所述目标电子地图，得到所述当前列车对应的第二定位信息；

基于所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述当前列车的目标定位信息。

可选的，所述基于所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述当前列车的目标定位信息，包括：

判断所述第一定位信息和所述第二定位信息的定位差值，是否小于预设阈值；

若小于，则将所述第二定位信息确定为所述当前列车的目标定位信息；否则，定位失败。

可选的，所述报文特征至少包括：报文命名方式和设备的位置信息。

第二方面，本发明实施例还提出一种列车定位系统，所述系统包括采集单元、查询单元和确定单元，其中：

所述采集单元，用于通过速度传感器和雷达测量当前列车的运行数据，基于所述运行数据确定所述当前列车的第一定位信息；

所述查询单元，用于在预设静态数据库中，查询与所述第一定位信息对应的目标电子地图；

所述确定单元，用于基于所述第一定位信息及所述目标电子地图，确定所述当前列车的目标定位信息。

可选的，所述系统还包括构建单元，用于：

采集所有已开通线路的线路信息、列车自动控制系统的设备信息、欧标应答器对应的第一报文、美标应答器对应的第二报文、轨道电路对应的第三报文；

分别对所述第一报文、所述第二报文及所述第三报文进行解析，得到对应的第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征；

基于所述所有已开通线路的线路信息、所述列车自动控制系统的设备信息、所述第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征，生成电子地图，并基于所述电子地图，构建预设静态数据库。

可选的，所述确定单元，用于：

基于所述第一定位信息查询所述目标电子地图，得到所述当前列车对应的第二定位信息；

基于所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述当前列车的目标定位信息。

可选的，所述确定单元，用于：

判断所述第一定位信息和所述第二定位信息的定位差值，是否小于预设阈值；

若小于，则将所述第二定位信息确定为所述当前列车的目标定位信息；否则，定位失败。

可选的，所述报文特征至少包括：报文命名方式和设备的位置信息。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过结合速度传感器和雷达确定的第一定位信息，及预设静态数据库中的电子地图，确定目标定位信息，即通过静态数据库中的电子地图对第一定位信息进行修正，确定目标定位信息。这样，每次对列车进行定位时，都需要根据电子地图中标记的绝对位置对第一定位信息进行修正，如此，即使列车运行距离较大，列车的定位信息的误差不会随列车运行距离的增加而增加，定位精度仍可以控制在‘厘米’级，从而可以有效提高定位精度，提高列车的定位信息的准确性，进而可以有效提高列车运行的安全性。

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列车定位方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种定位系统的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的一种列车定位系统的结构示意图。

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列车定位方法的流程示意图，包括：

S101，通过速度传感器和雷达测量当前列车的运行数据，基于运行数据确定所述当前列车的第一定位信息。

其中，所述第一定位信息指基于速度传感器和雷达采集的运行数据确定的定位信息。

在实施中，可以通过速度传感器和雷达采集的当前列车的运行数据，确定第一定位信息，并基于静态数据库中的电子地图对第一定位信息进行修正，得到当前列车的目标定位信息。具体的，可以通过当前列车安装的速度传感器和雷达测量当前列车的运行数据，如可以是当前列车的运行速度、加速度等数据。然后，可以基于前述运行数据确定当前列车的运行方向和距离，以基于前述当前列车的运行方向和距离确定当前列车的第一定位信息。

S102，在预设静态数据库中，查询与第一定位信息对应的目标电子地图。

其中，所述预设静态数据库指预先基于欧标应答器、美标应答器和轨道电路等设备的报文，构建的数据库，该数据库中存储的可以是欧标应答器、美标应答器和轨道电路等设备的报文生成的电子地图。可以理解，可以按照线路生成电子地图并存储，也可以按照区域生成电子地图并存储，或者也可以按照线路和区域生成电子地图并存储。

所述目标电子地图指预设静态数据库中与第一定位信息对应的电子地图。

在实施中，在确定出当前列车的第一定位信息之后，可以在上述预设静态数据库中查询与前述第一定位信息对应的目标电子地图。以预设静态数据库中的电子地图是按照线路生成的为例，假设预设静态数据库中存储有5条线路对应的电子地图，可以根据前述当前列车的第一定位信息所在线路，在预设静态数据库中确定与第一定位信息所在线路对应的目标电子地图。

S103，基于第一定位信息及所述目标电子地图，确定当前列车的目标定位信息。

其中，所述目标定位信息指基于当前列车的第一定位信息及目标电子地图，确定出的当前列车的定位信息，该定位信息可以认为是当前列车的实际位置。

在实施中，在查询到与第一定位信息对应的目标电子地图之后，可以基于前述当前列车的第一定位信息，及前述第一定位信息对应的目标电子地图，确定当前列车的实时位置，即当前列车的目标定位信息，如可以基于目标电子地图对当前列车的第一定位信息进行修正，以确定当前列车目标定位信息。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过结合速度传感器和雷达确定的第一定位信息，及预设静态数据库中的电子地图，确定目标定位信息，即通过静态数据库中的电子地图对第一定位信息进行修正，确定目标定位信息。这样，每次对列车进行定位时，都需要根据电子地图中标记的绝对位置对第一定位信息进行修正，如此，即使列车运行距离较大，列车的定位信息的误差不会随列车运行距离的增加而增加，定位精度仍可以控制在‘厘米’级，从而可以有效提高定位精度，提高列车的定位信息的准确性，进而可以有效提高列车运行的安全性。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，在对列车进行定位之前，可以先构建预设静态数据库，相应的处理可以如下：采集所有已开通线路的线路信息、列车自动控制系统的设备信息、欧标应答器对应的第一报文、美标应答器对应的第二报文、轨道电路对应的第三报文；分别对第一报文、第二报文及第三报文进行解析，得到对应的第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征；基于所有已开通线路的线路信息、列车自动控制系统的设备信息、第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征，生成电子地图，并基于电子地图，构建预设静态数据库。

其中，所述第一报文、第二报文及第三报文，分别指欧标应答器、美标应答器及轨道电路对应的报文。

所述第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征，分别指所述第一报文、第二报文及第三报文对应的报文特征。

所述报文特征至少可以包括报文命名方式和设备的位置信息。

在实施中，在对列车进行定位之前，可以先构建预设静态数据库。具体的，可以采集当前所有已开通线路的线路信息(如线路中应答器、轨道电路等各个设备的位置)、列车自动控制系统(Automatic Train Control，ATC)的设备信息(如ATC的各个子系统的设备的安装位置)，并可以采集欧标应答器对应的第一报文、美标应答器对应的第二报文、轨道电路对应的第三报文等信息。然后，可以分别对前述欧标应答器对应的第一报文、美标应答器对应的第二报文、轨道电路对应的第三报文进行解析，得到欧标应答器对应的第一报文特征、美标应答器对应的第二报文特征、轨道电路对应的第三报文特征，其中，报文特征可以是报文命名方式及设备信息等。之后，可以基于前述采集到的所有已开通线路的线路信息、ATC的设备信息、第一报文特征、第二报文特征、第三报文特征，生成电子地图，并基于电子地图构建预设静态数据库，如可以根据预设静态数据库的格式对各类报文进行格式转换，即进行格式统一，再根据格式转换后的各类报文特征及前述线路信息ATC设备信息构建静态数据库。

可以理解，可以按照线路生成电子地图，也可以按照区域生成电子地图，或者也可以按照线路和区域生成电子地图，预设静态数据库中可以包含前述生成的所有电子地图。

这样，基于线路信息、ATC的设备信息及各个报文特征构建预设静态数据库，可以避免由于不同线路可能采用不同厂家的ATC或者定位设备，出现不同厂家的ATC或设备的数据库格式可能不同、定位精度不一致的问题；同时可以实现基于不同线路、不同设备构建静态数据。同时，基于格式统一、精度统一的静态数据库，对第一定位信息进行修正，可以进一步提高定位精度，提高列车的定位信息的准确性，进而可以有效提高列车运行的安全性。

进一步的，在上述方法实施例的基础上，可以基于目标电子地图确定第二定位信息，基于第一定位信息和第二定位信息确定目标定位信息，相应的上述步骤S103的处理可以如下：基于第一定位信息查询目标电子地图，得到当前列车对应的第二定位信息；基于第一定位信息和第二定位信息，确定当前列车的目标定位信息。

其中，所述第二定位信息指基于目标电子地图确定出的当前列车的定位信息。

在实施中，在确定当前列车的第一定位信息在预设静态数据库中对应的目标电子地图之后，可以基于该目标电子地图得到当前列车对应的第二定位信息。然后，可以基于该当前列车对应的第二定位信息，及前述当前列车对应的第一定位信息，确定出当前列车的目标定位信息，如可以基于前述第二定位信息对第一定位信息进行修正，以确定目标定位信息。以当前列车的第一定位信息为从起始点向前1.0999km处为例，假设在目标电子地图中确定在起始点向前1.1km处有设置公里标，则可以确定第二定位信息为起始点向前1.1km，考虑到第一定位信息是根据速度传感器和雷达测量的，电子地图中公里标等设备信息的位置是绝对的，可以认为基于目标电子地图得到的第二定位信息较第一定位信息更准确，故而可以将第二定位信息，即起始点向前1.1km初确定为当前列车的目标定位信息。这样，基于目标电子地图中各设备的绝对位置对第一定位信息进行修正，可以进一步提高确定出的目标定位信息的精度和准确性，进而可以进一步提高列车运行的安全性。

进一步地，在上述实施例的基础上，还可以根据第一定位信息和第二定位信息的定位差值确定目标定位信息，相应的上述步骤S103的处理可以如下：判断第一定位信息和第二定位信息的定位差值，是否小于预设阈值；若小于，则将第二定位信息确定为当前列车的目标定位信息；否则，定位失败。

其中，预设阈值指判断定位是否成功时，允许出现的第一定位信息和第二定位信息的定位差值的最大值。即当第一定位信息和第二定位信息的定位差值小于该最大值，则可以基于第一定位信息和第二定位信息确定目标定位信息；反之，则认为定位失败。

在实施中，在确定出当前列车的第二定位信息之后，可以计算当前列车的第一定位信息和第二定位信息的定位差值。然后，可以判断前述定位差值是否小于上述预设阈值。若前述定位差值小于前述预设阈值，则可以认为定位误差在允许范围内，此时，可以基于第一定位信息和第二定位信息(如可以基于第二定位信息对第一定位信息进行修正)，确定当前列车的目标定位信息。若前述定位差值大于前述预设阈值，则可以认为定位误差超出允许范围，此时，可以认为可能发生列车丢失的情况，定位失败。仍以当前列车的第一定位信息为从起始点向前1.0999km处，预设阈值为1米为例，假设基于目标电子地图确定的第二定位信息为起始点向前1.1km，可以得到第一定位信息和第二定位信息的定位差值是0.0001km即0.1m，该定位差值小于预设阈值，此时可以基于第一定位信息和第二定位信息，确定当前列车的目标定位信息；假设基于目标电子地图确定的第二定位信息为起始点向前1.11km，可以得到第一定位信息和第二定位信息的定位差值是0.0101km即10.1m，该定位差值远大于预设阈值，此时可以可以认为可能发生列车丢失的情况，定位失败。

可以理解，本发明提供的上述方法实施例，可以由定位系统实现，该定位系统的部署可以如图2所示。在实施中，可以编写统一定位系统的设计说明书，按照设计说明书设计和构建该统一定位系统。具体的，首先可以采集已开通线路的线路信息、ATC设备信息，采集基于轨道电路报文、应答器(欧标/美标)报文；然后，可以解析上述采集的报文，并基于采集的已开通线路的线路信息、ATC设备信息，及解析后的报文特征构建预设静态数据库；之后，可以开发统一定位系统硬件及基于静态数据库与列车自身测速定位技术(如速度传感器和雷达)的定位软件，构建统一定位系统，并对该统一定位系统进行测试验证。

图3示出了本实施例提供的一种列车定位系统，所述系统包括采集单元301、查询单元302和确定单元303，其中：

所述采集单元301，用于通过速度传感器和雷达测量当前列车的运行数据，基于所述运行数据确定所述当前列车的第一定位信息；

所述查询单元302，用于在预设静态数据库中，查询与所述第一定位信息对应的目标电子地图；

所述确定单元303，用于基于所述第一定位信息及所述目标电子地图，确定所述当前列车的目标定位信息。

可选的，所述系统还包括构建单元，用于：

采集所有已开通线路的线路信息、列车自动控制系统的设备信息、欧标应答器对应的第一报文、美标应答器对应的第二报文、轨道电路对应的第三报文；

分别对所述第一报文、所述第二报文及所述第三报文进行解析，得到对应的第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征；

基于所述所有已开通线路的线路信息、所述列车自动控制系统的设备信息、所述第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征，生成电子地图，并基于所述电子地图，构建预设静态数据库。

可选的，所述确定单元303，用于：

基于所述第一定位信息查询所述目标电子地图，得到所述当前列车对应的第二定位信息；

基于所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述当前列车的目标定位信息。

可选的，所述确定单元303，用于：

判断所述第一定位信息和所述第二定位信息的定位差值，是否小于预设阈值；

若小于，则将所述第二定位信息确定为所述当前列车的目标定位信息；否则，定位失败。

可选的所述报文特征至少包括：报文命名方式和设备的位置信息。

以上所描述的系统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)

1.一种列车定位方法，其特征在于，所述方法包括：

通过速度传感器和雷达测量当前列车的运行数据，基于所述运行数据确定所述当前列车的第一定位信息；

采集所有已开通线路的线路信息、列车自动控制系统的设备信息、欧标应答器对应的第一报文、美标应答器对应的第二报文、轨道电路对应的第三报文；分别对所述第一报文、所述第二报文及所述第三报文进行解析，得到对应的第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征；基于所述所有已开通线路的线路信息、所述列车自动控制系统的设备信息、所述第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征，生成电子地图，并基于所述电子地图，构建预设静态数据库；

在预设静态数据库中，查询与所述第一定位信息对应的目标电子地图；基于所述第一定位信息及所述目标电子地图，确定所述当前列车的目标定位信息。

2.根据权利要求1所述的列车定位方法，其特征在于，所述基于所述第一定位信息及所述目标电子地图，确定所述当前列车的目标定位信息，包括：

基于所述第一定位信息查询所述目标电子地图，得到所述当前列车对应的第二定位信息；

基于所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述当前列车的目标定位信息。

3.根据权利要求2所述的列车定位方法，其特征在于，所述基于所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述当前列车的目标定位信息，包括：

判断所述第一定位信息和所述第二定位信息的定位差值，是否小于预设阈值；

若小于，则将所述第二定位信息确定为所述当前列车的目标定位信息；否则，定位失败。

4.根据权利要求1所述的列车定位方法，其特征在于，所述报文特征至少包括：报文命名方式和设备的位置信息。

5.一种列车定位系统，其特征在于，所述系统包括采集单元、构建单元、查询单元和确定单元，其中：

所述采集单元，用于通过速度传感器和雷达测量当前列车的运行数据，基于所述运行数据确定所述当前列车的第一定位信息；

所述构建单元，用于采集所有已开通线路的线路信息、列车自动控制系统的设备信息、欧标应答器对应的第一报文、美标应答器对应的第二报文、轨道电路对应的第三报文；分别对所述第一报文、所述第二报文及所述第三报文进行解析，得到对应的第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征；基于所述所有已开通线路的线路信息、所述列车自动控制系统的设备信息、所述第一报文特征、第二报文特征及第三报文特征，生成电子地图，并基于所述电子地图，构建预设静态数据库；

所述查询单元，用于在预设静态数据库中，查询与所述第一定位信息对应的目标电子地图；

所述确定单元，用于基于所述第一定位信息及所述目标电子地图，确定所述当前列车的目标定位信息。

6.根据权利要求5所述的列车定位系统，其特征在于，所述确定单元，用于：

基于所述第一定位信息查询所述目标电子地图，得到所述当前列车对应的第二定位信息；

基于所述第一定位信息和所述第二定位信息，确定所述当前列车的目标定位信息。

7.根据权利要求6所述的列车定位系统，其特征在于，所述确定单元，用于：

判断所述第一定位信息和所述第二定位信息的定位差值，是否小于预设阈值；

若小于，则将所述第二定位信息确定为所述当前列车的目标定位信息；否则，定位失败。

8.根据权利要求7所述的列车定位系统，其特征在于，所述报文特征至少包括：报文命名方式和设备的位置信息。

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