CN110779546B - 一种列车定位误差的校正方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种列车定位误差的校正方法和装置。其中，列车定位误差的校正方法包括：接收所述列车的卫星定位设备发送的经纬度信息并获取记录虚拟应答器的电子地图；根据所述经纬度信息获取所述列车与所述虚拟应答器的验证点之间的距离；判断所述距离是否小于预设距离阈值；根据所述判断结果对所述列车的定位数据进行校正。通过本发明的技术方案，在不需要地面应答器配合的情况下完成列车定位数据的校正，在节约地面设备布置成本的同时，缩短了列车定位包络，提高了列车定位效率，提高了重载铁路的运营效率。

Description

一种列车定位误差的校正方法和装置

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别地，涉及一种列车定位误差的校正方法和装置。

背景技术

既有移动闭塞系统中,列车获得初始位置后，再次经过应答器并获得应答器的有效报文时，车载ATP设备通过查询电子地图数据得到该应答器的位置信息，并以该位置信息更新列车的位置信息；在未经过应答器时，车载ATP设备根据最近一次的列车位置和运行方向信息，以及列车的周期行走距离，自行计算和更新列车的位置信息。

在重载铁路正线上，每个停靠站的平均间隔为20km左右，如果按照既有移动闭塞方案来布置应答器，会导致大量的成本增加。如果为节约成本，线路规划中区间线路则不布置应答器或尽可能少布置应答器。但是，由于列车在自行计算和更新列车位置时，测速存在2％的测速误差，将导致列车定位包络逐渐增大，按照既有列车位置校正方案，在区间线路中应答器不布置或较少布置的情况下，列车在站间运行通过应答器校正位置前，列车测速误差累计将达到400米左右，定位包络在800米左右，严重影响地面设备RBC为列车计算行车许可。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，根据本发明的第一方面，提供了一种列车定位误差的校正方法，包括：

接收所述列车的卫星定位设备发送的经纬度信息并获取记录虚拟应答器的电子地图；

根据所述经纬度信息获取所述列车与所述虚拟应答器的验证点之间的距离；

判断所述距离是否小于预设距离阈值；

根据所述判断结果对所述列车的定位数据进行校正。

进一步地，每个所述虚拟应答器包括沿列车行驶方向依次分布的三个验证点，其中第三验证点位于所述虚拟应答器的位置。

进一步地，方法具体包括：

获取所述列车的经纬度与所述三个验证点中的第一验证点之间的第一距离和与第二验证点之间的第二距离；

若所述第一距离和第二距离均小于所述预设距离阈值，则获取所述列车的经纬度与第三验证点之间的第三距离；

根据所述第三距离对所述列车的定位数据进行校正。

进一步地，所述根据所述第三距离对所述列车的定位数据进行校正包括：

确定所述第三距离小于所述预设距离阈值且最小时的时间点；

获取该时间点时列车的定位数据；

根据所述虚拟应答器的位置校正该时间点时列车的定位数据。

进一步地，所述列车的定位数据包括在获取所述列车的初始定位后，通过每周期行走距离和测距误差计算得到的列车位置包络。

进一步地，所述三个验证点依次相隔20米，所述预设距离阈值为10米。

进一步地，在对所述列车的定位数据进行校正之后，将列车位置包络缩短为20米。

进一步地，所述列车为重载移动闭塞列车，所述方法由车载ATP设备执行。

根据本发明的第二方面，提供了一种列车定位误差的校正装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的方法。

根据本发明的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如上所述的方法。

本发明通过在列车线路中选出虚拟应答器并记录在电子地图上，结合卫星定位信息，能够在不需要真实的地面应答器配合的情况下完成列车区间位置校正，缩短列车定位包络，节约地面设备布置成本，提高列车定位准确性，保证地面设备为列车计算行车许可的正常进行。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的列车定位误差的校正方法的流程图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的确定预设距离阈值的示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的列车定位误差校正过程的示意图；

图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器012的框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的列车定位误差的校正方法，可选地应用于重载移动闭塞列车，并由车载ATP设备实施。所述方法包括如下步骤：

S101、接收所述列车的卫星定位设备发送的经纬度信息并获取记录虚拟应答器的电子地图；

其中，所述电子地图是通过以下方式得到的：对线路进行测量，在线路中选出若干点作为虚拟应答器点代替真实应答器设备，记录虚拟应答器对应的公里标和经纬度信息，形成电子地图。

可选地，为了保障卫星定位信息的准确性，所述列车的卫星定位设备为两个，分别测得列车经纬度信息，在利用卫星信息进行定位之前车载ATP设备要先验证相同时刻接收的两个卫星信息的有效性。在接收列车的卫星定位设备发送的列车经纬度信息之后，将两个列车经纬度信息之间的差值与预设验证阈值相比较，若所述差值不大于所述预设验证阈值，则确定所述列车经纬度信息可用。可选择两个列车经纬度信息其中一个或者取二者的平均值，作为后续步骤中使用的列车经纬度信息。

S102、根据所述经纬度信息获取所述列车与所述虚拟应答器的验证点之间的距离；

S103、判断所述距离是否小于预设距离阈值；

S104、根据所述判断结果对所述列车的定位数据进行校正。

其中，所述列车的定位数据包括在获取所述列车的初始定位后，通过每周期行走距离和测距误差计算得到的列车位置包络。

可选地，每个所述虚拟应答器包括沿列车行驶方向依次分布的三个验证点，其中第三验证点位于所述虚拟应答器的位置。则步骤S102～S104具体包括：

获取所述列车的经纬度与所述三个验证点中的第一验证点之间的第一距离和与第二验证点之间的第二距离；

若所述第一距离和第二距离均小于所述预设距离阈值，则获取所述列车的经纬度与第三验证点之间的第三距离；

根据所述第三距离对所述列车的定位数据进行校正。具体地，确定所述第三距离小于所述预设距离阈值且最小时的时间点；获取该时间点时列车的定位数据；根据所述虚拟应答器的位置校正该时间点时列车的定位数据。

可选地，所述三个验证点依次相隔20米，所述预设距离阈值为10米。所述验证点的间距和预设距离阈值是基于卫星定位系统的误差和列车上安装的车载卫星定位设备的误差而确定的。

图2示出了确定该预设距离阈值的一个具体场景。其中，卫星定位系统的最大定位误差为10米，此10米代表的是卫星定位误差形成的圆半径，若车载卫星定位设备汇报的定位信息显示当前定位处于虚拟应答器为圆心、半径为10米的圆内，即可判定列车正在经过虚拟应答器处，又因为车载卫星定位设备本身存在的10米误差，会存在列车实际离虚拟应答器中心20米远，但汇报位置在上述圆边界上的情况。综上，虚拟应答器校准后的定位误差为20米，也即预设距离阈值需设为20米。

由此，在对所述列车的定位数据进行校正之后，可以进一步地将列车位置包络缩短为20米。

根据上述方法，通过使用记录虚拟应答器位置信息的电子地图和卫星定位信息，能够在不需要真实的地面应答器的情况下完成列车站间位置的定位误差校正，从而节约地面设备布置成本，同时提高了列车定位效率和重载铁路的运营效率。

下面结合图3阐释根据本发明一具体实施例的列车定位误差校正方法。在实施该方法之前，需先对线路进行测量，在线路中选出若干点作为虚拟应答器点代替真实应答器设备，在线路图上记录虚拟应答器对应的线路公里标和经纬度信息，形成带有虚拟应答器位置信息的电子地图。如图3所示，每个虚拟应答器坐标处都将连续设置三个相邻20米的验证点，其中第三验证点位于虚拟应答器的位置。列车必须依次经过此三个验证点，才认为是经过了该虚拟应答器，并在经过第三个验证点后将列车位置校准到该位置处。

方法流程如下：

a、车载ATP设备在获取初始定位后，通过每周期行走距离和测距误差计算列车位置包络，并实时接收列车上安装的卫星定位设备发送的经纬度信息。

b、车载ATP设备根据获取的电子地图实时检查从卫星定位设备接收到的经纬度距离验证点1的距离是否小于10米以及距离验证点2的距离是否小于10米；

在列车行驶过程中，首先与验证点1的距离逐渐接近，车载ATP设备判断列车距离验证点1小于10米，则表明经过验证点1，再判断与验证点2的距离，若车载ATP设备判断接收到的经纬度距离验证点1小于10米后，又判断距离验证点2小于10米，则表明依次经过了验证点1和验证点2，方法进入步骤c；

可选地，车载ATP设备同时检查与验证点1和验证点2的距离，若车载ATP判断距离验证点2小于10米时，距离验证点1的距离一直大于或等于10米，则认为本次虚拟应答器点校正列车位置失败，等待下一次验证。

c、车载ATP设备实时判断经纬度距离虚拟应答器点(即验证点3)的距离是否小于10米，记录所有小于10米的经纬度和时刻。

d、车载ATP设备从所有记录中选择距离虚拟应答器点最近的经纬度对应的时刻作为校正应答器时刻，获取该时刻车载ATP设备计算的列车位置，将其校正为虚拟应答器对应的位置，并将列车位置包络缩短为20米。

可选地，列车的卫星定位系统和卫星定位设备采用北斗卫星定位系统和设备。为了减少误差，提高运行效率，在电子地图中每隔1000米布置一个虚拟应答器。由于北斗卫星的最大定位误差是2％，因此，每隔1000米可将列车位置包络缩短为20米。此外，虚拟应答器的布置间隔，既可以缩短，也可以延长，布置间隔不构成对本方法的任何限制。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器012的框图。图4显示的计算机系统/服务器012仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，计算机系统/服务器012以通用计算设备的形式表现。计算机系统/服务器012的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理器016，系统存储器028，连接不同系统组件(包括系统存储器028和处理器016)的总线018。

总线018表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

计算机系统/服务器012典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机系统/服务器012访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器028可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)030和/或高速缓存存储器032。计算机系统/服务器012可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统034可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线018相连。存储器028可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块042的程序/实用工具040，可以存储在例如存储器028中，这样的程序模块042包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块042通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机系统/服务器012也可以与一个或多个外部设备014(例如键盘、指向设备、显示器024等)通信，在本发明中，计算机系统/服务器012与外部雷达设备进行通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统/服务器012交互的设备通信，和/或与使得该计算机系统/服务器012能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口022进行。并且，计算机系统/服务器012还可以通过网络适配器020与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图4所示，网络适配器020通过总线018与计算机系统/服务器012的其它模块通信。应当明白，尽管图4中未示出，可以结合计算机系统/服务器012使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理器016通过运行存储在系统存储器028中的程序，从而执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

上述的计算机程序可以设置于计算机存储介质中，即该计算机存储介质被编码有计算机程序，该程序在被一个或多个计算机执行时，使得一个或多个计算机执行本发明上述实施例中所示的方法流程和/或装置操作。

随着时间、技术的发展，介质含义越来越广泛，计算机程序的传播途径不再受限于有形介质，还可以直接从网络下载等。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。所述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种列车定位误差的校正方法，其特征在于，包括：

接收所述列车的卫星定位设备发送的经纬度信息并获取记录虚拟应答器的电子地图；

根据所述经纬度信息获取所述列车与所述虚拟应答器的验证点之间的距离；

判断所述距离是否小于预设距离阈值；所述预设距离阈值是基于卫星定位系统的误差和列车上安装的车载卫星定位设备的误差而确定的；

根据所述判断结果对所述列车的定位数据进行校正；

所述卫星定位设备包括两个；

所述方法还包括：

在接收所述列车的两个卫星定位设备发送的列车经纬度信息之后，将两个列车经纬度信息之间的差值与预设验证阈值相比较，若所述差值不大于所述预设验证阈值，则确定所述两个列车经纬度信息可用；选择所述两个列车经纬度信息其中一个或者取二者的平均值；

每个所述虚拟应答器包括沿列车行驶方向依次分布的三个验证点，其中第三验证点位于所述虚拟应答器的位置；

获取所述列车的经纬度与所述三个验证点中的第一验证点之间的第一距离和与第二验证点之间的第二距离；

若所述第一距离和第二距离均小于所述预设距离阈值，则获取所述列车的经纬度与第三验证点之间的第三距离；

根据所述第三距离对所述列车的定位数据进行校正。

2.根据权利要求1所述的列车定位误差的校正方法，其特征在于，所述根据所述第三距离对所述列车的定位数据进行校正包括：

确定所述第三距离小于所述预设距离阈值且最小时的时间点；

获取该时间点时列车的定位数据；

根据所述虚拟应答器的位置校正该时间点时列车的定位数据。

3.根据权利要求2所述的列车定位误差的校正方法，其特征在于，所述列车的定位数据包括在获取所述列车的初始定位后，通过每周期行走距离和测距误差计算得到的列车位置包络。

4.根据权利要求3所述的列车定位误差的校正方法，其特征在于，所述三个验证点依次相隔20米，所述预设距离阈值为10米。

5.根据权利要求4所述的列车定位误差的校正方法，其特征在于，在对所述列车的定位数据进行校正之后，将列车位置包络缩短为20米。

6.根据权利要求1～5中任一所述的列车定位误差的校正方法，其特征在于，所述列车为重载移动闭塞列车，所述方法由车载ATP设备执行。

7.一种列车定位误差的校正装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，

所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～6中任一项所述的列车定位误差的校正方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，

所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～6中任一项所述的列车定位误差的校正方法。

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