CN110789585B - 一种列车虚拟应答器的捕获方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种列车虚拟应答器的捕获方法和系统，其中列车虚拟应答器捕获的方法包括：确定列车的行车方向，确定行车路线上虚拟应答器的捕获区域，判断当前虚拟应答器的捕获状态；若所述当前虚拟应答器为漏捕状态，则依据列车当前定位时间和列车行驶状态计算第一计算捕获时间，所述第一计算捕获时间为所述当前虚拟应答器的捕获时间。本发明实现对漏捕获状态的虚拟应答器进行记录，并通过列车定位位置和捕获状态的虚拟应答器推算漏捕虚拟应答器的捕获时间，提高行车路线上虚拟应答器捕获的准确性和捕获概率，保障列车安全可靠运行。

Description

一种列车虚拟应答器的捕获方法和系统

技术领域

本发明属于轨道交通领域，特别涉及一种列车虚拟应答器捕获精度的方法和系统。

背景技术

应答器设备是中国列车运行控制系统CTCS-3/CTCS-4中主要的定位设备，与利用轨道电路定位的方法相结合，能够提供列车的准确位置信息以及列车运行所需的线路、限速等信息，是保证列车安全可靠运行的重要保障。随着卫星定位技术的发展，利用卫星定位能够提供实时的高精度列车定位，在铁路领域也逐渐展开应用。利用卫星定位定位技术可以在保证较高的定位精度的前提下，大量降低铁路轨道上应答器的铺设密度，节约设备成本以及维护成本。

基于卫星定位的虚拟应答器的概念由国际铁路联盟(UIC)首次提出，其关键就在于利用卫星定位技术得到列车定位点与铁路轨道的电子地图结合来模拟实体应答器的定位及发送报文等功能。当列车运行到轨道上的某一个卫星参考点时触发虚拟应答器向应答器的信号接收单元发送固定报文或可变报文，以提示列车当前运行位置、道路信息、限速信息等。但是在一些卫星信号被建筑物、山体等遮挡的特殊场景下，列车无法接收卫星信号，导致列车遗漏虚拟应答器。现有技术中列车遗漏虚拟应答器后，继续前进，不对漏捕状态进行任何操作，导致列车的行车记录模糊，无法获知列车的行车历史。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种列车虚拟应答器的捕获方法和系统。

一种列车虚拟应答器捕获的方法，所述方法包括以下步骤：

确定列车的行车方向，获取行车路线上虚拟应答器的位置信息；

确定行车路线上虚拟应答器的捕获区域；

依据列车当前定位位置和所述捕获区域判断当前虚拟应答器的捕获状态；

若所述当前虚拟应答器为漏捕状态，则依据列车当前定位时间和列车行驶状态计算第一计算捕获时间，所述第一计算捕获时间为所述当前虚拟应答器的捕获时间。

进一步地，所述当前虚拟应答器为列车未进行捕获状态判断，且与列车当前定位位置最接近的虚拟应答器。

进一步地，所述依据列车当前定位时间和列车行驶状态计算第一计算捕获时间包括：

通过列车当前定位位置与所述当前虚拟应答器位置之间的距离和列车行驶速度确定列车行驶时间，

通过列车当前定位时间与所述列车行驶时间确定所述第一计算捕获时间。

进一步地，所述方法还包括判断所述当前虚拟应答器是否为虚拟应答器组中的虚拟应答器；

所述虚拟应答器组至少包括所述当前虚拟应答器和至少一个在列车行驶方向位于所述当前虚拟应答器前方的第二虚拟应答器；

所述当前虚拟应答器为第一虚拟应答器；

若当前虚拟应答器为虚拟应答器组中的虚拟应答器，则根据所述第一计算捕获时间、列车行驶状态、所述第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的第一距离确定第二计算捕获时间，所述第二计算捕获时间为所述第二虚拟应答器的捕获时间。

进一步地，所述确定第二计算捕获时间包括：

根据所述第一距离和列车行驶速度，计算列车在所述第一应答器与所述第二应答器之间的第一行驶时间；

根据所述第一计算捕获时间与所述第一行驶时间确定所述第二计算捕获时间。

进一步地，所述虚拟应答器组包括沿列车运行反方向分布的所述第一虚拟应答器到第N虚拟应答器，N为大于2的自然数；

所述第N虚拟应答器的捕获时间Tn计算方法为：

Tn＝T-L/V–S₁₂/V-…-S_(n-1)n/V

其中，T为列车当前定位时间，L为第一虚拟应答器与当前列车定位位置之间的距离，S₁₂为第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的距离，S_(n-1)n为第N-1虚拟应答器与第N虚拟应答器之间的距离，V为列车行驶速度。

进一步地，所述方法还包括，若所述当前虚拟应答器为捕获状态时：

判断所述当前虚拟应答器是否为虚拟应答器组中的虚拟应答器；

所述虚拟应答器组至少包括所述当前虚拟应答器和至少一个沿列车行驶方向位于所述当前虚拟应答器前方的第二虚拟应答器；

所述当前虚拟应答器为第一虚拟应答器；

获取第一确定捕获时间，所述第一确定捕获时间为当前虚拟应答器被捕获的时间；

若当前虚拟应答器为虚拟应答器组中的应答器，则根据所述第一确定捕获时间、列车行驶状态、所述第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的第一距离计算第二计算捕获时间，所述第二计算捕获时间为所述第二虚拟应答器的捕获时间。

进一步地，所述虚拟应答器组包括沿列车运行反方向分布的所述第一虚拟应答器到第N虚拟应答器，N为大于2的自然数；

所述第N虚拟应答器的捕获时间Tn计算方法为：

Tn＝T–S₁₂/V–....–S_(n-1)n/V

其中，T为第一确定捕获时间，S₁₂为第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的距离，S_(n-1)n为第N-1虚拟应答器与第N虚拟应答器之间的距离，V为列车行驶速度。

进一步地，所述方法还包括判断所述当前虚拟应答器的故障类型，并依据故障类型提示列车车载设备执行对应措施。

进一步地，所述虚拟应答器故障类型包括：

列车位于所述当前虚拟应答器的捕获区域之前捕获所述当前虚拟应答器；

列车位于所述当前虚拟应答器捕获区域之后捕获所述当前虚拟应答器或；

列车位于所述当前虚拟应答器的捕获区域内未捕获所述当前虚拟应答器；

捕获状态的所述当前虚拟应答器或虚拟应答器组内的报文数据不可读；

所述当前虚拟应答器捕获后，提供给列车的运行方向与列车既定行车方向不同。

一种列车虚拟应答器的捕获系统，所述系统包括：

行车方向确定模块，用于确定列车的行车方向，获取行车路线上虚拟应答器或虚拟应答器组的位置信息；

捕获区域确定模块，用于确定虚拟应答器的捕获区域；

虚拟应答器组判断模块，用于判断所述当前虚拟应答器是否位于虚拟应答器组内；

捕获状态确定模块，用于判断当前虚拟应答器的捕获状态；

捕获时间计算模块，用于计算漏捕状态的虚拟应答器捕获时间。

进一步地，所述捕获状态确定模块依据列车当前定位位置是否位于当前虚拟应答器的捕获区域内，来确定所述当前虚拟应答器的捕获状态；

所述当前虚拟应答器处于列车上一定位位置与列车当前定位位置之间，且列车当前定位位置不在所述当前虚拟应答器的捕获区域内，判断所述所述当前虚拟应答器为漏捕状态。

进一步地，所述捕获时间计算模块包括：

若虚拟应答器组判断模块判断所述当前虚拟应答器为单独设置，且捕获状态确定模块确定所述当前虚拟应答器为漏捕状态，则所述捕获时间计算模块计算所述当前虚拟应答器的捕获时间；

所述当前虚拟应答器的捕获时间包括：

依据列车当前定位时间和列车行驶状态计算第一计算捕获时间，所述第一计算捕获时间为所述当前虚拟应答器的捕获时间。

进一步地，所述虚拟应答器组判断模块判断所述当前虚拟应答器位于虚拟应答器组内，且捕获状态确定模块确定所述当前虚拟应答器为捕获状态，则所述捕获时间计算模块计算所述虚拟应答器组内漏捕虚拟应答器捕获时间；

所述当前虚拟应答器为虚拟应答器组中的第一虚拟应答器，所述虚拟应答器组还包括沿列车运行反方向分布的所述第一虚拟应答器到第N虚拟应答器，N为大于2的自然数；

所述第N虚拟应答器的捕获时间Tn计算方法为：

Tn＝T-L/V–S₁₂/V-…-S_(n-1)n/V

其中，T为列车当前定位时间，L为第一虚拟应答器与当前列车定位位置之间的距离，S₁₂为第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的距离，S_(n-1)n为第N虚拟应答器与第N虚拟应答器之间的距离，V为列车行驶速度。

进一步地，所述虚拟应答器组判断模块判断所述当前虚拟应答器位于虚拟应答器组内，且捕获状态确定模块确定所述当前虚拟应答器为捕获状态，则所述捕获时间计算模块计算所述虚拟应答器组内漏捕虚拟应答器捕获时间；

所述当前虚拟应答器为虚拟应答器组中的第一虚拟应答器，所述虚拟应答器组还包括沿列车运行反方向分布的所述第一虚拟应答器到第N虚拟应答器，N为大于2的自然数；

所述第N虚拟应答器的捕获时间Tn计算方法为：

Tn＝T–S₁₂/V–....–S_(n-1)n/V

其中，T为第一确定捕获时间，S₁₂为第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的距离，S_(n-1)n为第N虚拟应答器与第N虚拟应答器之间的距离，V为列车行驶速度。

本发明提高列车虚拟应答器捕获精度的方法和系统，实现对漏捕获状态的虚拟应答器进行记录，并通过列车定位位置和捕获状态的虚拟应答器推算漏捕虚拟应答器的捕获时间，提高行车路线上虚拟应答器捕获的准确性和捕获概率，从而保证虚拟应答器接收单元能够及时更新列车的位置数据以及线路数据，行车记录清楚明了，保障列车安全可靠运行。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

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示出了根据本发明实施例提高列车虚拟应答器捕获精度方法的流程图；

图2示出了根据本发明实施例的虚拟应答器捕获区域示意图；

图3示出了根据本发明实施例的虚拟应答器预捕获状态示意图；

图4示出了根据本发明实施例的虚拟应答器一种捕获状态示意图；

图5示出了根据本发明实施例的虚拟应答器另一种捕获状态示意图；

图6示出了根据本发明实施例的虚拟应答器漏捕获状态示意图；

图7示出了根据本发明实施例的虚拟应答器组捕获过程示意图；

图8示出了根据本发明实施例列车虚拟应答器捕获系统的结构示意图。

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、完整地说明，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做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。

一种列车虚拟应答器的捕获方法，包括以下步骤：

步骤一：确定列车的行车方向，获取行车路线上虚拟应答器的位置信息。

其中，列车的行车路线通过列车行车方向确定，列车行车路线一旦给出，始终保持一致，在后续行驶过程中行车方向保持不变。而列车的行车方向可通过列车的位置变化来确定。

由于列车定位模块能够通过卫星定位技术获知列车当前的位置，通过在列车行驶过程中的位置变化即可获知列车的行车方向。示例性的，在列车行驶前，启动列车定位模块，获知列车的起始位置，列车启动后再次通过定位模块获知当前定位位置，通过起始定位的列车位置与本次列车的定位位置进行比对，即可获得列车的运行方向。

在虚拟应答器捕获过程中，虚拟应答器组或单独布设的虚拟应答器参考布置点均配置在列控基础数据表中，同时在电子地图和RBC线路数据中配置。配置的虚拟应答器信息包括虚拟应答器在电子地图中的位置信息和虚拟应答器的编号。

虚拟应答器组或者虚拟应答器参考布置点同时保存在虚拟应答器数据库和无线闭塞中心的数据库中。当列车行车路线确定后，车载设备能够获取行车路线上虚拟应答器或虚拟应答器组的信息。

步骤二：确定虚拟应答器的捕获区域。

虚拟应答器的捕获区域为以虚拟应答器布设位置为圆心，以一定距离为半径的圆形区域，当列车的定位点在虚拟应答器的捕获区域内均认为被该应答器捕获。

虚拟应答器的圆心是指当列车运行到轨道上的参考布设点位置：当车载设备检测出当前定位模块输出的列车定位结果与虚拟应答器内部存储的参考布设点位置符合时，虚拟应答器发挥与现有实际应答器相同的功能，向车载查询器发送一个位置信息。虚拟应答器发送的位置信息与实际部署应答器发送的信息相同，虚拟应答器的参考布置点包含虚拟应答器应当部署的地理坐标、虚拟应答器的编号等能够识别该处虚拟应答器的信息。

具体的，虚拟应答器的捕获范围与实体应答器的安装误差对应，若在该安装误差范围内实体应答器容易被捕获，则虚拟应答器应的捕获半径与实际应答器的安装误差半径相同，实现虚拟应答器与实际应答器具有相同的捕获率和捕获精度。

示例性的，如图2所示，图中虚拟应答器的捕获半径为r，若在该处实际应答器的安装误差是5m，则确定该处虚拟应答器的捕获半径为5m，即此时虚拟应答器的半径r为5m。

步骤三：依据列车当前定位位置和所述捕获区域判断当前虚拟应答器的捕获状态。

当前虚拟应答器为列车未进行捕获状态判断，且与列车当前定位位置最接近的虚拟应答器。列车对虚拟应答器的捕获以周期性捕获时间为间隔进行捕获，即设定好捕获的周期时间，列车在行驶过程中每隔一个捕获周期进行一次虚拟应答器的捕获。示例性的，若捕获周期设置为3s，则每隔3s列车开启虚拟应答器的捕获程序，即开始判断当前位置是否位于虚拟应答器参考布设位置的范围内。

在列车的一个运动过程中，同一个虚拟应答器一旦被捕获，下一个周期不再考虑对该应答器的捕获，即随着列车的运行，列车每次捕获不同编号的虚拟应答器。

虚拟应答器的判断过程为：虚拟应答器启动后，列车的定位单元模块接收导航卫星的定位信息，虚拟应答器的安全判别模块将定位信息与内部存储的参考布置位置进行比较，判断当前的定位位置是否在当前虚拟应答捕获区域范围内，若在捕获范围内，则说明应答器被捕获。

虚拟应答器的捕获过程中有三种捕获状态：预捕获状态、捕获状态和漏捕状态。

预捕获状态：列车当前定位位置处于列车上一定位位置和虚拟应答器之间，但未进入捕获区域内，虚拟应答器处于预捕获状态；

捕获状态：列车当前定位位置位于虚拟应答器的捕获区域内时，虚拟应答器即进入被捕获状态；

漏捕状态：当虚拟应答器处于列车上一定位位置与列车当前定位位置之间，且列车当前定位位置不在虚拟应答器的捕获区域内时，虚拟应答器为漏捕获状态。

预捕获状态、捕获状态及漏捕状态中列车上一定位点、列车当前定位点与虚拟应答器之间的距离以及虚拟应答器的捕获半径之间的关系如图3、4、5、6所示。在图3～6中，虚拟应答器的参考布置点设置在列车行驶方向的前方，虚拟应答器的捕获半径为r，L表示列车当前时刻定位点到虚拟应答器的距离，L1表示列车上一时刻定位点到虚拟应答器的距离，L2为列车上一时刻到当前时刻列车行驶距离。

预捕获状态如图3所示，预捕获的判断条件为：L2<L1，且L>r。

捕获状态如图4和5所示，捕获状态的判断条件为：L<r。

漏捕获状态如图6所示，虚拟应答器的漏捕获状态的判断条件为：L>r，L1>r，且L2>L1。

若判断结果为虚拟应答器处于预捕获状态，由于列车行驶至下一定位点时会位于虚拟应答器的捕获区域内，则继续行驶至下一定位点进行虚拟应答器的捕获。

若判断结果虚拟应答器处于被捕获状态，则实时输出该虚拟应答器的编号和被捕获的时间，并触发该虚拟应答器内部的报文产生模块。

由于虚拟应答器的虚拟应答器系统应参考CTCS-3级列控系统应答器布置原则设计应答器组。虚拟应答器的布设方式与实际应答器的布设方式相同，而实际应答器在布设过程中，通常采用多个应答器形成应答器组，并将应答器组布设在行车路线上。虚拟应答器同样采用多个虚拟应答器组成虚拟应答器组的形式进行布设。

该步骤中还需要判断当前虚拟应答器是否位于虚拟应答器组内：

为了使捕获率更高以及获取的捕获时间更准确，组内各虚拟应答器的参考布置点设置通常设置在相邻虚拟应答器的捕获边缘位置。通过该种布设，实现列车位于虚拟应答器组内任意位置时，与列车相邻的虚拟应答器均能够被捕获。

若当前虚拟应答器单独设置，则计算漏捕状态的虚拟应答器捕获时间；

若当前虚拟应答器位于虚拟应答器组内，若位于虚拟应答器组内，无论当前虚拟应答器是捕获，则都需要计算组内漏捕获虚拟应答器的捕获时间。

示例性的，如图7所示，若虚拟应答器组由3个虚拟应答器组成分别为第一应答器B1、第二应答器B2和第三应答器B3，且第一应答器、第二应答器和第三应答器的捕获半径均相同。B1与B2的距离为B1的捕获半径，同时第三应答器B3设置在第二应答器B2的捕获边缘处。

当列车上一点位于P0，一个系统周期后，若列车位于P1点，则虚拟应答器组位于预捕获状态；当列车为P2点，则虚拟应答器组内B3被捕获；若列车位于P3点，则B3和B2则均能够被捕获；若列车位于P4点，则B2和B1均能够被捕获，而B3虚拟应答器被漏捕，则可用当前B2或B1的确定捕获时间计算B3虚拟应答器的捕获时间；当列车位于P5处，则仅有B1虚拟应答器被捕获，则依据当前B1确定捕获时间计算B3和B2虚拟应答器捕获时间；当列车位于P6处，则虚拟应答器组被漏捕，则以当前列车定位时间计算B1、B2和B3虚拟应答器捕获时间。

无论是单独设置的虚拟应答器还是位于虚拟应答器组内，当虚拟应答器被捕获时，均会触发该虚拟应答器内部的报文产生模块。

虚拟应答器内部的报文产生模块产生与实际应答器信息相兼容的报文信息，并将报文信息、虚拟应答器的传递给应答器信息接收模块，由车载计算机进行报文信息处理。在CTCS-4D等级控车模式下，车载设备应接收虚拟应答器报文数据并应和实体应答器报文数据同等处理。

在进行本步骤判断后会得出以下结果：

对于单独设置的虚拟应答器：若判断结果为预捕获转态，则下一周期继续进行捕获判断；

若判断结果为捕获状态，则获取报文、输出编号和捕获时间，结束判断；

若判断结果为漏捕状态，则进行下一步骤。

对于虚拟应答器组内的虚拟应答器：若判断结果为预捕获状态，则下一周期继续进行捕获判断；

若判断结果为捕获状态，则获取报文、输出编号和捕获时间，但继续进行下一步骤；

若判断结果为漏捕状态，则直接进行下一步骤。

步骤四：计算漏捕获虚拟应答器的捕获时间。

1、对于单独设置的虚拟应答器，且判断为漏捕状态后，依据列车当前定位时间和列车行驶状态第一计算捕获时间，第一计算捕获时间即为当前虚拟应答器的捕获时间。

第一计算捕获时间依据列车当前定位时间和列车行驶状态计算。

具体的，根据列车当前定位位置与所述当前虚拟应答器的位置之间的距离和列车行驶速度确定列车行驶时间；

根据列车当前定位时间减去所述列车行驶时间确定所述当前虚拟应答器的捕获时间。

其中，为了保证捕获时间的有效性，限定列车当前定位位置与所述当前虚拟应答器的位置之间的距离阈值。示例性的，该距离阈值不超过100m。

示例性的，如图6所示，对于单独设置的虚拟应答器，漏捕获虚拟应答器的捕获时间为：

其中，L为列车当前定位点与虚拟应答器参考布置点之间的距离，T为当前定位时间，V为列车行驶速度。

2、若当前虚拟应答器为虚拟应答器组中的虚拟应答器，且当前虚拟应答器为漏捕获状态。

2.1、虚拟应答器组至少包括所述当前虚拟应答器和至少一个在列车行驶方向位于所述当前虚拟应答器前方的第二虚拟应答器；

设当前虚拟应答器为第一虚拟应答器；

则根据第一计算捕获时间、列车行驶状态、第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的第一距离确定第二计算捕获时间，第二计算捕获时间为所述第二虚拟应答器的捕获时间。

2.2、虚拟应答器组包括沿列车运行反方向分布的第一虚拟应答器到第N虚拟应答器，N为大于2的自然数；

第N虚拟应答器的捕获时间Tn计算方法为：

Tn＝T-L/V–S₁₂/V-…-S_(n-1)n/V

其中，T为列车当前定位时间，L为第一虚拟应答器与当前列车定位位置之间的距离，S₁₂为第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的距离，S_(n-1)n为第N虚拟应答器与第N虚拟应答器之间的距离，V为列车行驶速度。

3、若当前虚拟应答器位于虚拟应答器组内，且当前虚拟应答器为捕获状态。

3.1、虚拟应答器组至少包括所述当前虚拟应答器和至少一个沿列车行驶方向位于所述当前虚拟应答器前方的第二虚拟应答器；

设当前虚拟应答器为第一虚拟应答器，获取第一确定捕获时间，第一确定捕获时间为当前虚拟应答器被捕获的时间。

则根据所述第一确定捕获时间、列车行驶状态、第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的第一距离计算第二计算捕获时间，第二计算捕获时间为所述第二虚拟应答器的捕获时间。

3.2虚拟应答器组包括沿列车运行反方向分布的所述第一虚拟应答器到第N虚拟应答器，N为大于2的自然数；

组内第N虚拟应答器的捕获时间Tn计算方法为：

Tn＝T–S₁₂/V–....–S_(n-1)n/V

其中，T为第一确定捕获时间，S₁₂为第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的距离，S_(n-1)n为第N虚拟应答器与第N虚拟应答器之间的距离，V为列车行驶速度。

示例性的，如图7所示，列车经过由3个虚拟应答器组成的虚拟应答器组时。若列车在上一定位点没有捕获到虚拟应答器，时间为T0，当前时间为T，时间间隔为一个系统捕获周期。在T0时刻，列车即将经过虚拟应答器组内的虚拟应答器编号分别为B1、B2、B3，对应被捕获的时刻为T1、T2、T3。

虚拟应答器组的判断过程为：

1、首先判断当前时刻B1是否被捕获：

若B1被捕获，则列车位于P4或P5，输出被捕获应答器的编号和捕获时间B1和T1，B2和T2，B3和T3，其中：

T1＝T，

2、其次判断B1是否漏捕获，若B3漏捕获：

若B1漏捕获，则列车位于P6，输出漏捕获虚拟应答器的编号和捕获时间B1和T1，B2和T2，B3和T3，其中：

式中，L为列车当前位置与虚拟应答器B3的距离，S₁₂为虚拟应答器B1和B2之间的距离，S₂₃为虚拟应答器B2和B3之间的距离；

3、若B3为预捕获，则在下一周期继续进行判断。

在上述漏捕获虚拟应答器捕获时间的计算过程中，列车行驶速度可通过列车实时速度与列车行驶过程中的加速度确定，也可为列车行驶过程中的平均速度。

漏捕获状态的虚拟应答器的捕获时间确定后，将捕获时间和捕获编号传输给虚拟应答器的报文单元，虚拟应答器的报文单元即可向车载设备发送报文内容。车载接收单元依据报文内容能够及时更新列车的位置数据以及线路数据。

通过上述步骤得出单个虚拟应答器的漏捕时间和虚拟应答器组内虚拟应答器的捕获时间，提高了行车路线上虚拟应答器捕获的准确性和捕获概率。获取漏捕虚拟应答器捕获时间和编号后，虚拟应答器报文单元发送报文，即使在损失一定是实时性(若干个系统周期的滞后)的条件下，虚拟应答器的报文数据依然是可用的，从而保证车载接收单元能够及时更新列车的位置数据以及线路数据，保障列车的安全可靠运行。

在本实施例提高虚拟应答器捕获精度的方法中，还包括对虚拟应答器故障的判断，虚拟应答器的故障类型包括：

1)在期望窗口之前发现期望的虚拟应答器(组)：如在虚拟应答的状态判断过程中，列车当前定位位置位于发现在虚拟应答器的捕获范围外侧，且虚拟应答器布设位置远于列车当前定位位置，但虚拟应答器显示捕获状态，即虚拟应答器应当处于预捕获状态，但实际显示捕获状态。

2)在期望窗口之后发现期望的虚拟应答器(组)：列车的当前定位位置位于虚拟应答器的捕获范围外且列车定位位置远于虚拟应答器布设位置，即虚拟应答器应当处于漏捕获状态，但实际显示捕获状态。

3)在期望窗口中未发现期望的虚拟应答器(组)：列车当前位置位于对应编号的虚拟应答器捕获范围内，但没有捕获到该编号的虚拟应答器或者捕获到的虚拟应答器编号与列车记录编号不符。

4)虚拟应答器(组)的数据不可读：列车显示捕获对应虚拟应答器，但虚拟应答器没有发送报文信息或者发送的报文信息不可读。

5)列车通过了一组错误方向的虚拟应答器(组)：当列车行驶过程中捕获到虚拟应答器后，但虚拟应答器提供的行车方向与列车既定的行车方向不同。

若发生上述1)～4)的虚拟应答器故障时，车载设备应向无线闭塞中心(RBC)发送位置报告，并报告虚拟应答器故障类型及执行冒进防护，之后的位置报告将还使用原来的位置参考应答器(LRBG)，即路线旁布设的实际应答器。

若发生5)的虚拟应答器故障时，列车将实施紧急制动停车。

本发明还涉及一种列车虚拟应答器的捕获系统，所述系统包括：行车方向确定模块、捕获区域确定模块、虚拟应答器组判断模块、捕获状态确定模块和捕获时间计算模块。

行车方向确定模块，用于确定列车的行车方向，获取行车路线上虚拟应答器或虚拟应答器组的位置信息；

所述行车方向确定模块通过列车的位置变化来确定列车的行车方向，所述列车的位置通过列车定位模块获得。

捕获区域确定模块，用于确定虚拟应答器的捕获区域；

每个虚拟应答器的捕获区域为以该虚拟应答器的位置点为圆心，以预设长度距离为半径的圆。

捕获状态确定模块，用于判断当前虚拟应答器的捕获状态；

当前虚拟应答器的捕获状态包括：

列车当前定位位置处于列车上一定位位置和当前虚拟应答器布设位置之间，但列车当前定位位置未进入所述当前虚拟应答器的捕获区域时，所述当前虚拟应答器为预捕获状态；

列车当前定位位置是在当前虚拟应答器捕获区域内，判断当前虚拟应答器为捕获状态；

当前虚拟应答器处于列车上一定位位置与列车当前定位位置之间，且列车当前定位位置不在当前虚拟应答器的捕获区域内，判断所述所述当前虚拟应答器为漏捕状态。

捕获时间计算模块，用于计算漏捕状态虚拟应答器的捕获时间。

若虚拟应答器组判断模块判断出当前虚拟应答器为单独设置，且捕获状态确定模块确定所述当前虚拟应答器为漏捕状态，则捕获时间计算模块计算当前虚拟应答器的捕获时间；

具体的，依据列车当前定位时间和列车行驶状态计算第一计算捕获时间，第一计算捕获时间即为当前虚拟应答器的捕获时间。

若虚拟应答器组判断模块判断当前虚拟应答器位于虚拟应答器组内，且捕获状态确定模块确定当前虚拟应答器为捕获状态，则捕获时间计算模块计算虚拟应答器组内漏捕虚拟应答器捕获时间；

具体的，当前虚拟应答器为虚拟应答器组中的第一虚拟应答器，虚拟应答器组还包括沿列车运行反方向分布的所述第一虚拟应答器到第N虚拟应答器，N为大于2的自然数；

第N虚拟应答器的捕获时间Tn计算方法为：

Tn＝T-L/V–S₁₂/V-…-S_(n-1)n/V

其中，T为列车当前定位时间，L为第一虚拟应答器与当前列车定位位置之间的距离，S₁₂为第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的距离，S_(n-1)n为第N虚拟应答器与第N虚拟应答器之间的距离，V为列车行驶速度。

若虚拟应答器组判断模块判断当前虚拟应答器位于虚拟应答器组内，且捕获状态确定模块确定当前虚拟应答器为捕获状态，则捕获时间计算模块计算虚拟应答器组内漏捕虚拟应答器捕获时间；

当前虚拟应答器设为虚拟应答器组中的第一虚拟应答器，虚拟应答器组还包括沿列车运行反方向分布的所述第一虚拟应答器到第N虚拟应答器，N为大于2的自然数；

所述第N虚拟应答器的捕获时间Tn计算方法为：

Tn＝T–S₁₂/V–....–S_(n-1)n/V

其中，T为第一确定捕获时间，S₁₂为第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的距离，S_(n-1)n为第N虚拟应答器与第N虚拟应答器之间的距离，V为列车行驶速度。

通过本实施例的系统，能够在列车运行过程中对虚拟应答器的捕获状态进行判断，并且继续对漏捕状态的虚拟应答器进行捕获时间计算，确保漏捕虚拟应答器的报文数据依然是可用的，从而保证车载接收单元能够及时更新列车的位置数据以及线路数据，保障列车的安全可靠运行。

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 (13)

1.一种列车虚拟应答器的捕获方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

确定列车的行车方向，获取行车路线上虚拟应答器的位置信息；

确定行车路线上虚拟应答器的捕获区域；

依据列车当前定位位置和所述捕获区域判断当前虚拟应答器的捕获状态；

若所述当前虚拟应答器为漏捕状态，则依据列车当前定位时间和列车行驶状态计算第一计算捕获时间，所述第一计算捕获时间为所述当前虚拟应答器的捕获时间；

所述方法还包括判断所述当前虚拟应答器是否为虚拟应答器组中的虚拟应答器；

所述虚拟应答器组至少包括所述当前虚拟应答器和至少一个在列车行驶方向位于所述当前虚拟应答器前方的第二虚拟应答器；所述第二虚拟应答器为漏捕状态；

所述当前虚拟应答器为第一虚拟应答器；

若当前虚拟应答器为虚拟应答器组中的虚拟应答器，则根据所述第一计算捕获时间、列车行驶状态、所述第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的第一距离确定第二计算捕获时间，所述第二计算捕获时间为所述第二虚拟应答器的捕获时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前虚拟应答器为列车未进行捕获状态判断，且与列车当前定位位置最接近的虚拟应答器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据列车当前定位时间和列车行驶状态计算第一计算捕获时间包括：

通过列车当前定位位置与所述当前虚拟应答器位置之间的距离和列车行驶速度确定列车行驶时间，

通过列车当前定位时间与所述列车行驶时间确定所述第一计算捕获时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第二计算捕获时间包括：

根据所述第一距离和列车行驶速度，计算列车在所述第一虚拟应答器与所述第二虚拟应答器之间的第一行驶时间；

根据所述第一计算捕获时间与所述第一行驶时间确定所述第二计算捕获时间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述虚拟应答器组包括沿列车运行反方向分布的所述第一虚拟应答器到第N虚拟应答器，N为大于2的自然数；

所述第N虚拟应答器的捕获时间Tn计算方法为：

Tn＝T-L/V–S₁₂/V-…-S_(n-1)n/V

其中，T为列车当前定位时间，L为第一虚拟应答器与当前列车定位位置之间的距离，S₁₂为第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的距离，S_(n-1)n为第N-1虚拟应答器与第N虚拟应答器之间的距离，V为列车行驶速度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，若所述当前虚拟应答器为捕获状态时：

判断所述当前虚拟应答器是否为虚拟应答器组中的虚拟应答器；

所述虚拟应答器组至少包括所述当前虚拟应答器和至少一个沿列车行驶方向位于所述当前虚拟应答器前方的第二虚拟应答器；所述第二虚拟应答器为漏捕状态；

所述当前虚拟应答器为第一虚拟应答器；

获取第一确定捕获时间，所述第一确定捕获时间为当前虚拟应答器被捕获的时间；

若当前虚拟应答器为虚拟应答器组中的应答器，则根据所述第一确定捕获时间、列车行驶状态、所述第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的第一距离计算第二计算捕获时间，所述第二计算捕获时间为所述第二虚拟应答器的捕获时间。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述虚拟应答器组包括沿列车运行反方向分布的所述第一虚拟应答器到第N虚拟应答器，N为大于2的自然数；

所述第N虚拟应答器的捕获时间Tn计算方法为：

Tn＝T–S₁₂/V–....–S_(n-1)n/V

其中，T为第一确定捕获时间，S₁₂为第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的距离，S_(n-1)n为第N-1虚拟应答器与第N虚拟应答器之间的距离，V为列车行驶速度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括判断所述当前虚拟应答器的故障类型，并依据故障类型提示列车车载设备执行对应措施。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述虚拟应答器故障类型包括：

列车位于所述当前虚拟应答器的捕获区域之前捕获所述当前虚拟应答器；

列车位于所述当前虚拟应答器捕获区域之后捕获所述当前虚拟应答器-；

列车位于所述当前虚拟应答器的捕获区域内未捕获所述当前虚拟应答器；

捕获状态的所述当前虚拟应答器或虚拟应答器组内的报文数据不可读；

所述当前虚拟应答器捕获后，提供给列车的运行方向与列车既定行车方向不同。

10.一种列车虚拟应答器的捕获系统，其特征在于，所述系统包括：

行车方向确定模块，用于确定列车的行车方向，获取行车路线上虚拟应答器或虚拟应答器组的位置信息；

捕获区域确定模块，用于确定虚拟应答器的捕获区域；

虚拟应答器组判断模块，用于判断当前虚拟应答器是否位于虚拟应答器组内；

捕获状态确定模块，用于判断当前虚拟应答器的捕获状态；

捕获时间计算模块，用于计算漏捕状态的虚拟应答器捕获时间；所述虚拟应答器组判断模块判断所述当前虚拟应答器位于虚拟应答器组内，且捕获状态确定模块确定所述当前虚拟应答器为漏捕状态，若所述当前虚拟应答器为漏捕状态，则所述捕获时间计算模块依据列车当前定位时间和列车行驶状态计算所述虚拟应答器组内漏捕虚拟应答器捕获时间，记为第一计算捕获时间，所述第一计算捕获时间为所述当前虚拟应答器的捕获时间；

所述虚拟应答器组至少包括所述当前虚拟应答器和至少一个在列车行驶方向位于所述当前虚拟应答器前方的第二虚拟应答器；所述第二虚拟应答器为漏捕状态；

所述当前虚拟应答器为虚拟应答器组中的第一虚拟应答器；

若当前虚拟应答器为虚拟应答器组中的虚拟应答器，则根据所述第一计算捕获时间、列车行驶状态、所述第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的第一距离确定第二计算捕获时间，所述第二计算捕获时间为所述第二虚拟应答器的捕获时间；

所述虚拟应答器组还包括沿列车运行反方向分布的所述第一虚拟应答器到第N虚拟应答器，N为大于2的自然数；

所述第N虚拟应答器的捕获时间Tn计算方法为：

Tn＝T-L/V–S₁₂/V-…-S_(n-1)n/V

其中，T为列车当前定位时间，L为第一虚拟应答器与当前列车定位位置之间的距离，S₁₂为第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的距离，S_(n-1)n为第N虚拟应答器与第N虚拟应答器之间的距离，V为列车行驶速度。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述捕获状态确定模块依据列车当前定位位置是否位于当前虚拟应答器的捕获区域内，来确定所述当前虚拟应答器的捕获状态；

所述当前虚拟应答器处于列车上一定位位置与列车当前定位位置之间，且列车当前定位位置不在所述当前虚拟应答器的捕获区域内，判断所述当前虚拟应答器为漏捕状态。

12.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述捕获时间计算模块包括：

若虚拟应答器组判断模块判断所述当前虚拟应答器为单独设置，且捕获状态确定模块确定所述当前虚拟应答器为漏捕状态，则所述捕获时间计算模块计算所述当前虚拟应答器的捕获时间；

所述当前虚拟应答器的捕获时间包括：

依据列车当前定位时间和列车行驶状态计算第一计算捕获时间，所述第一计算捕获时间为所述当前虚拟应答器的捕获时间。

13.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述虚拟应答器组判断模块判断所述当前虚拟应答器位于虚拟应答器组内，且捕获状态确定模块确定所述当前虚拟应答器为捕获状态，则所述捕获时间计算模块计算所述虚拟应答器组内漏捕虚拟应答器捕获时间；

所述当前虚拟应答器为虚拟应答器组中的第一虚拟应答器，所述虚拟应答器组还包括沿列车运行反方向分布的所述第一虚拟应答器到第N虚拟应答器，N为大于2的自然数；

所述第N虚拟应答器的捕获时间Tn计算方法为：

Tn＝T–S₁₂/V–....–S_(n-1)n/V

其中，T为第一确定捕获时间，S₁₂为第一虚拟应答器与第二虚拟应答器之间的距离，S_(n-1)n为第N虚拟应答器与第N虚拟应答器之间的距离，V为列车行驶速度。

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