CN111098892B - 列车自动监控系统的空间位置信息定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种列车自动监控系统的空间位置信息定位方法及装置，方法包括：获取列车的三维空间位置信息；将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位；将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位，并将所述列车的区段定位作为最终位置信息定位结果。本发明实施例提供的一种列车自动监控系统的空间位置信息定位方法及装置，通过利用了空间位置传感器组采集的三维空间位置作为原始数据，实现由高维信息提取低维信息，数据准确性高，判断错误状态具有一致性，定位结果稳定性较高。

Description

列车自动监控系统的空间位置信息定位方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车自动监控系统的空间位置信息定位方法及装置。

背景技术

城市轨道交通的列车自动监控系统是一种自动化程度很高的指挥系统，作为针对列车的指挥系统，及时获取列车准确的位置信息是进行迅速、有效指挥的基础。列车位置信息的确定包括两个过程，一个是位置信息的采集与计算，另一个是位置信息的定位。其中，位置信息的采集与计算是通过定位相关的传感器组，进行相关的融合计算后得出一个初始值；位置信息的定位是利用传感器组的计算结果，由自动监控系统的控制中心进行处理，去除误差影响或者避免错误状态。

现有技术中，列车自动监控系统对于列车位置信息的定位是依靠列车的线性定位传感器组进行轨道上的连续定位，形成公里标定位，再根据列车位置多次时序判断，得出区段定位；如果考虑定位的时效性，可以看成时间和线性位置组成的二维定位方法。

但现有技术提供的方法现有方所依托的线性定位传感器组精度往往受多种环境因素影响，导致测量误差引入较多，难以确定最大误差，因此，现在亟需一种列车自动监控系统的空间位置信息定位方法来解决上述问题。

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列车自动监控系统的空间位置信息定位方法及装置。

第一方面本发明实施例提供一种列车自动监控系统的空间位置信息定位方法，包括：

获取列车的三维空间位置信息；

将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位；

将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位，并将所述列车的区段定位作为最终位置信息定位结果。

第二方面本发明实施例提供了一种列车自动监控系统的空间位置信息定位装置，包括：

获取模块，用于获取列车的三维空间位置信息；

公里标定位模块，用于将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位；

区段定位模块，用于将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位，并将所述列车的区段定位作为最终位置信息定位结果。

第三方面本发明实施例提供了一种电子设备，包括：

处理器、存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述列车自动监控系统的空间位置信息定位方法。

第四方面本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述列车自动监控系统的空间位置信息定位方法。

本发明实施例提供的一种列车自动监控系统的空间位置信息定位方法及装置，通过利用了空间位置传感器组采集的三维空间位置作为原始数据，实现由高维信息提取低维信息，数据准确性高，判断错误状态具有一致性，定位结果稳定性较高。

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是本发明实施例提供了一种列车自动监控系统的空间位置信息定位方法流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种列车自动监控系统的空间位置信息定位装置结构图；

图3是本发明实施例提供的电子设备的结构框图。

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。

目前，现有的定位方法是依靠列车的线性定位传感器组进行轨道上的连续定位，形成公里标定位，再根据列车位置多次时序判断，得出区段定位。如果考虑定位的时效性，可以看成时间和线性位置组成的二维定位方法。但在实际测量过程中，现有方法所依托的线性定位传感器组精度往往受多种环境因素影响，导致测量误差引入较多，难以确定最大误差；线性定位传感器组测量的内容较少，无法依靠自身的测量进行补偿；为保证定位质量，在公里标定位到区段定位的过程中，需要多个时序进行定位，导致响应速度下降，同时系统复杂度上升，故障点数量多，故障自动恢复的难度大。随着城市轨道交通无人化的发展趋势，更需要有较强稳定性、健壮性的定位方法进行支撑。

针对上述问题，图1是本发明实施例提供了一种列车自动监控系统的空间位置信息定位方法流程示意图，如图1所示，包括：

101、获取列车的三维空间位置信息；

102、将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位；

103、将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位，并将所述列车的区段定位作为最终位置信息定位结果。

需要说明的是，本发明实施例提供的方法是应用于列车自动监控系统中，通过该方法能够获取每列列车以及全体列车的区段定位结果，区段起始范围是预先按公里标进行划分，通过区段定位能够确定列车的具体位置，实现精确定位。可以理解的是，采集过程是时序上是连续多次的，那么对于每一采集时刻均可以按照本发明实施例提供的方法进行定位。

具体的，在步骤101中，列车在本发明实施例中一般指代一列列车，当有多列列车同时运行时，也可以指代为全体列车。可以理解的是，本发明实施例获取的是列车的三维空间位置信息，而三维空间位置信息的获取是根据空间位置传感器组进行采集的，由于空间位置传感器组工作状态不易受载具特性和环境影响，比如传感器组安装方式、车轮直径、轨道摩擦系数等因素均不会影响空间位置传感器组工作状态，因此现场测试可以使用其他载具，从而降低信号系统测试的耦合程度，减少测试时间。那么本发明实施例直接获取空间位置传感器组采集到的三维空间位置信息即可。

进一步的，在步骤102中，一般的，列车的公里标定位是指通过列车的位置信息在轨道上进行连续定位，判断距离公里标处的距离从而形成列车的公里标定位。而列车的三维空间位置信息可以直接以高维信息的形式反映处列车所处的三维空间位置，然后根据三维空间位置和预先设置的公里标判别范围之间的距离确定列车的公里标定位。需要说明的是，如果无法确定列车的公里标定位，则判定此次定位失效。

最后，在步骤103中，本发明实施例进一步将列车的公里标定位转化为列车的区间定位，即根据列车的公里标定位结果进行多次时序判断来更新列车的区间定位信息，最终得出的区间定位信息即为本发明实施例所需的最终位置信息定位结果。

本发明实施例提供的一种列车自动监控系统的空间位置信息定位方法及装置，通过利用了空间位置传感器组采集的三维空间位置作为原始数据，实现由高维信息提取低维信息，数据准确性高，判断错误状态具有一致性，定位结果稳定性较高。

在上述实施例的基础上，所述方法还包括：

若数据超时，则按照预设的时间步长增加区段占用范围，以实现列车的安全导向，所述数据超时为接收数据的时间超过预设阈值或无法收到有效定位。

由上述实施例的内容可知，本发明实施例获取了列车的三维空间位置信息，并根据列车的三维空间位置信息进行定位。在实际定位过程中，本发明实施例将时间信息和列车的三维空间位置信息共同组合为列车的四维信息。

可以理解的是，时间信息能够反映列车的测量时刻，还可以记录列车测量的数据传输时长，相当于为每个测量数据打上一个时间戳，通过该时间信息能够判断数据传输是否超时。那么当列车的区段定位数据传输延迟超过所能容忍的限度时，本发明实施例会判定此时处于数据超时状态，处于数据超时状态下的列车需要进行导向安全处理。另外，若接收过程无法收到有效定位结果，同样视为数据超时状态。

优选的，本发明实施例采用的导向安全处理是增加区段占用范围，当列车的区段定位数据传输延迟超时的时候，本发明实施例会在预先设置的区段占用范围基础上适应性按照预设的时间步长增加一点范围。例如：预设设置的区段占用范围是50米，如果出现了超时情况，那么适应性将区段占用范围调整为60米，10米即为预设的时间步长。具体的设置情况可根据实际情况进行调整，本发明实施例对此不作具体限定。

在上述实施例的基础上，所述将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位，包括：

所述将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位，包括对所述列车的三维空间位置信息进行第一滤波处理，所述第一滤波处理包括：

判断列车的三维空间位置信息与最近的公里标之间的距离是否在预设公里标定位有效范围内；

若列车的三维空间位置信息与最近的公里标之间的距离在预设公里标定位有效范围内，则将列车的三维空间位置信息转化为所述列车的公里标定位。

可以理解的是，本发明实施例通过第一滤波处理来判断设定范围是否在预设公里标定位有效范围内。如果列车的三维空间位置信息与最近的公里标之间的距离在预设公里标定位有效范围内，那么列车的公里标定位才会被判定为有效定位。如果列车的三维空间位置信息与最近的公里标之间的距离在预设公里标定位有效范围外，那么则判定此次定位失效。

在上述实施例的基础上，所述将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位，包括对所述列车的公里标定位进行第二滤波处理，所述第二滤波处理包括：

将第一滤波处理后的列车的公里标定位转化为所述列车的区段定位。

由上述实施例的内容可知，本发明实施例进行了第一滤波处理来判断设定范围是否在预设公里标定位有效范围内，而第一滤波处理的好处是在于它能够不需要进行多次时序判断，实现快速定位。同样的，在将列车的公里标定位转化为列车的区段定位，本发明实施例需要对列车的公里标定位进行第二滤波处理，第二滤波处理的目的是判断设定范围是否在区段定位范围内，如果在则可以将第一滤波处理后的列车的公里标定位转化为所述列车的区段定位。本发明实施例提供的方法能够对错误三维位置定位与错误的时间的过滤，使得定位方法具有极强的健壮性。

在上述实施例的基础上，所述将第一滤波处理后的列车的公里标定位转化为所述列车的区段定位，包括：

判断上一定位时刻是否成功获取列车的区段定位；

若上一定位时刻获取列车的区段定位失败，则由公里标进行区段定位。

在本发明实施例中，实质上由公里标定位转换区段定位，如果转换成功，则根据上次的区段定位状态处理，如果之前有区段定位，则判断是否还在本区段内，如果之前没有区段定位，则直接转换区段定位；

如果公里标定位无法转换成区段定位，则认为进入了其他区域。

那么如果没有对应的区段，则表示列车进入了其他区域，如果有对应的区段，则表示列车进入了该区段。

由上述实施例的内容可知，本发明实施例在将列车的公里标定位转化为列车的区段定位的过程是根据列车的公里标定位结果进行多次时序判断来更新列车的区间定位信息。

具体的时序判断过程可以分为三个阶段，第一个阶段是判断上一定位时刻是够成功获取了列车的区段定位，第二个阶段是判断本次定位是否成功获取了列车的区段定位，第三个阶段是判断本次获取的列车的区段定位是否在上一定位时刻获取的列车的区段定位的范围内。

首先判断上一定位时刻是否成功获取列车的区段定位，如果上一定位时刻没有成功获取列车的区段定位，那么则由公里标进行区段定位，如果公里标定位成功，则表明列车进入了相应的区段，如果公里标定位失败，则表示列车进入了其他区域。

在上述实施例的基础上，所述将第一滤波处理后的列车的公里标定位转化为所述列车的区段定位，还包括：

若上一定位时刻成功获取列车的区段定位且定位的列车区段位置没有超过预设的区段边界，则保留列车的区段位置不变。

进一步的，如果在上一定位时刻成功获取列车的区段定位，那么则需要判断当前时刻获取的列车的区段定位是否在上一次区段定位有效范围内，如果定位的列车区段位置不在上一定位时刻获取列车的区段定位范围内，且存在新的区段定位，则将新的区段定位代替原有的区段定位实现更新。如果超过预设的区段边界，则表示列车进入了新的区段。

如果定位的列车区段位置在上一定位时刻获取列车的区段定位范围内，那么则表示两次定位结果相同，则保留列车的区段位置不变。

在上述实施例的基础上，所述方法还包括：

若将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位失败，则直接将所述列车的原区段定位清除。

由上述实施例的内容可知，在由列车的公里标定位转化为列车的区段定位时，公里标范围比区段范围更大，公里标定位成功即表示列车处于有效定位范围内，当公里标无法进行列车的区段定位，此时本发明实施例将直接将所述列车的原区段定位清除。

图2是本发明实施例提供的一种列车自动监控系统的空间位置信息定位装置结构图，如图2所示，包括：获取模块201、公里标定位模块202以及区段定位模块203，其中：

获取模块201用于获取列车的三维空间位置信息；

公里标定位模块202用于将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位；

区段定位模块203用于将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位，并将所述列车的区段定位作为最终位置信息定位结果。

具体的如何通过获取模块201、公里标定位模块202以及区段定位模块203对列车自动监控系统的位置信息定位可用于执行图1所示的列车自动监控系统的位置信息定位方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本发明实施例提供的一种列车自动监控系统的位置信息定位装置，通过利用了空间位置传感器组采集的三维空间位置作为原始数据，实现由高维信息提取低维信息，数据准确性高，判断错误状态具有一致性，定位结果稳定性较高。

在上述实施例的基础上，所述列车自动监控系统的空间位置信息定位装置还包括：

安全导向模块，用于若数据超时，则按照预设的时间步长增加区段占用范围，以实现列车的安全导向，所述数据超时为接收数据的时间超过预设阈值或无法收到有效定位。

在上述实施例的基础上，所述公里标定位模块包括：

第一滤波单元，所述第一滤波单元用于：

判断列车的三维空间位置信息与最近的公里标之间的距离是否在预设公里标定位有效范围内；

若列车的三维空间位置信息与最近的公里标之间的距离在预设公里标定位有效范围内，则将列车的三维空间位置信息转化为所述列车的公里标定位。

在上述实施例的基础上，所述区段定位模块包括：

第二滤波单元，所述第二滤波单元用于：

将第一滤波处理后的列车的公里标定位转化为所述列车的区段定位。

在上述实施例的基础上，所述第一滤波单元包括：

判断子单元，用于判断上一定位时刻是否成功获取列车的区段定位；

第一定位子单元，用于若上一定位时刻获取列车的区段定位失败，则由公里标进行区段定位。

在上述实施例的基础上，所述第二滤波单元还包括：

第二定位子单元，用于若上一定位时刻成功获取列车的区段定位且定位的列车区段位置没有超过预设的区段边界，则保留列车的区段位置不变。

在上述实施例的基础上，所述列车自动监控系统的空间位置信息定位装置还包括：

定位清除模块，用于若将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位失败，则直接将所述列车的原区段定位清除。

本发明实施例提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

图3是本发明实施例提供的电子设备的结构框图，参照图3，所述电子设备，包括：处理器(processor)301、通信接口(Communications Interface)302、存储器(memory)303和总线304，其中，处理器301，通信接口302，存储器303通过总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器303中的逻辑指令，以执行如下方法：获取列车的三维空间位置信息；将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位；将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位，并将所述列车的区段定位作为最终位置信息定位结果。

本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取列车的三维空间位置信息；将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位；将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位，并将所述列车的区段定位作为最终位置信息定位结果。

本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取列车的三维空间位置信息；将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位；将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位，并将所述列车的区段定位作为最终位置信息定位结果。

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 (8)

1.一种列车自动监控系统的空间位置信息定位方法，其特征在于，包括：

获取列车的三维空间位置信息；

将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位；

将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位，并将所述列车的区段定位作为最终位置信息定位结果；

所述方法还包括：

若数据超时，则按照预设的时间步长增加区段占用范围，以实现列车的安全导向，所述数据超时为接收数据的时间超过预设阈值或无法收到有效定位；将所述列车的三维空间位置信息与时间信息共同组合为所述列车的四维信息，所述时间信息用于表征所述列车的测量时刻和/或列车测量数据的传输时长；

所述将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位，包括对所述列车的三维空间位置信息进行第一滤波处理，所述第一滤波处理包括：

判断列车的三维空间位置信息与最近的公里标之间的距离是否在预设公里标定位有效范围内；

若列车的三维空间位置信息与最近的公里标之间的距离在预设公里标定位有效范围内，则将列车的三维空间位置信息转化为所述列车的公里标定位；

若进行了有效的公里标定位，则将列车的超时信息清零。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位，包括对所述列车的公里标定位进行第二滤波处理，所述第二滤波处理包括：

将第一滤波处理后的列车的公里标定位转化为所述列车的区段定位。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将第一滤波处理后的列车的公里标定位转化为所述列车的区段定位，包括：

判断上一定位时刻是否成功获取列车的区段定位；

若上一定位时刻获取列车的区段定位失败，则由公里标进行区段定位。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将第一滤波处理后的列车的公里标定位转化为所述列车的区段定位，还包括：

若上一定位时刻成功获取列车的区段定位且定位的列车区段位置没有超过预设的区段边界，则保留列车的区段位置不变。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位失败，则直接将所述列车的原区段定位清除。

6.一种列车自动监控系统的空间位置信息定位装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取列车的三维空间位置信息；

公里标定位模块，用于将所述列车的三维空间位置信息转化为列车的公里标定位；

区段定位模块，用于将所述列车的公里标定位转化为列车的区段定位，并将所述列车的区段定位作为最终位置信息定位结果；

所述装置还包括：

安全导向模块，用于若数据超时，则按照预设的时间步长增加区段占用范围，以实现列车的安全导向，所述数据超时为接收数据的时间超过预设阈值或无法收到有效定位；将所述列车的三维空间位置信息与时间信息共同组合为所述列车的四维信息，所述时间信息用于表征所述列车的测量时刻和/或列车测量数据的传输时长；

所述公里标定位模块包括：第一滤波单元，所述第一滤波单元用于：

判断列车的三维空间位置信息与最近的公里标之间的距离是否在预设公里标定位有效范围内；

若列车的三维空间位置信息与最近的公里标之间的距离在预设公里标定位有效范围内，则将列车的三维空间位置信息转化为所述列车的公里标定位；

若进行了有效的公里标定位，则将列车的超时信息清零。

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至5任一所述的方法。

8.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至5任一项所述的方法。

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