CN112298289A - 一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，该方法包括以下步骤：步骤A：选取轨旁环线交叉点；步骤B：获取轨旁环线交叉点的静态参数；步骤C：获取速度计和轨旁环线交叉点的动态信息；步骤D：判断当前列车位置是否在站台；步骤E：基于速度计和轨旁环线完成列车重定位。与现有技术相比，本发明具有定位精度高、重定位可靠性高等优点。

Description

一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法
技术领域
本发明涉及列车定位技术，尤其是涉及一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法。
背景技术
车载控制器是列车安全监控和运营管理的核心控制器。对于正常运营的列车，在自动驾驶模式下，需要能够正确停靠站台，保证车门和站台门对位精度在一定范围内。
目前，国内绝大部分的信号系统，车载控制器是依赖信标进行重定位，并在站台正确停靠。也有一些信号系统，车载控制器基于RFID，在最后停站时刻进行重定位，完成站台的正确停靠。当时这两种现有的定位方式还是存在定位精度不高、可靠性差等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的一个方面，提供了一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，该方法包括以下步骤：
步骤A：选取轨旁环线交叉点；
步骤B：获取轨旁环线交叉点的静态参数；
步骤C：获取速度计和轨旁环线交叉点的动态信息；
步骤D：判断当前列车位置是否在站台；
步骤E：基于速度计和轨旁环线完成列车重定位。
作为优选的技术方案，所述的步骤A中的轨旁环线交叉点包括：
列车进站时，第一次重定位的轨旁环线交叉点；
在第一次重定位基础上，第二次重定位的轨旁环线交叉点；
在第二次重定位的基础上，第三次重定位的轨旁环线交叉点。
作为优选的技术方案，所述的步骤B中的轨旁环线交叉点的静态参数包括轨旁环线交叉点的位置和误差信息。
作为优选的技术方案，所述的步骤C中的获取速度计和轨旁环线交叉点的动态信息具体为：
判断轨旁环线天线是否读到了轨旁环线交叉点，若为是，则锁存轨旁环线天线经过轨旁环线交叉点时刻的速度计距离齿数，获取速度计和轨旁环线交叉点的动态信息，否则，不动作。
作为优选的技术方案，所述的步骤D中的判断当前列车位置是否在站台，具体为：
步骤D1)根据既有的定位以及当前时刻根据速度计计算的列车位移，得到的列车当前位置；
步骤D2)将当前列车车头的位置和站台区域进行比较，确定列车位置是否在站台内。
作为优选的技术方案，所述的步骤E中的基于速度计和轨旁环线完成列车重定位，具体为：
步骤E1)计算当前时刻轨旁环线天线的位置；
步骤E2)判断当前时刻轨旁环线天线的位置是否在轨旁环线交叉点的位置范围内；
步骤E3)当前时刻轨旁环线天线是否经过了轨旁环线交叉点；
步骤E4)当前列车位置是否在站台内；
步骤E5)根据轨旁环线交叉点的位置，以及步骤C中锁存的速度计距离齿数，完成列车重定位。
作为优选的技术方案，所述的步骤E1中的计算当前时刻轨旁环线天线的位置，具体为：
根据之前时刻轨旁环线天线的位置，以及当前时刻根据速度计计算的列车位移，得到当前时刻轨旁环线天线的位置。
作为优选的技术方案，所述的步骤E2中的轨旁环线交叉点的位置范围，为：
根据步骤B中轨旁环线交叉点的位置信息，左右各偏差一半的轨旁环线交叉点的误差信息。
作为优选的技术方案，所述的步骤E2中的轨旁环线交叉点的位置范围具体表达为：
[轨旁环线交叉点的位置信息-轨旁环线交叉点的误差信息/2，轨旁环线交叉点的位置信息+轨旁环线交叉点的误差信息/2]。
作为优选的技术方案，所述的步骤E5中的轨旁环线交叉点的位置，为步骤B中轨旁环线交叉点的位置信息。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、定位精度高，通过第一个轨旁环线交叉点，完成对误差较大定位的纠正；再通过第二个和第三个轨旁环线交叉点，逐级减小定位误差，最终实现高精度的重定位；
2、重定位可靠性高，对于第一个轨旁环线交叉点，考虑了重定位前列车的定位误差可能会比较大，在第一个交叉点前后较大的范围内，不布置其他的轨旁环线交叉点，防止误用；同时，考虑到轨旁环线天线可能会漏读轨旁环线交叉点，于是在第一个轨旁环线交叉点的位置，布置了三个相隔很近的交叉点，确保轨旁环线天线能够至少读到一个；通过设计，只要第一个轨旁环线交叉点中的三个至少有一个被读到，第二个、第三个轨旁环线交叉点就能够进行重定位，从而保证了重定位的可靠性。
附图说明
图1为站台轨旁环线的布置图；
图2为选取的第一个、第二个和第三个轨旁环线交叉点的示意图；
图3为轨旁环线交叉点的静态参数示意图；
图4为列车车头和轨旁环线天线的位置图；
图5为基于速度计和轨旁环线列车重定位的流程图；
图6为本发明的具体流程图。
具体实施方式
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的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图6所示，一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，包括以下步骤：
步骤A：选取轨旁环线交叉点；
步骤B：获取轨旁环线交叉点的静态参数；
步骤C：获取速度计和轨旁环线交叉点的动态信息；
步骤D：判断当前列车位置是否在站台；
步骤E：基于速度计和轨旁环线完成列车重定位。
各步骤具体过程如下：
1.第一个轨旁环线交叉点的选取
列车进站前，定位存在较大的误差，一方面是进站前使用的重定位方法误差较大，另一方面是列车根据速度计更新位置，在运行一段时间后误差会逐渐累加。
轨旁环线，用于列车在站台和轨旁进行通信，也可用于列车在站台进行重定位。考虑到进站前的定位误差，从设计上需要避免交叉点的误用。考虑列车进站停车过程中的速度，以及列车的制动停车时间，在站台的中心位置，前后各11m的地方，布置了第一个轨旁环线交叉点，参考图1和图2。
同时，考虑到轨旁环线天线经过轨旁环线交叉点时，存在漏读的可能，在第一个轨旁环线交叉点的2m范围内布置了三个交叉点。列车进站停车过程中，对于第一个轨旁环线交叉点，只要这三个中至少有一个被读到，就可以在站台完成精确停车。基于上述分析，列车经过第一个轨旁环线交叉点完成重定位后，如果使用的是2m范围内的最后一个交叉点，列车定位的误差是2m。
2.第二个、第三个轨旁环线交叉点的选取
列车经过了第一个轨旁环线交叉点后，最大的位置误差是2m。考虑列车运行一段距离也有误差，选取的第二个交叉点距离第一个交叉点25m，能够纠正第一个轨旁环线交叉点的误差，也保证列车制动停车过程的平稳。同理，选取的第三个轨旁环线交叉点距离第二个交叉点24m。
另外，考虑到站台的双向运营需求，所以第一个、第二个和第三个轨旁环线交叉点的选取是对称的。
3.轨旁环线交叉点的静态参数
每个轨旁环线交叉点，都有两个参数，参考图3，第一个是关于该轨旁环线交叉点距离站台起始位置的距离信息，第二个是该轨旁环线交叉点的误差信息。这样，就可以获取每个轨旁环线交叉点的位置范围：[轨旁环线交叉点的位置信息-轨旁环线交叉点的误差信息/2,轨旁环线交叉点的位置信息+轨旁环线交叉点的误差信息/2]。对于第一个交叉点，列车进站前存在的误差较大，因此设计的定位窗口为6m；经过了第一个交叉点后，列车的定位误差最大2m，因此设计的定位窗口为2.5m；经过第二个交叉点后，列车的位置已经很准确，因此设计的定位窗口是1m，这也和站台停车要求的精度±0.5m一致。
4.基于速度计和轨旁环线的列车重定位流程
列车是一个移动的刚体，车上安装了轨旁环线天线，参考图4。在经过轨旁环线交叉点的时候，能够通过电磁感应获取轨旁环线交叉点的动态信息，即锁存的速度计距离齿数信息。
1)计算当前时刻轨旁环线天线的位置，并判断当前时刻轨旁环线天线的位置是否在轨旁环线交叉点的位置范围内；
2)根据锁存的速度计齿数信息，判断当前时刻轨旁环线天线是否经过了轨旁环线交叉点；
3)根据既有的定位，判断当前列车位置是否在站台内；
如果上述条件满足，则将列车的轨旁环线天线位置设置为轨旁环线交叉点的位置，并考虑软件在重定位时刻和经过轨旁环线交叉点时刻之间的位移，该位移可通过重定位时刻的速度计距离齿数和经过轨旁环线交叉点时刻锁存的速度计距离齿数之差计算得到。上述流程参考图5。
根据列车是刚体，参考图4，可以由轨旁环线天线的重定位位置，计算列车车头位置、车尾位置，从而完成列车的重定位。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤A：选取轨旁环线交叉点；
步骤B：获取轨旁环线交叉点的静态参数；
步骤C：获取速度计和轨旁环线交叉点的动态信息；
步骤D：判断当前列车位置是否在站台；
步骤E：基于速度计和轨旁环线完成列车重定位。
2.根据权利要求1所述的一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤A中的轨旁环线交叉点包括：
列车进站时，第一次重定位的轨旁环线交叉点；
在第一次重定位基础上，第二次重定位的轨旁环线交叉点；
在第二次重定位的基础上，第三次重定位的轨旁环线交叉点。
3.根据权利要求1所述的一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤B中的轨旁环线交叉点的静态参数包括轨旁环线交叉点的位置和误差信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤C中的获取速度计和轨旁环线交叉点的动态信息具体为：
判断轨旁环线天线是否读到了轨旁环线交叉点，若为是，则锁存轨旁环线天线经过轨旁环线交叉点时刻的速度计距离齿数，获取速度计和轨旁环线交叉点的动态信息，否则，不动作。
5.根据权利要求1所述的一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤D中的判断当前列车位置是否在站台，具体为：
步骤D1)根据既有的定位以及当前时刻根据速度计计算的列车位移，得到的列车当前位置；
步骤D2)将当前列车车头的位置和站台区域进行比较，确定列车位置是否在站台内。
6.根据权利要求3所述的一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤E中的基于速度计和轨旁环线完成列车重定位，具体为：
步骤E1)计算当前时刻轨旁环线天线的位置；
步骤E2)判断当前时刻轨旁环线天线的位置是否在轨旁环线交叉点的位置范围内；
步骤E3)当前时刻轨旁环线天线是否经过了轨旁环线交叉点；
步骤E4)当前列车位置是否在站台内；
步骤E5)根据轨旁环线交叉点的位置，以及步骤C中锁存的速度计距离齿数，完成列车重定位。
7.根据权利要求6所述的一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤E1中的计算当前时刻轨旁环线天线的位置，具体为：
根据之前时刻轨旁环线天线的位置，以及当前时刻根据速度计计算的列车位移，得到当前时刻轨旁环线天线的位置。
8.根据权利要求6所述的一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤E2中的轨旁环线交叉点的位置范围，为：
根据步骤B中轨旁环线交叉点的位置信息，左右各偏差一半的轨旁环线交叉点的误差信息。
9.根据权利要求8所述的一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤E2中的轨旁环线交叉点的位置范围具体表达为：
[轨旁环线交叉点的位置信息-轨旁环线交叉点的误差信息/2，轨旁环线交叉点的位置信息+轨旁环线交叉点的误差信息/2]。
10.根据权利要求6所述的一种基于速度计和轨旁环线的列车重定位方法，其特征在于，所述的步骤E5中的轨旁环线交叉点的位置，为步骤B中轨旁环线交叉点的位置信息。
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