CN113428190A - 基于铁路电子地图的列车定位方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于铁路电子地图的列车定位方法、装置、设备及介质，该方法包括以下步骤：步骤S1)轨道地理信息采集；步骤S2)轨道电路信息融合；步骤S3)铁路电子地图构建；步骤S4)列车初始定位；步骤S5)列车移动定位；步骤S6)GNSS模块失效条件下的定位过程；步骤S7)列车头尾位置确定及分路不良区段判定过程。与现有技术相比，本发明实现了机车在列车模式和调车模式下多种作业场景通用的实时位置自主跟踪功能。
Description
技术领域
本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种基于铁路电子地图的列车定位方法、装置、设备及介质。
背景技术
当前铁路行业普遍采用的列车定位方式主要有三类：1)依据轨道电路占用或出清来判断列车位置；2)采用地面应答器结合速度传感器装置，通过计算列车经过某个应答器走过的距离确定所在位置；3)借助卫星导航定位。另外就是对以上几种方式相结合的定位方式，例如我国铁路广泛使用的CTCS-2/3级列控系统主要就是依靠前两类方式进行定位，但这种方式不仅定位精度较低，而且要预先铺设大量的轨旁设备，当定位有误时还需要人工操作以校准定位，轨旁设备若出现故障也会产生较大的维护成本。
全球卫星导航定位(GNSS)目前在交通领域已广泛应用于道路交通、船舶航海等行业，而在铁路行业的应用主要以青藏线ITCS新型列控系统为代表。这种定位方式需要列车存储铁路电子地图数据，通过查询电子地图数据库将GNSS信息转换为线路公里标，从而不必依赖地面应答器等轨旁设备。或者是在铁路沿线每隔一定的距离预设一个电子围栏，当列车通过某个电子围栏测量点时，开始累积计算到下一个电子围栏的距离。但是这种方式目前主要应用于列车模式下的作业场景，对于调车模式作业，目前业内依旧采用的是前两种定位方式，或者是辅以卫星导航定位，却并没有一种完善且行之有效的卫星导航定位解决方案。
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铁路电子地图的列车定位方法、装置、设备及介质。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的第一方面，提供了一种基于铁路电子地图的列车定位方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1)轨道地理信息采集；
步骤S2)轨道电路信息融合；
步骤S3)铁路电子地图构建；
步骤S4)列车初始定位；
步骤S5)列车移动定位；
步骤S6)GNSS模块失效条件下的定位过程；
步骤S7)列车头尾位置确定及分路不良区段判定过程。
作为优选的技术方案，所述的步骤S1)轨道地理信息采集具体包括以下步骤：
步骤101)确定所有POI点的测量位置，其中POI点包括岔尖、车站管辖边界、轨道电路区段端点、直轨的端点、弯轨上每隔固定间隔的拐点，所有的POI测量点的测量位置均位于两条钢轨的中心对称点；
步骤102)借助卫星定位设备现场测量所有POI点的卫星定位信息，包括经度、纬度、高程信息，确保定位精度达到厘米级。
作为优选的技术方案，所述的步骤S2)轨道电路信息融合具体包括以下步骤：
步骤201)从卫星定位测量设备中导出所有的POI点数据至电子地图数据处理工具软件中；
步骤202)从POI点中提取轨道电路区段端点POS，计算所有轨道电路区段长度，并以车站为单位对车站管辖范围内的所有轨道电路进行统一编号。
作为优选的技术方案，所述的步骤S3)铁路电子地图构建具体包括以下步骤：
步骤301)以车站为单位，提取每个站所有的道岔岔尖和车站管辖边界，将其定义为轨道段分界点POT；
步骤302)以POT点为端点，将一个车站管辖范围内所有的轨道线路划分为多个电子地图轨道ETrack；
步骤303)以一个ETrack为单位，以下行或上行方向为正方向，以里程值较小的端点为起点，确定所有轨道电路区段端点POS在相应ETrack上的位置，并生成轨道电路区段位置映射文件；
步骤304)以ETrack上直轨部分的端点、弯轨部分每隔固定间隔的拐点作为分界点，采用以直化曲的方式将每个ETrack划分为多个轨道段MTP，从而将一个ETrack抽象为[ETrack:MTP1-MTP2-…-MTPn]链表形式的数据结构，将一个车站Station所管辖的所有线路抽象为[Station:ETrack1-ETrack2-…-ETrackn]形式的数据结构。
作为优选的技术方案，所述的步骤303)中的映射文件的数据结构为[区段编号-区段类型-区段长度-所在轨道号-区段起点在轨道上的位置]。
作为优选的技术方案，所述的步骤S4)列车初始定位具体包括以下步骤：
步骤401)在列车静止条件下，当卫星定位设备输出定位信息满足收敛条件时，使用此时的定位坐标；
步骤402)遍历所有的车站管辖边界，确定步骤401)中定位坐标所属的车站；
步骤403)遍历该站所有的ETrack，计算该点到每个ETrack的距离L，确定满足条件L<D的所有ETrack编号，其中D为常数，取值为股道道心间距的二分之一；
步骤404)若只有一个轨道满足条件，则计算步骤401)中定位坐标点在该轨道上的投影位置，即为列车的初始位置；
步骤405)若满足条件的轨道有多个，则根据距离由近到远给出对应轨道的排序，由司机确认列车实际位于哪个轨道。
作为优选的技术方案，所述的步骤S5)列车移动定位具体为：
实时跟踪机车所在的当前轨道段和下一轨道段，当机车跨越两个轨道段的分界点时，根据电子地图数据中的轨道连接关系并结合联锁码位中的道岔开向状态，更新当前轨道段和下一轨道段，如此迭代计算。
作为优选的技术方案，所述的列车移动定位包括直轨情况下的定位过程和弯轨情况下的定位过程。
作为优选的技术方案，所述的步骤S6)GNSS模块失效条件下的定位过程具体为：
当GNSS模块失效或不满足定位精度要求时，将前一个满足精度要求的定位设为初始位置，利用速度传感器输出的信息，累积计算机车移动过的距离S，机车的位置分是否经过道岔来确定，具体如下：
1)若机车不过道岔，则根据距离S的值确定机车当前所在轨道上的位置；
2)若机车过道岔，则根据机车在当前轨道上的位置并结合道岔开向信息判断列车沿道岔定位或反位运行，并刷新机车当前所在轨道编号及在轨道上的位置。
作为优选的技术方案，所述的步骤S7)列车头尾位置确定及分路不良区段判定过程具体为：
步骤701)当列车以牵引车列的方式运行时，列车头部位置根据前述步骤确定，列车尾部位置可结合轨道电路区段占用或出清信息确定；
步骤702)当列车以推进车列的方式运行时，与牵引方式相反，列车尾部位置根据前述步骤确定，列车头部位置可结合轨道电路区段占用或出清信息确定；
步骤703)在GNSS模块定位精度满足要求的条件下，根据前述步骤判定列机车已压中某一个轨道电路区段，然而机车从地面获取到的信息显示该区段依然处于未占用状态，则可判定该区段属于分路不良区段。
根据本发明的第二方面，提供了一种基于铁路电子地图的列车定位装置，该装置包括：
轨道地理信息采集模块，用于采集轨道地理信息；
轨道电路信息融合模块，用于将轨道电路占用或出清信息呈现于电子地图上；
铁路电子地图构建模块，用于构建铁路电子地图；
列车初始定位模块，用于获得列车的初始位置；
列车移动定位模块，用于获得列车的实时位置；
失效定位模块，用于在GNSS模块失效条件下进行定位；
列车头尾位置确定及分路不良区段判定模块，用于确定列车头尾位置及判定分路不良区段。
根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明定位方法基于轨道线路电子地图，利用卫星定位信息可精确定位机车当前在轨道上的位置；
2、本发明利用卫星定位信息可实时计算机车当前位置，实现机车自主定位，相比基于轨道电路占用或出清信息定位方式，能够节省车地通信时延，减少定位时延误差；
3、本发明采用锚定法计算机车实时位置，在同一个计算周期内，相比查表搜索法具有算法时间复杂度低的特点；
4、本发明定位方法融合了轨道地理经纬度信息与轨道电路占用或出清信息，提高了定位准确度，同时能够判断轨道电路区段是否出现分路不良。
5、本发明在列车模式和调车模式下均可使用该电子地图定位方法，适用于多种铁路运输作业场景。
6、本发明在不依赖列尾定位装置的情况下，也能够精确定位列车头尾位置，节省了设备安装、维护成本。
附图说明
图1为铁路电子地图轨道划分示意图；
图2为电子地图轨道以直化曲示意图；
图3为直轨定位示意图；
图4为弯轨定位示意图；
图5为列车头尾位置定位示意图；
图6为本发明方法的流程图；
图7为本发明装置的示意图。
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，本发明基于铁路电子地图的列车定位方法，基于卫星导航定位数据，并融合轨道电路占用或出清数据、速度传感器数据等多源数据的铁路列车定位解决方案，该方案主要用于实现机车在列车模式和调车模式下多种作业场景通用的实时位置自主跟踪功能，该方法包括以下步骤：
步骤S1)轨道地理信息采集；
步骤S2)轨道电路信息融合；
步骤S3)铁路电子地图构建；
步骤S4)列车初始定位；
步骤S5)列车移动定位；
步骤S6)GNSS模块失效条件下的定位过程；
步骤S7)列车头尾位置确定及分路不良区段判定过程。
以下对各步骤进行详细说明：
1.轨道地理信息采集
基于GIS(Geographic Information System，地理信息系统)技术手段采集轨道地理信息数据，实现步骤如下：
步骤1：确定所有的POI(Point Of Interest)测量点，主要包括岔尖、车站管辖边界、轨道电路区段端点、直轨的端点、弯轨上每隔固定间隔的拐点，所有POI点的测量位置均位于两条钢轨的中心对称点(道心)。
步骤2：借助高精度卫星定位设备现场测量所有POI点的卫星定位信息，包括经度、纬度、高程等基本信息，确保定位精度达到厘米级。
2.轨道电路信息融合
该方法融合轨道区段、道岔的表示方法，以便于将从TDCS/CTC(列车调度集中)系统采集的轨道电路占用或出清信息呈现于电子地图之上，其实现步骤如下：
步骤1：从高精度卫星定位测量设备中导出所有的POI点数据至电子地图数据处理工具软件中。
步骤2：从POI点中提取轨道电路区段端点(POS，Point Of Section)，计算所有轨道电路区段长度，并以车站为单位对车站管辖范围内的所有轨道电路进行统一编号。
3.铁路电子地图构建
结合附图1说明该方法的实现步骤：
步骤1：以车站为单位，提取每个站所有的道岔岔尖和车站管辖边界，将其定义为轨道段分界点(POT，Point Of Track)，如附图1中的POT1(管辖边界1)、POT2(管辖边界2)、POT3(C1岔尖)、POT4(C2岔尖)。
步骤2：以POT点为端点，将一个车站管辖范围内所有的轨道线路划分为多个电子地图轨道(ETrack)，并从1开始统一编号，如附图1中的轨道1(以POT3和POT4为端点)和轨道2(以POT1和POT2为端点)。
步骤3：以一个ETrack为单位，以下行(或上行)方向为正方向，以里程值较小的端点为起点，确定所有轨道电路区段端点POS在相应ETrack上的位置，并生成轨道电路区段位置映射文件，其数据结构为[区段编号-区段类型-区段长度-所在轨道号-区段起点在轨道上的位置]。
步骤4：以ETrack上直轨部分的端点、弯轨部分每隔固定间隔的拐点作为分界点，采用以直化曲的方式(如附图2所示)将每个ETrack划分为多个轨道段(MTP，Muti-trackpiece)，从而将一个ETrack抽象为[ETrack:MTP1-MTP2-…-MTPn]链表形式的数据结构，将一个车站(Station)所管辖的所有线路抽象为[Station:ETrack1-ETrack2-…-ETrackn]形式的数据结构。
4.列车初始定位(全局搜索法)
在列车静止条件下，当GNSS模块输出定位信息满足收敛条件时，使用此时的定位坐标，进入步骤1。
步骤1：遍历所有的车站管辖边界，确定该点所属的车站。
步骤2：遍历该站所有的ETrack，计算该点到每个ETrack的距离L，确定满足条件L<D(D为常数，建议取值为股道道心间距的二分之一)的所有ETrack编号。
步骤2.1：若只有1个轨道满足条件，则计算点在该轨道上的投影位置，即为列车的初始位置。
步骤2.2：若满足条件的轨道有多个，则根据距离由近到远给出对应轨道的排序，由司机人工确认列车实际位于哪个轨道。
5.列车移动定位(锚定法)
首先设定假设条件：
1)卫星定位误差<1m，已剔除或修正误差较大的点
2)机车移动轨迹：T0,T1,T2...
3)机车移动轨迹在轨道中线上的投影为：T0',T1',T2'...
4)电子地图轨道中线位置：P1,P2,P3...
该定位算法的基本思想：
实时跟踪机车所在的当前轨道段和下一轨道段，当机车跨越两个轨道段的分界点时，根据电子地图数据中的轨道连接关系并结合联锁码位中的道岔开向状态，更新当前轨道段和下一轨道段，如此迭代计算。下面结合附图3和附图4分别说明在直轨和弯轨情况下的定位算法。
结合附图3说明直轨定位算法：
步骤1：初始位置确定车头当前所在轨道为P1P3(由2个轨道段P1P2和P2P3组成)。
步骤2：从附图3可知，∠A和∠B的取值范围为[0,π]，若同时满足∠A<π/2和∠B>π/2两个条件，即可判断机车位于轨道段P1P2上，转换为两个角的余弦函数则将判定条件等效转化为：
cosA>0，且cosB<0
又根据向量点乘公式：
F1＝P1T1·P1P2＝|P1T1||P1P2|cosA>0
F2＝P2T1·P1P2＝|P2T1||P1P2|cosB<0
因此，判定条件可转化为分别计算向量P1T1、P2T1与向量P1P2点乘的结果(内积)F1和F2，并使其满足F1>0，且F2<0即可。
又由于已知所有点的坐标P1(x1,y1)，P2(x2,y2)，T1(t1,t2)，因此可通过以下公式计算向量的内积，也即判定条件等效转化为：
F1＝P1T1·P1P2＝(t1-x1)(x2-x1)+(t2-y1)(y2-y1)>0
F2＝P2T1·P1P2＝(t1-x2)(x2-x1)+(t2-y2)(y2-y1)<0
步骤3：设T1在P1P2上的投影为T1'，则T1'到P1的距离为：
S1＝|P1T1'|＝|P1T1|cosA＝(P1T1·P1P2)/|P1P2|
即机车在轨道段P1P2上的位置增量等于向量P1T1与向量P1P2的内积除以轨道段P1P2的长度。其中，轨道段的长度|P1P2|为电子地图中的已知条件，所以只需计算向量的内积F1的值即可。
步骤4：若T2的位置求得内积F1＝F2＝0，说明T2在P1P2上的投影正好处于轨道段的端点P2，此时更新当前轨道段为P2P3，若是弯道则需要提前判断，详见弯轨定位算法。
下面结合附图4说明弯轨定位算法(以直化曲)：
步骤1：采用如下方法判断前方为弯道(二选一即可)：
方法一：当前轨道段P1P2与前方轨道段P2P3的斜率k1，k2不一致则为弯道；
方法二：向量内积满足如下条件
F2＝P2T1·P1P2＝|P2T1||P1P2|cosB<0
F3＝P2T1·P2P3＝|P2T1||P2P3|cosA'>＝0
步骤2：机车轨迹T1->T2->T3的斜率k从k1逐渐过渡到k2，以k1和k2的平均值k'＝(k1+k2)/2为分界点：
若k1<k2(斜率增大)，则
k1<k<k'时，机车投影到T1'P2上；
k'<k<k2时，机车投影到P2T3'上。
若k1>k2(斜率减小)，则
k'<k<k1时，机车投影到T1'P2上；
k2<k<k'时，机车投影到P2T3'上。
步骤4：结合直轨定位算法，每个计算周期将机车当前定位锚定到P1,P2,P3这3个点，即当前轨道段的起点，当前轨道段的终点(即下一轨道段的起点)和下一轨道段的终点，当机车跨越轨道段时更新被锚定的3个点，因此将该算法取名为锚定法。
6.GNSS模块失效条件下的定位方法
当GNSS模块失效或不满足定位精度要求时，将前一个满足精度要求的定位设为初始位置，利用速度传感器输出的信息，累积计算机车移动过的距离S，下面分列车是否经过道岔来讨论：
1)若机车不过道岔，则根据S的值确定机车当前所在轨道上的位置；
2)若机车过道岔，则根据机车在当前轨道上的位置并结合道岔开向信息判断列车沿道岔定位或反位运行，并刷新机车当前所在轨道编号及在轨道上的位置。
7.列车头尾位置确定及分路不良区段判定
步骤1：当列车以牵引车列的方式运行时，列车头部位置可根据前述方法确定，列车尾部位置可结合轨道电路区段占用或出清信息确定。如附图5所示，假设t1时刻，列车头部从轨道电路区段ab跨过绝缘节至区段bc，区段bc刚好处于占用状态，此时以点b+α(其中α为考虑了各种通信延时的位置偏移误差)为起点，利用速度传感器累积计算列车走行距离S；在t2时刻，列车尾部出清区段ab，此时可计算得到列车总长度即为当前S的值。
步骤2：当列车以推进车列的方式运行时，与牵引方式相反，列车尾部位置可根据前述方法确定，列车头部位置可参照步骤1中的尾部位置确定方法，计算从区段bc刚好占用的时刻t1到区段ab刚好出清的时刻t2列车的走行距离即为列车的总长度。
步骤3：在GNSS模块定位精度满足要求的条件下，根据前述方法判定列机车已压中某一个轨道电路区段，然而机车从地面获取到的信息显示该区段依然处于未占用状态，则可判定该区段属于分路不良区段。
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。
如图7所示，本发明基于铁路电子地图的列车定位装置，该装置包括：
轨道地理信息采集模块1，用于采集轨道地理信息；
轨道电路信息融合模块2，用于将轨道电路占用或出清信息呈现于电子地图上；
铁路电子地图构建模块3，用于构建铁路电子地图；
列车初始定位模块4，用于获得列车的初始位置；
列车移动定位模块5，用于获得列车的实时位置；
失效定位模块6，用于在GNSS模块失效条件下进行定位；
列车头尾位置确定及分路不良区段判定模块7，用于确定列车头尾位置及判定分路不良区段。
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，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。
设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法S1～S7。例如，在一些实施例中，方法S1～S7可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的方法S1～S7的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法S1～S7。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。
用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
具体实施案例：
1)对车站A构建轨道电子地图，共有2个轨道构成，轨道1由[C1-P2-P3-C2]组成，轨道2由[P1-C1-C2-P4]组成；
2)机车沿下行方向以40km/h速度接近车站A，此时越过A站管辖边界1，根据直轨定位算法的步骤2计算内积F1＝F2＝0，因此机车当前处于轨道2的起点位置P1；
3)机车继续向前运行，以500ms为周期计算机车在轨道段P1-C1上的投影即为机车当前位置；
4)此时机车接收到前方进路办理到1G，根据电子地图中的轨道连接关系，确定下一轨道为C1-P2，将机车锚定到3个点P1、C1、P2，同时计算内积F1、F2、F3；
5)根据弯轨定位算法步骤1，当F2<0且F3>＝0时，判定下一轨道为弯道，随着机车继续前进，根据步骤2判定机车位置投影从轨道2移动至轨道1，当投影点越过点C1时，更新当前位置为轨道1的起点。
本发明已被应用于卡斯柯信号有限公司，在实验室及平煤集团铁路运输处实施验证，证明可有效实现在多种作业场景下的机车实时自主位置跟踪，具备良好可实施性和经济效益。
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 (13)
1.一种基于铁路电子地图的列车定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1)轨道地理信息采集；
步骤S2)轨道电路信息融合；
步骤S3)铁路电子地图构建；
步骤S4)列车初始定位；
步骤S5)列车移动定位；
步骤S6)GNSS模块失效条件下的定位过程；
步骤S7)列车头尾位置确定及分路不良区段判定过程。
2.根据权利要求1所述的一种基于铁路电子地图的列车定位方法，其特征在于，所述的步骤S1)轨道地理信息采集具体包括以下步骤：
步骤101)确定所有POI点的测量位置，其中POI点包括岔尖、车站管辖边界、轨道电路区段端点、直轨的端点、弯轨上每隔固定间隔的拐点，所有的POI测量点的测量位置均位于两条钢轨的中心对称点；
步骤102)借助卫星定位设备现场测量所有POI点的卫星定位信息，包括经度、纬度、高程信息，确保定位精度达到厘米级。
3.根据权利要求1所述的一种基于铁路电子地图的列车定位方法，其特征在于，所述的步骤S2)轨道电路信息融合具体包括以下步骤：
步骤201)从卫星定位测量设备中导出所有的POI点数据至电子地图数据处理工具软件中；
步骤202)从POI点中提取轨道电路区段端点POS，计算所有轨道电路区段长度，并以车站为单位对车站管辖范围内的所有轨道电路进行统一编号。
4.根据权利要求1所述的一种基于铁路电子地图的列车定位方法，其特征在于，所述的步骤S3)铁路电子地图构建具体包括以下步骤：
步骤301)以车站为单位，提取每个站所有的道岔岔尖和车站管辖边界，将其定义为轨道段分界点POT；
步骤302)以POT点为端点，将一个车站管辖范围内所有的轨道线路划分为多个电子地图轨道ETrack；
步骤303)以一个ETrack为单位，以下行或上行方向为正方向，以里程值较小的端点为起点，确定所有轨道电路区段端点POS在相应ETrack上的位置，并生成轨道电路区段位置映射文件；
步骤304)以ETrack上直轨部分的端点、弯轨部分每隔固定间隔的拐点作为分界点，采用以直化曲的方式将每个ETrack划分为多个轨道段MTP，从而将一个ETrack抽象为[ETrack:MTP1-MTP2-…-MTPn]链表形式的数据结构，将一个车站Station所管辖的所有线路抽象为[Station:ETrack1-ETrack2-…-ETrackn]形式的数据结构。
5.根据权利要求4所述的一种基于铁路电子地图的列车定位方法，其特征在于，所述的步骤303)中的映射文件的数据结构为[区段编号-区段类型-区段长度-所在轨道号-区段起点在轨道上的位置]。
6.根据权利要求4所述的一种基于铁路电子地图的列车定位方法，其特征在于，所述的步骤S4)列车初始定位具体包括以下步骤：
步骤401)在列车静止条件下，当卫星定位设备输出定位信息满足收敛条件时，使用此时的定位坐标；
步骤402)遍历所有的车站管辖边界，确定步骤401)中定位坐标所属的车站；
步骤403)遍历该站所有的ETrack，计算该点到每个ETrack的距离L，确定满足条件L<D的所有ETrack编号，其中D为常数，取值为股道道心间距的二分之一；
步骤404)若只有一个轨道满足条件，则计算步骤401)中定位坐标点在该轨道上的投影位置，即为列车的初始位置；
步骤405)若满足条件的轨道有多个，则根据距离由近到远给出对应轨道的排序，由司机确认列车实际位于哪个轨道。
7.根据权利要求1所述的一种基于铁路电子地图的列车定位方法，其特征在于，所述的步骤S5)列车移动定位具体为：
实时跟踪机车所在的当前轨道段和下一轨道段，当机车跨越两个轨道段的分界点时，根据电子地图数据中的轨道连接关系并结合联锁码位中的道岔开向状态，更新当前轨道段和下一轨道段，如此迭代计算。
8.根据权利要求1或7所述的一种基于铁路电子地图的列车定位方法，其特征在于，所述的列车移动定位包括直轨情况下的定位过程和弯轨情况下的定位过程。
9.根据权利要求1所述的一种基于铁路电子地图的列车定位方法，其特征在于，所述的步骤S6)GNSS模块失效条件下的定位过程具体为：
当GNSS模块失效或不满足定位精度要求时，将前一个满足精度要求的定位设为初始位置，利用速度传感器输出的信息，累积计算机车移动过的距离S，机车的位置分是否经过道岔来确定，具体如下：
1)若机车不过道岔，则根据距离S的值确定机车当前所在轨道上的位置；
2)若机车过道岔，则根据机车在当前轨道上的位置并结合道岔开向信息判断列车沿道岔定位或反位运行，并刷新机车当前所在轨道编号及在轨道上的位置。
10.根据权利要求1所述的一种基于铁路电子地图的列车定位方法，其特征在于，所述的步骤S7)列车头尾位置确定及分路不良区段判定过程具体为：
步骤701)当列车以牵引车列的方式运行时，列车头部位置根据前述步骤确定，列车尾部位置可结合轨道电路区段占用或出清信息确定；
步骤702)当列车以推进车列的方式运行时，与牵引方式相反，列车尾部位置根据前述步骤确定，列车头部位置可结合轨道电路区段占用或出清信息确定；
步骤703)在GNSS模块定位精度满足要求的条件下，根据前述步骤判定列机车已压中某一个轨道电路区段，然而机车从地面获取到的信息显示该区段依然处于未占用状态，则可判定该区段属于分路不良区段。
11.一种基于铁路电子地图的列车定位装置，其特征在于，该装置包括：轨道地理信息采集模块，用于采集轨道地理信息；
轨道电路信息融合模块，用于将轨道电路占用或出清信息呈现于电子地图上；
铁路电子地图构建模块，用于构建铁路电子地图；
列车初始定位模块，用于获得列车的初始位置；
列车移动定位模块，用于获得列车的实时位置；
失效定位模块，用于在GNSS模块失效条件下进行定位；
列车头尾位置确定及分路不良区段判定模块，用于确定列车头尾位置及判定分路不良区段。
12.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～10中任一项所述的方法。
13.一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1～10中任一项所述的方法。
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