CN114030509A - 一种车载移动授权获取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载移动授权获取方法及装置，该方法包括：实时获取列车前方光带光源的信号影像；根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权。本发明通过在轨旁布置连续光带光源信号，从而为车载图像识别装置提供连续且实时的地面信号信息，实现基于连续光信号的实时移动授权交互机制，获取到连贯完整的移动授权，提高了系统整体可用性和自动驾驶的运行效率。

Description

一种车载移动授权获取方法及装置

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种车载移动授权获取方法及装置。

背景技术

在城市轨道交通领域中，为了在车地信号系统出现通信中断或无通信情况时实现自动驾驶功能，需要车载信号设备直接获取前方的移动授权(Movement Authority，简称MA)，MA是指列车按照预设的运行方向，被授权进入和通过一个特定的轨道区段。

现有的技术方案，传统信号机以白炽灯泡或LED灯盘为发光源，设置在进路始端或道岔入口处，通常用于表示前方是否允许通过，通过图像识别技术获取列车前方的信号机状态，从而确定前方进路状态。

然而，由于传统信号机主要设置在进路始端或道岔入口处的固定位置，当列车处于可视距离范围外时，传统信号机无法提供光信号(例如，可视距离受到坡度、弯道的影响)，导致获取用于计算移动授权的相关图像信息缺乏且不连贯，降低了系统整体可用性和自动驾驶的运行效率。因此，现在亟需一种车载移动授权获取方法及装置来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种车载移动授权获取方法及装置。

本发明提供一种车载移动授权获取方法，包括：

实时获取列车前方光带光源的信号影像；

根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权。

根据本发明提供的一种车载移动授权获取方法，所述根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权，包括：

当列车与信号机之间的距离大于预设可视距离时，根据预设信号显示协议，对所述信号影像进行解析，获取列车前方的线路状态信息，并根据所述线路状态信息生成车载移动授权；

当列车与信号机之间的距离小于等于所述预设可视距离时，根据信号机状态和所述信号影像确定车载移动授权。

根据本发明提供的一种车载移动授权获取方法，所述光带光源的信号影像是根据光带光源调节信号进行调节的，所述光带光源调节信号是由地面信号系统根据列车前方的线路状态信息生成的，所述线路状态信息至少包括进路状态信息和轨旁设备状态信息。

根据本发明提供的一种车载移动授权获取方法，所述实时获取列车前方光带光源的信号影像，包括：

基于列车车头的图像采集设备，获取当前时刻光带光源的颜色信息和闪烁频率信息；

根据所述颜色信息和所述闪烁频率信息，实时生成信号影像。

根据本发明提供的一种车载移动授权获取方法，所述光带光源设置在列车进路内的隧道壁表面或道床底部。

本发明还提供一种车载移动授权获取装置，包括：

光带影像采集模块，用于实时获取列车前方光带光源的信号影像；

移动授权获取模块，用于根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权。

根据本发明提供的一种车载移动授权获取装置，所述移动授权获取模块，包括：

第一移动授权获取单元，用于当列车与信号机之间的距离大于预设可视距离时，根据预设信号显示协议，对所述信号影像进行解析，获取列车前方的线路状态信息，并根据所述线路状态信息生成车载移动授权；

第二移动授权获取单元，用于当列车与信号机之间的距离小于等于所述预设可视距离时，根据信号机状态和所述信号影像确定车载移动授权。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述车载移动授权获取方法的步骤。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述车载移动授权获取方法的步骤。

本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述车载移动授权获取方法的步骤。

本发明提供的一种车载移动授权获取方法及装置，通过在轨旁布置连续光带光源信号，从而为车载图像识别装置提供连续且实时的地面信号信息，实现基于连续光信号的实时移动授权交互机制，获取到连贯完整的移动授权，提高了系统整体可用性和自动驾驶的运行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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为现有技术中基于信号机状态的限速曲线与可视范围的关系示意图；

图2为本发明提供的车载移动授权获取方法的流程示意图；

图3为本发明提供的基于光带信号感知的车载移动授权获取方法的示意图；

图4为本发明提供车载移动授权获取装置的结构示意图；

图5为本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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作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。

MA在每一个通信周期前，由区域控制器(Zone Controller，简称ZC)签发和监督，通过车载控制器(Carborne Controller，简称CC)执行MA，以维持安全的列车间隔，并通过计算机联锁(Computer Interlocking，简称CI)提供防护。其中，MA终端可设置在前方列车自动防护(Automatic Protection，简称AP)的尾部、道岔、进路终点、ZC边界、轨道末端和缓存区边界等。当列车在运行时，车载CC通过数据通信系统(Data Communication System，简称DCS)系统，将列车位置报告传递给ZC；ZC根据列车当前位置报告，通过集合CI处理得到的进路信息、信号机、道岔和屏蔽门等轨旁线路设备状态，来为管辖区域的列车进行MA；最后，通过DCS系统将MA传递给管辖区域的每一个列车，在整个过程中，ZC和CI、CC、DCS等系统之间连续的传递信息。在信息交换的过程，ZC将MA内的进路和障碍物的状态告知车载控制器CC。

图1为现有技术中基于信号机状态的限速曲线与可视范围的关系示意图，可参考图1所示，车载图像传感器需要到达列车与信号机之间的可视距范围后，方可通过图像识别技术获取列车前方信号机状态。当可视距离大于列车顶棚速度(即列车可运行的最高速度)下的列车安全制动距离时，才能保证运行效率不受影响，否则需要降速运行。同时，列车通过在通过当前信号机后，列车MA已经延伸至下一个信号机前，此时若进路状态出现异常而需要回缩移动授权时(如站台紧急关闭、道岔故障等)，车载信号设备无法通过下一个信号机的光信号更新MA，导致列车无法实时确定前方的线路状态。需要说明的是，本发明中的可视距离是指列车的图像采集设备(例如，车载图像传感器)能采集并识别到信号机的光信号时两者之间的最远距离。

图2为本发明提供的车载移动授权获取方法的流程示意图，如图2所示，本发明提供了一种车载移动授权获取方法，包括：

步骤201，实时获取列车前方光带光源的信号影像。

在本发明中，列车上的图像采集设备除了采集设置在进路始端和道岔入口等处信号机的图像状态信息之外，还会实时且持续性的采集设置在进路内光带光源的信号影像。

优选地，在上述实施例的基础上，所述光带光源设置在列车进路内的隧道壁表面或道床底部。

在本发明中，可在每条进路内部安装一组光带光源，在一实施例中，可使用LED灯条或相似技术作为光源。由于通信中断或无通信的情况多处于隧道或地底，例如列车进入到多隧道区域或地铁运营环境，因此，在两个信号机之间的进入区域内，光带光源可在安装在隧道壁表面或道床底部处。优选地，还可使用支架辅助安装光带光源，使得安装位置保证光信号对于车载图像采集设备可见，且安装牢固，防止发生侵限。

步骤202，根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权。

在本发明中，利用列车上图像处理单元的图像识别技术，识别光带光源的信号影像，包括光带颜色，光带闪烁模式和光带开启情况等；然后，根据预设地面信号显示协议进行解析，获取列车前方的线路状态信息，并根据列车前方的线路状态信息计算MA；最后，将MA或列车前方的线路状态信息发送至车载信号设备(例如，列车自动防护系统ATP与列车自动运行系统ATO)。

本发明提供的车载移动授权获取方法，通过在轨旁布置连续光带光源信号，从而为车载图像识别装置提供连续且实时的地面信号信息，实现基于连续光信号的实时移动授权交互机制，获取到连贯完整的移动授权，提高了系统整体可用性和自动驾驶的运行效率。

在上述实施例的基础上，所述根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权，包括：

当列车与信号机之间的距离大于预设可视距离时，根据预设信号显示协议，对所述信号影像进行解析，获取列车前方的线路状态信息，并根据所述线路状态信息生成车载移动授权；

当列车与信号机之间的距离小于等于所述预设可视距离时，根据信号机状态和所述信号影像确定车载移动授权。

图3为本发明提供的基于光带信号感知的车载移动授权获取方法的示意图，可参考图3所示，在本发明中，列车头部的图像采集设备(可以设置为对列车前方扇形区域进行采集)实时采集前面的信号灯状态和光带信号影像，在第一信号灯和第二信号灯之间的进路区域的隧道壁表面设置有光带光源，为了方便说明，本实施例根据前方线路状态信息，将光带光源分为3个区域，即第一区域、第二区域和第三区域，每个区域代表不同的线路状态，需要说明的是，列车和第二信号灯之间的可视距离，与第三区域重叠，可根据实际情况，选择是否将光带光源延伸至第三区域。本发明将通过将光带光源延伸至第三区域，进一步地提升信息识别和校验准确率。

进一步地，可参考图3所示，当列车在可视范围内接收到第一信号灯的信号状态时，此时确认列车可保持当前速度进行行驶；当列车保持当前速度通过第一信号灯后，进入到光带光源的第一区域，此时第一区域的光带光源显示的含义为继续保持前行(例如，光带显示为绿色)；当前方进路区域存在障碍物或原进路不能继续使用时，此时，光带光源在第二区域将显示模式进行调整(例如，光带显示为黄色)，可以理解的是，光带光源作为一个整体，若列车前方一直保持不变的道路状况，此时第一区域、第二区域和第三区域可一直显示相同的模式，因此，通过地面信号系统确认列车前方的状况发生变化时，实时将列车行进前方的光带光源的显示模式进行变更，使得列车在第二区域内行驶时，光带光源显示的模式与列车在第一区域行驶时显示的模式是不同的；进一步地，第三区域可设置为与可视距离重叠，若前方的线路状态存在问题，此时，第三区域显示的信号含义是更换道岔，若前方线路状态的问题已解决，当列车行驶到第三区域时，即可按照第三区域的光带光源的信号影像，或第二信号机的信号状态获取相应的MA，在本发明中，由于光带光源能提供更多的信息，且更容易进行识别和校验，但列车行驶至信号机可视距离内，同时识别光带光源信息和信号机状态信息，将信号机状态信息作为辅助信息(校验)和光源光带出现故障时的备用手段，从而提高列车行驶的安全性。需要说明的是，列车在未进入到第三区域的范围前，即当列车与信号机之间的距离大于预设可视距离时，可根据光带光源的显示模式，通过车载信号设备随时获取到MA，或者实现回缩MA。

在上述实施例的基础上，所述光带光源的信号影像是根据光带光源调节信号进行调节的，所述光带光源调节信号是由地面信号系统根据列车前方的线路状态信息生成的，所述线路状态信息至少包括进路状态信息和轨旁设备状态信息。

在本发明中，可在每一组光带光源(以每两个信号灯之间的光带光源作为一组)连接一个轨旁光带控制器，该轨旁光带控制器用于通过光带光源调节信号，控制光带产生相应的光信号，具体地，产生的光信号可以为单色信号、组合色信号和闪烁信号等。

在本发明中，轨旁光带控制器通过以太网或接口电路等方式，与地面信号系统连接，接收来自一个或多个地面信号设备的进路状态和轨旁设备状态等状态信息，这些状态信息是与移动授权计算相关的信息，其中，地面信号系统可以是联锁，也可以是其他信号设备，例如，具备通信能力的轨旁设备。需要说明的是，在本发明中，轨旁光带控制器根据地面信号显示协议，控制光带光源产生特定的光信号，而地面信号显示协议是预先设置的，例如，光带光源显示绿色，表示列车可继续前行。

在上述实施例的基础上，所述实时获取列车前方光带光源的信号影像，包括：

基于列车车头的图像采集设备，获取当前时刻光带光源的颜色信息和闪烁频率信息；

根据所述颜色信息和所述闪烁频率信息，实时生成信号影像。

在本发明中，车载图像处理单元通过图像采集设备，对列车前方光带光源进行拍摄，利用图像识别技术识别光带信息，从而得到信号影像，例如，绿色光带表示前方空闲可以高速运行；黄光带表示前方存在危险点，需要减速运行；红光带表示已经接近危险点，需要停车；红光带闪烁/或光带熄灭，表示该区域有设备故障或异常。基于光带光源不同的信号影像，根据地面信号显示协议进行解析，获取前方线路状态信息。

本发明在既有信号制式的基础上，通过增加特定的图像识别元素，提高列车自动运行的效率。

下面对本发明提供的车载移动授权获取装置进行描述，下文描述的车载移动授权获取装置与上文描述的车载移动授权获取方法可相互对应参照。

图4为本发明提供车载移动授权获取装置的结构示意图，如图4所示，本发明提供了一种车载移动授权获取装置，包括光带影像采集模块401和移动授权获取模块402，其中，光带影像采集模块401用于实时获取列车前方光带光源的信号影像；移动授权获取模块402用于根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权。

在本发明中，设置在列车头部的光带影像采集模块401，除了采集设置在进路始端和道岔入口等处信号机的图像状态信息之外，还会实时且持续性的采集设置在进路内光带光源的信号影像。在本发明中，光带光源设置在列车进路内的隧道壁表面或道床底部，每条进路内部安装一组光带光源。由于通信中断或无通信的情况多处于隧道或地底，在两个信号机之间的进入区域内，光带光源可在安装在隧道壁表面或道床底部处。

进一步地，移动授权获取模块402利用列车上图像处理单元的图像识别技术，识别光带光源的信号影像，包括光带颜色，光带闪烁模式和光带开启情况等；然后，根据预设地面信号显示协议进行解析，获取列车前方的线路状态信息，并根据列车前方的线路状态信息计算MA；最后，将MA或列车前方的线路状态信息发送至车载信号设备(例如，列车自动防护系统ATP与列车自动运行系统ATO)。

本发明提供的车载移动授权获取装置，通过在轨旁布置连续光带光源信号，从而为车载图像识别装置提供连续且实时的地面信号信息，实现基于连续光信号的实时移动授权交互机制，获取到连贯完整的移动授权，提高了系统整体可用性和自动驾驶的运行效率。

在上述实施例的基础上，所述移动授权获取模块，包括第一移动授权获取单元和第二移动授权获取单元，其中，第一移动授权获取单元，用于当列车与信号机之间的距离大于预设可视距离时，根据预设信号显示协议，对所述信号影像进行解析，获取列车前方的线路状态信息，并根据所述线路状态信息生成车载移动授权；第二移动授权获取单元，用于当列车与信号机之间的距离小于等于所述预设可视距离时，根据信号机状态和所述信号影像确定车载移动授权。

在上述实施例的基础上，所述光带影像采集模块包括图像采集单元和图像处理单元，其中，图像采集单元用于基于列车车头的图像采集设备，获取当前时刻光带光源的颜色信息和闪烁频率信息；图像处理单元用于根据所述颜色信息和所述闪烁频率信息，实时生成信号影像。

在本发明中，设置在列车头部的图像采集单元，对列车前方光带光源进行拍摄，然后，图像处理单元利用图像识别技术识别光带信息，从而得到信号影像，例如，绿色光带表示前方空闲可以高速运行；黄光带表示前方存在危险点，需要减速运行；红光带表示已经接近危险点，需要停车；红光带闪烁/或光带熄灭，表示该区域有设备故障或异常。

本发明提供的装置是用于执行上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。

图5为本发明提供的电子设备的结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)501、通信接口(CommunicationsInterface)502、存储器(memory)503和通信总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过通信总线504完成相互间的通信。处理器501可以调用存储器503中的逻辑指令，以执行车载移动授权获取方法，该方法包括：实时获取列车前方光带光源的信号影像；根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权。

此外，上述的存储器503中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供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所提供的执行车载移动授权获取方法，该方法包括：实时获取列车前方光带光源的信号影像；根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的执行车载移动授权获取方法，该方法包括：实时获取列车前方光带光源的信号影像；根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

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 (10)

1.一种车载移动授权获取方法，其特征在于，包括：

实时获取列车前方光带光源的信号影像；

根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权。

2.根据权利要求1所述的车载移动授权获取方法，其特征在于，所述根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权，包括：

当列车与信号机之间的距离大于预设可视距离时，根据预设信号显示协议，对所述信号影像进行解析，获取列车前方的线路状态信息，并根据所述线路状态信息生成车载移动授权；

当列车与信号机之间的距离小于等于所述预设可视距离时，根据信号机状态和所述信号影像确定车载移动授权。

3.根据权利要求1所述的车载移动授权获取方法，其特征在于，所述光带光源的信号影像是根据光带光源调节信号进行调节的，所述光带光源调节信号是由地面信号系统根据列车前方的线路状态信息生成的，所述线路状态信息至少包括进路状态信息和轨旁设备状态信息。

4.根据权利要求3所述的车载移动授权获取方法，其特征在于，所述实时获取列车前方光带光源的信号影像，包括：

基于列车车头的图像采集设备，获取当前时刻光带光源的颜色信息和闪烁频率信息；

根据所述颜色信息和所述闪烁频率信息，实时生成信号影像。

5.根据权利要求1所述的车载移动授权获取方法，其特征在于，所述光带光源设置在列车进路内的隧道壁表面或道床底部。

6.一种车载移动授权获取装置，其特征在于，包括：

光带影像采集模块，用于实时获取列车前方光带光源的信号影像；

移动授权获取模块，用于根据所述信号影像对应的线路状态信息，获取车载移动授权。

7.根据权利要求6所述的车载移动授权获取装置，其特征在于，所述移动授权获取模块，包括：

第一移动授权获取单元，用于当列车与信号机之间的距离大于预设可视距离时，根据预设信号显示协议，对所述信号影像进行解析，获取列车前方的线路状态信息，并根据所述线路状态信息生成车载移动授权；

第二移动授权获取单元，用于当列车与信号机之间的距离小于等于所述预设可视距离时，根据信号机状态和所述信号影像确定车载移动授权。

8.一种电子设备，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计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述车载移动授权获取方法的步骤。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述车载移动授权获取方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述车载移动授权获取方法的步骤。

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