CN114312928B - 一种虚拟应答器触发方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虚拟应答器触发方法，包括：获取轨道电子地图和当前周期列车信息；根据所述轨道电子地图和当前周期所述列车信息进行进路搜索，以生成当前周期所述列车的前方进路信号列表；根据当前周期所述列车的前方进路信号列表生成当前周期所述列车的运行轨迹信号列表；以及根据当前周期所述列车的运行轨迹信号列表获取当前周期待触发的虚拟应答器组并进行触发，以使车载系统触发所述虚拟应答器组报文。本发明以组为单位完成虚拟应答器的触发，相对于传统的以圆形为触发区域单独进行虚拟应答器触发方法大大降低了虚拟应答器的漏触发率。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种基于列车自主进路搜索的虚拟应答器触发方法。
背景技术
应答器设备是中国列车运行控制系统(CTCS，China Train Control System)中的重要组成部分，通常沿轨道进行间隔设置；当列车经过应答器设备时，应答器设备会被触发并向列控车载系统提供精确的线路里程、静态线路数据、动态限速和授权信息。随着全球卫星导航系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)特别是北斗卫星导航系统的日趋完善，基于GNSS的虚拟应答器技术以更低廉的设备成本和维护成本被认为是在下一代列控系统特别是低密度线路中替代实体应答器设备的重要选择。
在虚拟应答器的应用中，如何对其进行准确地触发则成为关键问题。目前，虚拟应答器的触发技术主要分为两类，一类采用基于区间或圆形触发区域进行虚拟应答器触发；另一类基于虚拟应答器布置位置的卫星分布状态或空间状态进行虚拟应答器触发。然而，这两种方法均存在不同程度的虚拟应答器漏触发问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种虚拟应答器触发方法，以组为单位完成虚拟应答器触发，从而有效降低虚拟应答器的漏触发率。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种虚拟应答器触发方法，所述虚拟应答器用于向车载系统提供报文，且所述车载系统通过GNSS天线周期性获取列车定位位置；所述虚拟应答器触发方法包括：
获取轨道电子地图和当前周期列车信息；
根据所述轨道电子地图和当前周期所述列车信息进行进路搜索，以生成当前周期所述列车的前方进路信号列表；
根据当前周期所述列车的前方进路信号列表生成当前周期所述列车的运行轨迹信号列表；以及
根据当前周期所述列车的运行轨迹信号列表获取当前周期待触发的虚拟应答器组并进行触发，以使所述车载系统获取报文。
优选地，所述轨道电子地图包括各车站的起点和终点位置、各轨道的分布位置和沿各轨道布置的信号设备信息；
所述信号设备信息包括信号设备类型、信号设备ID、信号设备所在站号、信号设备所在轨道号和信号设备所在轨道里程值；且所述信号设备类型包括信号机、道岔、站界、实体应答器、虚拟应答器和虚拟信号点。
优选地，所述列车信息包括所述列车的定位位置、所述列车的运行方向和所述列车的方向手柄位置；且所述列车的定位位置包括列车所在站号、列车所在轨道号和轨道偏移；所述列车的运行方向包括上行和下行；所述列车的方向手柄位置包括前进位、中位和后退位。
优选地，根据所述轨道电子地图和当前周期所述列车信息进行进路搜索的步骤包括：
根据当前周期所述列车的方向手柄位置获取当前周期进路搜索方向；
沿当前周期所述进路搜索方向及当前周期所述列车所在轨道号遍历所述轨道电子地图，以获取当前周期所述列车所在轨道上的信号设备信息；
根据当前周期所述列车的定位位置，从当前周期所述列车所在轨道上的信号设备信息中提取当前周期所述列车的前方进路信号设备信息，以生成当前周期所述列车的前方进路信号列表。
优选地，执行根据所述轨道电子地图和当前周期所述列车信息进行进路搜索的步骤之前还包括：
根据所述轨道电子地图和当前周期所述列车信息判断当前周期是否满足进路搜索开始条件；且当前周期所述进路搜索开始条件为：上一周期已进行进路搜索，或者上一周期未进行进路搜索且当前周期所述列车的方向手柄位置处于前进位；以及当前周期所述列车的定位位置、所述列车的运行方向及所述轨道电子地图皆有效。
优选地，当前周期所述列车的方向手柄位置处于前进位，当前周期所述进路搜索方向为当前周期所述列车的运行方向；
当前周期所述列车的方向手柄位置处于后退位，当前周期所述进路搜索方向为当前周期所述列车运行方向的相反方向；
当前周期所述列车的方向手柄位置处于中位，当前周期所述进路搜索方向为上一周期所述列车的进路搜索方向。
优选地，当前周期所述列车的前方进路信号设备的数量大于预设数量，结束当前周期前方进路信号列表搜索。
优选地，当前周期所述列车所在轨道上的信号设备中存在未知状态道岔，结束当前周期前方进路信号列表搜索。
优选地，进路搜索到当前周期所述列车所在站的结束位置，结束当前周期前方进路信号列表搜索。
优选地，当前周期所述列车的运行方向为下行，当前周期所述列车的前方进路信号设备所在轨道里程值大于当前周期所述列车的定位位置；
当前周期所述列车的运行方向为上行，当前周期所述列车的前方进路信号设备所在轨道里程值小于当前周期所述列车的定位位置。
优选地，根据当前周期所述列车的前方进路信号列表生成当前周期所述列车的运行轨迹信号列表的步骤包括：
遍历当前周期所述列车的前方进路信号列表，将当前周期所述列车的前方进路信号设备信息添加至上一周期所述列车的运行轨迹信号列表并按预设顺序排列，以生成当前周期所述列车的运行轨迹信号列表。
优选地，当前周期所述列车的运行方向为下行，所述预设顺序为轨道里程值递增的顺序；
当前周期所述列车的运行方向为上行，所述预设顺序为轨道里程值递减的顺序。
优选地，根据当前周期所述列车的运行轨迹信号列表获取当前周期待触发的虚拟应答器组并进行触发的步骤包括：
根据当前周期所述列车的定位位置和所述GNSS天线安装位置获取当前周期应答器传输模块BTM天线的定位位置；
根据当前周期所述BTM天线的定位位置，从当前周期所述列车的运行轨迹信号列表中提取当前周期所述列车的前方虚拟应答器组和当前周期所述列车的后方虚拟应答器组；
当前周期所述列车的后方虚拟应答器组和上一周期所述列车的前方虚拟应答器组相同，记录当前周期所述列车的后方虚拟应答器组为当前周期待触发的虚拟应答器组。
优选地，当前周期所述列车的运行方向为下行，当前周期所述BTM天线的定位位置采用如下公式进行计算：
btm_loc[t]＝train_loc[t]+dis_btm_gnss
当前周期所述列车的运行方向为上行，当前周期所述BTM天线的定位位置采用如下公式进行计算：
btm_loc[t]＝train_loc[t]-dis_btm_gnss
其中，btm_loc[t]为当前周期t所述BTM天线的定位位置；train_loc[t]为当前周期t所述列车的定位位置；dis_btm_gnss为BTM天线和GNSS天线的安装位置距离。
优选地，当前周期所述列车的运行方向为下行，当前周期所述列车的前方虚拟应答器所在轨道里程值大于当前周期所述BTM天线的定位位置；当前周期所述列车的后方虚拟应答器所在轨道里程值小于或等于当前周期所述BTM天线定位位置；
当前周期所述列车的运行方向为上行，当前周期所述列车的前方虚拟应答器所在轨道里程值小于当前周期所述BTM天线的定位位置；当前周期所述列车的后方虚拟应答器所在轨道里程值大于或等于当前周期所述BTM天线定位位置。
优选地，根据当前周期所述列车的运行轨迹信号列表获取当前周期待触发的虚拟应答器组并进行触发的步骤还包括：
计算当前周期所述列车的定位位置和当前周期待触发的虚拟应答器组位置之间的距离，以得到当前周期待触发虚拟应答器组的触发中心点位置；
沿当前周期所述列车的运行方向依序触发当前周期待触发的虚拟应答器，以获取所述虚拟应答器的报文。
优选地，当前周期待触发虚拟应答器组的触发中心点位置采用以下公式进行计算：
VBG_trig_dis[t]＝abs_loc[t]–VBG_dis[t]；
VBG_dis[t]＝VBG_loc[t]–train_loc[t]
其中，VBG_trig_dis[t]为当前周期t待触发虚拟应答器组的触发中心点位置；abs_loc[t]为当前周期t所述列车的绝对走行位移；VBG_dis[t]为当前周期t所述列车的定位位置与当前周期t待触发虚拟应答器组位置的距离；VBG_loc[t]为当前周期待触发虚拟应答器组在所述轨道电子地图中的位置。
本发明与现有技术相比至少具有以下优点之一：
本发明提供一种虚拟应答器触发方法，可以根据轨道电子地图和当前周期列车信息进行进路搜索，以生成当前周期列车的前方进路信号列表；根据当前周期列车的前方进路信号列表则可以生成当前周期列车的运行轨迹信号列表，从当前周期列车的运行轨迹信号列表中可以获取当前周期待触发的虚拟应答器组并以组为单位完成虚拟应答器触发，使得虚拟应答器组向车载系统发送报文，相对于传统的以圆形为触发区域单独进行虚拟应答器触发方法有效降低了虚拟应答器的漏触发率。
本发明结合轨道电子地图、列车运行工况、列车的前方进路信号设备状态和列车历史运行状态等信息获取待触发的虚拟应答器并进行触发，提高了虚拟应答器触发的可靠性。
本发明通过自主进路搜索确定虚拟应答器触发范围，基于卫星与速度传感器融合后列车定位位置和运动方向获取待触发的虚拟应答器组及待触发的虚拟应答器组置信区间估计，大大减少了列车定位位置和虚拟应答器坐标信息的重复计算，减小了虚拟应答器触发时间和空间复杂度。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种虚拟应答器触发方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的一种虚拟应答器触发方法中生成当前周期列车前方进路信号列表的流程图；
图3是本发明一实施例提供的一种虚拟应答器触发方法中生成当前周期列车运行轨迹信号列表的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种虚拟应答器触发方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
结合附图1～3所示，本实施例提供一种虚拟应答器触发方法，所述虚拟应答器用于向车载系统提供报文，且所述车载系统通过GNSS天线周期性获取列车定位位置；所述虚拟应答器触发方法包括：步骤S110、获取轨道电子地图和当前周期列车信息；步骤S120、根据所述轨道电子地图和当前周期所述列车信息进行进路搜索，以生成当前周期所述列车的前方进路信号列表；步骤S130、根据当前周期所述列车的前方进路信号列表生成当前周期所述列车的运行轨迹信号列表；以及步骤S140、根据当前周期所述列车的运行轨迹信号列表获取当前周期待触发的虚拟应答器组并进行触发，以使所述车载系统获取报文。
请继续参考图1，所述轨道电子地图包括各车站的起点和终点位置、各轨道的分布位置和沿各轨道布置的信号设备信息；所述信号设备信息包括信号设备类型、信号设备ID、信号设备所在站号、信号设备所在轨道号和信号设备所在轨道里程值；且所述信号设备类型包括信号机、道岔、站界、实体应答器、虚拟应答器和虚拟信号点。
可以理解的是，在一些其他的实施例中，所述列车信息包括所述列车的定位位置、所述列车的运行方向和所述列车的方向手柄位置；且所述列车的定位位置包括列车所在站号、列车所在轨道号和轨道偏移；所述列车的运行方向包括上行和下行；所述列车的方向手柄位置包括前进位、中位和后退位。
具体的，在本实施例中，获取所述轨道电子地图后需对其进行校验，且校验通过的所述轨道电子地图方可进行后续应用。所述信号设备既可以是实体设备，也可以是虚拟设备；其中，类型为信号机、道岔、站界和实体应答器的信号设备为实体信号设备，类型为虚拟应答器和虚拟信号点的信号设备则为虚拟信号设备。更具体的，对于所述实体应答器，所述车载系统可以通过应答器传输模块BTM天线接收其发送的报文；对于所述虚拟应答器，可以基于所述BTM天线的位置进行触发并发送报文至所述车载系统；对于后续报文的应用则可以使用相同逻辑和方法进行解析和处理。优选地，所述轨道电子地图中所述信号设备信息可以采用列表方式进行存储，但本发明不以此为限。
具体的，在本实施例中，所述列车定位位置train_loc和所述列车运行方向train_dir可以通过速度传感器和卫星定位信息融合计算得到，以保证对列车定位的精度。更具体的，当前周期所述列车的定位位置train_loc[t]为当前周期t进路起点。优选地，列车在每一周期进路起点时接收对应的卫星定位信息，且每一周期的时长相同，但本发明不以此为限。
请同时参考图1和图2，所述步骤S120包括：根据当前周期的列车方向手柄位置获取当前周期进路搜索方向；沿所述当前周期进路搜索方向及当前周期列车所在轨道号遍历所述轨道电子地图，以获取当前周期列车所在轨道上的信号设备信息；根据当前周期列车定位位置，从当前周期列车所在轨道上的信号设备信息中提取当前周期列车前方进路的信号设备信息，以生成所述列车前方进路信号列表。
可以理解的是，在一些其他的实施例中，执行所述步骤S120之前还包括：根据所述轨道电子地图和当前周期所述列车信息判断当前周期是否满足进路搜索开始条件；且当前周期所述进路搜索开始条件为：上一周期已进行进路搜索，或者上一周期未进行进路搜索且当前周期所述列车的方向手柄位置处于前进位；以及当前周期所述列车的定位位置、所述列车的运行方向及所述轨道电子地图皆有效。
在一些实施例中，当前周期所述列车的方向手柄位置处于前进位，当前周期所述进路搜索方向为当前周期所述列车的运行方向；当前周期所述列车的方向手柄位置处于后退位，当前周期所述进路搜索方向为当前周期所述列车运行方向的相反方向；当前周期所述列车的方向手柄位置处于中位，当前周期所述进路搜索方向为上一周期所述列车的进路搜索方向。
在一些实施例中，当前周期所述列车的运行方向为下行，当前周期所述列车的前方进路信号设备所在轨道里程值大于当前周期所述列车的定位位置；当前周期所述列车的运行方向为上行，当前周期所述列车的前方进路信号设备所在轨道里程值小于当前周期所述列车的定位位置。
具体的，在本实施例中，当前周期所述列车的前方进路信号设备信息可以采用表格形式进行存储，以得到当前周期所述列车的前方进路信号列表；其中，当前周期所述列车的前方进路信号设备数量和状态标识了当前周期所述列车的前方进路状态，但本发明不以此为限。
具体的，在本实施例中，当前周期进路搜索包括当前周期前方进路信号列表搜索和运行轨迹信号列表搜索，且前方进路信号列表搜索先执行，运行轨迹信号列表搜索后执行，则当前周期前方进路信号列表搜索开始即为当前周期进路搜索开始，当前周期运行轨迹信号列表搜索即为当前周期进路搜索结束。更具体的，当前周期满足进路搜索开始条件后方能进行进路搜索，且判断当前周期是否满足进路搜索开始条件的步骤：判断上一周期是否已进行进路搜索；上一周期未进行进路搜索，则判断当前周期所述列车的方向手柄位置是否处于前进位，若未处于前进位则不满足进路搜索开始条件，不进行进路搜索；上一周期已进行进路搜索或当前周期所述列车的方向手柄位置处于前进位，则继续依次校验当前周期所述列车的定位位置和运行方向及所述轨道电子地图是否皆有效，若皆有效则满足进路搜索条件，若非全部有效则不满足进路搜索条件，但本发明不以此为限。
请同时参考图1和图2，当前周期所述列车的前方进路信号设备的数量大于预设值，结束当前周期前方进路信号列表搜索。
可以理解的是，在一些其他的实施例中，当前周期所述列车所在轨道上的信号设备中存在未知状态道岔，结束当前周期前方进路信号列表搜索。
在一些实施例中，进路搜索到当前周期所述列车所在站的结束位置，结束当前周期前方进路信号列表搜索。
具体的，在本实施例中，在当前周期前方进路信号列表搜索结束后，则可以根据提取到的当前周期所述列车的前方进路信号设备信息生成当前周期所述列车的前方进路信号列表。更具体的，当前周期所述列车所在轨道上的信号设备中存在未知状态道岔时，优选地结束当前周期前方进路信号列表搜索；否则更新所述列车所在轨道号继续当前周期前方进路信号列表搜索，直至当前周期所述列车的前方进路信号设备的数量大于所述预设数量。进路搜索到当前周期所述列车所在站的结束位置时，优选地结束当前周期前方进路信号列表搜索；否则更新下一站站号和轨道号继续当前周期前方进路信号列表搜索，直至当前周期所述列车的前方进路信号设备的数量大于所述预设数量。较佳地，所述预设数量为50个，但本发明不以此为限。
请同时参考图1和图2，所述步骤S130包括：遍历当前周期所述列车的前方进路信号列表，将当前周期所述列车的前方进路信号设备信息添加至上一周期所述列车的运行轨迹信号列表并按预设顺序排列，以生成当前周期所述列车的运行轨迹信号列表。
可以理解的是，在一些其他的实施例中，当前周期所述列车的运行方向为下行，所述预设顺序为轨道里程值递增的顺序；当前周期所述列车的运行方向为上行，所述预设顺序为轨道里程值递减的顺序。
具体的，在本实施例中，当前周期所述列车的运行轨迹信号列表中存放了从列车后方位置最远处的最近相关应答器组(LRBG)到当前周期进路终点处所有信号设备信息，且信号设备的个数和状态标识了所述列车从开始运行到当前周期进路终点处的运行轨迹进路状态，但本发明不以此为限。
具体的，在本实施例中，所述步骤S130中，执行遍历当前周期所述列车的前方进路信号列表的步骤之前还包括：初始化上一周期所述列车的运行轨迹信号列表；如果当前周期进路搜索为首次进路搜索，则上一周期所述列车的运行轨迹信号列表为空白，可以将一个位于当前周期所述列车的定位位置处且类型为虚拟信号点的设备信息插入上一周期所述列车的运行轨迹信号列表，以作为当前周期进路起点，但本发明不以此为限。
具体的，在本实施例中，结合当前周期所述列车的前方进路信号列表和上一周期所述列车的运行轨迹信号列表的状态判断是否提前结束当前周期运行轨迹信号列表搜索，如果是则清空进路轨迹信息、设置当前周期所述进路搜索方向为未知、设置上一周期前方虚拟应答器组编号及上一周期后方虚拟应答器组编号为0，否则继续运行轨迹信号列表搜索；其中提前结束当前周期运行轨迹信号列表搜索的条件具体包括：(1)当前周期所述列车的前方进路信号列表中前方进路信号设备的数量为0。(2)当前周期所述列车所在轨道号验证状态无效。其中，轨道号验证状态为结合实体应答器触发状态产生：当判断某时刻触发实体应答器所在轨道号与当前周期所述列车定位位置中所在轨道号不同时，轨道号验证状态无效。(3)所述列车最大前端范围内道岔位置发生变化。(4)所述列车最大前端范围内存在状态未知道岔。当满足任意一个结束条件时，则提前结束当前周期运行轨迹信号列表搜索即提前结束当前周期进路搜索，且无法生成当前周期所述列车的运行轨迹信号列表，但本发明不以此为限。
具体的，在本实施例中，未提前结束当前周期运行轨迹信号列表搜索时，执行遍历当前周期所述列车的前方进路信号列表的步骤之前还包括：删除上一周期所述列车的运行轨迹信号列表中无效信息，且无效信息包括列车后方位置最远处的最近相关应答器组(LRBG)的设备信息，这些信息在后续控车中不再使用；以及上一周期所述列车的前方进路信号设备信息，这些信息可能已发生状态变化。随后，遍历当前周期所述列车的前方进路信号列表，将当前周期所述列车的前方进路信号设备信息按照位置从近到远顺序插入至上一周期所述列车的运行轨迹信号列表，从而得到当前周期所述列车的运行轨迹信号列表，此时则正常结束当前周期运行轨迹信号列表搜索即正常结束当前周期进路搜索。更具体的，正常结束当前周期进路搜索后，生成的当前周期所述列车的运行轨迹信号列表中最后一个信号设备的位置即为当前周期进路终点，但本发明不以此为限。
请继续参考图1，所述步骤S140包括：根据当前周期所述列车的定位位置和所述GNSS天线安装位置获取当前周期应答器传输模块BTM天线的定位位置；根据当前周期所述BTM天线的定位位置，从当前周期所述列车的运行轨迹信号列表中提取当前周期所述列车的前方虚拟应答器组和当前周期所述列车的后方虚拟应答器组；当前周期所述列车的后方虚拟应答器组和上一周期所述列车的前方虚拟应答器组相同，记录当前周期所述列车的后方虚拟应答器组为当前周期待触发的虚拟应答器组。
可以理解的是，在一些其他的实施例中，当前周期所述列车的运行方向为下行，当前周期所述BTM天线的定位位置采用如下公式进行计算：
btm_loc[t]＝train_loc[t]+dis_btm_gnss (1)
当前周期所述列车的运行方向为上行，当前周期所述BTM天线的定位位置采用如下公式进行计算：
btm_loc[t]＝train_loc[t]-dis_btm_gnss (2)
其中，btm_loc[t]为当前周期t所述BTM天线的定位位置；train_loc[t]为当前周期t所述列车的定位位置；dis_btm_gnss为BTM天线和GNSS天线的安装位置距离。
在一些实施例中，当前周期所述列车的运行方向为下行，当前周期所述列车的前方虚拟应答器所在轨道里程值大于当前周期所述BTM天线的定位位置；当前周期所述列车的后方虚拟应答器所在轨道里程值小于或等于当前周期所述BTM天线定位位置；当前周期所述列车的运行方向为上行，当前周期所述列车的前方虚拟应答器所在轨道里程值小于当前周期所述BTM天线的定位位置；当前周期所述列车的后方虚拟应答器所在轨道里程值大于或等于当前周期所述BTM天线定位位置。
具体的，在本实施例中，所述BTM天线和所述GNSS天线皆安装于所述列车上。以当前周期所述列车的运行方向为下行为例，根据公式(1)计算得到当前周期所述BTM天线的定位位置后，以当前周期所述BTM天线的定位位置btm_loc[t]为起点向前遍历当前周期所述列车的运行轨迹信号列表，若存在若干个虚拟应答器VBGi满足：VBGi_loc>btm_loc[t]且不在LRBG中，则若干个虚拟应答器VBGi构成当前周期所述列车的前方虚拟应答器组VBG_next[t]，其中VBGi_loc为VBGi在所述轨道电子地图中的位置。以当前周期所述BTM天线的定位位置btm_loc[t]为起点向后遍历当前周期所述列车的运行轨迹信号列表，若存在若干个虚拟应答器VBGj满足条件VBGj_loc≤btm_loc[t]且不在LRBG中，则设置若干个虚拟应答器VBGj构成当前周期所述列车的后方虚拟应答器组VBG_last[t]，其中VBGj_loc为VBGj在所述轨道电子地图中的位置。更具体的，如果当前周期所述列车的后方虚拟应答器组VBG_last[t]与上一周期所述列车的前方虚拟应答器组VBG_next[t-1]相同，则认为当前周期待触发的虚拟应答器组为VBG_last[t]；此外，在当前周期完成待触发虚拟应答器组的触发操作后，则更新上一周期所述列车的前方虚拟应答器组VBG_next[t-1]及后方虚拟应答器组VBG_last[t-1]为当前周期对应虚拟应答器组，则对于下一周期t+1而言，其上一周期所述列车的前方虚拟应答器组及后方虚拟应答器组则分别为VBG_next[t]和VBG_last[t]，以保证所述虚拟应答器不会被漏触发，同时也不会被重复触发，但本发明不以此为限。
请继续参考图1，所述步骤S140还包括：计算当前周期所述列车的定位位置和当前周期待触发的虚拟应答器组位置之间的距离，以得到当前周期待触发虚拟应答器组的触发中心点位置；沿当前周期所述列车的运行方向依序触发当前周期待触发的虚拟应答器，以获取所述虚拟应答器的报文。
可以理解的是，在一些其他的实施例中，当前周期待触发虚拟应答器组的触发中心点位置采用以下公式进行计算：
VBG_trig_dis[t]＝abs_loc[t]–VBG_dis[t] (3)
VBG_dis[t]＝VBG_loc[t]–train_loc[t] (4)
其中，VBG_trig_dis[t]为当前周期t待触发虚拟应答器组的触发中心点位置；abs_loc[t]为当前周期t所述列车的绝对走行位移；VBG_dis[t]为当前周期t所述列车的定位位置与当前周期t待触发虚拟应答器组位置的距离；VBG_loc[t]为当前周期待触发虚拟应答器组在所述轨道电子地图中的位置。
具体的，在本实施例中，当前周期待触发的虚拟应答器以组为单位进行触发，且组内各待触发的虚拟应答器具有相同的触发中心点位置和置信区间；其中待触发的虚拟应答器的置信区间为卫星定位置信区间[-a,a]，且a为当前周期所述列车的定位精度值。如果当前周期所述列车的运行方向与当前周期待触发的虚拟应答器组布置方向相同，则当前周期待触发的虚拟应答器组被顺序触发，所述车载系统依次提取该组内各待触发的虚拟应答器报文并加入报文列表；否则当前周期待触发的虚拟应答器组被顺序触发，所述车载系统逆序提取该组内各待触发的虚拟应答器报文并加入报文列表，但本发明不以此为限。
综上所述，本实施例提供一种虚拟应答器触发方法，可以根据轨道电子地图和当前周期列车信息进行进路搜索，以生成当前周期列车的前方进路信号列表；根据当前周期列车的前方进路信号列表则可以生成当前周期列车的运行轨迹信号列表，从当前周期列车的运行轨迹信号列表中则可以获取当前周期待触发的虚拟应答器组并进行触发，使得虚拟应答器组向车载系统发送报文。本实施例中以组为单位完成虚拟应答器的触发，相对于传统的以圆形为触发区域单独进行虚拟应答器触发方法大大降低了虚拟应答器的漏触发率；同时结合轨道电子地图、列车运行工况、列车的前方进路信号设备状态和列车历史运行状态等信息获取待触发的虚拟应答器并进行触发，提高了虚拟应答器触发的可靠性。本实施例通过自主进路搜索确定虚拟应答器触发范围，基于卫星与速度传感器融合后列车定位位置和运动方向获取待触发的虚拟应答器组及待触发的虚拟应答器组置信区间估计，大大减少了列车定位位置和虚拟应答器坐标信息的重复计算，减小了虚拟应答器触发时间和空间复杂度。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (16)
1.一种虚拟应答器触发方法，所述虚拟应答器用于向车载系统提供报文，且所述车载系统通过GNSS天线周期性获取列车定位位置；其特征在于，所述虚拟应答器触发方法包括：
获取轨道电子地图和当前周期列车信息；
根据所述轨道电子地图和当前周期所述列车信息进行进路搜索，以生成当前周期所述列车的前方进路信号列表；
根据当前周期所述列车的前方进路信号列表生成当前周期所述列车的运行轨迹信号列表；以及
根据当前周期所述列车的运行轨迹信号列表获取当前周期待触发的虚拟应答器组并进行触发，以使所述车载系统获取报文；
根据当前周期所述列车的运行轨迹信号列表获取当前周期待触发的虚拟应答器并进行触发的步骤包括：
根据当前周期所述列车的定位位置和所述GNSS天线安装位置获取当前周期应答器传输模块BTM天线的定位位置；
根据当前周期所述BTM天线的定位位置，从当前周期所述列车的运行轨迹信号列表中提取当前周期所述列车的前方虚拟应答器组和当前周期所述列车的后方虚拟应答器组；
当前周期所述列车的后方虚拟应答器组和上一周期所述列车的前方虚拟应答器组相同，记录当前周期所述列车的后方虚拟应答器组为当前周期待触发的虚拟应答器组。
2.如权利要求1所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，
所述轨道电子地图包括各车站的起点和终点位置、各轨道的分布位置和沿各轨道布置的信号设备信息；
所述信号设备信息包括信号设备类型、信号设备ID、信号设备所在站号、信号设备所在轨道号和信号设备所在轨道里程值；且所述信号设备类型包括信号机、道岔、站界、实体应答器、虚拟应答器和虚拟信号点。
3.如权利要求2所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，
所述列车信息包括所述列车的定位位置、所述列车的运行方向和所述列车的方向手柄位置；且所述列车的定位位置包括列车所在站号、列车所在轨道号和轨道偏移；所述列车的运行方向包括上行和下行；所述列车的方向手柄位置包括前进位、中位和后退位。
4.如权利要求3所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，根据所述轨道电子地图和当前周期所述列车信息进行进路搜索的步骤包括：
根据当前周期所述列车的方向手柄位置获取当前周期进路搜索方向；
沿当前周期所述进路搜索方向及当前周期所述列车所在轨道号遍历所述轨道电子地图，以获取当前周期所述列车所在轨道上的信号设备信息；
根据当前周期所述列车的定位位置，从当前周期所述列车所在轨道上的信号设备信息中提取当前周期所述列车的前方进路信号设备信息，以生成当前周期所述列车的前方进路信号列表。
5.如权利要求4所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，执行根据所述轨道电子地图和当前周期所述列车信息进行进路搜索的步骤之前还包括：
根据所述轨道电子地图和当前周期所述列车信息判断当前周期是否满足进路搜索开始条件；且当前周期所述进路搜索开始条件为：上一周期已进行进路搜索，或者上一周期未进行进路搜索且当前周期所述列车的方向手柄位置处于前进位；以及当前周期所述列车的定位位置、所述列车的运行方向及所述轨道电子地图皆有效。
6.如权利要求5所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，
当前周期所述列车的方向手柄位置处于前进位，当前周期所述进路搜索方向为当前周期所述列车的运行方向；
当前周期所述列车的方向手柄位置处于后退位，当前周期所述进路搜索方向为当前周期所述列车运行方向的相反方向；
当前周期所述列车的方向手柄位置处于中位，当前周期所述进路搜索方向为上一周期所述列车的进路搜索方向。
7.如权利要求4所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，当前周期所述列车的前方进路信号设备的数量大于预设数量，结束当前周期前方进路信号列表搜索。
8.如权利要求4所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，当前周期所述列车所在轨道上的信号设备中存在未知状态道岔，结束当前周期前方进路信号列表搜索。
9.如权利要求4所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，进路搜索到当前周期所述列车所在站的结束位置，结束当前周期前方进路信号列表搜索。
10.如权利要求4所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，
当前周期所述列车的运行方向为下行，当前周期所述列车的前方进路信号设备所在轨道里程值大于当前周期所述列车的定位位置；
当前周期所述列车的运行方向为上行，当前周期所述列车的前方进路信号设备所在轨道里程值小于当前周期所述列车的定位位置。
11.如权利要求4所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，根据当前周期所述列车的前方进路信号列表生成当前周期所述列车的运行轨迹信号列表的步骤包括：
遍历当前周期所述列车的前方进路信号列表，将当前周期所述列车的前方进路信号设备信息添加至上一周期所述列车的运行轨迹信号列表并按预设顺序排列，以生成当前周期所述列车的运行轨迹信号列表。
12.如权利要求11所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，
当前周期所述列车的运行方向为下行，所述预设顺序为轨道里程值递增的顺序；
当前周期所述列车的运行方向为上行，所述预设顺序为轨道里程值递减的顺序。
13.如权利要求1所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，
当前周期所述列车的运行方向为下行，当前周期所述BTM天线的定位位置采用如下公式进行计算：
btm_loc[t]＝train_loc[t]+dis_btm_gnss
当前周期所述列车的运行方向为上行，当前周期所述BTM天线的定位位置采用如下公式进行计算：
btm_loc[t]＝train_loc[t]-dis_btm_gnss
其中，btm_loc[t]为当前周期t所述BTM天线的定位位置；train_loc[t]为当前周期t所述列车的定位位置；dis_btm_gnss为BTM天线和GNSS天线的安装位置距离。
14.如权利要求1所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，
当前周期所述列车的运行方向为下行，当前周期所述列车的前方虚拟应答器所在轨道里程值大于当前周期所述BTM天线的定位位置；当前周期所述列车的后方虚拟应答器所在轨道里程值小于或等于当前周期所述BTM天线定位位置；
当前周期所述列车的运行方向为上行，当前周期所述列车的前方虚拟应答器所在轨道里程值小于当前周期所述BTM天线的定位位置；当前周期所述列车的后方虚拟应答器所在轨道里程值大于或等于当前周期所述BTM天线定位位置。
15.如权利要求1所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，根据当前周期所述列车的运行轨迹信号列表获取当前周期待触发的虚拟应答器并进行触发的步骤还包括：
计算当前周期所述列车的定位位置和当前周期待触发的虚拟应答器组位置之间的距离，以得到当前周期待触发虚拟应答器组的触发中心点位置；
沿当前周期所述列车的运行方向依序触发当前周期待触发的虚拟应答器，以获取所述虚拟应答器的报文。
16.如权利要求15所述的虚拟应答器触发方法，其特征在于，当前周期待触发虚拟应答器组的触发中心点位置采用以下公式进行计算：
VBG_trig_dis[t]＝abs_loc[t]–VBG_dis[t]；
VBG_dis[t]＝VBG_loc[t]–train_loc[t]
其中，VBG_trig_dis[t]为当前周期t待触发虚拟应答器组的触发中心点位置；abs_loc[t]为当前周期t所述列车的绝对走行位移；VBG_dis[t]为当前周期t所述列车的定位位置与当前周期t待触发虚拟应答器组位置的距离；VBG_loc[t]为当前周期t待触发虚拟应答器组在所述轨道电子地图中的位置。
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