CN115303330A - 确定列车隧道内定位时位置起始点的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法及系统，所述方法包括：判断是否探测到设置在隧道入口前的标志物；当探测到标志物出现时，启动隧道内定位；其中，所述探测到标志物出现时，读取卫星此时定位数据，选取数据库中与卫星定位信息最接近的一个预设坐标位置信息，作为启动隧道内定位的位置起始点。通过识别列车进入隧道前设定的标志物，作为列车隧道内定位方式的起点，即解决了列车如何识别接下来要进入隧道进而采用隧道内定位的方式进行列车定位的问题。
Description
技术领域
本发明涉及列车定位技术领域，尤其涉及一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法及系统。
背景技术
列车定位系统是列车运行控制系统的重要组成部分，列车定位系统提供的列车行驶速度、行驶里程是实现列车有效控制的基本参数，定位信息是否精确、可靠，直接影响列车行车安全和运营效率。随着我国铁路的快速发展，列车定位技术已成为列车运行控制系统的关键技术之一。
铁路对于列车定位是基于行驶里程定位，列车常用定位技术：
里程计：通常安装在车辆非动力轮轴(测速轮)上，通过检测车轮转数计算列车实时速度和行驶距离，是目前列车定位应用最普遍的传感器，影响里程计的主要因素是车轮空转和滑行，会产生误差且无法完全避免；
轨道电路：由钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，用于检测这段线路是否被列车占用，能够对列车进行大致定位，由于轨道电路仅能检测到列车处在哪一轨道区段，定位误差较大；
应答器/信标：分布在轨道沿线，存储位置等线路数据，当列车经过时由车底的查询装置读取这些线路信息，完成列车的精确定位功能，当线路上应答器/信标分布间距小时，列车的连续定位才较为精确，存在设置间距和投资成本的矛盾，间隔距离远，列车在两应答器之间的位置无法精确确定；
多普勒雷达：安装在列车底部并不断向轨道发送脉冲，利用多普勒效应来探测列车位置和相对运动速度的雷达。主要原理是利用回波频率与发射波频率的频率差检测出目标对雷达的径向相对运动速度，多普勒雷达的缺点在于列车低速时发射波与回波频率相差较小，测速误差较大，所以需要其他列车测速装置辅助配合测量，起始点位置无法固定；
卫星导航定位：如北斗、GPS等卫星导航定位系统，通过接收卫星信号解算位置信息，在没有遮挡的环境比如平原上，可以进行准确定位，卫星导航定位缺点是如果卫星信号被遮挡比如隧道内，则无法进行定位，起始点位置无法固定，卫星定位精度误差较大；
轨枕识别定位：轨枕识别技术是一种比较常见的列车定位方式。通过雷达不断向轨道发送无线信号，通过计算雷达收到反射回来的无线信号时间，判断是否有轨枕。每个轨枕间距是固定的，通过计算识别到的轨枕数量，即可计算出列车行驶的距离，此定位技术，受轨枕周边其他物品影响较大，如果出现和轨枕相同高度的干涉物，那么雷达会误认为此干涉物为轨枕，导致轨枕计数有误，里程测量误差较大。随着列车技术不断提高，无轨枕轨道无法通过此方式进行计数，有一定的局限性，且也存在起始点位置无法固定的问题。
目前列车定位方式，各有利弊，如果采用单一的一种定位方式，均不能满足任何条件下均能准确定位的需求。
列车进入隧道后，一些列车定位技术，比如卫星导航定位，由于隧道对卫星信号的遮挡，卫星定位即变得不可用，因此，列车在进入隧道前如果采用卫星定位，那么在进入隧道后需采用新的定位方法，而如何识别即将进入隧道，及时采用新的定位方法，对于隧道内定位的精准度的提高十分重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法及系统，部分实施例能够用以解决现有技术中进入隧道前无法提前预知导致隧道内定位失准的缺陷，实现对即将进入隧道的识别，提高隧道内定位的精准度。
本发明提供的一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，所述方法包括：
判断是否探测到设置在隧道入口前的标志物；
当探测到标志物出现时，启动隧道内定位；
其中，所述探测到标志物出现时，同时获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点。
根据本发明提供的一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，所述标志物为多个等间距的识别物，所述识别物能够在列车的探测雷达接收信息中形成脉冲讯号。
根据本发明提供的一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，所述识别物包括轨道已有的扣件、和安装在扣件之间的添加件两类。
根据本发明提供的一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，所述判断是否探测到设置在隧道入口前的标志物，包括：获取识别物的脉冲讯号，当脉冲讯号的间隔周期变小，并且变小的间隔周期数达到第一阈值时，则判断标志物出现。
根据本发明提供的一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，所述同时获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点，包括：
通过卫星定位获取列车的实时坐标；
基于距离比较，获取在列车识别系统内，所有隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标中与实时坐标最接近的坐标，作为隧道内定位的起点。
根据本发明提供的一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，所述同时获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点，包括：
获取识别物的脉冲讯号，当脉冲讯号的间隔周期变小，并且变小的间隔周期数达到小于第一阈值的第二阈值时，则通过卫星定位获取列车的实时坐标；
基于距离比较，获取在列车识别系统内，所有隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标中与实时坐标最接近的坐标，作为预定起点；
当脉冲讯号变小的间隔周期数达到第一阈值时，则将预定起点作为隧道内定位的起点。
本发明还提供的一种确定列车隧道内定位时位置起始点的系统，所述系统包括：
判断模块，所述判断模块判断是否探测到设置在隧道入口前的标志物；
定位模块，所述定位模块当探测到标志物出现时，启动隧道内定位；
其中，所述探测到标志物出现时，同时获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点。
本发明还提供的一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一项所述确定列车隧道内定位时位置起始点的方法的步骤。
本发明还提供的一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述确定列车隧道内定位时位置起始点的方法的步骤。
本发明提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法及系统，通过识别列车进入隧道前设定的标志物，作为列车隧道内定位方式的起点，即解决了列车如何识别接下来要进入隧道进而采用隧道内定位的方式进行列车定位的问题，并且通过获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点，使得隧道内定位的起点精确，从而提升隧道内的定位精度。
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为本发明提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法的流程示意图；
图2为本发明提供的列车隧道内定位时位置起始点的方法所基于的列车与轨道、隧道的结构示意图；
图3为本发明提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法的另一流程示意图；
图4为本发明提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的系统的结构示意图；
图5为本发明提供的一种电子设备的结构示意图。
附图标记：
1：列车； 2：隧道入口；
3：铁路轨道； 4：标志物前正常间隔轨道扣件；
5：轨道扣件检测器； 6：识别物；
7：隧道后正常间隔轨道扣件。
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。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法进行详细地说明。
图1为本发明提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法的流程示意图，如图1所示，本发明提供一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，方法包括：
步骤100、判断是否探测到设置在隧道入口前的标志物；
可选地，判断的主体是列车上设置的计算机，计算机连接有探测装置，对应于不同的标志物，探测装置也有所不同，比如标志物主要依托其形状作为标志的，探测装置可以是雷达、非接触式传感器等，标志物主要依托电磁连接给探测装置传递信息的，探测装置可以是电磁信号接收器；
步骤200、当探测到标志物出现时，启动隧道内定位；
其中，探测到标志物出现时，同时获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点；
可选地，读取卫星此时定位数据，选取数据库中与卫星定位信息最接近的一个预设坐标位置信息，作为启动隧道内定位的位置起始点。
具体地，扣件是指，用于联结钢轨与轨枕的中间零件，是确保轨道列车安全运行的必备组件。铁路系统对于轨道扣件安装有严格要求。我国有砟轨道扣件节点间距一般取600mm，无砟轨道一般取650mm，实际间距根据线路具体调整。其中，有砟轨道，是指轨下基础为石质散粒道床的轨道，通常也称为碎石道床轨道；无砟轨道，是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构，又称无碴轨道。为了识别扣件，列车上设置有轨道扣件检测器，列车每经过一个扣件，检测器能够检测到扣件并输出相关信号。
可选地，标志物的出现这一判定的判断条件，可以是要求标志物出现仅仅是瞬时的，也可以是要求标志物的出现需要满足预定的时间，从而避免标志物的出现误判。
本实施例提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，通过识别列车进入隧道前设定的特殊标志物，作为列车隧道内定位方式的起点，即解决了列车如何识别接下来要进入隧道进而采用隧道内定位的问题。
进一步地，另一实施例中，图2为本发明提供的列车隧道内定位时位置起始点的方法所基于的列车与轨道、隧道的结构示意图，如图2所示，标志物为多个等间距的识别物，识别物能够在列车的探测雷达接收信息中形成脉冲讯号。优选地，识别物包括轨道已有的扣件、和安装在扣件之间的添加件两类，其中6-1、6-2、6-3、6-4、6-5、6-6均为安装在扣件之间的添加件，6-7为隧道入口前最接近隧道入口的扣件。
可选地，识别物的关键特征在于等间距，在多个连续的识别物中，相邻的两个件，无论这个件具体是扣件还是添加件，总之，这两个件的距离等于前述等间距的间距。
可选地，列车1进入隧道前，探测到连续多个突然缩短间距的识别物，即判断标志物出现。
缩短后的等间距脉冲消失，再次出现正常扣件间距的脉冲时，说明列车已经进入隧道，启动隧道定位。
本实施例提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，检测设备与轨道无接触，使用寿命长，降低后期系统维护成本和工作量。
进一步地，另一实施例中，判断是否探测到设置在隧道入口前的标志物，包括：获取识别物的脉冲讯号，当脉冲讯号的间隔周期变小，并且变小的间隔周期数达到第一阈值，则判断标志物出现。
可选地，获取识别物的脉冲讯号，当脉冲讯号的间隔周期有规律的变小时，即识别物开始出现，并且变小的间隔周期数达到第一阈值，则判断标志物出现，是要防止一些由于石头之类的物体脉冲导致的误判。
本实施例提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，通过多个识别物的计数来判断标志物是否出现，无需在列车上添加新的装置，实现稳定地、精确地获取隧道前标志物的目的，方法难以被干扰、误导。
进一步地，另一实施例中，本实施例提供一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，同时获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点，包括：
通过卫星定位获取列车的实时坐标；
基于距离比较，获取在列车识别系统内，所有隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标中与实时坐标最接近的坐标，作为隧道内定位的起点。
可选地，列车上设置有用来探测识别物的识别系统，识别系统内设置有第一数据库和/或与存储在云端的第二数据库无线连接，第一数据库、第二数据库中预设有隧道入口前最接近隧道入口的扣件的坐标，便于列车快速获取。
本实施例提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，将所有隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标中与实时坐标最接近的坐标，作为隧道内定位的起点，提高起点的定位准确度，提高了列车在隧道中的定位精度，能够满足列车即使在有遮挡情况下也能准确定位的要求，实现隧道内列车的连续定位，定位精度高，效果稳定，且成本低，便于维护。
进一步地，另一实施例中，本实施例提供一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，同时获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点，包括：
获取识别物的脉冲讯号，当脉冲讯号的间隔周期变小，并且变小的间隔周期数达到小于第一阈值的第二阈值时，则通过卫星定位获取列车的实时坐标；
基于距离比较，获取在列车识别系统内，所有隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标中与实时坐标最接近的坐标，作为预定起点；
当脉冲讯号变小的间隔周期数达到第一阈值时，则将预定起点作为隧道内定位的起点。
可选地，获取识别物的脉冲讯号，当脉冲讯号的间隔周期变小，并且变小的间隔周期数达到小于第一阈值的第二阈值时，即开始获取与列车定位最接近的隧道入口前最接近隧道入口的扣件的坐标。
可选地，第二阈值为3，第一阈值为5。
可选地，列车识别系统内存在数量众多的隧道入口前最接近隧道入口的扣件的坐标(隧道数量众多)，在列车获取的脉冲讯号的间隔周期变小，并且变小的间隔周期数达到小于第一阈值的第二阈值时，即开始通过卫星定位找到与列车位置最接近的隧道入口前最接近隧道入口的扣件的坐标，后续保持探测。当获取的脉冲讯号的间隔周期变小，并且变小的间隔周期数达到第一阈值时，将前述找到的坐标直接就可以拿来使用，从而方便隧道内定位的起点的获知。如果在确定标志物后再获取坐标，那么在获取该坐标前，列车会有一段等待时间无法获取定位，而且如果坐标数据库存储在云端，进入隧道后没有网络信号，列车也将无法获取该坐标，从而导致无法隧道内定位。
可选地，图3为本发明提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法的另一流程示意图，如图3所示，列车1到达识别物6-3后，获取扣件6-7预设坐标，接下来进入隧道，北斗定位失效，利用扣件识别的方式进行定位，列车驶出隧道后，由于北斗定位需要一定时间，所以扣件7-1、7-2依旧需要进行采集，进行位置统计，北斗定位正常后，通过北斗定位方式进行列车位置统计。
可选地，扣件识别定位是指，当列车行驶到隧道内某一点时，系统根据扣件检测器测得的当前扣件数n，那么从隧道外的起点(即最后一个识别物的坐标)到此处需要上传位置的地点，列车行驶距离S＝65*n，单位cm，此处列车设置的计算机中预设的扣件间距为65cm，优选地，列车计算机中可以设置多种扣件间距，结合多种现有的定位技术，以及检测到的实际扣件，判断实际的扣件间距具体为哪一种间距，可以参照专利CN111137327A中的轨道车辆定位方法。
本实施例通过提前获取最后一个识别物的坐标，实现隧道内定位起点的快速获取。
下面对本发明提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的系统进行描述，下文描述的确定列车隧道内定位时位置起始点的系统与上文描述的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法可相互对应参照。
图4为本发明提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的系统的结构示意图，如图4所示，本发明还提供一种确定列车隧道内定位时位置起始点的系统，系统包括：判断模块，判断模块判断是否探测到设置在隧道入口前的标志物；定位模块，定位模块当探测到标志物出现时，启动隧道内定位；其中，所述探测到标志物出现时，同时获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点。
本实施例提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的系统，通过识别列车进入隧道前设定的特殊标志物，作为列车隧道内定位方式的起点，即解决了列车如何识别接下来要进入隧道进而采用隧道内定位的问题。
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，该方法包括：判断是否探测到标志物；当探测到标志物出现时，启动隧道内定位。
此外，上述的存储器830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-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、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确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，该方法包括：判断是否探测到标志物；当探测到标志物出现时，启动隧道内定位。
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提供的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，该方法包括：判断是否探测到标志物；当探测到标志物出现时，启动隧道内定位。
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 (9)
1.一种确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，其特征在于，所述方法包括：
判断是否探测到设置在隧道入口前的标志物；
当探测到标志物出现时，启动隧道内定位；
其中，所述探测到标志物出现时，同时获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点。
2.根据权利要求1所述的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，其特征在于，所述标志物为多个等间距的识别物，所述识别物能够在列车的探测雷达接收信息中形成脉冲讯号。
3.根据权利要求2所述的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，其特征在于，所述识别物包括轨道已有的扣件、和安装在扣件之间的添加件两类。
4.根据权利要求2所述的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，其特征在于，所述判断是否探测到设置在隧道入口前的标志物，包括：获取识别物的脉冲讯号，当脉冲讯号的间隔周期变小，并且变小的间隔周期数达到第一阈值时，则判断标志物出现。
5.根据权利要求4所述的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，其特征在于，所述同时获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点，包括：
通过卫星定位获取列车的实时坐标；
基于距离比较，获取在列车识别系统内，所有隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标中与实时坐标最接近的坐标，作为隧道内定位的起点。
6.根据权利要求5所述的确定列车隧道内定位时位置起始点的方法，其特征在于，所述同时获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点，包括：
获取识别物的脉冲讯号，当脉冲讯号的间隔周期变小，并且变小的间隔周期数达到小于第一阈值的第二阈值时，则通过卫星定位获取列车的实时坐标；
基于距离比较，获取在列车识别系统内，所有隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标中与实时坐标最接近的坐标，作为预定起点；
当脉冲讯号变小的间隔周期数达到第一阈值时，则将预定起点作为隧道内定位的起点。
7.一种确定列车隧道内定位时位置起始点的系统，其特征在于，所述系统包括：
判断模块，所述判断模块判断是否探测到设置在隧道入口前的标志物；
定位模块，所述定位模块当探测到标志物出现时，启动隧道内定位；
其中，所述探测到标志物出现时，同时获取隧道入口前最接近隧道入口的扣件的预设坐标，隧道内定位以预设坐标作为定位起点。
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程序时实现如权利要求1-6中任一项所述确定列车隧道内定位时位置起始点的方法的步骤。
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1-6中任一项所述确定列车隧道内定位时位置起始点的方法的步骤。
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