CN117849838A - 基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法，包括：获取股道区域经纬度数据和设定的股道定位允许阈值，并基于股道经纬度及股道允许阈值确定识别范围；通过NRTK对智能铁鞋进行定位，并在预设时间内获得NRTK返回的解算结果；判断NRTK返回的解算结果的坐标是否在识别范围内，并基于判断结果确定股道识别结果，其中，若解算结果的坐标在识别范围内，确定智能铁鞋所在的股道作为股道识别结果，若解算结果的坐标不在识别范围内，确定智能铁鞋不在股道区域内，并将其作为股道识别结果；基于智能铁鞋的股道识别结果及智能铁鞋状态判断是否存在铁鞋漏撤。采用上述方案的本发明实现了铁鞋漏撤情况的准确识别。

Description

基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法

技术领域

本申请涉及铁路技术领域，尤其涉及基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法。

背景技术

GPS、北斗多径效应明显，且定位漂移严重影响定位精度，难以准确识别铁鞋放置的股道，铁鞋撤防不到位时可能引起列车脱轨，存在严重安全隐患。识别漏撤情况对于智能铁鞋非常重要，需在一定股道定位能力基础上配合一套识别及操作方法。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的目的在于提出一种基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法，解决了现有方法定位精度低的技术问题，实现了铁鞋股道的准确识别，进一步实现铁鞋漏撤情况的准确判断。

为达上述目的，本申请实施例提出了一种基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法，包括：获取股道区域经纬度数据和设定的股道定位允许阈值，并基于股道经纬度及股道允许阈值确定识别范围；通过NRTK对智能铁鞋进行定位，并在预设时间内获得NRTK返回的解算结果；判断NRTK返回的解算结果的坐标是否在识别范围内，并基于判断结果确定股道识别结果，其中，若解算结果的坐标在识别范围内，确定智能铁鞋所在的股道作为股道识别结果，若解算结果的坐标不在识别范围内，确定智能铁鞋不在股道区域内，并将其作为股道识别结果；基于智能铁鞋的股道识别结果及智能铁鞋状态判断是否存在铁鞋漏撤。

本申请实施例的基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法，通过基于nRTK、蓝牙、UWB、RFID的多种定位技术实现高精度电子地图的智能铁鞋股道识别，同时结合智能铁鞋、属具管理柜、信息化管理系统，实现铁鞋的智能化管理，有效避免铁鞋漏撤。

可选地，在本申请的一个实施例中，NRTK定位的实现装置包括：

高精度卫星信号接收和处理的RTK基站、安装在智能铁鞋上的NRTK模组，其中，NRTK模组包括用于提供高精度定位的RTK芯片、天线。

可选地，在本申请的一个实施例中，方法还包括：

在智能铁鞋设防且状态正常时，确定智能铁鞋处于正常使用状态，在智能铁鞋就位后的预设时间内未检测到异常时，降低定位信号发送频率。

可选地，在本申请的一个实施例中，方法还包括：

若未在预设时间内获得NRTK返回的解算结果，判断当前NRTK定位失败，采用股道横向一维定位方法、通过辅助定位技术对智能铁鞋重新进行定位，并确定股道识别结果。

可选地，在本申请的一个实施例中，辅助定位技术包括蓝牙定位、UWB定位和RFID定位，通过辅助定位技术对智能铁鞋进行定位，包括：

采用蓝牙定位、UWB定位或RFID定位中的一种或几种进行组合定位，其中，不同定位方式所设定的优先级不同。

可选地，在本申请的一个实施例中，蓝牙定位的过程包括：

在股道横向间隔不超过预设长度时设置蓝牙定位基站，间距超过预设长度时以预设长度为步长扩展蓝牙定位基站，将Beacon信标安装在智能铁鞋内部，通过定位算法解算出铁鞋beacon信标在垂直于股道并过定位基站方向上的投影坐标，完成智能铁鞋定位；

UWB定位的过程包括：

在股道两侧对向各设置预设数量的定位基站，基站间距不超过预设长度，将UWB定位标签安装在铁鞋内部，通过定位算法解算出铁鞋定位标签在两基站连线方向的投影坐标，完成智能铁鞋定位；

RFID定位的定位过程包括：

将RFID读写器紧贴每条股道两侧并每隔预设数量的枕木或者不超过预设间隔长度进行间隔布置，将RFID标签安装在铁鞋内部，通过RFID标签接收射频信号和发射无线射频信号，实现与RFID读写器的无线通信，通过RFID读写器发射射频信号，并接收RFID标签返回的信息，根据信号强度、到达时间差指标，利用三角定位方法确定与智能铁鞋最近的股道RFID读写器，并确定智能铁鞋所处股道位置，完成智能铁鞋定位。

可选地，在本申请的一个实施例中，基于智能铁鞋的股道识别结果及智能铁鞋状态判断是否存在铁鞋漏撤，包括：

在智能铁鞋设防时在管理平台中记录其工作股道标记及唯一标识的智能铁鞋ID；

在列车启动前，基于智能铁鞋的股道识别结果和智能铁鞋状态判断智能铁鞋是否处于过失效状态，在智能铁鞋均处于失效状态时，若通过定位功能确定智能铁鞋与对应的工作股道的距离超过阈值，则判定当前时刻智能铁鞋已脱离其工作股道，判定该智能铁鞋不存在漏撤，若失效后通过智能铁鞋柜检测到对应ID的智能铁鞋已入柜，则判定该智能铁鞋不存在漏撤，否则判定存在智能铁鞋漏撤。

可选地，在本申请的一个实施例中，基于智能铁鞋的股道识别结果和智能铁鞋状态判断智能铁鞋是否处于失效状态，包括：

通过设置在智能铁鞋上的传感器对智能铁鞋的状态进行检测，基于检测结果和股道识别结果确定智能铁鞋处于脱离钢轨、远离车轮、倾斜侧翻、前翘或后翘中的至少两种状态时，判断智能铁鞋处于失效状态，其中，传感器包括加速传感器、超声波传感器和脉冲激光雷达传感器，检测过程中所使用的传感器为一种或多种组合。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例一所提供的一种基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法。

图1为本申请实施例一所提供的一种基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法的流程示意图。

如图1所示，该基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法包括以下步骤：

步骤101，获取股道区域经纬度数据和设定的股道定位允许阈值，并基于股道经纬度及股道允许阈值确定识别范围；

步骤102，通过NRTK对智能铁鞋进行定位，并在预设时间内获得NRTK返回的解算结果；

步骤103，判断NRTK返回的解算结果的坐标是否在识别范围内，并基于判断结果确定股道识别结果，其中，若解算结果的坐标在识别范围内，确定智能铁鞋所在的股道作为股道识别结果，若解算结果的坐标不在识别范围内，确定智能铁鞋不在股道区域内，并将其作为股道识别结果；

步骤104，基于智能铁鞋的股道识别结果及智能铁鞋状态判断是否存在铁鞋漏撤。

本申请实施例的基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法，利用基于北斗地基增强网的NRTK技术，通过接收差分播发平台提供的差分改正数，结合终端卫星观测量，实现实时厘米级坐标(经度、维度、高程)在本地端解算。实现空旷区域高精度实时定位，并配合辅助一维定位方式，实现铁鞋放置股道精准识别，同时结合智能铁鞋、属具管理柜、信息化管理系统，实现铁鞋的智能化管理，有效避免铁鞋漏撤。

可选地，在本申请的一个实施例中，NRTK定位的实现装置包括：

提供高精度卫星信号接收和处理的RTK基站，移动设备上的NRTK模组(包括用于提供高精度定位的RTK芯片、天线)。

可选地，在本申请的一个实施例中，方法还包括：

当铁鞋就位(设防且状态正常)后X2s内未检测到异常时，降低定位信号发送频率以减少电量消耗。

可选地，在本申请的一个实施例中，若NRTK未返回解析解，或者返回解析解解的时间超过X1s，

则判定当前NRTK定位结果质量差，该结果则不予采纳。

此时应采用股道横向一维定位方法划分铁鞋所在股道，需配合其他辅助定位技术。

可选地，在本申请的一个实施例中，辅助定位技术包括蓝牙定位、UWB定位和RFID定位，通过辅助定位技术对智能铁鞋进行定位，包括：

采用蓝牙或者UWB或者RFID技术方案中的一种或几种进行组合，实现股道横向一维定位。

可选地，在本申请的一个实施例中，蓝牙方案包括：蓝牙5.1AOA定位方案，包括蓝牙定位基站(含天线或天线阵列)、Beacon信标。在股道横向间隔不超过10m设置蓝牙定位基站，间距超过10m时以10m为步长扩展蓝牙定位基站，Beacon信标安装在铁鞋内部。定位算法解算出铁鞋beacon信标在垂直于股道并过定位基站方向上的投影坐标。

UWB定位方案包括：系统组成包括定位基站(基站天线一体式设备则不再单独设置天线)、天线、定位标签。在股道两侧对向各设置1台定位基站，基站间距不超过30m，UWB定位标签安装在铁鞋内部。定位算法解算出铁鞋定位标签在两基站连线方向的投影坐标。

RFID定位方案包括：系统组成包括：RFID读写器、RFID标签。RFID读写器紧贴每条股道两侧并每隔2-5个枕木或者不超过10m间隔布置，RFID标签安装在铁鞋内部。RFID标签通过接收射频信号和发射无线射频信号来与RFID读写器进行无线通信，RFID读写器负责发射射频信号，并接受RFID标签返回的信息，根据信号强度、到达时间差指标，利用三角定位方法计算铁鞋处于某股道RFID读写器之间，则可识别铁鞋所处股道位置。

各种定位方案生成的坐标分别与股道经纬度数据进行拟合，判断该坐标是否在股道经纬度及股道允许阈值所形成的范围内，每种定位方案的允许阈值不同，蓝牙和UWB不大于1m，RFID不大于2m。

多种方案组合时，各方案需设定不同优先级，蓝牙高于RFID高于UWB，该优先级设定于铁鞋内部控制单元或者远程服务器中。

可选地，在本申请的一个实施例中，漏撤识别过程包括：

在铁鞋已设防的基础上，列车启动前的正常操作应该是：当操作人员撤除铁鞋时，应先检测到铁鞋一种或几种失效状态(倾斜、距离车辆距离异常、与铁轨脱离)，并将该状态通过通信模块传输给管理平台，进而通过铁鞋定位识别出铁鞋离开轨道识别区域，并上报铁鞋ID，完成铁鞋撤防。若列车准备启动但是未发生上述铁鞋撤防流程时，判定为铁鞋漏撤。

具体地，基于智能铁鞋的股道识别结果及智能铁鞋状态判断是否存在铁鞋漏撤，包括：

在智能铁鞋设防时在管理平台中记录其工作股道标记及唯一标识的智能铁鞋ID；

铁鞋设防时通过自动定位或者人工录入方式已在管理平台中记录其工作股道标记X3及铁鞋ID(唯一编号)。在列车启动前，基于智能铁鞋的股道识别结果判断铁鞋是否出现过失效状态，在智能铁鞋均处于失效状态时，如果通过定位功能确定铁鞋离开股道X3至少X4m，则判定当前铁鞋位置脱离股道X3,可判定该铁鞋不存在漏撤，如果失效后通过铁鞋柜检测到该ID铁鞋已入柜，则判定该铁鞋不存在漏撤，否则判定存在铁鞋漏撤，其中，所述失效状态包括倾斜、距离车辆距离异常、与铁轨脱离。

可选地，在本申请的一个实施例中，基于智能铁鞋的股道识别结果和智能铁鞋状态判断智能铁鞋是否处于失效状态，包括：

通过设置在智能铁鞋上的传感器对智能铁鞋的状态进行检测，基于检测结果和股道识别结果确定智能铁鞋处于脱离钢轨、远离车轮、倾斜侧翻、前翘或后翘中的至少两种状态时，判断智能铁鞋处于失效状态，其中，传感器包括加速传感器、超声波传感器和脉冲激光雷达传感器，检测过程中所使用的传感器为一种或多种组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种基于股道识别的智能铁鞋漏撤判别方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取股道区域经纬度数据和设定的股道定位允许阈值，并基于股道经纬度及股道允许阈值确定识别范围；

通过NRTK对智能铁鞋进行定位，并在预设时间内获得NRTK返回的解算结果；

判断NRTK返回的解算结果的坐标是否在所述识别范围内，并基于判断结果确定股道识别结果，其中，若解算结果的坐标在识别范围内，确定智能铁鞋所在的股道作为股道识别结果，若解算结果的坐标不在识别范围内，确定智能铁鞋不在股道区域内，并将其作为股道识别结果；

基于智能铁鞋的股道识别结果及智能铁鞋状态判断是否存在铁鞋漏撤。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，NRTK定位的实现装置包括：

高精度卫星信号接收和处理的RTK基站、安装在智能铁鞋上的NRTK模组，其中，所述NRTK模组包括用于提供高精度定位的RTK芯片、天线。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在智能铁鞋设防且状态正常时，确定智能铁鞋处于正常使用状态，在智能铁鞋就位后的预设时间内未检测到异常时，降低定位信号发送频率。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若未在预设时间内获得NRTK返回的解算结果，判断当前NRTK定位失败，采用股道横向一维定位方法、通过辅助定位技术对智能铁鞋重新进行定位，并确定股道识别结果。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助定位技术包括蓝牙定位、UWB定位和RFID定位，所述通过辅助定位技术对智能铁鞋进行定位，包括：

采用蓝牙定位、UWB定位或RFID定位中的一种或几种进行组合定位，其中，不同定位方式所设定的优先级不同。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述蓝牙定位的过程包括：

在股道横向间隔不超过预设长度时设置蓝牙定位基站，间距超过预设长度时以预设长度为步长扩展蓝牙定位基站，将Beacon信标安装在智能铁鞋内部，通过定位算法解算出铁鞋beacon信标在垂直于股道并过定位基站方向上的投影坐标，完成智能铁鞋定位；

所述UWB定位的过程包括：

在股道两侧对向各设置预设数量的定位基站，基站间距不超过预设长度，将UWB定位标签安装在铁鞋内部，通过定位算法解算出铁鞋定位标签在两基站连线方向的投影坐标，完成智能铁鞋定位；

所述RFID定位的定位过程包括：

将RFID读写器紧贴每条股道两侧并每隔预设数量的枕木或者不超过预设间隔长度进行间隔布置，将RFID标签安装在铁鞋内部，通过RFID标签接收射频信号和发射无线射频信号，实现与RFID读写器的无线通信，通过RFID读写器发射射频信号，并接收RFID标签返回的信息，根据信号强度、到达时间差指标，利用三角定位方法确定与智能铁鞋最近的股道RFID读写器，并确定智能铁鞋所处股道位置，完成智能铁鞋定位。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于智能铁鞋的股道识别结果及智能铁鞋状态判断是否存在铁鞋漏撤，包括：

在智能铁鞋设防时在管理平台中记录其工作股道标记及唯一标识的智能铁鞋ID；

在列车启动前，基于智能铁鞋的股道识别结果和智能铁鞋状态判断智能铁鞋是否处于失效状态，在智能铁鞋均处于失效状态时，若通过定位功能确定智能铁鞋与对应的工作股道的距离超过阈值，则判定当前时刻智能铁鞋已脱离其工作股道，判定该智能铁鞋不存在漏撤，若失效后通过智能铁鞋柜检测到对应ID的智能铁鞋已入柜，则判定该智能铁鞋不存在漏撤，否则判定存在智能铁鞋漏撤。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于智能铁鞋的股道识别结果和智能铁鞋状态判断智能铁鞋是否处于失效状态，包括：

通过设置在智能铁鞋上的传感器对智能铁鞋的状态进行检测，基于检测结果和股道识别结果确定智能铁鞋处于脱离钢轨、远离车轮、倾斜侧翻、前翘或后翘中的至少两种状态时，判断智能铁鞋处于失效状态，其中，所述传感器包括加速传感器、超声波传感器和脉冲激光雷达传感器，所述检测过程中所使用的传感器为一种或多种组合。