CN117949020A - 基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，属于城市轨道交通里程校准技术领域。解决了现有技术中传统的基于便捷式添乘仪的检测数据里程校准方法里程校准误差大的问题；本发明通过将停车车站与检测数据匹配将检测数据分为多个区段，结合便捷式添乘仪放置位置与车站中心点里程，基于列车车厢长度计算并校准列车在车站停车时便捷式添乘仪检测数据点的里程，根据便捷式添乘仪检测数据点的校准速度得到计算距离，考虑到车站间断链里程信息，求解计算距离与实际距离的误差，得到所有检测数据点的校准里程。本发明有效提升了轨道交通场景下便捷式添乘仪检测数据点的里程校准的精度，可以应用于基于便捷式添乘仪检测数据的里程校准。
Description
技术领域
本发明涉及便捷式添乘仪数据里程校准方法，尤其涉及基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，属于城市轨道交通里程校准技术领域。
背景技术
随着城市轨道列车运量的增加，轨道线路所承受的冲击越来越大，对线路平稳性的要求也越来越高，因此对线路进行经常性的动态检查显得愈加重要。目前线路动态检查的主要手段包括轨道检查车、车载式晃车仪和便携式添乘仪，轨道检查车是目前较为先进的监测设备，但轨道检查车数量少、投资大，需专门摘挂，难以满足线路监测工作的需求，车载式晃车仪需要安装在列车上，不够灵活，便携式添乘仪携带方便，使用灵活，是一种为了适应轨道大面积线路监测、提高旅客舒适度而产生的一种先进的检查仪器。
便携式添乘仪对于里程计算与校准主要采用GPS数据，但城市轨道交通线路大部分建设在地下，GPS信号缺失，难以对检测数据进行校准，因此，目前对于城市轨道交通便携式添乘仪的里程校准是通过人工校准，列车通过百米标志时添乘人员按下小键盘进行记录检测数据中的百米标位置，从而校准检测数据里程，上述校准方式添乘人员需要在添乘过程时刻保持专注，并且受到天气状况、百米标清晰程度等条件影响，校准误差较大，且无法准确定位数据超限的位置，使工务段的线路养护维修工作难度加大。
现有技术1：公开(公告)号为CN114459505A的专利文件公开了一种基于台账曲线特征点的动检数据绝对里程校准方法，根据线路台账信息提取该条线路的曲线特征点，计算对应曲线特征点的超高值，生成初始超高基准数据序列，对初始超高基准数据序列进行插值处理，得到超高基准数据序列，对实际动检数据中的超高项进行采样，得到超高检测数据序列，对超高基准数据序列和超高检测数据序列分别进行基于动态时间规整D-DTW的粗配准、分段和基于shapeDTW的精细配准，合并分段精细配准的超高检测数据序列，评估实际动检数据的偏移量，得到整条线路的动检数据绝对里程校准结果，但基于轨道检查车检测数据进行校准需要获取超高信息，便捷式添乘仪检测数据不包含超高信息，因此上述动检数据绝对里程校准方法并不适用于基于便捷式添乘仪的检测数据里程校准方法；
现有技术2：公开(公告)号为CN113503896A的专利文件公开了一种基于定位系统的铁路测量小车的里程校准方法，通过对铁路施工现场的环境进行划分，包括有无隧道、有无轨道和有无信号多种组合情况，并针对不同的情况采用不同的定位测量方式或者不同的定位测量方式组合，综合各种定位测量方式的优点，相互弥补缺陷，其中定位测量方式包括三维激光扫描仪实现建模定位、里程计定位以及实时动态载波相位差分技术，但里程校准方法需要通过三维激光扫描、里程计等设备，而便捷式添乘仪不包含这些检测仪器，因此上述里程校准方法也不适用于基于便捷式添乘仪的检测数据里程校准方法。
现有技术3：公开(公告)号为CN115200609A的专利文件公开了高速综合检测列车的时间里程校准系统及方法，系统中时钟同步主组件和时钟同步从组件之间使用精确时间协议进行时间同步，分别用于生成对应的1PPS和TOD信号，列车里程线路数据采集组件，用于基于从时钟同步主组件接收的1PPS和TOD信号，沿列车里程数据每一预设距离，添加时间戳，进而确定添加时间戳的列车里程数据和列车线路数据，每一列车检测数据采集组件，用于进行铁路基础设施检测数据采集任务，得到列车检测数据，基于从时钟同步从组件接收的1PPS和TOD信号，对检测数据添加时间戳，得到添加时间戳的列车检测数据，时间里程校准系统及方法可消除同步误差，提高时间同步精度，提升时间里程校准的准确度和效率，但时间里程校准系统及方法面向高速综合检测列车，需要具备时钟同步主组件和时钟同步从组件，而便捷式添乘仪不具备上述组件，因此上述时间里程校准系统及方法不适用于基于便捷式添乘仪的检测数据里程校准；
现有技术4：公开(公告)号为CN113375690A的专利文件公开了一种用于地铁隧道病害移动检测的里程校准编码系统及施工方法，包括里程校准编码图像，设置在隧道内侧壁上，用于利用二进制编码规则存储里程数据，所述里程校准编码图像采用58位二进制数据，排列如下：校准码10位、起始码3位、里程数据32位、结束位3位、校准码10位，编码读取器，安装在移动平台上，用于读取里程校准编码图像存储的信息，所述编码读取器采用反射式光电读码器，使得编码安装简单易行，不会给隧道带来可能影响行车安全的多余物，里程校准编码系统及施工方法能够提供毫米级的位置修正，可以保障高精度的检测测量需要，但里程校准编码系统及施工方法需要安装反射式光电读码器，并且需要将里程校准编码图像设置在隧道内侧壁上，虽能保证精度，却操作不便，难以实现，便捷式添乘仪不具备安装条件，因此上述里程校准编码系统及施工方法不适用于基于便捷式添乘仪的检测数据里程校准。
针对上述问题，需要一种面向城市地下轨道线路检测场景的能够减少人工校准的里程校准误差、无需加装设备的基于城市轨道交通便捷式添乘仪数据的里程校准方法。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
鉴于此，为解决现有技术中传统的基于便捷式添乘仪的检测数据里程校准方法里程校准误差大的问题，本发明提供基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法。
技术方案如下：基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，包括以下步骤：
S1.获取便捷式添乘仪检测前的初始信息和检测过程中的列车停车信息；
具体的：初始信息包括车站中心里程点、车站里程、列车车厢号、设定的车厢位置、便捷式添乘仪放置点所在列车车厢号和列车车厢长度，列车停车信息包括停车开始时间、停车结束时间、列车停车车站和是否在车站停车；
S2.获取便捷式添乘仪检测数据点的采集时间和速度，将停车开始时间和停车结束时间与便捷式添乘仪放置点的检测数据点采集时间和速度进行匹配，得到列车停车车站对应的检测数据点时间和速度区间；
S3.根据车站中心里程点及其对应车厢位置，得到便捷式添乘仪放置点与车站中心里程点的距离和列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程；
S4.根据检测校准条件判定列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程是否需要校准，对需要校准的便捷式添乘仪检测数据点的里程进行校准；
S5.校正列车停车期间对应的便捷式添乘仪检测数据点的速度，根据相邻便捷式添乘仪检测数据点的校正速度，得到相邻检测数据点之间的计算距离和相邻停车车站之间的计算距离；
S6.根据车站中心里程点的里程与轨道线路断链里程信息，得到相邻停车车站之间的实际距离，获取相邻停车车站的计算距离与实际距离的误差；
S7.对相邻停车车站对应的相邻检测数据点的计算距离进行校准，得到距离校准结果，根据距离校准结果得到相邻停车车站对应的相邻检测数据点的计算里程；
S8.校准相邻停车车站便捷式添乘仪检测数据各个检测数据点的计算里程，得到校准里程；
S9.根据步骤S5至S8对每两个相邻停车车站的便捷式添乘仪检测数据进行里程计算并校准，获取便捷式添乘仪所有检测数据点的校准里程。
进一步地，线路中车站中心里程点为，/>，车站里程为/>，，其中，/>为车站数量，列车车厢号为/>，/>，其中，/>为列车车厢数量，单节列车车厢长度为/>，设定三个车厢位置，分别为前部车厢位置/>、中部车厢位置/>和后部车厢位置/>，对设定的车厢位置进行量化，得到车厢起始点至设定的车厢位置占单节列车车厢长度/>的百分比/>；
车厢起始点至设定的车厢位置占单节列车车厢长度的百分比/>表示为：
；
其中，为当前车厢位置；
各个停车点的停车开始时间为，/>，各个停车点的停车结束时间为/>，/>，列车停车车站为/>，/>，是否在车站停车表示为/>，，其中，/>为便捷式添乘仪检测过程中的停车次数。
进一步地，便捷式添乘仪的检测数据点为，/>，其中，/>为检测数据点数量，各个检测数据点的采集时间为/>，/>，各个检测数据点的速度为/>，，将停车开始时间/>和停车结束时间/>与检测数据点的采集时间/>和速度/>进行匹配，得到列车停车车站对应的检测数据点时间区间/>和列车停车车站对应的检测数据点速度区间/>。
进一步地，根据列车车厢号、百分比/>和单节列车车厢长度/>，计算出便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>的距离/>；
便捷式添乘仪放置点与车站中心里程点/>的距离/>表示为：
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当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，便捷式添乘仪在车站中心里程点对应车站停车时的检测数据点里程/>表示为：
；
其中，为车站中心里程点/>的对应车站里程；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，便捷式添乘仪在车站中心里程点对应车站停车时的检测数据点里程/>表示为：
。
进一步地，所述S4中，根据列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点与车站中心里程点的里程，结合轨道线路断链里程信息，设定检测校准条件判定列车在车站停车时便捷式添乘仪放置点与车站中心点里程之间是否存在断链；
断链里程信息包括长链里程信息和短链里程信息，长链为，/>,长链开始里程为/>，/>，长链结束里程为/>，/>，其中，/>为长链数量，短链为/>，/>,短链开始里程为/>，/>，短链结束里程为/>，/>，其中，/>为短链数量；
检测校准条件表示为：当长链开始里程、长链结束里程/>、短链开始里程和短链结束里程/>在便捷式添乘仪在车站中心里程点/>对应车站停车时的检测数据点里程/>与车站中心里程点/>的对应车站里程/>的范围内时，便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间存在断链，即列车在车站停车时对应的便捷式添乘仪检测数据点的里程需要进行校准；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，检测校准判定公式表示为：
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当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，检测校准判定公式表示为：
；
其中，表示列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程是否需要校准，1为需要校准，0为无需校准，各个车站中心里程点/>与便捷式添乘仪放置点/>之间的长链集合为/>，长链集合/>开始里程为/>，长链集合/>结束里程为/>，各个车站中心里程点/>与便捷式添乘仪放置点/>之间的短链集合为/>，短链集合/>开始里程为/>和短链集合/>结束里程为/>；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，如果断链为短链，则列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
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其中，为便捷式添乘仪在车站中心里程点/>对应车站停车时的校准里程，/>为便捷式添乘仪在车站中心里程点/>对应车站停车时便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的短链数量，/>为便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链/>的开始里程，/>为便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链/>的结束里程；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，如果断链为长链，则列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
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其中，为便捷式添乘仪在车站中心里程点/>对应车站停车时便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链数量，/>为便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链/>的开始里程，/>为便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链/>的结束里程；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，如果断链为短链，则列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，如果断链为长链，则列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
。
进一步地，采用便捷式添乘仪获得每个检测数据点的瞬时速度，将列车停车车站对应的检测数据点速度区间校正为0，校正后的所有检测数据点的校正速度为/>，/>；
根据相邻检测数据点之间的计算距离公式，得到相邻检测数据点之间的计算距离；
相邻检测数据点之间的计算距离公式表示为：
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其中，为检测数据点/>与其相邻的检测数据点/>之间的计算距离，/>为检测数据点/>的校正速度，/>为检测数据点/>的校正速度，/>为便捷式添乘仪的采样频率；
根据检测数据点与其相邻的检测数据点/>之间的计算距离/>，得到相邻停车车站即停车车站/>与停车车站/>之间的计算距离/>；
相邻停车车站之间的计算距离表示为：
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其中，为停车车站/>与停车车站/>之间的检测数据点数量，停车车站为停车车站/>的上一个停车车站。
进一步地，相邻停车车站之间的实际距离表示为：
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其中，为停车车站/>车站中心里程点的里程，/>为停车车站/>的车站中心里程点的里程，/>为停车车站/>与停车车站/>之间的短链/>的开始里程，/> 为停车车站/>与停车车站/>之间的短链/>的结束里程，/>为停车车站/>与停车车站/>之间的短链数量，/>为停车车站/>与停车车站/>之间的长链/>的开始里程，/>为停车车站/>与停车车站/>之间的长链/>的结束里程，/>为停车车站/>与停车车站/>之间的长链数量；
相邻停车车站之间的计算距离与实际距离的误差表示为：
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进一步地，当计算距离大于实际距离/>时，即误差/>为负数时，相邻停车车站对应的相邻检测数据点的距离校准公式表示为：
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当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，检测数据点的计算里程/>表示为：
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当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，检测数据点的计算里程/>表示为：
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进一步地，通过断链里程信息确定线路中各个断链的位置，根据相邻停车车站之间各个断链位置与参考开始车站之间的实际距离公式，得到断链与停车车站/>的实际距离/>；
相邻停车车站之间各个断链位置与参考开始车站之间的实际距离公式表示为：
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计算相邻停车车站之间便捷式添乘仪各个检测数据点与参考开始车站之间的距离；
；
其中，为检测数据点/>与其上一个停车车站/>的距离，/>为检测数据点/>与其上一个停车车站/>之间的检测数据点数量；
根据获取相邻停车车站之间各个断链位置与开始车站之间的实际距离、相邻停车车站之间便捷式添乘仪各个检测数据点与参考开始车站之间的距离，结合里程校准条件判断出需要里程校准的检测数据点，并对其进行里程校准；
里程校准条件表示为：在两个相邻断链之间的检测数据点需要进行里程校准；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
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其中，为检测数据点/>的校准里程，/>为断链/>区间检测数据点/>的断链/>的结束里程，断链/>和断链/>为线路中里程增加方向上相邻的断链，停车车站/>为断链/>的上一个停车车站，/>为断链/>与停车车站之间的实际距离；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
。
本发明的有益效果如下：本发明通过城市轨道交通列车在车站停车时的特点对便捷式添乘仪检测数据点的里程进行校准，能够解决当前在城市轨道交通场景下GPS信号缺失无法进行里程校准以及人工校准方式情况下里程误差大的问题，可以帮助工务人员等及时准确定位轨道病害、晃车位置；当前城市轨道交通便捷式添乘仪里程校准方法需要人工保持专注、耗费检测人员精力，且受天气条件约束、百米标清晰程度影响，而本发明实践过程中检测人员只需要在列车停车时记录停车开始时间和停车结束时间以及停车的车站，不需要耗费检测人员很大的专注精力，同时得到的最终检测数据不受天气条件、光照田间等约束的影响；综上所述，针对当前城市轨道交通场景下便捷式添乘仪检测数据里程人工校准方法精度不足的问题，本发明通过车站停车特征与车站里程信息，提出一种考虑检测位置与线路长短链的便捷式添乘仪停车车站处检测数据的里程计算与校准方法，通过将停车车站与检测数据匹配将检测数据分为多个区段，并考虑便捷式添乘仪放置位置与车站中心点里程，基于列车车厢长度计算并校准便捷式添乘仪停车时的里程，且针对相邻停车车站之间检测数据的里程计算与校准，本发明提出一种基于列车停车特征的城市轨道交通便捷式添乘仪检测数据里程计算与校准方法，使得城市轨道交通场景下便捷式添乘仪检测数据点的里程校准的误差更小。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参考图1详细说明本实施例，基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，具体包括以下步骤：
S1.获取便捷式添乘仪检测前的初始信息和检测过程中的列车停车信息；
具体的：初始信息包括车站中心里程点、车站里程、列车车厢号、设定的车厢位置、便捷式添乘仪放置点所在列车车厢号和列车车厢长度，列车停车信息包括停车开始时间、停车结束时间、列车停车车站和是否在车站停车；
S2.获取便捷式添乘仪检测数据点的采集时间和速度，将停车开始时间和停车结束时间与便捷式添乘仪放置点的检测数据点采集时间和速度进行匹配，得到列车停车车站对应的检测数据点时间和速度区间；
S3.根据车站中心里程点及其对应车厢位置，得到便捷式添乘仪放置点与车站中心里程点的距离和列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程；
S4.根据检测校准条件判定列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程是否需要校准，对需要校准的便捷式添乘仪检测数据点的里程进行校准；
S5.校正列车停车期间对应的便捷式添乘仪检测数据点的速度，根据相邻便捷式添乘仪检测数据点的校正速度，得到相邻检测数据点之间的计算距离和相邻停车车站之间的计算距离；
S6.根据车站中心里程点的里程与轨道线路断链里程信息，得到相邻停车车站之间的实际距离，获取相邻停车车站的计算距离与实际距离的误差；
S7.对相邻停车车站对应的相邻检测数据点的计算距离进行校准，得到距离校准结果，根据距离校准结果得到相邻停车车站对应的相邻检测数据点的计算里程；
S8.校准相邻停车车站便捷式添乘仪检测数据各个检测数据点的计算里程，得到校准里程；
S9.根据步骤S5至S8对每两个相邻停车车站的便捷式添乘仪检测数据进行里程计算并校准，获取便捷式添乘仪所有检测数据点的校准里程。
进一步地，线路中车站中心里程点为，/>，车站里程为/>，，其中，/>为车站数量，列车车厢号为/>，/>，其中，/>为列车车厢数量，单节列车车厢长度为/>，设定三个车厢位置，分别为前部车厢位置/>、中部车厢位置/>和后部车厢位置/>，对设定的车厢位置进行量化，得到车厢起始点至设定的车厢位置占单节列车车厢长度/>的百分比/>；
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具体的，便捷式添乘仪检测数据涵盖线路编号、走行方向、里程、垂向加速度、横向加速度、车速等信息，由于检测里程的检测误差太大，所以获取便捷式添乘仪检测数据后，根据车站起始点里程对便捷式添乘仪检测数据每个检测数据点进行里程计算与校准。
进一步地，便捷式添乘仪的检测数据点为，/>，其中，/>为检测数据点数量，各个检测数据点的采集时间为/>，/>，各个检测数据点的速度为/>，，将停车开始时间/>和停车结束时间/>与检测数据点的采集时间/>和速度/>进行匹配，得到列车停车车站对应的检测数据点时间区间/>和列车停车车站对应的检测数据点速度区间/>。
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具体的，便捷式添乘仪放置点为便捷式添乘仪采集检测数据点的位置，由于便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>所在位置不一致，因此，为了计算便捷式添乘仪在车站停车时的里程，需要计算列车在车站停车时便捷式添乘仪放置点/>与所在的停车车站的车站中心里程点/>之间的距离，且在计算便捷式添乘仪检测数据点的里程时需要考虑列车行车方向与线路中里程增加方向是否一致。
进一步地，所述S4中，根据列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点与车站中心里程点的里程，结合轨道线路断链里程信息，设定检测校准条件判定列车在车站停车时便捷式添乘仪放置点与车站中心点里程之间是否存在断链；
断链里程信息包括长链里程信息和短链里程信息，长链为，/>,长链开始里程为/>，/>，长链结束里程为/>，/>，其中，/>为长链数量，短链为/>，/>,短链开始里程为/>，/>，短链结束里程为/>，/>，其中，/>为短链数量；
检测校准条件表示为：当长链开始里程、长链结束里程/>、短链开始里程和短链结束里程/>在便捷式添乘仪在车站中心里程点/>对应车站停车时的检测数据点里程/>与车站中心里程点/>的对应车站里程/>的范围内时，便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间存在断链，即列车在车站停车时对应的便捷式添乘仪检测数据点的里程需要进行校准；
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当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，如果断链为短链，则列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
；
其中，为便捷式添乘仪在车站中心里程点/>对应车站停车时的校准里程，/>为便捷式添乘仪在车站中心里程点/>对应车站停车时便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的短链数量，/>为便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链/>的开始里程，/>为便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链/>的结束里程；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，如果断链为长链，则列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
；
其中，为便捷式添乘仪在车站中心里程点/>对应车站停车时便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链数量，/>为便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链/>的开始里程，/>为便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链/>的结束里程；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，如果断链为短链，则列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，如果断链为长链，则列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
。
具体的，轨道线路由于局部改线或分段测量等原因造成里程桩号不连续，存在桩号与实际里程不符的断链情况，断链为短链即当路线桩号长于地面实际里程时，断链开始里程小于结束里程，断链为长链，即当地面实际里程长于路线桩号，即断链开始里程大于结束里程，因此，在计算列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程时，需要考虑断链为长链还是断链，否则会导致里程计算错误。
进一步地，采用便捷式添乘仪获得每个检测数据点的瞬时速度，将列车停车车站对应的检测数据点速度区间校正为0，校正后的所有检测数据点的校正速度为/>，/>；
根据相邻检测数据点之间的计算距离公式，得到相邻检测数据点之间的计算距离；
相邻检测数据点之间的计算距离公式表示为：
；
其中，为检测数据点/>与其相邻的检测数据点/>之间的计算距离，/>为检测数据点/>的校正速度，/>为检测数据点/>的校正速度，/>为便捷式添乘仪的采样频率；
根据检测数据点与其相邻的检测数据点/>之间的计算距离/>，得到相邻停车车站之间的计算距离/>；
相邻停车车站即停车车站与停车车站/>之间的计算距离/>表示为：
；
其中，为停车车站/>与停车车站/>之间的检测数据点数量，停车车站为停车车站/>的上一个停车车站。
具体的，由于便捷式添乘仪在城市轨道中缺失信号的问题，导致便捷式添乘仪在城市轨道列车检测时误差非常大，因此，便捷式添乘仪检测数据点的里程需要再次精细计算；
由于列车在停车期间列车是不移动的，因此，停车期间对应的便捷式添乘仪检测数据的速度应为0，但由于便捷式添乘仪的速度检测器的系统误差，导致列车停车时检测数据对应的速度不一定为0，为提升计算里程的准确性，将列车停车车站对应的检测数据点速度区间校正为0。
进一步地，相邻停车车站之间的实际距离表示为：
；
其中，停车车站为停车车站/>的上一个停车车站，/>为停车车站/>车站中心里程点的里程，/>为停车车站/>的车站中心里程点的里程，/>为停车车站/>与停车车站/>之间的短链/>的开始里程，/> 为停车车站/>与停车车站/>之间的短链/>的结束里程，/>为停车车站/>与停车车站/>之间的短链数量，/>为停车车站/>与停车车站/>之间的长链/>的开始里程，为停车车站/>与停车车站/>之间的长链/>的结束里程，/>为停车车站与停车车站/>之间的长链数量；
相邻停车车站之间的计算距离与实际距离的误差表示为：
；
具体的，由于设备检测误差、检测晃动以及采集的速度等因素，导致在计算行驶距离过程时导致产生误差。
进一步地，当计算距离大于实际距离/>时，即误差/>为负数时，相邻停车车站对应的相邻检测数据点的距离校准公式表示为：/>
；
其中，为检测数据点/>与其相邻的检测数据点/>之间的距离校准结果，/>为检测数据点/>校正后的速度，/>为检测数据点/>校正后的速度；
当计算距离大于实际距离/>时，即误差/>为正数时，相邻停车车站对应的相邻检测数据点的距离校准公式表示为：
；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，检测数据点的计算里程/>表示为：
；
其中，为检测数据点/>的计算里程，且当检测数据点/>为相邻停车车站中便捷式添乘仪检测数据的第一个检测数据点时，/>表示便捷式添乘仪在车站停车时的校准里程；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，检测数据点的计算里程/>表示为：
。
进一步地，通过断链里程信息确定线路中各个断链的位置，根据相邻停车车站之间各个断链位置与参考开始车站之间的实际距离公式，得到断链与停车车站/>的实际距离/>；
相邻停车车站之间各个断链位置与参考开始车站之间的实际距离公式表示为：
；
其中，停车车站为断链/>的上一个停车车站，/>为断链/>的里程，为断链/>与停车车站/>之间的短链/>的开始里程，/>为断链与停车车站/>之间的短链/>的结束里程，/>为断链/>与停车车站/>之间的短链数量，/>为断链/>与停车车站/>之间的长链/>的开始里程，为断链/>与停车车站/>之间的长链/>的结束里程，/>为断链/>与停车车站/>之间的短链数量；
计算相邻停车车站之间便捷式添乘仪各个检测数据点与参考开始车站之间的距离；
；
其中，为检测数据点/>与其上一个停车车站/>的距离，/>为检测数据点/>与其上一个停车车站/>之间的检测数据点数量；
根据获取相邻停车车站之间各个断链位置与开始车站之间的实际距离、相邻停车车站之间便捷式添乘仪各个检测数据点与参考开始车站之间的距离，结合里程校准条件判断出需要里程校准的检测数据点，并对其进行里程校准；
里程校准条件表示为：在两个相邻断链之间的检测数据点需要进行里程校准；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
；
其中，为检测数据点/>的校准里程，/>为断链/>区间检测数据点/>的断链/>的结束里程，断链/>和断链/>为线路中里程增加方向上相邻的断链，停车车站/>为断链/>的上一个停车车站，/>为断链/>与停车车站之间的实际距离；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
。
具体的，由于相邻停车车站对应线路中的断链情况，检测数据点的计算里程并非实际里程，为保证准确性需要校准各个检测数据点的计算里程，参考开始车站为线路中里程增加方向上两个相邻停车车站中的第一个车站。
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。
Claims (9)
1.基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.获取便捷式添乘仪检测前的初始信息和检测过程中的列车停车信息；
具体的：初始信息包括车站中心里程点、车站里程、列车车厢号、设定的车厢位置、便捷式添乘仪放置点所在列车车厢号和列车车厢长度，列车停车信息包括停车开始时间、停车结束时间、列车停车车站和是否在车站停车；
S2.获取便捷式添乘仪检测数据点的采集时间和速度，将停车开始时间和停车结束时间与便捷式添乘仪放置点的检测数据点采集时间和速度进行匹配，得到列车停车车站对应的检测数据点时间和速度区间；
S3.根据车站中心里程点及其对应车厢位置，得到便捷式添乘仪放置点与车站中心里程点的距离和列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程；
S4.根据检测校准条件判定列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点里程是否需要校准，对需要校准的便捷式添乘仪检测数据点的里程进行校准；
S5.校正列车停车期间对应的便捷式添乘仪检测数据点的速度，根据相邻便捷式添乘仪检测数据点的校正速度，得到相邻检测数据点之间的计算距离和相邻停车车站之间的计算距离；
S6.根据车站中心里程点的里程与轨道线路断链里程信息，得到相邻停车车站之间的实际距离，获取相邻停车车站的计算距离与实际距离的误差；
S7.对相邻停车车站对应的相邻检测数据点的计算距离进行校准，得到距离校准结果，根据距离校准结果得到相邻停车车站对应的相邻检测数据点的计算里程；
S8.校准相邻停车车站便捷式添乘仪检测数据各个检测数据点的计算里程，得到校准里程；
S9.根据步骤S5至S8对每两个相邻停车车站的便捷式添乘仪检测数据进行里程计算并校准，获取便捷式添乘仪所有检测数据点的校准里程。
2.根据权利要求1所述的基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，其特征在于，所述S1中，线路中车站中心里程点为，/>，车站里程为/>，，其中，/>为车站数量，列车车厢号为/>，/>，其中，/>为列车车厢数量，单节列车车厢长度为/>，设定三个车厢位置，分别为前部车厢位置/>、中部车厢位置/>和后部车厢位置/>，对设定的车厢位置进行量化，得到车厢起始点至设定的车厢位置占单节列车车厢长度/>的百分比/>；
车厢起始点至设定的车厢位置占单节列车车厢长度的百分比/>表示为：
；
其中，为当前车厢位置；
各个停车点的停车开始时间为，/>，各个停车点的停车结束时间为/>，，列车停车车站为/>，/>，是否在车站停车表示为/>，，其中，/>为便捷式添乘仪检测过程中的停车次数。
3.根据权利要求2所述的基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，其特征在于，所述S2中，便捷式添乘仪的检测数据点为，/>，其中，/>为检测数据点数量，各个检测数据点的采集时间为/>，/>，各个检测数据点的速度为/>，，将停车开始时间/>和停车结束时间/>与检测数据点的采集时间/>和速度/>进行匹配，得到列车停车车站对应的检测数据点时间区间/>和列车停车车站对应的检测数据点速度区间/>。
4.根据权利要求3所述的基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，其特征在于，所述S3中，根据列车车厢号、百分比/>和单节列车车厢长度/>，计算出便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>的距离/>；
便捷式添乘仪放置点与车站中心里程点/>的距离/>表示为：
；
其中，为车站中心里程点/>对应的列车车厢号，/>为便捷式添乘仪放置点/>所在列车车厢号，/>为车站中心里程点/>对应的车厢位置，/>为便捷式添乘仪放置点/>对应的车厢位置；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，便捷式添乘仪在车站中心里程点对应车站停车时的检测数据点里程/>表示为：
；
其中，为车站中心里程点/>的对应车站里程；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，便捷式添乘仪在车站中心里程点对应车站停车时的检测数据点里程/>表示为：
。
5.根据权利要求4所述的基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，其特征在于，所述S4中，根据列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点与车站中心里程点的里程，结合轨道线路断链里程信息，设定检测校准条件判定列车在车站停车时便捷式添乘仪放置点与车站中心点里程之间是否存在断链；
断链里程信息包括长链里程信息和短链里程信息，长链为，/>,长链开始里程为/>，/>，长链结束里程为/>，/>，其中，为长链数量，短链为/>，/>,短链开始里程为/>，/>，短链结束里程为/>，/>，其中，/>为短链数量；
检测校准条件表示为：当长链开始里程、长链结束里程/>、短链开始里程/>和短链结束里程/>在便捷式添乘仪在车站中心里程点/>对应车站停车时的检测数据点里程/>与车站中心里程点/>的对应车站里程/>的范围内时，便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间存在断链，即列车在车站停车时对应的便捷式添乘仪检测数据点的里程需要进行校准；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，检测校准判定公式表示为：
；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，检测校准判定公式表示为：
；
其中，表示列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程是否需要校准，1为需要校准，0为无需校准，各个车站中心里程点/>与便捷式添乘仪放置点/>之间的长链集合为/>，长链集合/>开始里程为/>，长链集合/>结束里程为/>，各个车站中心里程点/>与便捷式添乘仪放置点/>之间的短链集合为/>，短链集合/>开始里程为/>和短链集合/>结束里程为/>；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，如果断链为短链，则列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
；
其中，为便捷式添乘仪在车站中心里程点/>对应车站停车时的校准里程，/>为便捷式添乘仪在车站中心里程点/>对应车站停车时便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的短链数量，/>为便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链/>的开始里程，/>为便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链/>的结束里程；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，如果断链为长链，则列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
；
其中，为便捷式添乘仪在车站中心里程点/>对应车站停车时便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链数量，/>为便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点之间的长链/>的开始里程，/>为便捷式添乘仪放置点/>与车站中心里程点/>之间的长链/>的结束里程；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，如果断链为短链，则列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，如果断链为长链，则列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
。
6.根据权利要求5所述的基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，其特征在于，所述S5中，采用便捷式添乘仪获得每个检测数据点的瞬时速度，将列车停车车站对应的检测数据点速度区间校正为0，校正后的所有检测数据点的校正速度为，/>；
根据相邻检测数据点之间的计算距离公式，得到相邻检测数据点之间的计算距离；
相邻检测数据点之间的计算距离公式表示为：
；
其中，为检测数据点/>与其相邻的检测数据点/>之间的计算距离，/>为检测数据点/>的校正速度，/>为检测数据点/>的校正速度，/>为便捷式添乘仪的采样频率；
根据检测数据点与其相邻的检测数据点/>之间的计算距离/>，得到相邻停车车站之间的计算距离/>；
相邻停车车站即停车车站与停车车站/>之间的计算距离/>表示为：
；
其中，为停车车站/>与停车车站/>之间的检测数据点数量，停车车站/>为停车车站/>的上一个停车车站。
7.根据权利要求6所述的基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，其特征在于，所述S6中，相邻停车车站之间的实际距离表示为：
；
其中，停车车站为停车车站/>的上一个停车车站，/>为停车车站/>车站中心里程点的里程，/>为停车车站/>的车站中心里程点的里程，/>为停车车站/>与停车车站/>之间的短链/>的开始里程，/> 为停车车站/>与停车车站/>之间的短链/>的结束里程，/>为停车车站/>与停车车站/>之间的短链数量，/>为停车车站/>与停车车站/>之间的长链/>的开始里程，/>为停车车站/>与停车车站/>之间的长链/>的结束里程，/>为停车车站/>与停车车站之间的长链数量；
相邻停车车站之间的计算距离与实际距离的误差表示为：
。
8.根据权利要求7所述的基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，其特征在于，所述S7中，当计算距离大于实际距离/>时，即误差/>为负数时，相邻停车车站对应的相邻检测数据点的距离校准公式表示为：
；
其中，为检测数据点/>与其相邻的检测数据点/>之间的距离校准结果，为检测数据点/>校正后的速度，/>为检测数据点/>校正后的速度；
当计算距离大于实际距离/>时，即误差/>为正数时，相邻停车车站对应的相邻检测数据点的距离校准公式表示为：
；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，检测数据点的计算里程/>表示为：
；
其中，为检测数据点/>的计算里程，且当检测数据点/>为相邻停车车站中便捷式添乘仪检测数据的第一个检测数据点时，/>表示便捷式添乘仪在车站停车时的校准里程；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，检测数据点的计算里程/>表示为：
。
9.根据权利要求8所述的基于列车行驶特征的便捷式添乘仪数据里程校准方法，其特征在于，所述S8中，通过断链里程信息确定线路中各个断链的位置，根据相邻停车车站之间各个断链位置与参考开始车站之间的实际距离公式，得到断链与停车车站/>的实际距离/>；
相邻停车车站之间各个断链位置与参考开始车站之间的实际距离公式表示为：
；
其中，停车车站为断链/>的上一个停车车站，/>为断链/>的里程，为断链/>与停车车站/>之间的短链/>的开始里程，/>为断链/>与停车车站/>之间的短链/>的结束里程，/>为断链/>与停车车站/>之间的短链数量，/>为断链/>与停车车站/>之间的长链/>的开始里程，为断链/>与停车车站/>之间的长链/>的结束里程，/>为断链/>与停车车站/>之间的短链数量；
计算相邻停车车站之间便捷式添乘仪各个检测数据点与参考开始车站之间的距离；
；
其中，为检测数据点/>与其上一个停车车站/>的距离，/>为检测数据点与其上一个停车车站/>之间的检测数据点数量；
根据获取相邻停车车站之间各个断链位置与开始车站之间的实际距离、相邻停车车站之间便捷式添乘仪各个检测数据点与参考开始车站之间的距离，结合里程校准条件判断出需要里程校准的检测数据点，并对其进行里程校准；
里程校准条件表示为：在两个相邻断链之间的检测数据点需要进行里程校准；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相同时，列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
；
其中，为检测数据点/>的校准里程，/>为断链/>区间检测数据点/>的断链/>的结束里程，断链/>和断链/>为线路中里程增加方向上相邻的断链，停车车站/>为断链/>的上一个停车车站，/>为断链/>与停车车站之间的实际距离；
当列车行车方向与线路中里程增加方向相反时，列车在车站停车时对应便捷式添乘仪检测数据点的里程校准公式表示为：
。
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| GR01 | Patent grant |