[發明專利]基于衛星定位的岔區列車股道加權識別方法

有效

• 申請號: 201810859490.9
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109085631B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 陸德彪;蔡伯根;吳波前;王劍;上官偉;劉江;姜維
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01S19/50
• 分類號: G01S19/50
• 代理公司: 11392 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 謝建玲;郝亮

1.一種基于衛星定位的岔區列車股道加權識別方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：確認列車在進入道岔區段前的運行線路，并依據預先存儲在地圖數據庫中的鐵路線路拓撲關系，通過檢索地圖數據庫獲得候選線路全集OL_i(i＝1,2,...,n)，i表示線路；

S2：獲取基于GNSS的列車定位結果及可見衛星數量信息，基于GNSS定位信息構建置信區域，并計算OL_i中在置信區域內存在數據點的子集，得到候選線路集合FL_i；

S3：計算每條候選線路的匹配距離偏差和方向偏差權重，建立候選線路權重函數，計算FL_i中所有線路的權重，選取權重最大的線路作為最終的匹配線路，完成道岔區段內列車的股道初始識別；

S4：結合鐵路線路的拓撲結構以及列車運行狀態，建立列車在道岔區段內的股道精確識別規則；

步驟S2中置信區域是利用GNSS定位信息構建的誤差橢圓，所述誤差橢圓中心點為GNSS定位點，參數為：

式(1)中，σ_xy分別為高斯平面坐標系下的橫、縱坐標的方差及協方差值，通過取矩陣(G^TG)^-1△²的左上2×2項獲得，如公式(2)所示：

式(2)中，G為觀測矩陣，△是與GNSS空間信號傳播誤差相關的系數。

2.如權利要求1所述的基于衛星定位的岔區列車股道加權識別方法，其特征在于：步驟S2中若候選線路全集中有數據點在置信區域內，則滿足

式(3)中，△x＝(x_OL-x_GNSS)，△y＝(y_OL-y_GNSS)；(x_GNSS,y_GNSS)和(x_OL,y_OL)分別為GNSS定位點和候選線路全集OL_i的數據點在高斯平面坐標系下的橫、縱坐標；

通過式(3)計算，生成候選線路集合FL_i及對應的候選線路數據庫點集合M_ij，其中j代表相同線路下置信區域內的數據點個數，以列車運行方向表示j增大方向。

3.如權利要求1所述的基于衛星定位的岔區列車股道加權識別方法，其特征在于：步驟S3中所述匹配距離偏差是指GNSS定位點與每條候選線路數據庫點的距離偏差，方向偏差是指GNSS定位的航向角與DTM獲得的實際線路方向的偏差；

對匹配距離偏差和方向偏差建立的權重函數為

W＝W_d+W_φ (4)

式(4)中，W_d、W_φ分別代表匹配距離偏差權重函數與方向偏差權重函數，其中W_d,W_φ∈[0,1]，且數值越大代表權重越高。

4.如權利要求3所述的基于衛星定位的岔區列車股道加權識別方法，其特征在于：所述匹配距離偏差權重函數W_d的計算如式(5)所示：

式(5)中，T_d為與匹配距離偏差△d值負相關的函數，T_d＝25×exp(-△d)，代表GNSS定位點與地圖數據庫點的匹配相關性，取值范圍為0～1；

所述方向偏差權重函數W_φ的計算如式(6)所示：

W_φ＝T_φcos(△φ) (6)

式(6)中，T_φ為速度的門限保護值，V為列車運行速度，△φ＝φ_GNSS-φ_L，其中φ_GNSS和φ_L分別代表通過GNSS定位信息獲得的航向角和通過DTM獲得的線路方向角。