[發(fā)明專利]基于衛(wèi)星定位的岔區(qū)列車股道加權識別方法

有效

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• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109085631B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)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(wèi)平智業(yè)專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 謝建玲;郝亮

本發(fā)明公開了一種基于衛(wèi)星定位的岔區(qū)列車股道加權識別方法，包括S1：確認列車在進入道岔區(qū)段前的運行線路，并依據(jù)預先存儲在地圖數(shù)據(jù)庫中的鐵路線路拓撲關系，通過檢索地圖數(shù)據(jù)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(jié)果及可見衛(wèi)星數(shù)量信息，基于GNSS定位信息構(gòu)建置信區(qū)域，并計算OL_i中在置信區(qū)域內(nèi)存在數(shù)據(jù)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(shù)，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(qū)段內(nèi)列車的股道初始識別；S4：結(jié)合鐵路線路的拓撲結(jié)構(gòu)以及列車運行狀態(tài)，建立列車在道岔區(qū)段內(nèi)的股道精確識別規(guī)則。

技術領域

本發(fā)明涉及列車股道占用識別領域，涉及一種用于道岔區(qū)段內(nèi)基于衛(wèi)星定位的列車股道加權識別方法。

背景技術

當前列控系統(tǒng)中列車位置的確定主要通過速度傳感器結(jié)合應答器實現(xiàn)，基于全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)的列車定位技術可減少軌旁設備的鋪設、降低建設和運營成本，有著顯著的優(yōu)勢。

鐵路系統(tǒng)以一維里程值作為列車位置的表達形式，其與GNSS的三維位置坐標表達形式不一致，可以利用軌道電子地圖(Digital Track Map,DTM)實現(xiàn)從GNSS定位結(jié)果到一維里程值的轉(zhuǎn)換。

列車在道岔區(qū)段內(nèi)運行時，首先要進行列車股道占用狀態(tài)的識別。受衛(wèi)星空間信號傳播及接收機本身的影響，基于衛(wèi)星的列車定位結(jié)果與列車真實位置存在偏差，會影響列車股道占用狀態(tài)的正確識別。

綜上所述，列車股道占用狀態(tài)的正確識別是道岔區(qū)段內(nèi)列車定位地圖匹配的首要問題。因此需要充分利用GNSS定位信息對列車運行的候選線路進行權重計算以完成列車股道占用的正確識別。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于衛(wèi)星定位的列車股道占用識別方法，通過計算列車運行的所有候選線路的權重值完成列車的股道占用識別。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：

一種基于衛(wèi)星定位的岔區(qū)列車股道加權識別方法，包括以下步驟：

S1：確認列車在進入道岔區(qū)段前的運行線路，并依據(jù)預先存儲在地圖數(shù)據(jù)庫中的鐵路線路拓撲關系，通過檢索地圖數(shù)據(jù)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(jié)果及可見衛(wèi)星數(shù)量信息，基于GNSS定位信息構(gòu)建置信區(qū)域，并計算OL_i中在置信區(qū)域內(nèi)存在數(shù)據(jù)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(shù)，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(qū)段內(nèi)列車的股道初始識別；

S4：結(jié)合鐵路線路的拓撲結(jié)構(gòu)以及列車運行狀態(tài)，建立列車在道岔區(qū)段內(nèi)的股道精確識別規(guī)則。

在上述方案的基礎上，步驟S2中置信區(qū)域是利用GNSS定位信息構(gòu)建的誤差橢圓，所述誤差橢圓中心點為GNSS定位點，參數(shù)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(xié)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(shù)。