[發(fā)明專利]基于虛擬應(yīng)答器的列車定位校正法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811220438.5
• 申請(qǐng)日: 2018-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN111071302B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳朝鵬;郭華真
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B61L25/02
• 分類號(hào): B61L25/02;G01S19/40
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍

本發(fā)明提供一種基于虛擬應(yīng)答器的列車定位校正方法，所述方法中，以定位系統(tǒng)定位精度為半徑、且為相鄰圓心間的距離的若干個(gè)圓形區(qū)域作為單個(gè)虛擬應(yīng)答器的捕捉范圍，所述校正方法包括步驟：確定所述圓形區(qū)域的總個(gè)數(shù)；根據(jù)定位系統(tǒng)定位的實(shí)際位置進(jìn)行所述單個(gè)虛擬應(yīng)答器定位捕捉，確定所述位置所在的圓形區(qū)域并觸發(fā)相應(yīng)的虛擬應(yīng)答器報(bào)文，并同時(shí)給出定位校正的有效置信區(qū)間的取值，本發(fā)明給出相對(duì)精確可靠的置信區(qū)間結(jié)果，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)體應(yīng)答器的有效性替換。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于列車運(yùn)行控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于虛擬應(yīng)答器的列車定位校正方法。

背景技術(shù)

列車運(yùn)行控制是指通過(guò)完成列車的間隔控制和速度控制，來(lái)保證列車安全、高速、高效運(yùn)行，其中，對(duì)列車位置的置信區(qū)間的判別是重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。

目前我國(guó)高速鐵路列車控制系統(tǒng)是基于實(shí)體應(yīng)答器來(lái)進(jìn)行列車定位，其中需將若干個(gè)單實(shí)體應(yīng)答器(最少1個(gè)，最多8個(gè))關(guān)聯(lián)為一個(gè)應(yīng)答器組。該實(shí)體應(yīng)答器組根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求在關(guān)鍵位置點(diǎn)、或間距一定距離在鐵路沿線上鋪設(shè)安裝，實(shí)體應(yīng)答器中存儲(chǔ)有應(yīng)答器報(bào)文信息。

當(dāng)列車行經(jīng)實(shí)體應(yīng)答器位置時(shí)，通過(guò)電磁感應(yīng)原理觸發(fā)讀取到每個(gè)單實(shí)體應(yīng)答器報(bào)文信息，且僅當(dāng)列車接收到完整的應(yīng)答器組報(bào)文數(shù)據(jù)才認(rèn)為有效，不能丟失任何一個(gè)應(yīng)答器的報(bào)文信息。

通過(guò)解析應(yīng)答器報(bào)文信息，列車可識(shí)別出當(dāng)前應(yīng)答器的唯一編號(hào)，并能預(yù)知下一應(yīng)答器的鏈接距離。如圖1所示，列車通過(guò)所獲取的一個(gè)應(yīng)答器組內(nèi)的各個(gè)應(yīng)答器編號(hào)：1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)的順序就可識(shí)別判定列車的運(yùn)行方向。

如圖2所示，列車在激活駕駛臺(tái)后，向圖中左側(cè)方向即正向上的最近相關(guān)應(yīng)答器組(LRBG)運(yùn)行，則可以列車的運(yùn)行距離或者說(shuō)走行距離進(jìn)行列車定位的描述。考慮到列車實(shí)際的走行距離與理論值存在誤差，需對(duì)列車實(shí)際位置估計(jì)一個(gè)可信范圍，稱之為列車的置信區(qū)間，該區(qū)間最大值為按正誤差計(jì)算的列車位置，該值大于列車位置的估計(jì)值，最小值為按負(fù)誤差計(jì)算的列車位置，該值小于列車位置的估計(jì)值。

隨著走行距離的延長(zhǎng)，誤差累計(jì)相應(yīng)會(huì)增大，導(dǎo)致列車位置的置信區(qū)間也相應(yīng)擴(kuò)大，直至列車通過(guò)下一組LRBG時(shí)，捕獲到新的應(yīng)答器報(bào)文，即可重新復(fù)位該列車位置的置信區(qū)間，使得該區(qū)間的范圍為最小值，實(shí)現(xiàn)列車定位的校正功能。

上述方法中，定位精度與采用的應(yīng)答器的布設(shè)密度有關(guān)，為了準(zhǔn)確定位就需要高密度的設(shè)置地面應(yīng)答器，需要花費(fèi)高額的成本，而且，由于實(shí)體應(yīng)答器鋪設(shè)在線路上，當(dāng)線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變化時(shí)需修改實(shí)體應(yīng)答器報(bào)文內(nèi)容，需要技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)更新報(bào)文，從而產(chǎn)生了高額的維護(hù)成本及較低的報(bào)文更新效率。

在現(xiàn)有技術(shù)的通過(guò)衛(wèi)星定位捕獲虛擬應(yīng)答器位置點(diǎn)及觸發(fā)獲取到虛擬應(yīng)答器報(bào)文信息的定位方法中，一個(gè)虛擬應(yīng)答器組內(nèi)的虛擬應(yīng)答器數(shù)目可能為1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)等。如圖3所示，現(xiàn)有方法主要以每個(gè)預(yù)先測(cè)量的虛擬應(yīng)答器如T1的衛(wèi)星坐標(biāo)點(diǎn)為圓心，畫半徑5m的圓形區(qū)域作為衛(wèi)星定位的捕捉范圍，則單個(gè)虛擬應(yīng)答器可捕捉范圍為10m，在圖3中，以三個(gè)虛擬應(yīng)答器T1，T2和T3分別作為中心(T1和T2間隔5m，T2和T3間隔5m)，畫半徑5m的圓形區(qū)域作為衛(wèi)星定位的捕捉范圍，所得的捕捉范圍為20m，即可滿足現(xiàn)有衛(wèi)星定位精度誤差的最大值10m。但因衛(wèi)星定位系統(tǒng)輸出頻率存在最小間隔，導(dǎo)致相鄰兩次的衛(wèi)星定位系統(tǒng)測(cè)量的位置會(huì)隨著列車運(yùn)行速度的提高產(chǎn)生較大的距離間隔，假定衛(wèi)星定位系統(tǒng)的輸出頻率為10Hz，列車最高運(yùn)行速度為400Km/h，則相鄰的兩次衛(wèi)星定位系統(tǒng)所測(cè)量的位置的空間間隔的最大值為11.11m，就可能存在如下情況：某一次測(cè)量點(diǎn)在C1處，而下一次測(cè)量點(diǎn)已到達(dá)C2處，導(dǎo)致所述兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)都超出了虛擬應(yīng)答器T1的衛(wèi)星定位捕捉范圍，從而無(wú)法對(duì)虛擬應(yīng)答器T1單點(diǎn)進(jìn)行精確定位捕捉；同樣，即便虛擬應(yīng)答器組具有三個(gè)虛擬應(yīng)答器T1、T2和T3(T1和T2之間、T2和T3之間均間隔5米)，也可能存在一個(gè)周期內(nèi)最多測(cè)量到1次定位，從而最多只能捕捉到一個(gè)虛擬應(yīng)答器的情況，如圖3所示，C2點(diǎn)僅能捕捉到T2虛擬應(yīng)答器。