[發明專利]一種基于點對點雙向通信的列車定位喚醒裝置及方法

有效

• 申請號: 202010441750.8
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111572599B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 段晨寧;張楚潘;賈學祥;王海;何曄;陳寧寧;龍廣錢;張德明;葉富智;姜慶陽;李潤錦;王俊高;付嵩;張滔;寧穗智;孫旺;孟軍;賓海豐;朱敏;鄧俊;張小虎;包玉峰;孫磊;魏剛
• 申請（專利權）人: 廣州鐵科智控有限公司;廣州地鐵集團有限公司
• 主分類號: B61L25/02
• 分類號: B61L25/02;B61L27/70
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 羅毅萍

本發明公開了一種基于點對點雙向通信的列車定位喚醒裝置及方法，通過設置連接至地面ATS的地面定位天線和設置在列車上的車載定位傳感器，并通過車載傳感器處理單元根據車載定位傳感器所接收到的來自地面定位天線的定位信號的強度來實現列車的定位，本發明中的技術方案可以代替現有的利用應答器接收天線或車載測速單元來實現休眠時車輛位置的實時監測與持續獲取位置的方案，并借助雙向通信機制代替WLAN或LTE等方式來使得車載傳感器處理單元接收來自于地面ATS的喚醒命令，可以在實現喚醒功能的同時達到了簡化系統設計、提高定位精度、降低全車休眠時的功耗的效果。

技術領域

本發明屬于列車控制技術領域，具體涉及一種基于點對點雙向通信的列車定位喚醒裝置及方法。

背景技術

城市軌道交通的自動化等級(GOA，Grade of Automatic)可以劃分為5個等級,GOA0到GOA4。其中，GOA4的無人值守下的列車自動駕駛系統(UTO， Unattended trainoperation),要求能夠實現遠程喚醒功能。遠程喚醒功能的主要功能主要包括，休眠后的列車位置維持、列車休眠狀態監督、列車喚醒命令獲取。

地面ATS系統根據列車位置及狀態、運行計劃編制列車的喚醒計劃。地面 ATS按照喚醒計劃給目標列車發送喚醒命令。車輛接收到喚醒命令后，控制車輛其他非喚醒設備(空調、牽引、制動、空壓機等)上電并進行全車上電后的靜動態自檢。車輛段內車輛由于檢修任務被工程車牽引離開休眠列位，或者由于溜車、測試任務動車造成車輛離開休眠位置，此種車輛將無法被正常喚醒。地面ATS需要根據休眠列車位置的變化變更喚醒計劃。

目前現有的喚醒及定位技術包括以下技術：

(1)利用設置在地面的喚醒休眠應答器定位進行。車載天線向地面發送27.095MHz的連續電磁波功率信號，為地面應答器提供產生電源的電磁場。當車載天線接近應答器時，應答器天線環感應到能量，通過電磁耦合轉換成電能，應答器被激活，向車載設備循環發送報文，直至能量消失。因此，循環讀取喚醒休眠應答器的報文的車載應答器收發設備(BTM)功耗很大，列車休眠后，為了省電的需要車載應答器天線處于斷電狀態。因此，休眠時車載休眠設備無法實時讀取喚醒休眠應答器的報文，無法通過喚醒休眠應答器實時獲取列車位置。列車喚醒后，車載應答器天線得電后才能繼續獲取列車位置。同時，喚醒休眠應答器為單向通信設備，地面ATS無法通過此設備獲取列車的狀態。因此，休眠時需要保證車載無線通信設備(WLAN、LTE)保持帶電。這兩種通信方式都為高頻或高功率通信方式，車載設備休眠時功耗會較高。

(2)利用車載測速單元定位。車載測速單元包括速度傳感器、多普勒雷達、主控單元。如果要利用車載測速單元定位，由于低速時雷達的精度很低，速度傳感器的方向判斷誤差較大，造成定位誤差需要雙向累計。休眠前的列車絕對位置的不確定性本身就很大，造成休眠時定位可靠性較低。同時休眠時帶電的設備也相應增加，功耗增加。因此利用車載測速單元作為休眠時的定位方法可用性較低。

由于存在列車被工程車拖離休眠位置或由于溜車等其他原因造成車載應答器天線無法與地面加長固定應答器對正的情況。列車休眠期間，地面ATS無法判斷發生上述異常的車輛已經無法成功喚醒，還會繼續給上述異常列車發送喚醒命令。異常列車喚醒后無法讀取地面喚醒休眠應答器報文而導致喚醒失敗，系統可用性降低。如果通過休眠時保持車載應答器天線或車載測速單元長期帶電的方式實現位置的持續獲取，車載系統功耗會增加很多。系統支持的休眠時間會降低很多。

由此可見，現有技術中的列車定位喚醒技術普遍存在功耗大，無法實現位置的持續獲取，且地面和列車間難以實現雙向通信的缺陷。

發明內容