[發明專利]一種基于超聲波檢測的列車定位方法

有效

• 申請號: 202011640165.7
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112731407B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 鄒昀廷;張皓琰;任曉旋;李松枟;秦娜;劉東
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01S15/88
• 分類號: G01S15/88;B61L25/02
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李夢蝶

本發明公開了一種基于超聲波檢測的列車定位方法，其包括在列車的設定數量的設定位置分別安裝高度計；高度計以設定時間間隔監測列車運行過程中枕軌的缺陷特征，獲取各自的缺陷特征數據；通過波形比對算法，根據設定的精確度，分別用缺陷特征數據與預先測量得到的數據庫中數據對比，得到各高度計對應的位置數據；對比各位置數據，當存在位置數據相同次數最多的值時，該值為列車的實際位置；當不存在位置數據相同次數最多的值時，重復前一步，直到得到位置數據相同次數最多的值。本發明能夠解決現有技術中列車絕對定位的精度不高、存在誤差的問題，效率高、準確性強、省時省力。

技術領域

本發明涉及軌道列車定位技術領域，具體涉及一種基于超聲波檢測的列車定位方法。

背景技術

隨著城市的不斷發展以及人口的日益增多，城市交通問題日益突出。地鐵、輕軌具備客運量大、速度快、污染少等特點，成為了解決大中城市交通問題的首選方案。由于軌道交通列車運行密度高、車站間距近的特點，為了可以更好地保證安全、發揮效率、為乘客提供最佳服務，實時、精確地確定列車在線路中的位置就顯得尤為重要。列車定位的準度和精度也直接關系到列車自動防護系統的安全性，這在CBTC(基于通信的列車控制)信號系統中表現得尤為突出。

列車的絕對定位是指通過車載查詢設備讀取地面定位設備得到列車當前的位置，目前常見的絕對定位方法有軌道電路、信標定位、全球定位系統(GPS)等。

但軌道電路定位方式缺點是定位精度取決于軌道電路的長度，定位精度不高，基礎建設投入大。

采用信標定位技術的信息傳遞是間斷的，即當列車從一個信息點獲得地面信息后，要到下一個信息點才能更新信息，若其間地面情況發生變化，就無法立即將變化的信息實時傳遞給列車，不同路況，情況復雜。因此，信標定位技術往往作為其它定位技術的補充手段，且基礎建設投入大。

衛星定位作為主要方法具有適用性，但是受環境影響較大，出現如列車在隧道內行駛則無法進行定位，信息傳遞不及時且有誤差，定位精度不高等問題。

除此之外，還有ETCS系統和LAIS系統，這兩種系統是在全世界范圍內適用的鐵路監控系統，但由于其基礎原理仍是全球定位包括信標定位的技術，也存在無法彌補的缺陷。

發明內容

本發明針對現有技術中的上述不足，提供了一種能夠解決現有技術中列車絕對定位的精度不高、存在誤差的問題的基于超聲波檢測的列車定位方法。

為解決上述技術問題，本發明采用了下列技術方案：

提供了一種基于超聲波檢測的列車定位方法，其包括如下步驟：

S1、在列車的設定數量的設定位置分別安裝高度計；

S2、高度計以設定時間間隔監測列車運行過程中枕軌的缺陷特征，獲取各自的缺陷特征數據；

S3、通過波形比對算法，根據設定的精確度，分別用缺陷特征數據與預先測量得到的數據庫中數據對比，得到各高度計對應的位置數據；

S4、對比各位置數據，當存在位置數據相同次數最多的值時，該值為列車的實際位置；當不存在位置數據相同次數最多的值時，重復步驟S3，直到得到位置數據相同次數最多的值。

本發明提供的上述基于超聲波檢測的列車定位方法的主要有益效果在于：

本發明通過選擇軌道上現有的具有缺陷特征的軌枕作為定位點，不需要額外設置枕軌以外的標定裝置，可以顯著節約成本。

由于定位的精度是由兩個定位點間距離決定，所以想要提高定位精度，只需要選擇兩個距離更近的軌枕并稍加改造即可，技術簡單、操作靈活、應用方便、施工難度不大。

利用高度計釋放的超聲波識別技術來實現特定軌枕的識別是一種非接觸式的檢測手段，相對于接觸式測量，可靠性高。

附圖說明