專利名稱：高速列車實時定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速列車實時定位的方法，適用于高速列車運行控制、地面安全監(jiān)控和列車實時運行仿真等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
列車實時位置和速度的獲取是列車運行控制、地面安全監(jiān)控和列車實時運行仿真等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。目前，列車GPS實時定位技術(shù)和GSM移動通信技術(shù)的應用都比較成熟，在地面控制中心要得到列車的實時位置和速度，從系統(tǒng)構(gòu)建上由車載子系統(tǒng)和地面子系統(tǒng)兩部分組成。車載子系統(tǒng)包括采集模塊、數(shù)據(jù)存儲和發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊負責存放采集的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送采用GSM移動終端來完成數(shù)據(jù)通訊。地面子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)庫模塊和數(shù)據(jù)分析模塊構(gòu)成。由于數(shù)據(jù)采集、傳輸和存儲等環(huán)節(jié)，地面中心獲取運行中的列車實時數(shù)據(jù)會有一定時間間隔，當列車速度達350km/h-400km/h時，I秒鐘的數(shù)據(jù)獲取間隔列車將會運行100多米。因此要實現(xiàn)高速列車的實時定位，在數(shù)據(jù)獲取間隔時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)處理方法成為了高速列車精確定位的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高速列車實時定位方法。實時定位方法是指，根據(jù)列車所采集的當前時刻和前一時刻的真實運行數(shù)據(jù)，預測列車在數(shù)據(jù)獲取間隔內(nèi)的運行情況，最后融合真實數(shù)據(jù)和預測數(shù)據(jù)實現(xiàn)高速列車實時定位。本發(fā)明中實時定位方法包括:數(shù)據(jù)預處理；預測列車當前速度；預測列車當前里程；計算列車當前坐標，具體如下:(一 )數(shù)據(jù)預處理數(shù)據(jù)預處理是指對車載定位系統(tǒng)采集的實時數(shù)據(jù)進行處理，在數(shù)據(jù)獲取間隔時間內(nèi)，該模塊只在新數(shù)據(jù)傳入時被調(diào)用一次。在新傳入一條運行數(shù)據(jù)時就調(diào)用該模塊更新列車運行參數(shù)，若一次傳過來多條運行參數(shù)，則只取最后一條。該模塊輸入?yún)?shù)為
M。、Vn、T，返回參數(shù)為久、和t2，計算方法如下:
權(quán)利要求
1.一種高速列車實時定位方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 51:數(shù)據(jù)預處理:是指對車載定位系統(tǒng)采集的實時數(shù)據(jù)進行處理，輸入?yún)?shù)為:\、V1,MpM^VpT，輸出參數(shù)為=V1^t1和t2，其計算方法如下:
2.如權(quán)利要求1所述的高速列車實時定位方法，其特征在于，預測列車當前速度包括使用加速度模型或追及模型進行預測。
3.如權(quán)利要求2所述的高速列車實時定位方法，其特征在于，預測列車當前速度的追及模型用到的公式是:當列車處于從Vtl變化到Vm時間段時，則調(diào)用公式V = V0+(Vffl-V0)^t/t1；當列車處于從Vm變化到V1時間段時，則調(diào)用公式V = Vffl+ (V1-Vm) * (t-ti) /t2，當列車超過時間間隔沒收到列車狀態(tài)時，則調(diào)用公式V =
4.如權(quán)利要求1所述的高速列車實時定位方法，其特征在于，預測列車當前里程的計算公式是 mile = pre_m+ (cur_T-pre_T) * (V+pre_V) /2 pre_V:前一個時刻列車速度 pre_T:前一個時刻 cur_T:當前時刻 mile:表示預測的當前列車里程 pre_m:前一時刻列車里程。
5.如權(quán)利要求1所述的高速列車實時定位方法，其特征在于，計算列車當前坐標包括線路特征數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和線路里程-坐標關(guān)聯(lián)模型的建立。
6.如權(quán)利要求5所述的高速列車實時定位方法，其特征在于，線路特征數(shù)據(jù)庫中包括線型表和關(guān)鍵點表，線型表存放鐵路線型各段的線型信息，關(guān)鍵點表存放相應線型的關(guān)鍵點信息，兩個表通過線型編號進行關(guān)聯(lián)。
7.如權(quán)利要求5所述的高速列車實時定位方法，其特征在于，線路里程-坐標關(guān)聯(lián)模型是針對鐵路線路的幾何特征，分別建立直線、圓曲線和緩和曲線的里程-線路模型，具體如下:直線段模型: 直線段起點Pi的里程為Mi，坐標(Xi, Yi)，終點Pi+1的里程為Mi+1，坐標(Xi+1，YiJ，M為傳入的實時里程
8.如權(quán)利要求1所述的高速列車實時定位方法，其特征在于，SI數(shù)據(jù)預處理只在新數(shù)據(jù)傳入時被調(diào)用一次，當列車運行在數(shù)據(jù)傳輸時間間隔內(nèi)，通過不斷的執(zhí)行S2步驟、S3步驟和S4步驟，預測出新一時刻的列車速度、里程和坐標，從而實現(xiàn)列車的實時定位功能。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種高速列車實時定位的方法。步驟是1)數(shù)據(jù)預處理，是指對車載定位系統(tǒng)采集的實時數(shù)據(jù)進行處理，并計算得到時間間隔內(nèi)運行的距離、極值速度、速度變化所需要的時間等參數(shù)；2)預測列車當前速度，采用加速模型或追及模型預測列車當前速度；3)預測列車當前里程，根據(jù)預測的列車當前速度和步驟1)得到的相關(guān)數(shù)據(jù)計算出列車當前的里程；4)建立線路里程-坐標關(guān)聯(lián)模型，計算出該里程處得坐標，實現(xiàn)列車實時定位。
文檔編號B61L25/02GK103072599SQ201210129558
公開日2013年5月1日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者周慧娟, 秦勇, 賈利民, 余江, 衛(wèi)緯 申請人:北方工業(yè)大學