本發(fā)明涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種局部范圍內(nèi)列車絕對(duì)位置的持續(xù)修正方法。

背景技術(shù)：

城市軌道交通的GOA(Grade of Automatic)自動(dòng)化等級(jí)可以劃分為5個(gè)等級(jí)，GOA0到GOA4。目前主流控制系統(tǒng)CBTC(Communication Based Train Control System)系統(tǒng)屬于GOA2級(jí)，是一種半自動(dòng)駕駛系統(tǒng)STO(Semi-automated train operation)。屬于GOA3的無司機(jī)有人值守下列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)DTO(Driverless train operation)與屬于GOA4的無人值守下的列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)UTO(Unattended train operation),都要求列車能夠在站內(nèi)自動(dòng)向前及向后移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)列車相對(duì)于屏蔽門的對(duì)標(biāo)停車。但對(duì)于列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)ATP(Automatic Train Protection)而言，位置的獲取來源于地面應(yīng)答器的絕對(duì)位置修正與來源于輪軸脈沖或多普勒雷達(dá)速度傳感器的相對(duì)偏移距離累加。由于要考慮車輪直徑的不確定性及雷達(dá)速度低速不準(zhǔn)的影響，多次的前后移動(dòng)會(huì)造成列車的相對(duì)偏移距離不確定性的累加。車載ATP系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)精確的位置判斷。此種結(jié)果最終導(dǎo)致列車不能在DTO、UTO系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)站內(nèi)多次移動(dòng)調(diào)整，不能實(shí)現(xiàn)精確的對(duì)標(biāo)停車。

目前，主要采用如下兩種方式對(duì)列車的絕對(duì)位置進(jìn)行修正：

列車位置絕對(duì)修正系統(tǒng)目前有如下兩種實(shí)現(xiàn)方式，這些方式各有利弊：

1)交叉感應(yīng)環(huán)線

在整個(gè)軌道線路沿線鋪設(shè)電纜環(huán)線，電纜環(huán)線位于軌道中間，每隔一定的距離交叉一次。列車經(jīng)過每個(gè)電纜交叉點(diǎn)時(shí)通過車載設(shè)備檢測(cè)環(huán)線內(nèi)信號(hào)的相位變化。并對(duì)相位變化的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而確定列車運(yùn)行的距離，達(dá)到對(duì)列車定位的目的。此方案的修正精度受限于軌道內(nèi)環(huán)線布置距離間隔。同時(shí)由于列車的位置計(jì)算都是來源于相對(duì)第一個(gè)環(huán)線交叉點(diǎn)的絕對(duì)位置的修正，如果列車在前后移動(dòng)的過程中接收任一個(gè)環(huán)線交叉點(diǎn)接收錯(cuò)誤則后續(xù)的計(jì)算全部錯(cuò)誤。

2)點(diǎn)式應(yīng)答器法

在軌道線路沿線布置應(yīng)答器。當(dāng)列車接收到應(yīng)答器報(bào)文之后，根據(jù)應(yīng)答器編號(hào)修正列車的絕對(duì)位置。只有利用速度傳感器來累加相對(duì)偏移距離。由于應(yīng)答器不能密集布置，所以也不能實(shí)現(xiàn)局部范圍內(nèi)列車絕對(duì)位置的持續(xù)修正。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種局部范圍內(nèi)列車絕對(duì)位置的持續(xù)修正方法，可以使得列車運(yùn)行距離的不確定性大幅降低，可以大幅度提高DTO、UTO系統(tǒng)對(duì)標(biāo)停車的可靠性與安全性。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種局部范圍內(nèi)列車絕對(duì)位置的持續(xù)修正方法，，包括：

將利用安裝于車體的測(cè)距傳感器組測(cè)量安裝于地面的高度差定位矩陣；

將測(cè)距傳感器組返回的距離轉(zhuǎn)化為位置相關(guān)的編碼序列來計(jì)算列車所處的絕對(duì)位置；

其中，所述高度差定位矩陣為M*N的高度差矩陣，其基本構(gòu)成單元為具有某一高度的定位單元，任意N個(gè)定位單元能夠組成唯一的編碼序列；所述測(cè)距傳感器組中包含了N個(gè)測(cè)距傳感器。

所述將測(cè)距傳感器組返回的距離轉(zhuǎn)化為位置相關(guān)的編碼序列來判斷列車所處的絕對(duì)位置包括：

根據(jù)N個(gè)傳感器測(cè)量的N個(gè)定位單元高度值得到一個(gè)唯一的編碼序列，再結(jié)合高度差定位矩陣的安裝位置信息，從而計(jì)算出列車所處的絕對(duì)位置。

所述測(cè)距傳感器組中的N個(gè)測(cè)距傳感器采用線性排列方式或者非線性排列方式。

所述測(cè)距傳感器為激光測(cè)距傳感器、超聲測(cè)距傳感器或者渦流測(cè)距傳感器。

當(dāng)所述測(cè)距傳感器組安裝在列車車底時(shí)，所述高度差定位矩陣安裝在鋼軌中間枕木上方；

當(dāng)所述測(cè)距傳感器組安裝在列車車體一側(cè)時(shí)，所述高度差定位矩陣安裝相同側(cè)的鋼軌外側(cè)。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，通過多個(gè)不同定位單元高度差組合，得到唯一的位置編碼。列車在該范圍內(nèi)的任意位置都可以獲得準(zhǔn)確且滿足定位精度的絕對(duì)位置，而不用考慮由于列車多次前后移動(dòng)造成的位置不確定性的增加，進(jìn)而大幅度提高DTO、UTO系統(tǒng)對(duì)標(biāo)停車的可靠性與安全性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種局部范圍內(nèi)列車絕對(duì)位置的持續(xù)修正方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的5*3的高度差矩陣示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的測(cè)距傳感器組中的測(cè)距傳感器采用線性排列方式與非線性排列方式的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種局部范圍內(nèi)列車絕對(duì)位置的持續(xù)修正方法，如圖1所示，其主要包括：

步驟11、利用安裝于車體的測(cè)距傳感器組測(cè)量安裝于地面的高度差定位矩陣；

步驟12、將測(cè)距傳感器組返回的距離轉(zhuǎn)化為位置相關(guān)的編碼序列來計(jì)算列車所處的絕對(duì)位置。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述高度差定位矩陣為M*N的高度差矩陣，其基本構(gòu)成單元為具有某一高度的定位單元，每一個(gè)高度的定位單元可以為唯一編碼；所述測(cè)距傳感器組中包含了N個(gè)測(cè)距傳感器。系統(tǒng)可以根據(jù)N個(gè)傳感器測(cè)量的N個(gè)定位單元高度值得到一個(gè)唯一的編碼序列，再結(jié)合高度差定位矩陣的安裝位置信息，從而計(jì)算出列車所處的絕對(duì)位置

如圖2所示為，5*3的高度差矩陣示意圖；通過如圖3所示的測(cè)距傳感器組可以同時(shí)采集3個(gè)定位單元的高度數(shù)據(jù)，從而構(gòu)成唯一的編碼序列。如圖3所示，測(cè)距傳感器組中的測(cè)距傳感器可以采用線性排列方式(圖3a)或者非線性排列方式(圖3b)。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述測(cè)距傳感器可以為激光測(cè)距傳感器、超聲測(cè)距傳感器或者渦流測(cè)距傳感器；不同類型的傳感器有不同的有效探測(cè)范圍。

本發(fā)明實(shí)施例中，定位單元的寬度受限于測(cè)距傳感器的有效作用范圍；測(cè)距傳感器有效探測(cè)范圍越小，發(fā)散性越小，定位單元的寬度就可以越小。

本發(fā)明實(shí)施例中，定位單元間高度差受限于測(cè)距傳感器的測(cè)距精度；測(cè)距傳感器的測(cè)距精度越高，定位單元間的高度差就可以越小?？梢允褂玫奈恢镁幋a數(shù)量就越多。

本發(fā)明實(shí)施例中，定位精度受限于定位單元的寬度；通過縮小定位矩陣單元的寬度，來提高列車的定位精度。

本發(fā)明實(shí)施例中，定位有效范圍受限于定位矩陣的長(zhǎng)度(定位單元的寬度*定位矩陣的行數(shù))；測(cè)距傳感器組安裝于車底，定位矩陣可以安裝鋼軌中間枕木上方，不受枕木間距限制；

通過改變測(cè)距傳感器組安裝位置及方向，也可以將定位矩陣安裝于鋼軌外側(cè)；例如，所述測(cè)距傳感器組安裝在列車車體一側(cè)時(shí)，所述高度差定位矩陣安裝相同側(cè)的鋼軌外側(cè)。

本發(fā)明實(shí)施例中，由于位置來源于高度差變化的位置編碼。編碼的復(fù)雜性可以防止由于探測(cè)到鋼軌中間或外側(cè)既有設(shè)備而給出錯(cuò)誤位置；具體的：通過加大相鄰定位單元的高度差變化范圍，可以減少定位的誤差；通過加大相鄰行定位編碼的碼距，增加定位的安全性；測(cè)距傳感器冗余配置可以增加定位的安全性與可用性。

本發(fā)明實(shí)施例的上述方案，通過多個(gè)不同定位單元高度差組合，得到唯一的位置編碼。列車在該范圍內(nèi)的任意位置都可以獲得準(zhǔn)確且滿足定位精度的絕對(duì)位置，而不用考慮由于列車多次前后移動(dòng)造成的位置不確定性的增加，進(jìn)而大幅度提高DTO、UTO系統(tǒng)對(duì)標(biāo)停車的可靠性與安全性。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。