适用于无线调车机车信号和监控系统的机车定位方法技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于无线调车机车信号和监控系统的机车定位方法，该方法包括：实时对当前机车的全球定位系统GPS定位数据进行校正，获得校正后的GPS定位数据；根据所述校正后的GPS定位数据及当前车站的车站地图数据对所述当前机车进行初始定位，确定所述当前机车所在的轨道或轨道范围；基于所述校正后的GPS定位数据、站场联锁数据和机车位移信息对所述当前机车进行综合定位，若所述综合定位结果仅包含一条轨道、当前机车的位移信息与校正后的GPS定位数据变化方向一致且该轨道为初始定位获得的当前机车所在轨道，或轨道范围中的一条轨道，则将所述综合定位结果作为当前机车所在位置。通过采用本发明专利技术公开的方法，简化了设备构成，降低了设备成本。

Locomotive positioning method suitable for radio shunting locomotive signal and monitoring system

The invention discloses a locomotive positioning method which is suitable for Wireless Shunting Locomotive Signaling and monitoring system, the method includes: real-time on the locomotive of the global positioning system GPS positioning data correction, obtained after correction of GPS positioning data; according to the initial position of the current locomotive station map GPS positioning the corrected data the data and the current station, determines the current locomotive's orbit or range; GPS positioning the corrected data, station data and locomotive interlocking displacement information on the current locomotive comprehensive positioning based on the results, if the integrated positioning contains only one track, the locomotive and displacement information the corrected GPS data change direction and the track for the initial orientation of the obtained current locomotive track, a track or tracks in the range, then The comprehensive positioning result is taken as the position of the current locomotive. By adopting the method disclosed by the invention, the equipment composition is simplified, and the equipment cost is lowered.

【技术实现步骤摘要】
适用于无线调车机车信号和监控系统的机车定位方法
本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种适用于无线调车机车信号和监控系统的机车定位方法。
技术介绍
无线调车机车信号和监控系统（简称STP系统）是计算机集成控制系统，系统采用无线数字传输技术、机车智能跟踪技术、无源应答器定位技术及机车安全防护控制技术，对车站内调车机车进行的调车作业进行全面的安全防护，有效防止调车机车闯蓝灯、挤道岔、超限速等常见事故的发生。其次，该系统可实现调车信号、调车进路、调车前方防护距离、站场图形等信息在机车上的实时显示，使司机对站场实时作业信息有全面准确地把握。此外，系统还可对调车机车的作业过程进行记录，便于进行相关数据分析。随着LKJ2000型监控记录装置在全路的广泛推广使用，铁路区间行车事故率明显下降，因而铁路站场调车机车作业安全已成为影响铁路运输安全和效率的瓶颈问题，由于技术问题无法在站场内使用类似区间使用的通过轨道电路电码化发送，机车接收信息的方式实现全场机车信号的显示。因此，寻找一种设备简单又安全可靠的站内机车定位技术已成为站场调车机车安全防护系统的核心和关键技术之一。现阶段机车定位主要采用以下两种方法：1）利用GPS（全球定位系统）技术进行机车定位。近年来，GPS技术已在定位、导航、授时等领域大量使用，具有较为成熟的理论和实践基础，同时具备安装使用方便，选型面宽、通用性强等特点。但在一定的时间段内若搜索到的可用卫星数量减少或在极端天气条件下时，基于GPS的差分定位技术仍会存在米级的误差。而根据铁路相关规定，铁路线路的线间距为5m，因而米级的误差就有可能导致机车位置的错误判断，这与铁路安全防护系统所要求的高安全性是相违背的，故单独使用GPS技术进行机车的定位和跟踪的技术路线在现阶段是不可行的。2）利用应答器进行机车定位。现阶段，各厂商所生产的STP系统设备大多采用无源应答器来进行机车定位。如图1所示，该种方式要求在铁路车站的各出入口、尽头线等处的轨枕上铺设无源应答器设备，同时在机车上加装应答器读取设备和信息处理设备。利用应答器定位是一种绝对位置定位方式，只有在保证应答器位置信息和安装位置正确时，应答器定位方式才可保证准确定位。但是，利用应答器进行机车定位时，存在如下缺陷：使用该定位方式的设备复杂，组成单元较多，施工维护量大，投资成本高。每一路线有较大的应答器需求量，一般规模的站场需安装十几至二十几个应答器，大型的编组场常需安装上百个应答器，同时还须安装成套的机车信息接收和处理设备。应答器及相关设备费用总计约占设备总费用的30%左右，投资费用较大；由于应答器安装在室外的线路上，看护和维修都较为不便，丢失和损坏现象时有发生，同时该种技术方案对应答器的依存度很高，当应答器丢失或损坏时都将使机车进入站场时无法定位；应答器中所包含的位置信息根据各站的不同情况都不尽相同，一般由技术人员在现场安装时进行写入，同时必须将不同信息的应答器对应安装到不同的地点。由于站场的应答器安装量大，过程中难免会出现信息写入错误或安装位置错误现象的发生，若不能及时发现，将造成机车进入站场无法定位，更严重可能造成机车定位错误现象的发生。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于无线调车机车信号和监控系统的机车定位方法，提高了机车定位的准确性，并降低了成本。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种适用于无线调车机车信号和监控系统的机车定位方法，该方法包括：实时对当前机车的全球定位系统GPS定位数据进行校正，获得校正后的GPS定位数据；根据所述校正后的GPS定位数据及当前车站的车站地图数据对所述当前机车进行初始定位，确定所述当前机车所在的轨道或轨道范围；基于所述校正后的GPS定位数据、站场联锁数据和机车位移信息对所述当前机车进行综合定位，若所述综合定位结果仅包含一条轨道、当前机车的位移信息与校正后的GPS定位数据变化方向一致且该轨道为初始定位获得的当前机车所在轨道，或轨道范围中的一条轨道，则将所述综合定位结果作为当前机车所在位置。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，使用基于校正后的GPS定位数据、站场联锁数据和机车位移信息的综合定位方法，可有效的简化设备结构，降低设备生产成本以及施工过程中的投资费用、便于日后的维护工作，以及减少由于应答器数据写入错误或安装位置错误而造成的设备误判错判或功能故障现象的发生；并且可以有效地解决单纯利用GPS技术定位可能造成的位置信息误差较大、机车定位错误现象的发生。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术
技术介绍
提供的现有技术中STP系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的一种适用于无线调车机车信号和监控系统的机车定位方法的流程图；图3为本专利技术实施例二提供的一种新增了GPS定位装置的STP系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例二提供的一种车载卫星定位装置的结构示意图；图5为本专利技术实施例二提供的一种铁路线车站和区间关系的示意图；图6为本专利技术实施例二提供的一种利用校正后的GPS定位信息与车站数据表中的车站区域数据确定当前机车所在车站的示意图；图7为本专利技术实施例二提供的一种利用校正后的GPS定位信息与车站地图数据进行初始定位的示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。实施例一图2为本专利技术实施例一提供的一种适用于无线调车机车信号和监控系统的机车定位方法的流程图。如图2所示，该方法主要包括如下步骤：步骤21、实时对当前机车的全球定位系统GPS定位数据进行校正，获得校正后的GPS定位数据。本专利技术实施例利用滤波器（α-β滤波器）对计算出的与可见卫星的距离，以及含有误差的测量值之间的差值进行滤波并求出偏差，获得差分数据；再利用所述差分数据对所述机车的GPS定位数据进行校正；获得校正后的GPS定位数据（例如，经纬度）。步骤22、根据所述校正后的GPS定位数据及当前车站的车站地图数据对所述当前机车进行初始定位，确定所述当前机车所在的轨道或轨道范围。在此之前，还需利用所述校正后的GPS定位数据及预先存储的车站区域数据表，确定所述当前机车所在车站的车站号，并根据所述车站号调用对应的车站地图数据。所述车站区域数据表包括：各个车站所在区域的地理位置数据（例如，经纬度）及对应的车站号；其中，每一车站的所在区域通过一矩形表示，且矩形四个顶点的地理位置与对应车站的车站号相关联。根据当前机车的校正后的GPS定位数据及车站区域数据表确定当前机车所处的矩形区域，并获得与所述矩形区域相关联的车站号；再根据所述车站号调用对应的车站地图数据来进行进一步的定位。所述车站地图数据利用区段与节点描述；具体的：将轨道一条直轨作为一个区段，该区段的两段各有一个节点；所述节点包括：信号机、道岔或绝缘节；并按照上、下行方向将节点分为头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于无线调车机车信号和监控系统的机车定位方法，其特征在于，该方法包括：实时对当前机车的全球定位系统GPS定位数据进行校正，获得校正后的GPS定位数据；根据所述校正后的GPS定位数据及当前车站的车站地图数据对所述当前机车进行初始定位，确定所述当前机车所在的轨道或轨道范围；基于所述校正后的GPS定位数据、站场联锁数据和机车位移信息对所述当前机车进行综合定位，若所述综合定位结果仅包含一条轨道、当前机车的位移信息与校正后的GPS定位数据变化方向一致且该轨道为初始定位获得的当前机车所在轨道，或轨道范围中的一条轨道，则将所述综合定位结果作为当前机车所在位置；其包括：当机车驶入车站时，通过线路数据和机车经走的前一车站推算出机车在当前车站的入口范围，根据校正后的GPS定位数据冗余确认入口区段，再根据车站的站场联锁数据判断周围一定距离内轨道电路是否有机车占用；若仅有一条处于占用状态，且当前机车的位移信息与校正后的GPS定位数据变化方向一致，并该处于占用状态的轨道为初始定位获得的当前机车所在轨道，或轨道范围中的一条轨道，则确定当前机车处于被占用的轨道中；否则，在当前机车通过咽喉区域进入股道过程中再次定位；在当前机车通过咽喉区域进入股道过程时，根据校正后的GPS定位数据定位，当判断周围一定距离内轨道电路仅有一条处于占用状态，且当前机车的位移信息与所述校正后的GPS定位数据变化方向一致，并该处于占用状态的轨道为初始定位获得的当前机车所在轨道，或轨道范围中的一条轨道，则确定当前机车处于被占用的轨道中；否则，在当前机车进入股道后再次定位；在当前机车进入股道后，根据站场联锁信息判断所述当前机车所在的轨道范围中是否仅有一条处于被占用状态；若是，则确定当前机车处于被占用的轨道中。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于无线调车机车信号和监控系统的机车定位方法，其特征在于，该方法包括：实时对当前机车的全球定位系统GPS定位数据进行校正，获得校正后的GPS定位数据；根据所述校正后的GPS定位数据及当前车站的车站地图数据对所述当前机车进行初始定位，确定所述当前机车所在的轨道或轨道范围；基于所述校正后的GPS定位数据、站场联锁数据和机车位移信息对所述当前机车进行综合定位，若所述综合定位结果仅包含一条轨道、当前机车的位移信息与校正后的GPS定位数据变化方向一致且该轨道为初始定位获得的当前机车所在轨道，或轨道范围中的一条轨道，则将所述综合定位结果作为当前机车所在位置；其包括：当机车驶入车站时，通过线路数据和机车经走的前一车站推算出机车在当前车站的入口范围，根据校正后的GPS定位数据冗余确认入口区段，再根据车站的站场联锁数据判断周围一定距离内轨道电路是否有机车占用；若仅有一条处于占用状态，且当前机车的位移信息与校正后的GPS定位数据变化方向一致，并该处于占用状态的轨道为初始定位获得的当前机车所在轨道，或轨道范围中的一条轨道，则确定当前机车处于被占用的轨道中；否则，在当前机车通过咽喉区域进入股道过程中再次定位；在当前机车通过咽喉区域进入股道过程时，根据校正后的GPS定位数据定位，当判断周围一定距离内轨道电路仅有一条处于占用状态，且当前机车的位移信息与所述校正后的GPS定位数据变化方向一致，并该处于占用状态的轨道为初始定位获得的当前机车所在轨道，或轨道范围中的一条轨道，则确定当前机车处于被占用的轨道中；否则，在当前机车进入股道后再次定位；在当前机车进入股道后，根据站场联锁信息判断所述当前机车所在的轨道范围中是否仅有一条处于被占用状态；若是，则确定当前机车处于被占用的轨道中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车站地图数据利用区段与节点描述；具体的：将轨道一条直轨作为一个区段，该区段的两段各有一个节点；所述节点包括：信号机、道岔或绝缘节；并按照上、下行方向将节点分为头节点和尾节点；每个节点连接1—3个区段，每个区段连接两个节点；将车站的入口线路、咽喉区、股道作为定位控制区段，将所有定位控制区段的节点的地理位置信息及其属性存储，从而形成该车站的地图数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述校正后的GPS定位数据及当前车站的车站地图数据对所述当前机车进行初始定位，确...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹桂均，杨华昌，冯军，程君，闫石，任宛星，栾德杰，赵阳，韩波，李继东，张弘志，尹德胜，李铁，王浩然，陈尚彬，林炳跃，唐汇东，赵小军，黄天天，马金鑫，王迪菲，曹子昱，姜璐，王新勇，刘明源，张少磊，张为，尚麟宇，郭虹利，刘靖远，曹天睿，张永，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院，中国铁道科学研究院通信信号研究所，北京市华铁信息技术开发总公司，北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11