地铁列车高精度点定位系统技术方案

本发明专利技术提出了一种地铁列车高精度点定位系统，包括：列车车载设备、地面固定节点设备和地面监控中心，其中，所述列车车载设备和所述地面固定节点设备之间用于进行点对点测距；所述列车车载设备，设置两个，分别设置在列车的前后两端，用于监测所述列车前后车及所述列车与地面固定节点设备的实时精确距离；所述列车车载设备包括UWB装置，所述UWB装置用于所述列车的测距与通信；设置若干个所述地面固定节点设备，任意两个所述地面固定节点设备间用于进行自动精确测距与通信；所述地面固定节点设备通过无线通信的方式与所述UWB装置连接，所述地面固定节点设备用于与所述UWB装置通信，并获取所述地面固定节点设备与所述UWB装置之间的距离数据。

High precision point positioning system for subway train

The invention provides a high-precision point positioning system for subway trains, which comprises train-mounted equipment, ground fixed node equipment and ground monitoring center, wherein the point-to-point ranging is carried out between the train-mounted equipment and the ground fixed node equipment, and the train-mounted equipment is provided with two sets, respectively. At the front and rear ends of the train, it is used to monitor the front and rear of the train and the precise real-time distance between the train and the ground fixed node equipment; the train-mounted equipment comprises a UWB device for ranging and communication of the train; and a plurality of the ground fixed node equipment is provided for any two of the ground fixed nodes equipment. The ground fixed node device is connected to the UWB device by wireless communication, and the ground fixed node device is used to communicate with the UWB device, and the distance data between the ground fixed node device and the UWB device are obtained.

【技术实现步骤摘要】
地铁列车高精度点定位系统
本专利技术涉及列车定位
，具体而言，涉及一种地铁列车高精度点定位系统。
技术介绍
目前，在封闭的地铁隧道线路上，由于线路遮挡验证以实现卫星信号的传输和获取，因此试图采用北斗或GPS卫星定位技术实现隧道内的列车全线精准点定位几乎是不可能做到的。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种地铁列车高精度点定位系统，旨在解决无卫星信号时，对列车进行精确定位的问题。一个方面，本专利技术提出了一种地铁列车高精度点定位系统，包括：列车车载设备、地面固定节点设备和地面监控中心，其中，所述列车车载设备和所述地面固定节点设备之间用于进行点对点测距；所述列车车载设备，设置两个，分别设置在列车的前后两端，用于监测所述列车前后车及所述列车与地面固定节点设备的实时精确距离；所述列车车载设备包括UWB装置，所述UWB装置用于所述列车的测距与通信；设置若干个所述地面固定节点设备，任意两个所述地面固定节点设备间用于进行自动精确测距与通信；所述地面固定节点设备通过无线通信的方式与所述UWB装置连接，所述地面固定节点设备用于与所述UWB装置通信，并获取所述地面固定节点设备与所述UWB装置之间的距离数据；所述地面固定节点设备还与所述与所述地面监控中心连接，以进行数据传输；所述地面监控中心包括监控中心服务器，所述监控中心服务器用于根据所述地面固定节点设备输出的所述距离数据，生成所述列车的精确位置数据，并对所述精确位置数据进传输。进一步地，所述地面监控中心还包括移动终端和/或管理终端，所述移动终端和/或管理终端用于对所述列车进行实时动态监测和远程管理。进一步地，所述地面固定节点设备内置精确的轨道线路公里标。进一步地，所述定位系统用于根据所述地铁线路轨道生成精密电子地图。进一步地，每一所述地面固定节点设备对应所述精密电子地图上一个精确一维地理坐标。进一步地，所述列车车载设备还包括车载主机和监控显示器。进一步地，所述列车车载设备预设有车载设备接口。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：采用无线脉冲射频信号机制进行点对点双向飞行时间测距和通信，获得在可测范围内列车与铁路线路固定节点的距离，自动判定列车在轨道线路上的精确位置，通过高精度铁路轨道电子地图与列车运行轨迹的映射关系，实现地铁列车精确定位，从而极大地提高了列车的定位精确度。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的地铁列车高精度点定位系统的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。参阅图1所示，其为本专利技术实施例提供的地铁列车高精度点定位系统的结构示意图。本实施例提出了一种地铁列车高精度点定位系统，包括：列车车载设备、地面固定节点设备和地面监控中心，其中，列车车载设备和地面固定节点设备之间用于进行点对点测距；列车车载设备，设置两个，分别设置在列车的前后两端，用于监测列车前后车及列车与地面固定节点设备的实时精确距离；列车车载设备包括UWB装置，UWB装置用于列车的测距与通信；设置若干个地面固定节点设备，任意两个地面固定节点设备间用于进行自动精确测距与通信；地面固定节点设备通过无线通信的方式与UWB装置连接，地面固定节点设备用于与UWB装置通信，并获取地面固定节点设备与UWB装置之间的距离数据；地面固定节点设备还与与地面监控中心连接，以进行数据传输；地面监控中心包括监控中心服务器，监控中心服务器用于根据地面固定节点设备输出的距离数据，生成列车的精确位置数据，并对精确位置数据进传输。具体而言，地面监控中心还包括移动终端和/或管理终端，移动终端和/或管理终端用于对列车进行实时动态监测和远程管理。具体而言，地面固定节点设备内置精确的轨道线路公里标。定位系统用于根据地铁线路轨道生成精密电子地图。每一地面固定节点设备对应精密电子地图上一个精确一维地理坐标。列车车载设备还包括车载主机和监控显示器。列车车载设备预设有车载设备接口。具体而言，本实施例定位系统供电等级为三级负荷供电，由地铁列车和轨旁提供AC220V电源供电机制，波动范围为+10％～‐15％，频率为50Hz。系统自身带有智能后备电源，在外电断电情况下，可保证全部设备工作24小时以上。具体而言，车载设备由车载主机、监控显示器、UWB测距与通信装置(含天线)等组成。设备安装在列车前后两端的驾驶室，主要用于监测列车前后车及列车与地面固定位置(如线路尽头)的实时精确距离。设备通过下列接口与列车发生连接：(1)车载电源接口：可连接车载AC220V电源取电。(2)车载速度传感器接口(可选)：通过联接列车速度传感器，获取列车转速脉冲，通过判定列车的速度和方向监测列车运行动态。(3)列车两端设备通信连接(可选)：可通过列车两端驾驶室预的有线通信端口设定，建议采用CAN两端驾驶室设备，以实现设备数据互连互通。(4)车载控制器接口(可选，仅在列车控制时需要)：系统的车载设备预留了多重输出接口，这些接口主要为了在实现列车主动安全防护时发挥作用。如果经用户或主机厂许可，相关接口也可与列车控制系统连接，车载主机可通过I/O通断接入列车动力总回路控制，也可通过串行RS485接口连接列车控制器，或通过约定的数据接口与ATP系统相连接。预留安装空间(依列车驾驶室实际空间确定)(1)在驾驶室天花板上方天线室内预留150X180X200mm空间安装测距与通信模块(含天线)位置。(2)在驾驶室操作台面，预留80X260X180mm显示屏安装位置；(3)在驾驶台底部柜内或驾驶室设备柜内预留200X200X260mm空间的车载主机安装位置。具体而言，地面设备，是指作为地面位置标记点的固定节点设备，如尽头线止挡、车站进出或特定点位置标注等，该设备除不设显示器外，其设备结构与车载主机结构一致，即包含主机和UWB测距与通信模块(含天线)，主机预留了CAN接口、串口和I/O接口等多重接口，可适应地铁环境的列车安全监控与设备管理的多种应用。实际应用中，地面设备中加装无线网络DTU，可实现设备远程监测。实际应用时，地面固定点设备因承担通信功能，需要将通信装置的天线置上志用天线罩内，并将设备固定在一根高度约3.5米的立杆上，配置可充电后备电源，通过与AC220V市电电源联接充电。具体而言，上述系统由地面固定点、列车移动设备、地面服务器、监控中心及移动设备等组成。地面固定点负责接收测距请求，机车移动设备负责发送测距请求并显示测距数据及推送监测结果到服务器，服务器负责数据处理与分发，监控中心负责远程监测设备状态。为了达到同时监测列车方向、速度、车车距离、车地距离、轨道状态和道岔开向信息，优化列车主动安全防护系统的基于路轨和列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地铁列车高精度点定位系统，其特征在于，包括：列车车载设备、地面固定节点设备和地面监控中心，其中，所述列车车载设备和所述地面固定节点设备之间用于进行点对点测距；所述列车车载设备，设置两个，分别设置在列车的前后两端，用于监测所述列车前后车及所述列车与地面固定节点设备的实时精确距离；所述列车车载设备包括UWB装置，所述UWB装置用于所述列车的测距与通信；设置若干个所述地面固定节点设备，任意两个所述地面固定节点设备间用于进行自动精确测距与通信；所述地面固定节点设备通过无线通信的方式与所述UWB装置连接，所述地面固定节点设备用于与所述UWB装置通信，并获取所述地面固定节点设备与所述UWB装置之间的距离数据；所述地面固定节点设备还与所述与所述地面监控中心连接，以进行数据传输；所述地面监控中心包括监控中心服务器，所述监控中心服务器用于根据所述地面固定节点设备输出的所述距离数据，生成所述列车的精确位置数据，并对所述精确位置数据进传输。

【技术特征摘要】
1.一种地铁列车高精度点定位系统，其特征在于，包括：列车车载设备、地面固定节点设备和地面监控中心，其中，所述列车车载设备和所述地面固定节点设备之间用于进行点对点测距；所述列车车载设备，设置两个，分别设置在列车的前后两端，用于监测所述列车前后车及所述列车与地面固定节点设备的实时精确距离；所述列车车载设备包括UWB装置，所述UWB装置用于所述列车的测距与通信；设置若干个所述地面固定节点设备，任意两个所述地面固定节点设备间用于进行自动精确测距与通信；所述地面固定节点设备通过无线通信的方式与所述UWB装置连接，所述地面固定节点设备用于与所述UWB装置通信，并获取所述地面固定节点设备与所述UWB装置之间的距离数据；所述地面固定节点设备还与所述与所述地面监控中心连接，以进行数据传输；所述地面监控中心包括监控中心服务器，所述监控中心服务器用于根据所述地面固定节点设备输出的所述距离数据，生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨吉钊，沈琦，杨纪蓉，
申请(专利权)人：成都九壹通智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51