一种基于电子信标的列车自动驾驶系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电子信标的列车自动驾驶系统，所述系统包括电子信标、车载ATO，所述电子信标包括进站电子信标、精确停车电子信标和转线电子信标，所述进站电子信标、精确停车电子信标和转线电子信标采用依次递增的方式进行编号；所述进站电子信标用于列车获取站台位置信息，从而列车进站或反向进站时可以根据已获取的站台位置信息提前减速；所述精确停车电子信标用于列车获取及校正停车点位置；所述转线电子信标用于列车切换线路后运营方向的清除。本发明专利技术系统具备电子信标布置统一、通用性和实施性强的特点，可以有效降低系统建设成本及维护维修难度，不但适用于新建铁路线路，还适用于既有线路增加ATO功能的升级改造。

A train automatic driving system based on electronic beacon

【技术实现步骤摘要】
一种基于电子信标的列车自动驾驶系统
本专利技术属于轨道交通
，特别涉及一种基于电子信标的列车自动驾驶系统。
技术介绍
列车运行控制系统是保证列车安全高速运行的关键技术，简称列控系统。列车自动驾驶系统(ATO)完成对列车的启动、加速、巡航、惰行和制动的控制，实现列车的自动驾驶。列车定位功能作为ATO最基础也最重要的功能之一，直接决定了列车减速阶段的速度控制及精确停车效果。目前我国城市轨道交通具备ATO功能的线路主流为CBTC(CommunicationBasedTrainControl，基于通信的列车自动控制)系统，该系统采用电子地图与应答器结合的方式定位，具备位置信息描述丰富准确的特点，C2+ATO(CTCS-2+ATO，CTCS-2为中国列车运行控制系统第2级)和C3+ATO(CTCS-3+ATO，CTCS-3为中国列车运行控制系统第3级)采用单独应答器定位校位的方式，同样能够实现停车阶段的精确校位。然而面对既有线升级、部分海外城市轨道交通增加ATO功能，若选择采用电子地图或应答器的方式，对于不同线路以及不同车站，每个应答器报文数据和各条线电子地图数据各不相同，工程技术人员需要面临巨大的数据配置工作；此外由于应答器的功率大辐射高，不利于实验室仿真测试。目前在列车自动驾驶相关技术的相关文献和专利中，尚无基于电子信标(TAG)的定位(确定方向)校位方式。在现有国内城市轨道交通领域，列车的精确停车依然依靠电子地图和应答器的位置校正。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种基于电子信标的列车自动驾驶系统，所述系统包括电子信标、车载ATO，所述电子信标包括进站电子信标、精确停车电子信标和转线电子信标，所述进站电子信标、精确停车电子信标和转线电子信标采用依次递增的方式进行编号；所述进站电子信标设置至少两个，所述进站电子信标设置在进站口前和出站口后的固定位置，所述进站电子信标设置在进站口前的数量与进站电子信标设置在出站口后的数量相同，用于列车获取站台位置信息，从而列车进站或反向进站时可以根据已获取的站台位置信息提前减速；所述精确停车电子信标设置至少两个，所述精确停车电子信标设置在站台内且位于停车点与反向停车点之间，所述精确停车电子信标关于站台中线对称分布，用于列车获取及校正停车点位置；所述转线电子信标设置至少两个，所述转线电子信标设置在车站道岔区段，用于列车切换线路后运营方向的清除。进一步地，所述车载ATO用于对电子信标进行一致性检查、链接距离检查、ID顺序检查和有效性检查。进一步地，所述一致性检查包括车载ATO对进站电子信标和精确停车电子信标的报文内容合法性进行检查。进一步地，所述链接距离检查包括车载ATO对列车先后经过的两个电子信标之间的间距进行检查，所述列车先后经过的两个电子信标包括进站电子信标或精确停车电子信标中的一种或两种。进一步地，所述ID顺序检查包括车载ATO对列车依次经过的进站电子信标和精确停车电子信标的编号顺序进行检查。进一步地，所述有效性检查包括车载ATO对转线电子信标的线路号和车站号进行检查。进一步地，所述车载ATO用于判断列车运营的方向，所述判断列车运营的方向包括：对于运营方向未知的列车，根据当前接收到的电子信标编号与上一个电子信标编号的大小比较决定运营方向；对于运营方向已知的列车，根据当前收到的电子信标判断运营方向与已知运营方向的对比决定运营方向；当列车当前经过的电子信标为转线电子信标时，列车运营方向恢复为未知。进一步地，所述根据当前收到的电子信标判断运营方向与已知运营方向的对比决定运营方向包括：根据当前收到的电子信标判断运营方向与已知运营方向相同时，沿用已知运营方向；根据当前收到的电子信标判断运营方向与已知运营方向不同时，则运营方向丢失，等待下一个电子信标重新确定运营方向。进一步地，所述车载ATO用于获取目标点位置和停车点位置，所述目标点位置包括站台入口位置和站台出口位置。进一步地，所述车载ATO用于判断列车的位置，所述判断列车的位置包括：当列车处于已确定运营方向状态时，将当前列车位置与站台入口位置、站台出口位置进行比较，包括：当列车处于站台入口位置与站台出口位置之间时，则判断列车处于站台；当列车不处于站台入口位置与站台出口位置之间时，则判断列车处于区间；当列车处于未确定运营方向状态时，无法判断列车位置。本专利技术系统具备电子信标布置统一、通用性和实施性强的特点，可以有效降低系统建设成本及维护维修难度，适用于国内外城市轨道交通、城际、干线铁路，不但适用于新建铁路线路，还适用于既有线路增加ATO功能的升级改造。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。图1示出了本专利技术实施例的进站TAG和精确停车TAG位置示意图；图2示出了本专利技术实施例的转线TAG位置及列车转线示意图；图3示出了本专利技术实施例的站台入口位置校位原理示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种基于电子信标的列车自动驾驶系统，该系统包括电子信标和车载ATO，其中，电子信标可分为三类，分别为进站TAG、精确停车TAG和转线TAG，并且电子信标的安装位置具有统一性，即每站的电子信标安装于站台的相同位置，且电子信标的编号相同。示例性的，图1示出了本专利技术实施例的进站TAG和精确停车TAG位置示意图，如图1所示，站台轨道上安装的进站TAG可以设置两个、三个或四个，但不限于此，本示例以四个为例进行说明，编号为T1、T2、T3、T4，站台轨道上安装的精确停车TAG数量为偶数，可以设置两个、四个、六个或八个，但不限于此，本示例以六个为例进行说明，编号为T5、T6、T7、T8、T9、T10。示例性的，以通常的运营方向为正向，本实施例以正向为例进行说明，站台轨道上的电子信标按照正向安装，即定义T1→T4的方向为正向。具体的，T1、T2位于进站前的固定位置，且按顺序安装，主要用于获取站台位置信息，从而列车进站时可以根据已获取的站台位置信息提前减速，T3、T4位于出站口后的固定位置，且按顺序安装，用于列车反向进站时提前减速。T5～T10位于站台内且位于正向停车点与反向停车点之间，正向停车点与反向停车点关于站台中线对称设置，由于本实施例以正向为例进行说明，因此图1中未显示反向停车点。其中T5～T6沿正向按顺序安装于接近站台入口一侧，T8～T10沿正向按顺序安装于接近站台出口一侧，并且T5与T10关于站台中线对称设置，T6与T9关于站台中线对称设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电子信标的列车自动驾驶系统，所述系统包括电子信标、车载ATO，其特征在于，所述电子信标包括进站电子信标、精确停车电子信标和转线电子信标，所述进站电子信标、精确停车电子信标和转线电子信标采用依次递增的方式进行编号；所述进站电子信标设置至少两个，所述进站电子信标设置在进站口前和出站口后的固定位置，所述进站电子信标设置在进站口前的数量与进站电子信标设置在出站口后的数量相同，用于列车获取站台位置信息，从而列车进站或反向进站时可以根据已获取的站台位置信息提前减速；所述精确停车电子信标设置至少两个，所述精确停车电子信标设置在站台内且位于停车点与反向停车点之间，所述精确停车电子信标关于站台中线对称分布，用于列车获取及校正停车点位置；所述转线电子信标设置至少两个，所述转线电子信标设置在车站道岔区段，用于列车切换线路后运营方向的清除。

【技术特征摘要】
1.一种基于电子信标的列车自动驾驶系统，所述系统包括电子信标、车载ATO，其特征在于，所述电子信标包括进站电子信标、精确停车电子信标和转线电子信标，所述进站电子信标、精确停车电子信标和转线电子信标采用依次递增的方式进行编号；所述进站电子信标设置至少两个，所述进站电子信标设置在进站口前和出站口后的固定位置，所述进站电子信标设置在进站口前的数量与进站电子信标设置在出站口后的数量相同，用于列车获取站台位置信息，从而列车进站或反向进站时可以根据已获取的站台位置信息提前减速；所述精确停车电子信标设置至少两个，所述精确停车电子信标设置在站台内且位于停车点与反向停车点之间，所述精确停车电子信标关于站台中线对称分布，用于列车获取及校正停车点位置；所述转线电子信标设置至少两个，所述转线电子信标设置在车站道岔区段，用于列车切换线路后运营方向的清除。2.根据权利要求1所述的基于电子信标的列车自动驾驶系统，其特征在于，所述车载ATO用于对电子信标进行一致性检查、链接距离检查、ID顺序检查和有效性检查。3.根据权利要求2所述的基于电子信标的列车自动驾驶系统，其特征在于，所述一致性检查包括车载ATO对进站电子信标和精确停车电子信标的报文内容合法性进行检查。4.根据权利要求2所述的基于电子信标的列车自动驾驶系统，其特征在于，所述链接距离检查包括车载ATO对列车先后经过的两个电子信标之间的间距进行检查，所述列车先后经过的两个电子信标包括进站电子信标或精确停车电子信标中的一种或两种。5.根据权利要求2所述的基于电子信标的列车自动驾驶系统，其特征在于，所述ID顺序检查包括车载ATO对列车依次经过的进站电子信标和精确停车电子信标的编号顺序进行检查。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳，陈志强，王鹏，王成，葛鹭明，王祺，包正堂，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11