列车及其安全定位系统技术方案

本发明专利技术公开了一种列车及其安全定位系统，所述系统包括：设置在列车第一车厢的第一定位子系统，其中，第一定位子系统包括第一GNSS卫星导航接收机、第一无线载波标签节点、至少一个第一速度传感器、第一车载控制器和第一安全定位单元；设置在列车第二车厢的第二定位子系统，其中，第二定位子系统包括第二GNSS卫星导航接收机、第二无线载波标签节点、至少一个第二速度传感器、第二车载控制器和第二安全定位单元；通信网络，第一车载控制器、第一安全定位单元、第二车载控制器和第二安全定位单元通过通信网络通信连接。由此，提高了列车定位精度，降低了设备安装复杂度，同时降低了物料成本和维护成本。

Train and its safety positioning system

【技术实现步骤摘要】
列车及其安全定位系统
本专利技术涉及车辆
，特别涉及一种列车安全定位系统、一种具有该安全定位系统的列车和一种列车安全定位方法。
技术介绍
在轨道信号系统中，列车安全可靠地获取定位非常关键，通常采用应答器与速度传感器结合的方式进行列车定位。该定位方式广泛应用于高速铁路，城市轨道交通信号系统，在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：1、为了克服轮胎磨损，胎压变化造成的测速累计误差，地面需间隔一定距离布置应答器，例如，在城市轨道交通中，通常间隔距离为200～300米，为了获取更高的站内车停车精度，需布置更多的应答器，带来了大量的设备成本；2、应答器和车载天线为了完成报文的感应和传输，有着严格的间距要求，给轨旁和车载设备提出了更大挑战，特别是对于跨座式单轨的高架轨道梁和紧凑型车身，设备安装更为不便；3、当应答器位置调整时，需要重新烧写报文，不利于运营部门的后期维护。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种列车安全定位系统，能够提高列车定位精度，降低设备安装复杂度，同时降低物料成本和维护成本。本专利技术的第二个目的在于提出一种列车。本专利技术的第三个目的在于提出一种列车安全定位方法。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出的一种列车安全定位系统，包括：设置在列车第一车厢的第一定位子系统，其中，所述第一定位子系统包括第一GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)卫星导航接收机、第一无线载波标签节点、至少一个第一速度传感器、第一车载控制器和第一安全定位单元；设置在列车第二车厢的第二定位子系统，其中，所述第二定位子系统包括第二GNSS卫星导航接收机、第二无线载波标签节点、至少一个第二速度传感器、第二车载控制器和第二安全定位单元；通信网络，所述第一车载控制器、所述第一安全定位单元、所述第二车载控制器和所述第二安全定位单元通过所述通信网络通信连接。根据本专利技术实施例的列车安全定位系统，设置在列车第一车厢的第一定位子系统，其中，第一定位子系统包括第一GNSS卫星导航接收机、第一无线载波标签节点、至少一个第一速度传感器、第一车载控制器和第一安全定位单元；设置在列车第二车厢的第二定位子系统，其中，第二定位子系统包括第二GNSS卫星导航接收机、第二无线载波标签节点、至少一个第二速度传感器、第二车载控制器和第二安全定位单元；第一车载控制器、第一安全定位单元、第二车载控制器和第二安全定位单元通过通信网络通信连接。由此，该系统能够提高列车定位精度，降低设备安装复杂度，同时降低物料成本和维护成本。另外，根据本专利技术实施例的列车安全定位系统还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述第一车厢为所述列车的车头车厢，所述第二车厢为所述列车的车尾车厢。根据本专利技术的一个实施例，所述通信网络包括：设置在所述列车第一车厢的第一交换机和第二交换机；设置在所述列车第二车厢的第三交换机和第四交换机；其中，所述第一交换机分别与所述第一车载控制器、所述第一安全定位单元和所述第三交换机通信连接，所述第二交换机分别与所述第一车载控制器、所述第一安全定位单元和所述第四交换机通信连接，所述第三交换机分别与所述第二车载控制器、所述第二安全定位单元和所述第一交换机通信连接，所述第四交换机分别与所述第二车载控制器、所述第二安全定位单元和所述第二交换机通信连接。根据本专利技术的一个实施例，所述第一速度传感器和所述第二速度传感器为多个，用于检测所述列车的速度。根据本专利技术的一个实施例，所述第一安全定位单元根据所述第一GNSS卫星导航接收机、所述第一无线载波标签节点接收的无线载波UWB信号和所述至少一个第一速度传感器检测的速度信号进行定位，以得到第一安全位置信息；和/或所述第二安全定位单元根据所述第二GNSS卫星导航接收机、所述第二无线载波标签节点接收的无线载波UWB信号和所述至少一个第二速度传感器检测的速度信号进行定位，以得到第二安全位置信息。根据本专利技术的一个实施例，所述第一车载控制器根据所述第一安全位置信息对所述列车进行控制；或者所述第二车载控制器根据所述第二安全位置信息对所述列车进行控制；或者所述第一车载控制器或者所述第二车载控制器根据所述第一安全位置信息和所述第二安全位置信息对所述列车进行控制。根据本专利技术的一个实施例，所述第一安全定位单元根据所述第一GNSS卫星导航接收机、所述第一无线载波标签节点接收的无线载波UWB信号和所述至少一个第一速度传感器检测的速度信号进行定位，以得到第一安全位置信息，包括：所述第一安全定位单元对所述第一GNSS卫星导航接收机或第二GNSS卫星导航接收机接收的GNSS信号进行坐标系变换，以获得第一轨道偏移量；在第一预设时间后，所述第一GNSS卫星导航接收机接收GNSS信号，所述第一安全定位单元对所述第一GNSS卫星导航接收机接收的GNSS信号再次进行坐标系变换，以获得第二轨道偏移量；所述第一安全定位单元根据速度信号生成测距信号，并根据所述测距信号获取列车的累计行走距离；获取所述第一轨道偏移量和所述第二轨道偏移量之间的差值；在所述差值与所述累计行走距离之间的差值小于预设误差阈值时，得到GNSS位置坐标。根据本专利技术的一个实施例，所述第一安全定位单元根据所述第一GNSS卫星导航接收机、所述第一无线载波标签节点接收的无线载波UWB信号和所述至少一个第一速度传感器检测的速度信号进行定位，以得到第一安全位置信息，包括：在得到所述GNSS位置坐标后，所述第一安全定位单元根据速度信号生成所述测距信号，并通过所述GNSS信号对测距信号进行校正。根据本专利技术的一个实施例，所述第一安全定位单元根据所述第一GNSS卫星导航接收机、所述第一无线载波标签节点接收的无线载波UWB信号和所述至少一个第一速度传感器检测的速度信号进行定位，以得到第一安全位置信息，包括：在所述列车进入站台时，根据所述站台中的UWB标签的UWB信号对所述测距信号进行区间校正。为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种列车，其包括上述的安全定位系统。本专利技术实施例的列车，通过上述的安全定位系统，能够提高列车定位精度，降低了设备安装复杂度，同时降低了物料成本和维护成本。为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种列车安全定位方法，包括以下步骤：获取所述列车的测距信号，以获得列车的累计行走距离；接收GNSS信号，并根据所述列车的测距信号和GNSS信号获取GNSS位置坐标；接收无线载波UWB信号；根据所述列车的累计行走距离、所述GNSS位置坐标以及所述无线载波UWB信号进行定位。根据本专利技术实施例的列车安全定位方法，获取列车的测距信号，以获得列车的累计行走距离；接收GNSS信号，并根据列车的测距信号和GNSS信号获取GNSS位置坐标；接收无线载波UWB信号；根据列车的累计行走距离、GNSS位置坐标以及无线载波UWB信号进行定位。由此，该方法能够提高列车定位精度，降低设备安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种列车安全定位系统，其特征在于，包括：/n设置在列车第一车厢的第一定位子系统，其中，所述第一定位子系统包括第一GNSS卫星导航接收机、第一无线载波标签节点、至少一个第一速度传感器、第一车载控制器和第一安全定位单元；/n设置在列车第二车厢的第二定位子系统，其中，所述第二定位子系统包括第二GNSS卫星导航接收机、第二无线载波标签节点、至少一个第二速度传感器、第二车载控制器和第二安全定位单元；/n通信网络，所述第一车载控制器、所述第一安全定位单元、所述第二车载控制器和所述第二安全定位单元通过所述通信网络通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种列车安全定位系统，其特征在于，包括：
设置在列车第一车厢的第一定位子系统，其中，所述第一定位子系统包括第一GNSS卫星导航接收机、第一无线载波标签节点、至少一个第一速度传感器、第一车载控制器和第一安全定位单元；
设置在列车第二车厢的第二定位子系统，其中，所述第二定位子系统包括第二GNSS卫星导航接收机、第二无线载波标签节点、至少一个第二速度传感器、第二车载控制器和第二安全定位单元；
通信网络，所述第一车载控制器、所述第一安全定位单元、所述第二车载控制器和所述第二安全定位单元通过所述通信网络通信连接。


2.如权利要求1所述的列车安全定位系统，其特征在于，所述第一车厢为所述列车的车头车厢，所述第二车厢为所述列车的车尾车厢。


3.如权利要求1所述的列车安全定位系统，其特征在于，所述通信网络包括：
设置在所述列车第一车厢的第一交换机和第二交换机；
设置在所述列车第二车厢的第三交换机和第四交换机；
其中，所述第一交换机分别与所述第一车载控制器、所述第一安全定位单元和所述第三交换机通信连接，所述第二交换机分别与所述第一车载控制器、所述第一安全定位单元和所述第四交换机通信连接，所述第三交换机分别与所述第二车载控制器、所述第二安全定位单元和所述第一交换机通信连接，所述第四交换机分别与所述第二车载控制器、所述第二安全定位单元和所述第二交换机通信连接。


4.如权利要求1所述的列车安全定位系统，其特征在于，所述第一速度传感器和所述第二速度传感器为多个，用于检测所述列车的速度。


5.如权利要求1所述的列车安全定位系统，其特征在于，所述第一安全定位单元根据所述第一GNSS卫星导航接收机、所述第一无线载波标签节点接收的无线载波UWB信号和所述至少一个第一速度传感器检测的速度信号进行定位，以得到第一安全位置信息；和/或
所述第二安全定位单元根据所述第二GNSS卫星导航接收机、所述第二无线载波标签节点接收的无线载波UWB信号和所述至少一个第二速度传感器检测的速度信号进行定位，以得到第二安全位置信息。


6.如权利要求5所述的列车安全定位系统，其特征在于，所述第一车载控制器根据所述第一安全位置信息对所述列车进行控制；或者
所述第二车载控制器根据所述第二安全位置信息对所述列车进行控制；或者
所述第一车载控制器或者所述第二车载控制器根据所述第一安全位置信息和所述第二安全位置信息对所述列车进行控制。


7.如权利要求6所述的列车安全定位系统，其特征在于，所述第一安全定位单元根据所述第一GNSS卫星导航接收机、所述第一无线载波标签节点接收的无线载波UWB信号和所述至少一个第一速度传感器检测的速度信号进行定位，以得到第一安全位置信息，包括：
所述第一安全定位单元对所述第一GNSS卫星导航接收机或第二GNSS卫星导航接收机接收的GNSS信号进行坐标系变换，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄云览，刘伟华，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44