BR112021005839A2

BR112021005839A2 - train and its safety positioning system

Info

Publication number: BR112021005839A2
Application number: BR112021005839-7A
Authority: BR
Inventors: Yunlan Bo; Weihua Liu
Original assignee: Byd Company Limited
Priority date: 2018-09-30
Filing date: 2019-09-29
Publication date: 2021-07-27
Also published as: CN110972066A; WO2020063979A1; CN110972066B

Abstract

TREM E SISTEMA DE POSICIONAMENTO DE SEGURANÇA DO MESMO. São divulgados na presente descrição um trem e um sistema de posicionamento de segurança do mesmo. O sistema inclui: um primeiro subsistema de posicionamento disposto em um primeiro vagão de um trem, onde o primeiro subsistema de posicionamento inclui um primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, um primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio, pelo menos um primeiro sensor de velocidade, um primeiro controlador no veículo, e uma primeira unidade de posicionamento de segurança; um segundo subsistema de posicionamento disposto em um segundo vagão do trem, onde o segundo subsistema de posicionamento inclui um segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, um segundo nó de etiqueta de operadora sem fio, pelo menos um segundo sensor de velocidade, um segundo controlador no veículo, e uma segunda unidade de posicionamento de segurança; e uma rede de comunicação através da qual o primeiro controlador no veículo, a primeira unidade de posicionamento de segurança, o segundo controlador no veículo, e a segunda unidade de posicionamento de segurança estão comunicativamente conectados. Portanto, a acurácia de posicionamento do trem é aprimorada, a complexidade de instalação de equipamento é reduzida, e o custo de material e o custo de manutenção também são diminuídos.TRAIN AND SAFETY POSITIONING SYSTEM THEREOF. A train and a safety positioning system thereof are disclosed in the present description. The system includes: a first positioning subsystem disposed in a first car of a train, where the first positioning subsystem includes a first GNSS satellite navigation receiver, a first wireless carrier tag node, at least a first sensor a speed controller, a first controller in the vehicle, and a first safety positioning unit; a second positioning subsystem disposed in a second train car, where the second positioning subsystem includes a second GNSS satellite navigation receiver, a second wireless carrier tag node, at least a second speed sensor, a second controller in the vehicle, and a second safety positioning unit; and a communication network through which the first in-vehicle controller, the first in-vehicle controller, the second in-vehicle controller, and the second in-vehicle safety positioning unit are communicatively connected. Therefore, train positioning accuracy is improved, equipment installation complexity is reduced, and material cost and maintenance cost are also decreased.

Description

“TREM E SISTEMA DE POSICIONAMENTO DE SEGURANÇA DO MESMO”"TRAIN AND SAFETY POSITIONING SYSTEM THEREOF" REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDOS RELACIONADOSCROSS REFERENCE WITH RELATED ORDERS

[0001] Este pedido reivindica a prioridade do Pedido de Patente Chinês No. 201811157030.8 depositado em 30 de setembro de 2018, que é incorporado aqui por referência em sua totalidade.[0001] This application claims priority from Chinese Patent Application No. 201811157030.8 filed September 30, 2018, which is incorporated herein by reference in its entirety.

CAMPOFIELD

[0002] [0002] A presente descrição se refere ao campo técnico de veículos, e em particular, a um sistema de posicionamento de segurança de trem, um trem tendo o sistema de posicionamento de segurança, e um método de posicionamento de segurança de trem.[0002] [0002] The present description refers to the technical field of vehicles, and in particular, to a train safety positioning system, a train having the safety positioning system, and a train safety positioning method .

FUNDAMENTOSFUNDAMENTALS

[0003] Em um sistema de sinal de trilho, é muito importante obter a localização de um trem de maneira segura e confiável, e o trem comumente está posicionado de uma maneira que combina transponders e sensores de velocidade. Esta abordagem de posicionamento é bastante aplicada às ferrovias de alta velocidade e sistemas de sinal de trânsito de trilho urbano. No processo de implementação da presente descrição, os inventores descobriram que pelo menos os seguintes problemas existem na técnica anterior:[0003] In a rail signal system, it is very important to get the location of a train safely and reliably, and the train is commonly positioned in a way that combines transponders and speed sensors. This positioning approach is widely applied to high-speed rail and urban rail traffic signal systems. In the process of implementing the present description, the inventors have found that at least the following problems exist in the prior art:

1. para superar um erro cumulativo de gerenciamento de velocidade causado pelo desgaste do pneu e mudanças na pressão do pneu, transponders precisam ser arranjados em certas distâncias no solo, por exemplo, no trânsito de trilho urbano, as distâncias em geral são de 200 a 300 metros. De maneira a obter maior acurácia da parada do trem em uma plataforma, mais transponders precisam ser arranjados, o que aumenta bastante os custos de equipamento. 2. Para completar a detecção e a transmissão de mensagens, transponders e antenas no veículo possuem requisitos de distâncias estritos, o que cria maiores desafios para equipamento de via de trilho e equipamento do veículo. Especialmente para feixes de trilhos elevados de monotrilho do tipo straddle e corpos compactos de veículo, a instalação de equipamento é mais inconveniente. 3. Durante o ajuste das localizações dos transponders, as mensagens precisam ser reescritas, o que não é propício para a manutenção posterior.1. to overcome a cumulative speed management error caused by tire wear and changes in tire pressure, transponders need to be arranged at certain distances on the ground, for example in urban rail traffic, distances are generally 200 to 300 meters. In order to obtain more accuracy in stopping the train on a platform, more transponders need to be arranged, which greatly increases equipment costs. 2. To complete the detection and transmission of messages, in-vehicle transponders and antennas have strict distance requirements, which creates greater challenges for railroad equipment and vehicle equipment. Especially for straddle-type monorail elevated rail bundles and compact vehicle bodies, installation of equipment is more inconvenient. 3. When adjusting transponder locations, messages need to be rewritten, which is not conducive to further maintenance.

SUMÁRIOSUMMARY

[0004] Um objetivo da presente descrição é resolver pelo menos um dos problemas técnicos na técnica relacionada até certo ponto. A este respeito, um primeiro objetivo da presente descrição é prover um sistema de posicionamento de segurança de trem, que pode aprimorar a acurácia de posicionamento do trem, reduzir a complexidade de instalação de equipamento, e também diminuir o custo de material e custo de manutenção.[0004] An objective of the present description is to solve at least one of the technical problems in the related art to some extent. In this regard, a first objective of the present description is to provide a train safety positioning system, which can improve train positioning accuracy, reduce the complexity of equipment installation, and also decrease material cost and maintenance cost. .

[0005] Um segundo objetivo da presente descrição é prover um trem.[0005] A second purpose of the present description is to provide a train.

[0006] Um terceiro objetivo da presente descrição é prover um método de posicionamento de segurança de trem.[0006] A third objective of the present description is to provide a train safety positioning method.

[0007] Para alcançar os objetivos mencionados acima, uma concretização em um primeiro aspecto da presente descrição provê um sistema de posicionamento de segurança de trem, incluindo: um primeiro subsistema de posicionamento disposto em um primeiro vagão de um trem,[0007] To achieve the objectives mentioned above, an embodiment in a first aspect of the present description provides a train safety positioning system, including: a first positioning subsystem disposed in a first car of a train,

onde o primeiro subsistema de posicionamento inclui um primeiro receptor de navegação de satélite de GNSS (Sistema de Satélite de Navegação Global), um primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio, pelo menos um primeiro sensor de velocidade, um primeiro controlador no veículo, e uma primeira unidade de posicionamento de segurança; um segundo subsistema de posicionamento disposto em um segundo vagão do trem, onde o segundo subsistema de posicionamento inclui um segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, um segundo nó de etiqueta de operadora sem fio, pelo menos um segundo sensor de velocidade, um segundo controlador no veículo, e uma segunda unidade de posicionamento de segurança; e uma rede de comunicação através da qual o primeiro controlador no veículo, a primeira unidade de posicionamento de segurança, o segundo controlador no veículo, e a segunda unidade de posicionamento de segurança estão comunicativamente conectados.wherein the first positioning subsystem includes a first GNSS (Global Navigation Satellite System) satellite navigation receiver, a first wireless carrier tag node, at least a first speed sensor, a first in-vehicle controller, and a first security positioning unit; a second positioning subsystem disposed in a second train car, where the second positioning subsystem includes a second GNSS satellite navigation receiver, a second wireless carrier tag node, at least a second speed sensor, a second controller in the vehicle, and a second safety positioning unit; and a communication network through which the first in-vehicle controller, the first in-vehicle controller, the second in-vehicle controller, and the second in-vehicle safety positioning unit are communicatively connected.

[0008] No sistema de posicionamento de segurança de trem de acordo com a concretização da presente descrição, o primeiro subsistema de posicionamento é disposto no primeiro vagão do trem, onde o primeiro subsistema de posicionamento inclui o primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, o primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio, o pelo menos um primeiro sensor de velocidade, o primeiro controlador no veículo, e a primeira unidade de posicionamento de segurança; o segundo subsistema de posicionamento é disposto no segundo vagão do trem, onde o segundo subsistema de posicionamento inclui o segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, o segundo nó de etiqueta de operadora sem fio, o pelo menos um segundo sensor de velocidade, o segundo controlador no veículo, e a segunda unidade de posicionamento de segurança; e o primeiro controlador no veículo, a primeira unidade de posicionamento de segurança, o segundo controlador no veículo, e a segunda unidade de posicionamento de segurança estão comunicativamente conectados através da rede de comunicação. Portanto, o sistema pode aprimorar a acurácia de posicionamento do trem fundindo tecnologias de posicionamento de nó de etiqueta de operadora sem fio com base em GNSS e UWB.[0008] In the train safety positioning system according to the embodiment of the present description, the first positioning subsystem is arranged in the first train car, where the first positioning subsystem includes the first GNSS satellite navigation receiver, the first wireless carrier tag node, the at least one first speed sensor, the first in-vehicle controller, and the first security positioning unit; the second positioning subsystem is arranged in the second train car, where the second positioning subsystem includes the second GNSS satellite navigation receiver, the second wireless carrier tag node, the at least one second speed sensor, the second controller in the vehicle, and the second safety positioning unit; and the first in-vehicle controller, the first in-vehicle safety positioning unit, the second in-vehicle controller, and the second in-vehicle safety positioning unit are communicatively connected via the communication network. Therefore, the system can improve train positioning accuracy by merging wireless carrier tag node positioning technologies based on GNSS and UWB.

[0009] Em adição, o sistema de posicionamento de segurança de trem de acordo com a concretização da presente descrição pode ter adicionalmente as seguintes funcionalidades técnicas adicionais:[0009] In addition, the train safety positioning system according to the embodiment of the present description may additionally have the following additional technical features:

[00010] De acordo com uma concretização da presente descrição, o primeiro vagão é um vagão da frente do trem, e o segundo vagão é um vagão de trás do trem.[00010] According to an embodiment of the present description, the first car is a car at the front of the train, and the second car is a car at the rear of the train.

[00011] De acordo com uma concretização da presente descrição, a rede de comunicação inclui: um primeiro quadro de distribuição e um segundo quadro de distribuição dispostos no primeiro vagão do trem; e um terceiro quadro de distribuição e um quarto quadro de distribuição dispostos no segundo vagão do trem, onde o primeiro quadro de distribuição está comunicativamente conectado com o primeiro controlador no veículo, a primeira unidade de posicionamento de segurança, e o terceiro quadro de distribuição separadamente; o segundo quadro de distribuição está comunicativamente conectado com o primeiro controlador no veículo, a primeira unidade de posicionamento de segurança, e o quarto quadro de distribuição separadamente; o terceiro quadro de distribuição está comunicativamente conectado com o segundo controlador no veículo, a segunda unidade de posicionamento de segurança, e o primeiro quadro de distribuição separadamente; e o quarto quadro de distribuição está comunicativamente conectado com o segundo controlador no veículo, a segunda unidade de posicionamento de segurança, e o segundo quadro de distribuição separadamente.[00011] According to an embodiment of the present description, the communication network includes: a first distribution board and a second distribution board arranged in the first car of the train; and a third distribution board and a fourth distribution board arranged in the second car of the train, where the first distribution board is communicatively connected with the first controller in the vehicle, the first safety positioning unit, and the third distribution board separately ; the second distribution board is communicatively connected with the first controller in the vehicle, the first safety positioning unit, and the fourth distribution board separately; the third distribution board is communicatively connected with the second controller in the vehicle, the second safety positioning unit, and the first distribution board separately; and the fourth switchboard is communicatively connected with the second controller in the vehicle, the second safety positioning unit, and the second switchboard separately.

[00012] De acordo com uma concretização da presente descrição, existem pelo menos dois primeiros sensores de velocidade 130 configurados para medir uma velocidade do trem e pelo menos dois segundos sensores de velocidade 230 configurados para medir uma velocidade do trem.[00012] According to an embodiment of the present description, there are at least two first speed sensors 130 configured to measure a train speed and at least two second speed sensors 230 configured to measure a train speed.

[00013] De acordo com uma concretização da presente descrição, a primeira unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um primeiro sensor de velocidade, para obter primeira informação de localização de segurança.[00013] According to an embodiment of the present description, the first security positioning unit performs the positioning based on a GNSS signal received by the first GNSS satellite navigation receiver, a wireless carrier UWB signal received by the first wireless carrier tag node, and a speed signal detected by at least a first speed sensor, to obtain first security location information.

[00014] De acordo com outra concretização da presente descrição, a segunda unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em o segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo segundo nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um segundo sensor de velocidade, para obter segunda informação de localização de segurança.[00014] According to another embodiment of the present description, the second security positioning unit performs the positioning based on the second GNSS satellite navigation receiver, a wireless carrier UWB signal received by the second security tag node wireless carrier, and a speed signal detected by at least a second speed sensor, to obtain second security location information.

[00015] De acordo com mais uma concretização da presente descrição, a primeira unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um primeiro sensor de velocidade, para obter primeira informação de localização de segurança; e a segunda unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em o segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo segundo nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um segundo sensor de velocidade, para obter segunda informação de localização de segurança.[00015] According to a further embodiment of the present description, the first security positioning unit performs the positioning based on a GNSS signal received by the first GNSS satellite navigation receiver, a received wireless carrier UWB signal by the first wireless carrier tag node, and a speed signal detected by the at least one first speed sensor, to obtain first security location information; and the second security positioning unit performs positioning based on the second GNSS satellite navigation receiver, a wireless carrier UWB signal received by the second wireless carrier tag node, and a speed signal detected by at least one second speed sensor to obtain second safety location information.

[00016] De acordo com uma concretização da presente descrição, o primeiro controlador no veículo controla o trem com base na primeira informação de localização de segurança; ou o segundo controlador no veículo controla o trem com base na segunda informação de localização de segurança; ou o primeiro controlador no veículo controla o trem com base na primeira informação de localização de segurança e a segunda informação de localização de segurança; ou o segundo controlador no veículo controla o trem com base na primeira informação de localização de segurança e a segunda informação de localização de segurança.[00016] According to an embodiment of the present description, the first controller in the vehicle controls the train based on the first safety location information; or the second controller in the vehicle controls the train based on the second safety location information; or the first controller in the vehicle controls the train based on the first safety location information and the second safety location information; or the second controller in the vehicle controls the train based on the first safety location information and the second safety location information.

[00017] De acordo com uma concretização da presente descrição, em que a primeira unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um primeiro sensor de velocidade, para obter primeira informação de localização de segurança inclui: realizar, pela primeira unidade de posicionamento de segurança, transformação de coordenada em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS ou o segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, para obter um primeiro deslocamento de trilho; após um primeiro período de tempo predefinido, receber, pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, o sinal de GNSS, e novamente realizar, através da primeira unidade de posicionamento de segurança, transformação de coordenada no sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, para obter um segundo deslocamento de trilho; gerar, através da primeira unidade de posicionamento de segurança, um sinal de alcance com base no sinal de velocidade, e obter uma distância de viagem cumulativa do trem com base no sinal de alcance; obter um valor de diferença entre o primeiro deslocamento de trilho e o segundo deslocamento de trilho; quando um valor de diferença entre o valor de diferença e a distância de viagem cumulativa é menor do que um limite de erro predefinido, obter uma coordenada de localização de GNSS; após obter a coordenada de localização de GNSS, gerar, através da primeira unidade de posicionamento de segurança, o sinal de alcance com base no sinal de velocidade, e corrigir o sinal de alcance através do sinal de GNSS; quando o trem entra em uma plataforma, realizar a correção da seção no sinal de alcance com base em um sinal de UWB de uma etiqueta de UWB na plataforma; e calcular com base na distância de viagem cumulativa do trem, a coordenada de localização de GNSS, o sinal de alcance corrigido através do sinal de GNSS, e o sinal de alcance corrigido através do sinal de UWB, para obter a primeira informação de localização de segurança.[00017] According to an embodiment of the present description, wherein the first security positioning unit performs positioning based on a GNSS signal received by the first GNSS satellite navigation receiver, a wireless carrier UWB signal received by the first wireless carrier tag node, and a speed signal detected by at least a first speed sensor, to obtain first security location information includes: performing, by the first security positioning unit, coordinate transformation into a GNSS signal received by the first GNSS navigation satellite receiver or the second GNSS navigation satellite receiver to obtain a first track offset; after a first predefined period of time, receive, by the first GNSS satellite navigation receiver, the GNSS signal, and again perform, via the first safety positioning unit, coordinate transformation on the GNSS signal received by the first receiver of GNSS satellite navigation to obtain a second track offset; generating, via the first safety positioning unit, a range signal based on the speed signal, and obtaining a cumulative train travel distance based on the range signal; get a difference value between the first rail offset and the second rail offset; when a difference value between the difference value and the cumulative travel distance is less than a predefined error limit, obtaining a GNSS location coordinate; after obtaining the GNSS location coordinate, generating, via the first safety positioning unit, the range signal based on the speed signal, and correcting the range signal via the GNSS signal; when the train enters a platform, perform section correction on the range signal based on a UWB signal from a UWB tag on the platform; and calculate based on the train's cumulative travel distance, the GNSS location coordinate, the range signal corrected via the GNSS signal, and the range signal corrected via the UWB signal, to obtain the first location information of safety.

[00018] Para alcançar os objetivos mencionados acima, uma concretização de um segundo aspecto da presente descrição provê um trem, incluindo o sistema de posicionamento de segurança acima.[00018] To achieve the goals mentioned above, an embodiment of a second aspect of the present description provides a train, including the above safety positioning system.

[00019] O trem de acordo com a concretização da presente descrição pode aprimorar a acurácia de posicionamento do trem, reduzir a complexidade de instalação de equipamento, e ainda reduzir o custo de material e o custo de manutenção através do sistema de posicionamento de segurança acima.[00019] The train according to the realization of the present description can improve the train positioning accuracy, reduce the complexity of equipment installation, and further reduce the material cost and maintenance cost through the above safety positioning system .

[00020] Para alcançar os objetivos mencionados acima, uma concretização de um terceiro aspecto da presente descrição provê um método de posicionamento de segurança de trem, incluindo as seguintes etapas: obter um sinal de alcance de um trem, para obter uma distância de viagem cumulativa do trem; receber um sinal de GNSS, e obter uma coordenada de localização de GNSS com base no sinal de alcance do trem e o sinal de GNSS; receber um sinal de UWB de operadora sem fio; e realizar o posicionamento com base na distância de viagem cumulativa do trem, a coordenada de localização de GNSS, e o sinal de UWB de operadora sem fio.[00020] To achieve the objectives mentioned above, an embodiment of a third aspect of the present description provides a train safety positioning method, including the following steps: obtain a train range signal, to obtain a cumulative travel distance from the train; receiving a GNSS signal, and obtaining a GNSS location coordinate based on the train range signal and the GNSS signal; receive a wireless carrier UWB signal; and perform positioning based on cumulative train travel distance, GNSS location coordinate, and wireless carrier UWB signal.

[00021] No método de posicionamento de segurança de trem de acordo com a concretização da presente descrição, o sinal de alcance do trem é obtido, para obter a distância de viagem cumulativa do trem; o sinal de GNSS é recebido, e as coordenadas de localização de GNSS são obtidas com base no sinal de alcance do trem e o sinal de GNSS; o sinal de UWB de operadora sem fio é recebido; e o posicionamento é realizado com base na distância de viagem cumulativa do trem, a coordenada de localização de GNSS, e o sinal de UWB de operadora sem fio. Portanto, o método pode aprimorar a acurácia de posicionamento do trem fundindo tecnologias de posicionamento de nó de etiqueta de operadora sem fio com base em GNSS e UWB.[00021] In the train safety positioning method according to the embodiment of the present description, the train range signal is obtained, to obtain the cumulative travel distance of the train; the GNSS signal is received, and the GNSS location coordinates are obtained based on the train range signal and the GNSS signal; wireless carrier UWB signal is received; and positioning is performed based on the train's cumulative travel distance, the GNSS location coordinate, and the wireless carrier's UWB signal. Therefore, the method can improve train placement accuracy by merging wireless carrier tag node placement technologies based on GNSS and UWB.

[00022] Em adição, o método de posicionamento de segurança de trem de acordo com a concretização da presente descrição pode ter adicionalmente as seguintes funcionalidades técnicas adicionais:[00022] In addition, the train safety positioning method according to the embodiment of the present description may additionally have the following additional technical features:

[00023] De acordo com uma concretização da presente descrição, a obtenção de uma coordenada de localização de GNSS com base no sinal de alcance do trem e o sinal de GNSS inclui: receber o sinal de GNSS, e realizar a transformação de coordenada no sinal de GNSS, para obter um primeiro deslocamento de trilho; após um primeiro período de tempo predefinido, receber o sinal de GNSS novamente, e realizar a transformação de coordenada no sinal de GNSS, para obter um segundo deslocamento de trilho; obter o sinal de alcance do trem, e obter a distância de viagem cumulativa do trem com base no sinal de alcance; obter um valor de diferença entre o primeiro deslocamento de trilho e o segundo deslocamento de trilho; e quando um valor de diferença entre o valor de diferença e a distância de viagem cumulativa é menor do que um limite de erro predefinido, obter a coordenada de localização de GNSS.[00023] According to an embodiment of the present description, obtaining a GNSS location coordinate based on the train range signal and the GNSS signal includes: receiving the GNSS signal, and performing the coordinate transformation on the signal of GNSS, to obtain a first rail offset; after a first predefined period of time, receiving the GNSS signal again, and performing coordinate transformation on the GNSS signal, to obtain a second track offset; get the train range signal, and get the train's cumulative travel distance based on the range signal; get a difference value between the first rail offset and the second rail offset; and when a difference value between the difference value and the cumulative travel distance is less than a predefined error limit, obtain the GNSS location coordinate.

[00024] De acordo com uma concretização da presente descrição, após as coordenadas de localização de GNSS são obtidas, o sinal de alcance é gerado com base no sinal de velocidade, e o sinal de alcance é corrigido através do sinal de GNSS.[00024] According to an embodiment of the present description, after the GNSS location coordinates are obtained, the range signal is generated based on the speed signal, and the range signal is corrected through the GNSS signal.

[00025] De acordo com uma concretização da presente descrição, quando o trem entra em uma plataforma, a correção da seção é realizada no sinal de alcance com base em o sinal de UWB.[00025] According to an embodiment of the present description, when the train enters a platform, section correction is performed on the range signal based on the UWB signal.

[00026] Adicionais aspectos e vantagens da presente descrição serão dados na seguinte descrição, alguns dos quais serão aparentes a partir da seguinte descrição ou podem ser aprendidos a partir de práticas da presente descrição.[00026] Additional aspects and advantages of the present description will be given in the following description, some of which will be apparent from the following description or may be learned from the practices of the present description.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[00027] A FIG. 1 é um diagrama estrutural esquemático de um sistema de posicionamento de segurança de trem de acordo com uma concretização da presente descrição.[00027] FIG. 1 is a schematic structural diagram of a train safety positioning system in accordance with one embodiment of the present description.

[00028] A FIG. 2 é um fluxograma de cálculo de fusão de acordo com uma concretização da presente descrição.[00028] FIG. 2 is a flowchart of fusion calculation according to an embodiment of the present description.

[00029] A FIG. 3 é um diagrama de arquitetura de um sistema de posicionamento de segurança de trem de acordo com uma concretização da presente descrição;[00029] FIG. 3 is an architectural diagram of a train safety positioning system in accordance with an embodiment of the present description;

[00030] A FIG. 4 é um diagrama de bloco esquemático de um trem de acordo com uma concretização da presente descrição; e[00030] FIG. 4 is a schematic block diagram of a train according to an embodiment of the present description; and

[00031] A FIG. 5 é um fluxograma de um método de posicionamento de segurança de trem de acordo com uma concretização da presente descrição.[00031] FIG. 5 is a flowchart of a train safety positioning method according to an embodiment of the present description.

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION

[00032] As concretizações da presente descrição são descritas abaixo em detalhe. Exemplos das concretizações são mostrados nos desenhos anexos, e os mesmos sinais de referência ou sinais de referência similares em todos os desenhos anexos indicam os mesmos componentes ou componentes similares ou componentes tendo as mesmas funções ou funções similares. As concretizações descritas abaixo com referência aos desenhos anexos são exemplares, e estão intencionadas a explicar a presente descrição e não podem ser interpretadas como uma limitação da presente descrição.[00032] The embodiments of the present description are described in detail below. Examples of embodiments are shown in the accompanying drawings, and the same reference signs or similar reference signs in all the accompanying drawings indicate the same components or similar components or components having the same functions or similar functions. The embodiments described below with reference to the accompanying drawings are exemplary, and are intended to explain the present description and are not to be construed as limiting the present description.

[00033] Um sistema de posicionamento de segurança de trem, e um trem tendo o sistema de posicionamento de segurança de acordo com as concretizações da presente descrição são descritos abaixo com referência aos desenhos anexos.[00033] A train safety positioning system, and a train having the safety positioning system in accordance with the embodiments of the present description are described below with reference to the accompanying drawings.

[00034] A FIG. 1 é um diagrama estrutural esquemático de um sistema de posicionamento de segurança de trem de acordo com uma concretização da presente descrição.[00034] FIG. 1 is a schematic structural diagram of a train safety positioning system in accordance with one embodiment of the present description.

[00035] Como mostrado na FIG. 1, o sistema de posicionamento de segurança de trem da presente descrição pode incluir: um primeiro subsistema de posicionamento 100 disposto em um primeiro vagão de um trem, um segundo subsistema de posicionamento 200 disposto em um segundo vagão do trem, e uma rede de comunicação 300.[00035] As shown in FIG. 1, the train safety positioning system of the present description may include: a first positioning subsystem 100 disposed in a first car of a train, a second positioning subsystem 200 disposed in a second car of the train, and a communication network 300.

[00036] O primeiro subsistema de posicionamento 100 pode incluir um primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS 110, um primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio 120, pelo menos um primeiro sensor de velocidade 130, um primeiro controlador no veículo 140, e uma primeira unidade de posicionamento de segurança 150. O segundo subsistema de posicionamento 200 pode incluir um segundo receptor de navegação por satélite de GNSS 210, um segundo nó de etiqueta de operadora sem fio 220, pelo menos um segundo sensor de velocidade 230, um segundo controlador no veículo 240, e uma segunda unidade de posicionamento de segurança 250. O primeiro controlador no veículo 140, a primeira unidade de posicionamento de segurança 150, o segundo controlador no veículo 240, e a segunda unidade de posicionamento de segurança 250 se comunicam entre si através da rede de comunicação 300.[00036] The first positioning subsystem 100 may include a first GNSS satellite navigation receiver 110, a first wireless carrier tag node 120, at least a first speed sensor 130, a first in-vehicle controller 140, and a first security positioning unit 150. The second positioning subsystem 200 may include a second GNSS satellite navigation receiver 210, a second wireless carrier tag node 220, at least a second speed sensor 230, a second in-vehicle controller 240, and a second in-vehicle safety positioning unit 250. The first in-vehicle controller 140, first in-vehicle safety positioning unit 150, second in-vehicle controller 240, and second in-vehicle safety positioning unit 250 communicate between itself through the communication network 300.

[00037] De acordo com uma concretização da presente descrição, o primeiro vagão pode ser um vagão da frente do trem, e o segundo vagão pode ser um vagão de trás do trem.[00037] According to an embodiment of the present description, the first car may be a car at the front of the train, and the second car may be a car at the rear of the train.

[00038] Em uma concretização da presente descrição, existem pelo menos dois primeiros sensores de velocidade 130 configurados para medir uma velocidade do trem e pelo menos dois segundos sensores de velocidade 230 configurados para medir uma velocidade do trem.[00038] In one embodiment of the present description, there are at least two first speed sensors 130 configured to measure a train speed and at least two second speed sensors 230 configured to measure a train speed.

[00039] De acordo com uma concretização da presente descrição, a primeira unidade de posicionamento de segurança 150 realiza o posicionamento com base em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS 110,um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio 120, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um primeiro sensor de velocidade 130, para obter a primeira informação de localização de segurança; e/ou a segunda unidade de posicionamento de segurança 250 realiza o posicionamento com base em o segundo receptor de navegação por satélite de GNSS 210,um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo segundo nó de etiqueta de operadora sem fio 220, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um segundo sensor de velocidade 230, para obter a segunda informação de localização de segurança.[00039] According to an embodiment of the present description, the first security positioning unit 150 performs the positioning based on a GNSS signal received by the first GNSS satellite navigation receiver 110, a wireless carrier UWB signal received by the first wireless carrier tag node 120, and a speed signal detected by at least a first speed sensor 130, to obtain the first security location information; and/or the second security positioning unit 250 performs positioning based on the second GNSS satellite navigation receiver 210, a wireless carrier UWB signal received by the second wireless carrier tag node 220, and a speed signal detected by at least a second speed sensor 230 to obtain the second safety location information.

[00040] De acordo com uma concretização da presente descrição, o primeiro controlador no veículo 140 controla o trem com base na primeira informação de localização de segurança; ou o segundo controlador no veículo 240 controla o trem com base na segunda informação de localização de segurança; ou o primeiro controlador no veículo 140 controla o trem com base na primeira informação de localização de segurança e a segunda informação de localização de segurança; ou o segundo controlador no veículo 240 controla o trem com base na primeira informação de localização de segurança e a segunda informação de localização de segurança.[00040] According to an embodiment of the present description, the first controller on the vehicle 140 controls the train based on the first safety location information; or the second controller in vehicle 240 controls the train based on the second security location information; or the first controller in the vehicle 140 controls the train based on the first safety location information and the second safety location information; or the second controller in vehicle 240 controls the train based on the first security location information and the second security location information.

[00041] De acordo com uma concretização da presente descrição, em que a primeira unidade de posicionamento de segurança 150 realiza o posicionamento com base em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS 110, o sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio 120, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um primeiro sensor de velocidade 130, para obter primeira informação de localização de segurança inclui: realizar, pela primeira unidade de posicionamento de segurança 150, transformação de coordenada em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS 110, para obter um primeiro deslocamento de trilho; após um primeiro período de tempo predefinido, receber, pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS 110, o sinal de GNSS, e novamente realizar, através da primeira unidade de posicionamento de segurança 150, transformação de coordenada no sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS 110, para obter um segundo deslocamento de trilho; gerar, através da primeira unidade de posicionamento de segurança 150, um sinal de alcance com base no sinal de velocidade, e obter uma distância de viagem cumulativa do trem com base no sinal de alcance; obter um valor de diferença entre o primeiro deslocamento de trilho e o segundo deslocamento de trilho; e quando um valor de diferença entre o valor de diferença e a distância de viagem cumulativa é menor do que um limite de erro predefinido, obter uma coordenada de localização de GNSS.[00041] According to an embodiment of the present description, wherein the first security positioning unit 150 performs positioning based on a GNSS signal received by the first GNSS satellite navigation receiver 110, the carrier UWB signal received by the first wireless carrier tag node 120, and a speed signal detected by at least a first speed sensor 130, to obtain first security location information includes: performing, by the first security positioning unit 150 , transforming the coordinate into a GNSS signal received by the first GNSS satellite navigation receiver 110 to obtain a first track offset; after a first predefined period of time, receiving, by the first GNSS satellite navigation receiver 110, the GNSS signal, and again performing, via the first security positioning unit 150, coordinate transformation on the GNSS signal received by the first GNSS 110 satellite navigation receiver to obtain a second track offset; generating, via the first safety positioning unit 150, a range signal based on the speed signal, and obtaining a cumulative travel distance of the train based on the range signal; get a difference value between the first rail offset and the second rail offset; and when a difference value between the difference value and the cumulative travel distance is less than a predefined error limit, obtaining a GNSS location coordinate.

[00042] Em uma concretização da presente descrição, em que a primeira unidade de posicionamento de segurança 150 realiza o posicionamento com base em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS 110, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio 120, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um primeiro sensor de velocidade 130, para obter primeira informação de localização de segurança inclui: após obter a coordenada de localização de GNSS, gerar, através da primeira unidade de posicionamento de segurança 150, o sinal de alcance com base no sinal de velocidade, e corrigir o sinal de alcance através do sinal de GNSS.[00042] In one embodiment of the present description, wherein the first security positioning unit 150 performs positioning based on a GNSS signal received by the first GNSS satellite navigation receiver 110, a wireless carrier UWB signal received by the first wireless carrier tag node 120, and a speed signal detected by at least a first speed sensor 130, to obtain first security location information includes: after obtaining the GNSS location coordinate, generate, via from the first safety positioning unit 150, the range signal based on the speed signal, and correct the range signal via the GNSS signal.

[00043] Em uma concretização da presente descrição, em que a primeira unidade de posicionamento de segurança 150 realiza o posicionamento com base em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS 110, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio 120, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um primeiro sensor de velocidade 130, para obter primeira informação de localização de segurança inclui: quando o trem entra em uma plataforma, realizar a correção da seção no sinal de alcance com base em um sinal de UWB de uma etiqueta de UWB na plataforma.[00043] In one embodiment of the present description, wherein the first security positioning unit 150 performs positioning based on a GNSS signal received by the first GNSS satellite navigation receiver 110, a wireless carrier UWB signal received by the first wireless carrier tag node 120, and a speed signal detected by at least a first speed sensor 130, to obtain first security location information includes: when the train enters a platform, perform correction of the section in the range signal based on a UWB signal from a UWB tag on the platform.

[00044] Ou seja, o primeiro controlador no veículo 140 pode controlar o trem com base na primeira informação de localização de segurança obtida pela primeira unidade de posicionamento de segurança 150, ou o segundo controlador no veículo 240 controla o trem com base na segunda informação de localização de segurança obtida pela segunda unidade de posicionamento de segurança 250, ou o primeiro controlador no veículo 140 controla o trem com base na primeira informação de localização de segurança e a segunda informação de localização de segurança, ou o segundo controlador no veículo 240 controla o trem com base na primeira informação de localização de segurança e a segunda informação de localização de segurança. Uma abordagem de obtenção da primeira informação de localização de segurança é a mesma que a abordagem de obtenção da segunda informação de localização de segurança. Uma abordagem de controle do trem pelo primeiro controlador no veículo com base na primeira informação de localização de segurança é a mesma que uma abordagem de controle do trem pelo segundo controlador no veículo com base na segunda informação de localização de segurança.[00044] That is, the first controller in vehicle 140 can control the train based on the first security location information obtained by the first security positioning unit 150, or the second controller in vehicle 240 controls the train based on the second information location information obtained by the second safety positioning unit 250, or the first controller in the vehicle 140 controls the train based on the first safety location information and the second safety location information, or the second controller in the vehicle 240 controls the train based on the first security location information and the second security location information. One approach of obtaining the first security location information is the same as the approach of obtaining the second security location information. An approach of controlling the train by the first controller in the vehicle based on the first safety location information is the same as an approach of controlling the train by the second controller in the vehicle based on the second safety location information.

[00045] Para simplificar a descrição, nas seguintes concretizações, realizar, através de uma unidade de posicionamento de segurança, o posicionamento com base em a receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um sensor de velocidade para obter informação de localização de segurança, e controlar o trem através de um controlador no veículo com base na informação de localização de segurança é tomado como um exemplo para a explicação.[00045] To simplify the description, in the following embodiments, perform, through a security positioning unit, the positioning based on a GNSS satellite navigation receiver, a wireless carrier UWB signal received by the tag node of wireless carrier, and a speed signal detected by at least one speed sensor to obtain safety location information, and control the train through an in-vehicle controller based on the safety location information is taken as an example for the explanation.

[00046] Com o desenvolvimento e o aprimoramento de GPS (Sistema de Posicionamento Global), GLONASS (Sistema de Satélite de Navegação Global), Galileo, e o sistema de navegação de satélite Beidou independente da China, os campos de aplicação de tecnologia de posicionamento e navegação por satélite continuam a se expandir, a aplicação de tecnologia de GNSS para posicionamento de trem de trânsito em trilho tem atraído bastante atenção, e como usar GNSS para alcançar o posicionamento de trem seguro e eficaz se tornou um foco de pesquisa. Portanto, a presente descrição provê um sistema de posicionamento de segurança, que pode ser usado em um sistema de sinal de trânsito de trilho urbano para completar o posicionamento autônomo do trem. O sistema forma redundância do tipo hot standby através da disposição de duas unidades de posicionamento de segurança no vagão da frente e no vagão de trás. Cada unidade de posicionamento de segurança é conectada com um receptor de navegação por satélite de GNSS, um nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sensor de velocidade. Informação de localização dos três tipos de sensores é fundida e enviada para um controlador no veículo através da rede de comunicação, para prover informação de localização segura.[00046] With the development and enhancement of GPS (Global Positioning System), GLONASS (Global Navigation Satellite System), Galileo, and China's independent Beidou satellite navigation system, positioning technology application fields and satellite navigation continues to expand, the application of GNSS technology to rail transit train positioning has attracted a lot of attention, and how to use GNSS to achieve safe and effective train positioning has become a focus of research. Therefore, the present description provides a safety positioning system, which can be used in an urban rail traffic signal system to complete autonomous train positioning. The system forms hot standby redundancy through the arrangement of two safety positioning units in the front car and the rear car. Each security positioning unit is connected with a GNSS satellite navigation receiver, a wireless carrier tag node, and a speed sensor. Location information from the three types of sensors is merged and sent to a controller in the vehicle via the communication network to provide secure location information.

[00047] As velocidades de uma pluralidade de todas do vagão da frente e o vagão de trás são respectivamente medidas através de uma pluralidade de primeiros sensores de velocidade e uma pluralidade de segundos sensores de velocidade. Uma distância de viagem do trem pode ser calculada através de uma combinação de contagem cumulativa de pulso de milhagem obtida pelos sensores de velocidade e um valor de diâmetro de roda. Por exemplo, o número de pulsos para uma revolução de uma roda de trem é n, uma circunferência da roda é L, e um número cumulativo de pulsos de via de trilho de trem é m. Então, a distância de viagem cumulativa do trem satisfaz que s=L/n*m.[00047] The speeds of a plurality of all of the front car and the rear car are respectively measured by a plurality of first speed sensors and a plurality of second speed sensors. A train travel distance can be calculated by combining a cumulative mileage pulse count obtained by the speed sensors and a wheel diameter value. For example, the number of pulses for one revolution of a train wheel is n, a wheel circumference is L, and a cumulative number of train track track pulses is m. Then, the train's cumulative travel distance satisfies that s=L/n*m.

[00048] O vagão da frente e o vagão de trás são providos com dois nós de etiqueta de operadora sem fio (nó de etiqueta de UWB). O nó de etiqueta de UWB disposto no vagão da frente e um nó de etiqueta de UWB disposto no vagão de trás de um trem à frente realizam o cálculo do alcance e se comunicam para prover distâncias relativas para os dois trens e velocidade relativa dos mesmos. De maneira similar, o nó de etiqueta de UWB disposto no vagão de trás e uma nó de etiqueta de UWB disposto em um vagão da frente de um trem atrás realizam o cálculo do alcance e se comunicam para prover distâncias relativas para os dois trens e as velocidades relativas dos mesmos. Portanto, funções de rastreamento de veículo - veículo e prevenção de colisão de trem podem ser alcançadas. Além disso, o cálculo da distância também pode ser realizado com uma estação de base de ponto de referência de UWB de via de trilho para prover uma distância relativa para um ponto fixo de coordenada da via, para o posicionamento do trem e a parada acurada em uma plataforma.[00048] The front car and the rear car are provided with two wireless carrier tag nodes (UWB tag node). A UWB tag node disposed on the front car and a UWB tag node disposed on the aft car of a train ahead perform the range calculation and communicate to provide relative distances for the two trains and their relative speed. Similarly, the UWB tag node disposed on the rear car and a UWB tag node disposed on a front car of a train behind perform the range calculation and communicate to provide relative distances for the two trains and the their relative speeds. Therefore, vehicle tracking functions - vehicle and train collision avoidance can be achieved. In addition, distance calculation can also be performed with a rail track UWB reference point base station to provide a relative distance to a fixed track coordinate point for train positioning and accurate stopping at a platform.

[00049] O receptor de navegação por satélite de GNSS é configurado para receber coordenadas de latitude e longitude de uma localização em tempo real do trem e combina com um mapa eletrônico unidimensional de um trilho para calcular uma localização do trem no trilho, isto é, medindo as coordenadas de latitude e longitude do trem de antemão, e combinando o mapa eletrônico unidimensional para formar uma tabela de mapeamento. Quando as coordenadas de latitude e longitude são recebidas, um ponto de localização do trem no mapa eletrônico unidimensional, ou seja, a localização do trem no trilho, pode ser obtida através da solicitação à tabela de mapeamento. O receptor de navegação por satélite de GNSS e uma estação diferencial aprimorada de solo em uma localização fixa de via de trilho corrigem as coordenadas em tempo real. O uso de uma tecnologia de posicionamento dinâmico em tempo real com base em observações de fase de operador pode prover um resultado de posicionamento tridimensional de um receptor terminal em um sistema de coordenada específico em tempo real, aprimorando desta forma a acurácia de posicionamento do trem.[00049] The GNSS satellite navigation receiver is configured to receive latitude and longitude coordinates of a real-time train location and combines with a one-dimensional electronic map of a track to calculate a train's location on the track, ie, measuring the train's latitude and longitude coordinates beforehand, and combining the one-dimensional electronic map to form a mapping table. When the latitude and longitude coordinates are received, a train location point on the one-dimensional electronic map, ie the location of the train on the track, can be obtained by requesting the mapping table. The GNSS satellite navigation receiver and an enhanced ground differential station at a fixed track location correct coordinates in real time. The use of a real-time dynamic positioning technology based on operator phase observations can provide a three-dimensional positioning result of a terminal receiver in a specific real-time coordinate system, thereby improving the train's positioning accuracy.

[00050] A unidade de posicionamento de segurança realiza o cálculo de fusão na milhagem cumulativa dos sensores de velocidade, as coordenadas de localização determinadas pelo receptor de navegação por satélite de GNSS, e a distância relativa obtida pelo nó de etiqueta de UWB por cálculo de alcance, para obter primeira informação de localização de segurança do trem, e envia a primeira informação de localização de segurança para o controlador no veículos através da rede de comunicação 300, para proteção de ATP (Proteção de Trem Automática) e direção automática de ATO (Operação de Trem Automática) do trem.[00050] The safety positioning unit performs the fusion calculation on the cumulative mileage of the speed sensors, the location coordinates determined by the GNSS satellite navigation receiver, and the relative distance obtained by the UWB tag node by calculating range, to obtain first safety location information from the train, and sends the first safety location information to the controller in the vehicle via communication network 300, for ATP (Automatic Train Protection) protection and ATO automatic steering ( Automatic Train Operation) of the train.

[00051] Como obter a primeira informação de localização de segurança é descrito em detalhe abaixo com referência à FIG. 2.[00051] How to obtain the first security location information is described in detail below with reference to FIG. two.

[00052] S101. Ligar e iniciar um trem.[00052] S101. Switch on and start a train.

[00053] S102. Determinar se o trem recebe um sinal de posicionamento de GNSS 1. Se sim, realizar a etapa S104; e se não, realizar a etapa S103.[00053] S102. Determine if the train receives a GNSS positioning signal 1. If yes, perform step S104; and if not, perform step S103.

[00054] S103. O trem obtém o sinal de posicionamento de GNSS em um modo de pular.[00054] S103. The train obtains the GNSS positioning signal in a skip mode.

[00055] S104. O sinal de posicionamento de GNSS 1 é transformado para um deslocamento de trilho unidimensional usando a transformação de coordenada nas coordenadas de latitude e longitude.[00055] S104. The GNSS 1 positioning signal is transformed to a one-dimensional rail offset using coordinate transformation in latitude and longitude coordinates.

[00056] S105. Converter o deslocamento de trilho unidimensional para posicionamento inicial 1 (seção de lógica de trilho + deslocamento).[00056] S105. Convert One-Dimensional Rail Offset to Start Position 1 (Rail Logic Section + Offset).

[00057] S106. O trem obtém um sinal de posicionamento de GNSS 2 em um modo de pular (por exemplo, em um intervalo de 1s), o sinal de posicionamento de GNSS 2 é transformado para um deslocamento de trilho unidimensional usando transformação de coordenada nas coordenadas de latitude e longitude, Converter o deslocamento de trilho unidimensional em posicionamento inicial 2 (seção de lógica de trilho + offset), e sensores de velocidade realizam o cálculo de alcance cumulativo para obter a milhagem cumulativa do trem.[00057] S106. The train obtains a GNSS 2 positioning signal in a skip mode (eg in an interval of 1s), the GNSS 2 positioning signal is transformed to a one-dimensional rail offset using coordinate transformation in the latitude coordinates and longitude, Convert one-dimensional rail offset to start position 2 (section logic of rail + offset), and speed sensors perform cumulative range calculation to get cumulative train mileage.

[00058] S107. Determinar se um valor de diferença entre uma diferença de distância de GNSS e a milhagem cumulativa é menor do que um limite de erro, a diferença de distância de GNSS é um valor de diferença entre o posicionamento inicial 1 e o posicionamento inicial 2. Se sim, realizar a etapa S108; e se não, realizar a etapa S106.[00058] S107. Determine if a difference value between a GNSS distance difference and the cumulative mileage is less than an error threshold, the GNSS distance difference is a difference value between initial placement 1 and initial placement 2. If yes , perform step S108; and if not, perform step S106.

[00059] S108. Um modo de sistema é atualizado para atualmente ter a primeira informação de localização de segurança.[00059] S108. A system mode is updated to currently have the first security location information.

[00060] S109. Obter um sinal de posicionamento de GNSS em um intervalo de 1s, e corrigir a milhagem cumulativa do trem obtida pelos sensores de velocidade.[00060] S109. Obtain a GNSS positioning signal at an interval of 1s, and correct the cumulative train mileage obtained by the speed sensors.

[00061] S110. Comunicar com uma estação de base de posicionamento de UWB de via de trilho de uma plataforma.[00061] S110. Communicate with a single platform rail track UWB positioning base station.

[00062] S111. Parar de maneira acurada o trem na plataforma.[00062] S111. Accurately stop the train on the platform.

[00063] S112. Quando o trem entra na plataforma, realizar a correção de seção em um sinal de alcance.[00063] S112. When the train enters the platform, perform section correction on a range signal.

[00064] Em conclusão, o sistema de posicionamento de segurança de trem da presente descrição improves a acurácia de posicionamento do trem. Através da fusão de tecnologias diferenciais de posicionamento acurado com base em GNSS e UWB, a acurácia de posicionamento dinâmico pode estar dentro de 10 cm, enquanto a acurácia de posicionamento de transponders pode ser tão pequena quanto 50 cm. A complexidade de instalação de equipamento é reduzida. Os transponders e antenas de transponder são grandes em tamanho e precisam satisfazer o requisito de não ter metal em um certo alcance ao redor, o que cria um desafio para a instalação de equipamento de monotrilho do tipo straddle. Além disso, como um receptor de GNSS não precisa ser equipado com equipamento de via de trilho, a estação de base de via de trilho de UWB tem tamanho pequeno e pode dividir polos de antena com outros equipamentos de via de trilho, facilitando desta forma a instalação de equipamento. O custo de material e o custo de manutenção são diminuídos. O custo do receptor de navegação por satélite de GNSS e a etiqueta de UWB é menor do que aquele dos transponders.[00064] In conclusion, the train safety positioning system of the present description improves the accuracy of train positioning. Through the fusion of differential positioning accuracy technologies based on GNSS and UWB, the dynamic positioning accuracy can be within 10 cm, while the positioning accuracy of transponders can be as small as 50 cm. The complexity of installing equipment is reduced. Transponders and transponder antennas are large in size and need to satisfy the requirement of having no metal within a certain range around it, which creates a challenge for the installation of straddle-type monorail equipment. Furthermore, as a GNSS receiver does not need to be equipped with railroad equipment, the UWB Railroad Base Station is small in size and can share antenna poles with other railroad equipment, thus making it easier to installation of equipment. Material cost and maintenance cost are decreased. The cost of GNSS satellite navigation receiver and UWB tag is less than that of transponders.

[00065] De acordo com uma concretização da presente descrição, a rede de comunicação 300 pode incluir: um primeiro quadro de distribuição 310 e um segundo quadro de distribuição 320 disposto no primeiro subsistema de posicionamento 100; e um terceiro quadro de distribuição 330 e um quarto quadro de distribuição 340 disposto no segundo subsistema de posicionamento 200. O primeiro quadro de distribuição 310 está comunicativamente conectado com o primeiro controlador no veículo 140, a primeira unidade de posicionamento de segurança 150, e o terceiro quadro de distribuição 330 separadamente; o segundo quadro de distribuição 320 está comunicativamente conectado com o primeiro controlador no veículo 140, a primeira unidade de posicionamento de segurança 150, e o quarto quadro de distribuição 340 separadamente; o terceiro quadro de distribuição 330 está comunicativamente conectado com o segundo controlador no veículo 240, a segunda unidade de posicionamento de segurança 250, e o primeiro quadro de distribuição 310 separadamente; e o quarto quadro de distribuição 340 está comunicativamente conectado com o segundo controlador no veículo 240, a segunda unidade de posicionamento de segurança 250, e o segundo quadro de distribuição 320 separadamente.[00065] According to an embodiment of the present description, the communication network 300 may include: a first distribution board 310 and a second distribution board 320 disposed in the first positioning subsystem 100; and a third distribution board 330 and a fourth distribution board 340 disposed in the second positioning subsystem 200. The first distribution board 310 is communicatively connected with the first controller in the vehicle 140, the first security positioning unit 150, and the third switchboard 330 separately; the second switchboard 320 is communicatively connected with the first controller in the vehicle 140, the first security positioning unit 150, and the fourth switchboard 340 separately; the third switchboard 330 is communicatively connected with the second controller in the vehicle 240, the second security positioning unit 250, and the first switchboard 310 separately; and fourth switchboard 340 is communicatively connected with second controller in vehicle 240, second safety positioning unit 250, and second switchboard 320 separately.

[00066] O vagão da frente e o vagão de trás são providos respectivamente com dois quadros de distribuição para formar duas redes redundantes. A unidade de posicionamento de segurança transmite a informação de localização de segurança de maneira redundante através de cada rede redundante.[00066] The front car and the rear car are respectively provided with two distribution boards to form two redundant networks. The safety positioning unit transmits safety location information redundantly through each redundant network.

[00067] Como o posicionamento do trem é entrado com segurança para o controle do trem, alta segurança e alta confiabilidade são necessárias. Tecnologias de sensor único tais como GNSS, UWB, e sensores de velocidade são usadas, e existem diferentes tipos de modos de falha: (1) quando GNSS é submetido ao bloqueio de sinal ou mudanças climáticas ou atmosféricas, um problema de perda de posição ou deriva devido à perda de trava de sinal de satélite pode ocorrer; (2) apenas variação de alcance relativo pode ser realizada quando se usa uma largura de banda espectral acima 1 Ghz como UWB para comunicação de curto alcance; além disso, existe uma necessidade de dispor uma estação de base de posicionamento de via, e a acurácia de localização de instalação da estação de base de posicionamento afeta diretamente a acurácia de posicionamento de trens móveis; em um cenário de múltiplas faixas de trilho de trem, trens em direção descendente e trens em direção ascendente não podem ser distintos, e uma combinação com atitude de velocidade assim é necessária; e (3) já que os sensores de velocidade são instalados em eixos de trem, existem ociosidade e escorregamento e perturbação de pulso, e um erro de alcance cumulativo pode ocorrer continuamente durante um processo cumulativo de corrida.[00067] As train positioning is safely input for train control, high security and high reliability are required. Single sensor technologies such as GNSS, UWB, and speed sensors are used, and there are different types of failure modes: (1) when GNSS is subjected to signal blocking or weather or atmospheric changes, a loss of position problem or drift due to loss of satellite signal lock may occur; (2) only relative range variation can be realized when using a spectral bandwidth above 1 Ghz as UWB for short range communication; furthermore, there is a need to have a track positioning base station, and the installation location accuracy of the positioning base station directly affects the positioning accuracy of mobile trains; in a multi-lane train track scenario, downhill trains and uphill trains cannot be distinguished, and such a combination with speed attitude is necessary; and (3) since speed sensors are installed on train axles, there is idleness and slip and pulse disturbance, and a cumulative range error can continually occur during a cumulative running process.

[00068] Portanto, para aprimorar ainda mais a acurácia da informação de posicionamento, como mostrado na FIG. 3, as unidades de posicionamento de segurança usam arquiteturas segurança críticas dupla-duplex do trânsito de trilho, ou seja, cada unidade de posicionamento de segurança compreende CPUs duplos independentes, é conectado com um receptor de navegação por satélite de GNSS e uma nó de etiqueta de UWB através de diferentes tipos de interfaces de comunicação, e recebe pulsos de sensor de velocidade através de um circuito de medição de velocidade. Após a recepção de diferentes dados de sensor, cada CPU realiza cálculos independentes. Os resultados de cálculo são trocados entre CPU1 e CPU2 e são comparados. Se os resultados de cálculo são consistentes, estes resultados de cálculo são enviados para o quadro de distribuição, e então são enviados para o controlador nos veículos.[00068] Therefore, to further improve the accuracy of the positioning information, as shown in FIG. 3, the security positioning units use rail transit dual-duplex security critical architectures, that is, each security positioning unit comprises independent dual CPUs, is connected with a GNSS satellite navigation receiver and a tag node from UWB through different types of communication interfaces, and receives speed sensor pulses through a speed measurement circuit. Upon receipt of different sensor data, each CPU performs independent calculations. Calculation results are exchanged between CPU1 and CPU2 and are compared. If the calculation results are consistent, these calculation results are sent to the switchboard, and then sent to the controller on the vehicles.

[00069] Após a recepção de informação de posicionamento do trem, o controlador nos veículos é configurado para calcular uma curva de controle de trem, e além disso, informação de localização de trem é transmitida para um centro de controle de solo através de uma rede sem fios trem - solo para o monitoramento da localização do trem. Portanto, a acurácia da informação de posicionamento é adicionalmente aprimorada, de forma que o trem pode ser posicionado e parado de maneira mais acurada.[00069] Upon receipt of train positioning information, the controller in the vehicles is configured to calculate a train control curve, and in addition, train location information is transmitted to a ground control center through a network wireless train - ground for monitoring the location of the train. Therefore, the accuracy of the positioning information is further improved so that the train can be positioned and stopped more accurately.

[00070] Deve ser notado que o primeiro vagão e o segundo vagão também podem ser outros vagões do trem. A abordagem específica para obter a informação de localização de segurança do trem é a mesma que nas concretizações anteriores, e para evitar a verbosidade, nenhuma descrição detalhada é provida aqui.[00070] It should be noted that the first car and the second car can also be other cars on the train. The specific approach to obtain train safety location information is the same as in the previous embodiments, and to avoid verbosity, no detailed description is provided here.

[00071] Em uma concretização da presente descrição, em que a segunda unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em o segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo segundo nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um segundo sensor de velocidade, para obter segunda informação de localização de segurança inclui: realizar, pela segunda unidade de posicionamento de segurança, transformação de coordenada em um sinal de GNSS recebido pelo segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, para obter um terceiro deslocamento de trilho; após um segundo período de tempo predefinido, receber, pelo segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, o sinal de GNSS, e novamente realizar, pela segunda unidade de posicionamento de segurança, transformação de coordenada no sinal de GNSS recebido pelo segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, para obter um quarto deslocamento de trilho; gerar, pela segunda unidade de posicionamento de segurança, um sinal de alcance com base no sinal de velocidade, e obter uma distância de viagem cumulativa do trem com base no sinal de alcance; obter um valor de diferença entre o terceiro deslocamento de trilho e o quarto deslocamento de trilho; e quando um valor de diferença entre o valor de diferença e a distância de viagem cumulativa é menor do que um limite de erro predefinido, obter uma coordenada de localização de GNSS.[00071] In one embodiment of the present description, wherein the second security positioning unit performs the positioning based on the second GNSS satellite navigation receiver, a wireless carrier UWB signal received by the second security tag node wireless operator, and a speed signal detected by at least a second speed sensor, to obtain second safety location information includes: performing, by the second safety positioning unit, coordinate transformation into a GNSS signal received by the second GNSS satellite navigation receiver to obtain a third track offset; after a second predefined period of time, receiving, by the second GNSS satellite navigation receiver, the GNSS signal, and again performing, by the second security positioning unit, coordinate transformation on the GNSS signal received by the second navigation receiver by GNSS satellite, to obtain a fourth rail shift; generating, by the second safety positioning unit, a range signal based on the speed signal, and obtaining a cumulative train travel distance based on the range signal; get a difference value between the third rail offset and the fourth rail offset; and when a difference value between the difference value and the cumulative travel distance is less than a predefined error limit, obtaining a GNSS location coordinate.

[00072] Em uma concretização da presente descrição, em que a segunda unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em o segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo segundo nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um segundo sensor de velocidade, para obter segunda informação de localização de segurança inclui: após obter a coordenada de localização de GNSS, gerar, pela segunda unidade de posicionamento de segurança 250, o sinal de alcance com base no sinal de velocidade, e corrigir o sinal de alcance através do sinal de GNSS.[00072] In one embodiment of the present description, wherein the second security positioning unit performs the positioning based on the second GNSS satellite navigation receiver, a wireless carrier UWB signal received by the second security tag node wireless operator, and a speed signal detected by at least a second speed sensor, to obtain second security location information includes: after obtaining the GNSS location coordinate, generating, by the second security positioning unit 250, the range signal based on speed signal, and correct range signal via GNSS signal.

[00073] Em uma concretização da presente descrição, em que a segunda unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em o segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo segundo nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um segundo sensor de velocidade, para obter segunda informação de localização de segurança inclui: quando o trem entra em uma plataforma, realizar a correção da seção no sinal de alcance com base em um sinal de UWB de uma etiqueta de UWB na plataforma.[00073] In one embodiment of the present description, wherein the second security positioning unit performs the positioning based on the second GNSS satellite navigation receiver, a wireless carrier UWB signal received by the second security tag node wireless operator, and a speed signal detected by at least a second speed sensor, to obtain second safety location information includes: when the train enters a platform, perform section correction on the range signal based on a UWB signal from a UWB tag on the platform.

[00074] De acordo com o sistema de posicionamento de segurança de trem nas concretizações mencionadas acima, a primeira informação de localização de segurança pode ser obtida pelo primeiro subsistema de posicionamento do primeiro vagão do trem, ou a segunda informação de localização de segurança pode ser obtida pelo segundo subsistema de posicionamento do segundo vagão do trem, ou a primeira informação de localização de segurança e a segunda informação de localização de segurança podem ser obtidas juntas pelo primeiro subsistema de posicionamento e o segundo subsistema de posicionamento.[00074] According to the train safety positioning system in the above mentioned embodiments, the first safety location information can be obtained by the first positioning subsystem of the first train car, or the second safety location information can be obtained by the second positioning subsystem of the second train car, or the first safety location information and the second safety location information can be obtained together by the first positioning subsystem and the second positioning subsystem.

O primeiro controlador no veículo obtém a informação de localização de segurança do trem (por exemplo, uma posição média de duas partes da informação de localização de segurança) com base na primeira informação de localização de segurança e a segunda informação de localização de segurança em combinação com um correspondente algoritmo, para controlar o trem; ou o segundo controlador no veículo obtém a informação de localização de segurança do trem (por exemplo, uma posição média de duas partes da informação de localização de segurança) com base na primeira informação de localização de segurança e a segunda informação de localização de segurança em combinação com um correspondente algoritmo, para controlar o trem.The first controller in the vehicle obtains the train's safety location information (e.g., an average position of two parts of the safety location information) based on the first safety location information and the second safety location information in combination. with a corresponding algorithm, to control the train; or the second controller in the vehicle obtains the train's safety location information (e.g., an average position of two parts of the safety location information) based on the first safety location information and the second safety location information in combination with a corresponding algorithm, to control the train.

Uma abordagem de obtenção da segunda informação de localização de segurança é a mesma que uma abordagem de obtenção da primeira informação de localização de segurança, e para evitar a verbosidade, nenhuma descrição detalhada é provida aqui.An approach to obtaining the second security location information is the same as an approach to obtaining the first security location information, and to avoid verbosity, no detailed description is provided here.

[00075] Em conclusão, no sistema de posicionamento de segurança de trem de acordo com as concretizações da presente descrição, o primeiro subsistema de posicionamento é disposto no primeiro vagão do trem, onde o primeiro subsistema de posicionamento inclui o primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, o primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio, o pelo menos um primeiro sensor de velocidade, o primeiro controlador no veículo, e a primeira unidade de posicionamento de segurança; o segundo subsistema de posicionamento é disposto no segundo vagão do trem, onde o segundo subsistema de posicionamento inclui o segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, o segundo nó de etiqueta de operadora sem fio, o pelo menos um segundo sensor de velocidade, o segundo controlador no veículo, e a segunda unidade de posicionamento de segurança; e o primeiro controlador no veículo, a primeira unidade de posicionamento de segurança, o segundo controlador no veículo, e a segunda unidade de posicionamento de segurança estão comunicativamente conectados através da rede de comunicação. Portanto, o sistema pode aprimorar a acurácia de posicionamento do trem, reduzem a complexidade de instalação de equipamento, e também menor custo de material e custo de manutenção.[00075] In conclusion, in the train safety positioning system according to the embodiments of the present description, the first positioning subsystem is arranged in the first train car, where the first positioning subsystem includes the first satellite navigation receiver of GNSS, the first wireless carrier tag node, the at least one first speed sensor, the first in-vehicle controller, and the first security positioning unit; the second positioning subsystem is arranged in the second train car, where the second positioning subsystem includes the second GNSS satellite navigation receiver, the second wireless carrier tag node, the at least one second speed sensor, the second controller in the vehicle, and the second safety positioning unit; and the first in-vehicle controller, the first in-vehicle safety positioning unit, the second in-vehicle controller, and the second in-vehicle safety positioning unit are communicatively connected via the communication network. Therefore, the system can improve train positioning accuracy, reduce equipment installation complexity, and also lower material cost and maintenance cost.

[00076] A FIG. 4 é um diagrama de bloco esquemático de um trem de acordo com uma concretização da presente descrição.[00076] FIG. 4 is a schematic block diagram of a train according to an embodiment of the present description.

[00077] Como mostrado na FIG. 4, um trem 1000 da presente descrição pode incluir o sistema de posicionamento de segurança de trem 1100 acima.[00077] As shown in FIG. 4, a train 1000 of the present description may include the train safety positioning system 1100 above.

[00078] O trem da presente descrição pode aprimorar a acurácia de posicionamento do trem, reduzir a complexidade de instalação de equipamento, e também diminuir custo de material e custo de manutenção através do sistema de posicionamento de segurança de trem acima.[00078] The train of the present description can improve train positioning accuracy, reduce equipment installation complexity, and also lower material cost and maintenance cost through the above train safety positioning system.

[00079] A FIG. 5 é um fluxograma de um método de posicionamento de segurança de trem de acordo com uma concretização da presente descrição.[00079] FIG. 5 is a flowchart of a train safety positioning method according to an embodiment of the present description.

[00080] Como mostrado na FIG. 5, o método de posicionamento de segurança de trem de acordo com a concretização da presente descrição pode incluir as seguintes etapas:[00080] As shown in FIG. 5, the train safety positioning method according to the embodiment of the present description may include the following steps:

[00081] S1. Obter um sinal de alcance de um trem, para obter uma distância de viagem cumulativa do trem.[00081] S1. Get a train range signal to get a cumulative train travel distance.

[00082] S2. Receber um sinal de GNSS, e obter uma coordenada de localização de GNSS com base no sinal de alcance do trem e o sinal de GNSS.[00082] S2. Receive a GNSS signal, and obtain a GNSS location coordinate based on the train's range signal and the GNSS signal.

[00083] S3. Receber um sinal de UWB de operadora sem fio.[00083] S3. Receive a wireless carrier UWB signal.

[00084] S4. Realizar o posicionamento com base na distância de viagem cumulativa do trem, a coordenada de localização de GNSS, e o sinal de UWB de operadora sem fio.[00084] S4. Perform positioning based on cumulative train travel distance, GNSS location coordinate, and wireless carrier UWB signal.

[00085] De acordo com uma concretização da presente descrição, a obtenção de uma coordenada de localização de GNSS com base no sinal de alcance do trem e o sinal de GNSS inclui: receber o sinal de GNSS, e realizar a transformação de coordenada no sinal de GNSS, para obter um primeiro deslocamento de trilho; após um primeiro período de tempo predefinido, receber o sinal de GNSS novamente, e realizar a transformação de coordenada no sinal de GNSS, para obter um segundo deslocamento de trilho; obter o sinal de alcance do trem, e obter a distância de viagem cumulativa do trem com base no sinal de alcance; obter um valor de diferença entre o primeiro deslocamento de trilho e o segundo deslocamento de trilho; e quando um valor de diferença entre o valor de diferença e a distância de viagem cumulativa é menor do que um limite de erro predefinido, obter a coordenada de localização de GNSS.[00085] According to an embodiment of the present description, obtaining a GNSS location coordinate based on the train range signal and the GNSS signal includes: receiving the GNSS signal, and performing the coordinate transformation on the signal of GNSS, to obtain a first rail offset; after a first predefined period of time, receiving the GNSS signal again, and performing coordinate transformation on the GNSS signal, to obtain a second track offset; get the train range signal, and get the train's cumulative travel distance based on the range signal; get a difference value between the first rail offset and the second rail offset; and when a difference value between the difference value and the cumulative travel distance is less than a predefined error limit, obtain the GNSS location coordinate.

[00086] De acordo com uma concretização da presente descrição, após as coordenadas de localização de GNSS são obtidas, o sinal de alcance é gerado com base no sinal de velocidade, e o sinal de alcance é corrigido através do sinal de GNSS.[00086] According to an embodiment of the present description, after the GNSS location coordinates are obtained, the range signal is generated based on the speed signal, and the range signal is corrected through the GNSS signal.

[00087] De acordo com uma concretização da presente descrição, quando o trem entra em uma plataforma, a correção da seção é realizada no sinal de alcance com base em o sinal de UWB.[00087] According to an embodiment of the present description, when the train enters a platform, section correction is performed on the range signal based on the UWB signal.

[00088] Deve ser notado que referência é feita aos detalhes divulgados no sistema de posicionamento de segurança de trem de acordo com a concretização da presente descrição para detalhes que não são divulgados no método de posicionamento de segurança de trem de acordo com a concretização da presente descrição, e nenhuma descrição repetida é provida aqui.[00088] It should be noted that reference is made to details disclosed in the train safety positioning system in accordance with the embodiment of the present description for details that are not disclosed in the train safety positioning method in accordance with the embodiment of the present description, and no repeated description is provided here.

[00089] No método de posicionamento de segurança de trem de acordo com a concretização da presente descrição, o sinal de alcance do trem é obtido, para obter a distância de viagem cumulativa do trem; o sinal de GNSS é recebido, e as coordenadas de localização de GNSS são obtidas com base no sinal de alcance do trem e o sinal de GNSS; o sinal de UWB de operadora sem fio é recebido; e o posicionamento é realizado com base na distância de viagem cumulativa do trem, a coordenada de localização de GNSS, e o sinal de UWB de operadora sem fio. Portanto, o método pode aprimorar a acurácia de posicionamento do trem fundindo tecnologias de posicionamento de nó de etiqueta de operadora sem fio com base em GNSS e UWB.[00089] In the train safety positioning method according to the embodiment of the present description, the train range signal is obtained, to obtain the cumulative travel distance of the train; the GNSS signal is received, and the GNSS location coordinates are obtained based on the train range signal and the GNSS signal; wireless carrier UWB signal is received; and positioning is performed based on the train's cumulative travel distance, the GNSS location coordinate, and the wireless carrier's UWB signal. Therefore, the method can improve train placement accuracy by merging wireless carrier tag node placement technologies based on GNSS and UWB.

[00090] Na descrição da presente descrição, deve ser entendido que, orientações ou relações de posição indicadas por termos tais como "central", "longitudinal", "transversal", "comprimento", "largura", "espessura", "cima", "baixo", "frontal", "traseiro", "esquerdo", "direito", "vertical", "horizontal", "topo", "fundo", "interno", "externo", "sentido horário", "sentido anti- horário", "axial", "radial", e "circunferencial" são orientações ou relações de posição mostradas com base nos desenhos anexos, e são usados apenas para a facilidade da descrição da presente descrição e simplificando a descrição, em vez de indicar ou implicar que o aparelho ou elemento devem ter uma orientação particular ou devem ser construídos e operados em uma orientação particular, e portanto, não devem ser interpretados como uma limitação da presente descrição.[00090] In describing the present description, it is to be understood that, orientations or positional relationships indicated by terms such as "central", "longitudinal", "transverse", "length", "width", "thickness", "top ", "bottom", "front", "rear", "left", "right", "vertical", "horizontal", "top", "bottom", "inside", "outside", "clockwise" , "counterclockwise", "axial", "radial", and "circumferential" are orientations or position relationships shown based on the accompanying drawings, and are used only for the ease of describing the present description and simplifying the description, rather than indicating or implying that the apparatus or element must have a particular orientation or must be constructed and operated in a particular orientation, and therefore, are not to be construed as limiting the present description.

[00091] Em adição, os termos "primeiro" e "segundo" são usados meramente para o propósito de descrição, e não devem ser interpretados como indicando ou implicando importância relativa ou implicando uma quantidade de funcionalidades técnicas indicadas. Portanto, funcionalidades definindo "primeiro" e "segundo" podem incluir explicitamente ou implicitamente pelo menos uma das funcionalidades. Nas descrições da presente descrição, a menos que seja especificado explicitamente, "múltiplos" quer dizer pelo menos dois, por exemplo, dois ou três.[00091] In addition, the terms "first" and "second" are used merely for the purpose of description, and should not be interpreted as indicating or implying relative importance or implying a number of stated technical features. Therefore, features defining "first" and "second" can explicitly or implicitly include at least one of the features. In the descriptions of the present description, unless explicitly specified, "multiples" means at least two, for example two or three.

[00092] Na presente descrição, deve ser notado que a menos que seja claramente especificado e limitado de outra maneira, os termos "montado", "conectado", "conexão", e "fixado" devem ser entendidos em um sentido amplo. Por exemplo, uma conexão pode ser uma conexão fixa, uma conexão destacável, ou uma conexão integral; pode ser uma conexão mecânica ou uma conexão elétrica; pode ser uma conexão direta ou uma conexão indireta por meio de um meio intermediário; ou pode ser uma conexão interna entre dois elementos ou relação de interação entre dois elementos, a menos que seja claramente limitado de outra maneira. Um perito na técnica pode entender significados específicos dos termos na presente descrição com base em situações específicas.[00092] In the present description, it should be noted that unless clearly specified and limited otherwise, the terms "mounted", "connected", "connection", and "fixed" are to be understood in a broad sense. For example, a connection can be a fixed connection, a detachable connection, or an integral connection; it can be a mechanical connection or an electrical connection; it can be a direct connection or an indirect connection through an intermediary means; or it can be an internal connection between two elements or an interaction relationship between two elements, unless clearly limited otherwise. One skilled in the art can understand specific meanings of the terms in the present description based on specific situations.

[00093] Na presente descrição, a menos que seja explicitamente especificado ou definido, a primeira funcionalidade estando localizada "acima" ou "abaixo" da segunda funcionalidade pode ser a primeira funcionalidade estando em contato direto com a segunda funcionalidade, ou a primeira funcionalidade estando em contato indireto com a segunda funcionalidade através de um meio intermediário. Em adição, que a primeira funcionalidade está "acima da", "sobre a", ou "na" segunda funcionalidade pode indicar que a primeira funcionalidade está diretamente acima ou obliquamente acima da segunda funcionalidade, ou pode indicar meramente que a posição horizontal da primeira funcionalidade é mais alta do que aquela da segunda funcionalidade. Em que a primeira funcionalidade está "abaixo da", "sob a", e "embaixo da" segunda funcionalidade pode ser que a primeira funcionalidade está diretamente abaixo ou obliquamente abaixo a segunda funcionalidade, ou pode indicar meramente que a posição horizontal da primeira funcionalidade está mais baixa do que aquela da segunda funcionalidade.[00093] In the present description, unless explicitly specified or defined, the first functionality being located "above" or "below" the second functionality may be the first functionality being in direct contact with the second functionality, or the first functionality being in indirect contact with the second functionality through an intermediary means. In addition, that the first feature is "above", "over", or "in" the second feature may indicate that the first feature is directly above or obliquely above the second feature, or it may merely indicate that the horizontal position of the first feature functionality is higher than that of the second functionality. Where the first feature is "under", "under", and "under the" second feature it may be that the first feature is directly below or obliquely below the second feature, or it may merely indicate that the horizontal position of the first feature is lower than that of the second feature.

[00094] Na descrição desta especificação, a descrição dos termos de referência "uma concretização", "algumas concretizações", "um exemplo", "um exemplo específico", "alguns exemplos," e semelhantes quer dizer que funcionalidades, estruturas, materiais ou características específicos descritos em combinação com as concretizações ou exemplos são incluídos em pelo menos uma concretização ou exemplo da presente descrição. Nesta especificação, descrições exemplares dos termos anteriores não necessariamente se referem a uma mesma concretização ou exemplo. Além disso, as funcionalidades específicas, as estruturas específicas, os materiais específicos ou as características específicas que são descritas podem ser combinadas de uma maneira apropriada em qualquer uma ou mais das concretizações ou exemplos. Em adição, um perito na técnica pode integrar ou combinar diferentes concretizações ou exemplos descritos na especificação e nas funcionalidades das diferentes concretizações ou exemplos desde que elas não sejam contraditórias entre si.[00094] In the description of this specification, the description of the terms of reference "an embodiment", "some embodiments", "an example", "a specific example", "some examples," and the like means that features, structures, materials or specific features described in combination with the embodiments or examples are included in at least one embodiment or example of the present description. In this specification, exemplary descriptions of the above terms do not necessarily refer to the same embodiment or example. In addition, specific functionalities, specific structures, specific materials or specific characteristics that are described may be combined in an appropriate manner in any one or more of the embodiments or examples. In addition, a person skilled in the art can integrate or combine different embodiments or examples described in the specification and the features of the different embodiments or examples as long as they are not contradictory to each other.

[00095] Apesar de as concretizações da presente descrição terem sido mostradas e descritas acima, pode ser entendido que as concretizações anteriores são exemplares e não devem ser entendidas como limitação da presente descrição. Um perito na técnica pode fazer mudanças, modificações, substituições, ou variações para as concretizações anteriores dentro do escopo da presente descrição.[00095] Although the embodiments of the present description have been shown and described above, it is to be understood that the above embodiments are exemplary and should not be construed as limiting the present description. One skilled in the art can make changes, modifications, substitutions, or variations to the above embodiments within the scope of the present description.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de posicionamento de segurança de trem caracterizado pelo fato de que compreende: um primeiro subsistema de posicionamento disposto em um primeiro vagão de um trem, em que o primeiro subsistema de posicionamento compreende um primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, um primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio, pelo menos um primeiro sensor de velocidade, um primeiro controlador no veículo, e uma primeira unidade de posicionamento de segurança; um segundo subsistema de posicionamento disposto em um segundo vagão do trem, em que o segundo subsistema de posicionamento compreende um segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, um segundo nó de etiqueta de operadora sem fio, pelo menos um segundo sensor de velocidade, um segundo controlador no veículo, e uma segunda unidade de posicionamento de segurança; e uma rede de comunicação através da qual o primeiro controlador no veículo, a primeira unidade de posicionamento de segurança, o segundo controlador no veículo, e a segunda unidade de posicionamento de segurança estão comunicativamente conectados.1. Train safety positioning system characterized in that it comprises: a first positioning subsystem disposed in a first car of a train, wherein the first positioning subsystem comprises a first GNSS satellite navigation receiver, a first wireless carrier tag node, at least a first speed sensor, a first in-vehicle controller, and a first security positioning unit; a second positioning subsystem disposed in a second train car, wherein the second positioning subsystem comprises a second GNSS satellite navigation receiver, a second wireless carrier tag node, at least a second speed sensor, a second controller in the vehicle, and a second safety positioning unit; and a communication network through which the first in-vehicle controller, the first in-vehicle controller, the second in-vehicle controller, and the second in-vehicle safety positioning unit are communicatively connected.

2. Sistema de posicionamento de segurança de trem, de acordo com de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro vagão é um vagão da frente do trem, e o segundo vagão é um vagão de trás do trem.2. Train safety positioning system according to claim 1, characterized in that the first car is a car at the front of the train, and the second car is a car at the rear of the train.

3. Sistema de posicionamento de segurança de trem, de acordo com de acordo com a reivindicação 1 ou 2,A train safety positioning system according to claim 1 or 2,

caracterizado pelo fato de que a rede de comunicação compreende: um primeiro quadro de distribuição e um segundo quadro de distribuição dispostos no primeiro vagão do trem; e um terceiro quadro de distribuição e um quarto quadro de distribuição dispostos no segundo vagão do trem, em que o primeiro quadro de distribuição está comunicativamente conectado com o primeiro controlador no veículo, a primeira unidade de posicionamento de segurança, e o terceiro quadro de distribuição separadamente; o segundo quadro de distribuição está comunicativamente conectado com o primeiro controlador no veículo, a primeira unidade de posicionamento de segurança, e o quarto quadro de distribuição separadamente; o terceiro quadro de distribuição está comunicativamente conectado com o segundo controlador no veículo, a segunda unidade de posicionamento de segurança, e o primeiro quadro de distribuição separadamente; e o quarto quadro de distribuição está comunicativamente conectado com o segundo controlador no veículo, a segunda unidade de posicionamento de segurança, e o segundo quadro de distribuição separadamente.characterized in that the communication network comprises: a first distribution board and a second distribution board arranged in the first car of the train; and a third distribution board and a fourth distribution board disposed in the second car of the train, wherein the first distribution board is communicatively connected with the first controller in the vehicle, the first safety positioning unit, and the third distribution board separately; the second distribution board is communicatively connected with the first controller in the vehicle, the first safety positioning unit, and the fourth distribution board separately; the third distribution board is communicatively connected with the second controller in the vehicle, the second safety positioning unit, and the first distribution board separately; and the fourth switchboard is communicatively connected with the second controller in the vehicle, the second safety positioning unit, and the second switchboard separately.

4. Sistema de posicionamento de segurança de trem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que existem pelo menos dois primeiros sensores de velocidade configurados para medir uma velocidade do trem e pelo menos dois segundos sensores de velocidade configurados para medir uma velocidade do trem.4. Train safety positioning system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that there are at least two configured first speed sensors to measure a train speed and at least two configured second speed sensors to measure a train's speed.

5. Sistema de posicionamento de segurança de trem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a primeira unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um primeiro sensor de velocidade, para obter primeira informação de localização de segurança, o primeiro controlador no veículo controla o trem com base na primeira informação de localização de segurança.5. Train safety positioning system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the first safety positioning unit performs the positioning based on a GNSS signal received by the first navigation receiver by GNSS satellite, a wireless carrier UWB signal received by the first wireless carrier tag node, and a speed signal detected by at least a first speed sensor, to obtain first security location information, the first controller in the vehicle controls the train based on the first security location information.

6. Sistema de posicionamento de segurança de trem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a segunda unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em um sinal de GNSS recebido pelo segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo segundo nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um segundo sensor de velocidade, para obter segunda informação de localização de segurança, o segundo controlador no veículo controla o trem com base na segunda informação de localização de segurança.6. Train safety positioning system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the second safety positioning unit performs the positioning based on a GNSS signal received by the second navigation receiver by GNSS satellite, a wireless carrier UWB signal received by the second wireless carrier tag node, and a speed signal detected by at least a second speed sensor, to obtain second security location information, the second controller in the vehicle controls the train based on the second security location information.

7. Sistema de posicionamento de segurança de trem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a primeira unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um primeiro sensor de velocidade, para obter primeira informação de localização de segurança; e a segunda unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em um sinal de GNSS recebido pelo segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo segundo nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um segundo sensor de velocidade, para obter segunda informação de localização de segurança; o primeiro controlador no veículo controla o trem com base na primeira informação de localização de segurança e a segunda informação de localização de segurança; ou o segundo controlador no veículo controla o trem com base na primeira informação de localização de segurança e a segunda informação de localização de segurança.7. Train safety positioning system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the first safety positioning unit performs the positioning based on a GNSS signal received by the first navigation receiver by GNSS satellite, a wireless carrier UWB signal received by the first wireless carrier tag node, and a speed signal detected by at least a first speed sensor, to obtain first security location information; and the second security positioning unit performs positioning based on a GNSS signal received by the second GNSS satellite navigation receiver, a wireless carrier UWB signal received by the second wireless carrier tag node, and a speed signal detected by at least a second speed sensor to obtain second safety location information; the first controller in the vehicle controls the train based on the first safety location information and the second safety location information; or the second controller in the vehicle controls the train based on the first safety location information and the second safety location information.

8. Sistema de posicionamento de segurança de trem, de acordo com de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a primeira unidade de posicionamento de segurança realiza o posicionamento com base em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, um sinal de UWB de operadora sem fio recebido pelo primeiro nó de etiqueta de operadora sem fio, e um sinal de velocidade detectado por pelo menos um primeiro sensor de velocidade, para obter primeira informação de localização de segurança compreende:8. Train security positioning system according to claim 7, characterized in that the first security positioning unit performs the positioning based on a GNSS signal received by the first satellite navigation receiver of GNSS, a wireless carrier UWB signal received by the first wireless carrier tag node, and a speed signal detected by at least a first speed sensor, to obtain first security location information comprises:

realizar, através da primeira unidade de posicionamento de segurança, transformação de coordenada em um sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS ou o segundo receptor de navegação por satélite de GNSS, para obter um primeiro deslocamento de trilho; após um primeiro período de tempo predefinido, receber, através do primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, o sinal de GNSS, e novamente realizar, através da primeira unidade de posicionamento de segurança, transformação de coordenada no sinal de GNSS recebido pelo primeiro receptor de navegação por satélite de GNSS, para obter um segundo deslocamento de trilho; gerar, através da primeira unidade de posicionamento de segurança, um sinal de alcance com base no sinal de velocidade, e obter uma distância de viagem cumulativa do trem com base no sinal de alcance; obter um valor de diferença entre o primeiro deslocamento de trilho e o segundo deslocamento de trilho; quando um valor de diferença entre o valor de diferença e a distância de viagem cumulativa é menor do que um limite de erro predefinido, obter uma coordenada de localização de GNSS; após obter a coordenada de localização de GNSS, gerar, através da primeira unidade de posicionamento de segurança, o sinal de alcance com base no sinal de velocidade, e corrigir o sinal de alcance através do sinal de GNSS;performing, via the first safety positioning unit, coordinate transformation on a GNSS signal received by the first GNSS satellite navigation receiver or the second GNSS satellite navigation receiver, to obtain a first track offset; after a first predefined period of time, receive, via the first GNSS satellite navigation receiver, the GNSS signal, and again perform, via the first safety positioning unit, coordinate transformation on the GNSS signal received by the first receiver GNSS satellite navigation to obtain a second track offset; generating, via the first safety positioning unit, a range signal based on the speed signal, and obtaining a cumulative train travel distance based on the range signal; get a difference value between the first rail offset and the second rail offset; when a difference value between the difference value and the cumulative travel distance is less than a predefined error limit, obtaining a GNSS location coordinate; after obtaining the GNSS location coordinate, generating, via the first safety positioning unit, the range signal based on the speed signal, and correcting the range signal via the GNSS signal;

quando o trem entra em uma plataforma, realizar a correção da seção no sinal de alcance com base em um sinal de UWB de uma etiqueta de UWB na plataforma; e calcular com base na distância de viagem cumulativa do trem, a coordenada de localização de GNSS, o sinal de alcance corrigido através do sinal de GNSS, e o sinal de alcance corrigido através do sinal de UWB, para obter a primeira informação de localização de segurança.when the train enters a platform, perform section correction on the range signal based on a UWB signal from a UWB tag on the platform; and calculate based on the train's cumulative travel distance, the GNSS location coordinate, the range signal corrected via the GNSS signal, and the range signal corrected via the UWB signal, to obtain the first location information of safety.

9. Trem, caracterizado pelo fato de que compreende o sistema de posicionamento de segurança de trem, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.9. Train, characterized in that it comprises the train safety positioning system as defined in any one of claims 1 to 8.

10. Método de posicionamento de segurança de trem, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: obter um sinal de alcance de um trem, para obter uma distância de viagem cumulativa do trem; receber um sinal de GNSS, e obter uma coordenada de localização de GNSS com base no sinal de alcance do trem e o sinal de GNSS; receber um sinal de UWB de operadora sem fio; e realizar o posicionamento com base na distância de viagem cumulativa do trem, a coordenada de localização de GNSS, e o sinal de UWB de operadora sem fio.10. Train safety positioning method, characterized in that it comprises the following steps: obtaining a train range signal to obtain a cumulative train travel distance; receiving a GNSS signal, and obtaining a GNSS location coordinate based on the train range signal and the GNSS signal; receive a wireless carrier UWB signal; and perform positioning based on cumulative train travel distance, GNSS location coordinate, and wireless carrier UWB signal.

11. Método de posicionamento de segurança de trem, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a obtenção de uma coordenada de localização de GNSS com base no sinal de alcance do trem e o sinal de GNSS compreende:11. Train safety positioning method according to claim 11, characterized in that obtaining a GNSS location coordinate based on the train range signal and the GNSS signal comprises:

receber o sinal de GNSS, e realizar a transformação de coordenada no sinal de GNSS, para obter um primeiro deslocamento de trilho; após um primeiro período de tempo predefinido, receber o sinal de GNSS novamente, e realizar a transformação de coordenada no sinal de GNSS, para obter um segundo deslocamento de trilho; obter o sinal de alcance do trem, e obter a distância de viagem cumulativa do trem com base no sinal de alcance; obter um valor de diferença entre o primeiro deslocamento de trilho e o segundo deslocamento de trilho; e quando um valor de diferença entre o valor de diferença e a distância de viagem cumulativa é menor do que um limite de erro predefinido, obter a coordenada de localização de GNSS.receiving the GNSS signal, and performing coordinate transformation on the GNSS signal, to obtain a first track shift; after a first predefined period of time, receiving the GNSS signal again, and performing coordinate transformation on the GNSS signal, to obtain a second track offset; get the train range signal, and get the train's cumulative travel distance based on the range signal; get a difference value between the first rail offset and the second rail offset; and when a difference value between the difference value and the cumulative travel distance is less than a predefined error limit, obtain the GNSS location coordinate.

12. Método de posicionamento de segurança de trem, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que após a coordenada de localização de GNSS ser obtida, o sinal de alcance é gerado com base no sinal de velocidade, e o sinal de alcance é corrigido através do sinal de GNSS.12. Train safety positioning method according to claim 11, characterized in that after the GNSS location coordinate is obtained, the range signal is generated based on the speed signal, and the range signal is corrected via the GNSS signal.

13. Método de posicionamento de segurança de trem, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que quando o trem entra em uma plataforma, a correção da seção é realizada no sinal de alcance com base em o sinal de UWB.13. Train safety positioning method according to claim 12, characterized in that when the train enters a platform, section correction is performed on the range signal based on the UWB signal.