CN110155124A - 列车定位***及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种列车定位***及方法，该***包括设置于列车上检测装置及沿轨道设置的多个信号发射装置；信号发射装置包括射频信号标签及磁性元件，射频信号标签中预存有磁性元件所在位置的位置标识；检测装置包括处理单元、射频信号读取单元及磁传感器；射频信号读取单元及磁传感器与处理单元连接；在列车行驶过程中，处理单元通过射频信号读取单元读取当前经过的射频信号标签中的位置标识，并根据位置标识确定该列车的当前位置；处理单元还根据磁传感器检测到经过磁性元件的时间确定该列车到达所述当前位置的时间。如此，可以使列车在不依赖与其他设备交互的情况下，自主地完成高精度的定位。

Description

列车定位***及方法

技术领域

本申请涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种列车定位***及方法。

背景技术

在轨道交通运输中，确定列车的当前位置对维护轨道交通***的稳定运行十分重要。然而当前的列车定位方法均存在较大的缺陷，例如，在通过轮轴计数器进行测距定位的方法中，随行驶距离的增加会因轮径误差、车轮蛇行打滑等原因导致的测距精度下降，进而使得根据行驶距离得到的定位不准确；在通过地面应答器(有源射频识别标签)获取定位位置的方法中，由于地面应答器信号的发射半径可能高达几米，导致定位误差较大；在通过GPS定位的方法中，需要依靠良好的GPS信号强度，在列车隧道中或在地下行驶时的定位效果极差；通过轨道电路的定位方法不适用于现代轨道交通控制***无轨道电路的设计。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种列车定位***，该***包括设置于列车上检测装置及沿轨道设置的多个信号发射装置；所述信号发射装置包括射频信号标签及磁性元件，所述射频信号标签中预存有所述磁性元件所在位置的位置标识；所述检测装置包括处理单元、射频信号读取单元及磁传感器；所述射频信号读取单元及磁传感器与所述处理单元连接；

在列车行驶过程中，所述处理单元通过所述射频信号读取单元读取当前经过的射频信号标签中的位置标识，并根据所述位置标识确定该列车的当前位置；所述处理单元还将所述磁传感器检测到经过所述磁性元件的时间确定为该列车到达所述当前位置的时间。

可选地，所述检测装置包括沿列车行进方向间隔预设距离设置的至少两个磁传感器；

所述检测装置的处理单元根据所述至少两个磁传感器感应到所述磁性元件的先后时间确定列车当前的行驶方向，并根据所述至少两个磁传感器感应到所述磁性元件的先后时间及所述至少两个磁传感器之间的预设距离计算获得该列车的当前速度。

可选地，所述信号发射装置包括至少两个磁性元件，所述至少两个磁性元件沿轨道间隔预设距离设置；

所述检测装置的处理单元根据所述磁传感器先后读取到所述至少两个磁性元件的时间及所述至少两个磁性元件之间的预设距离计算获得该列车的当前速度。

可选地，所述信号发射装置的射频信号标签中还预存有该信号发射装置中所述至少两个磁性元件之间的预设距离；

所述列车的处理单元根据所述磁传感器先后检测到经过所述至少两个磁性元件的时间及通过从所述射频信号标签中读取到的所述至少两个磁性元件之间预设距离，计算获得该列车的当前速度。

可选地，所述射频信号标签中的位置标识包括所述磁性元件所在线路的线路编号及所述磁性元件在该线路上的线路位置。

可选地，所述处理单元预存有对应关系表，该对应关系表记录有与各射频信号标签的位置标识对应的线路编号及线路位置；

所述处理单元通过所述射频信号读取单元读取列车当前经过的所述射频信号标签中的位置标识，并根据所述位置标识在所述对应关系表中查询对应的线路编号及线路位置，并将所述线路位置作为该列车的当前位置。

本申请的另一目的在于提供一种列车定位方法，应用于包括列车定位***，该***包括设置于列车上检测装置及沿轨道设置的多个信号发射装置；所述信号发射装置包括射频信号标签及磁性元件，所述射频信号标签中预存有所述磁性元件所在位置的位置标识；所述检测装置包括处理单元、射频信号读取单元及磁传感器；所述射频信号读取单元及磁传感器与所述处理单元连接；所述方法包括：

在列车行驶过程中，由所述处理单元通过所述射频信号读取单元读取当前经过的射频信号标签中的位置标识，并根据所述位置标识确定该列车的当前位置；

由所述处理单元还将所述磁传感器检测到经过所述磁性元件的时间确定为该列车到达所述当前位置的时间。

可选地，所述检测装置包括沿列车行进方向间隔预设距离设置的至少两个磁传感器；所述方法还包括：

由所述检测装置的处理单元根据所述至少两个磁传感器感应到所述磁性元件的先后时间确定列车当前的行驶方向，并根据所述至少两个磁传感器感应到所述磁性元件的先后时间及所述至少两个磁传感器之间的预设距离计算获得该列车的当前速度。

可选地，所述信号发射装置包括至少两个磁性元件，所述至少两个磁性元件在列车行进方向上沿轨道间隔预设距离设置；所述方法还包括：

由所述检测装置的处理单元根据所述磁传感器先后读取到所述至少两个磁性元件的时间及所述至少两个磁性元件之间的预设距离计算获得该列车的当前速度。

可选地，所述信号发射装置的射频信号标签中还预存有该信号发射装置中所述至少两个磁性元件之间的预设距离；所述由所述检测装置的处理单元根据所述磁传感器先后读取到所述至少两个磁性元件的时间及所述至少两个磁性元件之间的预设距离计算获得该列车的当前速度的步骤，包括：

由所述列车的处理单元根据所述磁传感器先后检测到经过所述至少两个磁性元件的时间及通过从所述射频信号标签中读取到的所述至少两个磁性元件之间预设距离，计算获得该列车的当前速度。

可选地，所述射频信号标签中的位置标识包括所述磁性元件所在线路的线路编号及所述磁性元件在该线路上的线路位置。

可选地，所述处理单元预存有对应关系表，该对应关系表记录有与各射频信号标签的位置标识对应的线路编号及线路位置；所述由所述处理单元通过所述射频信号读取单元读取当前经过的射频信号标签中的位置标识，并根据所述位置标识确定该列车的当前位置的步骤，包括：

由所述处理单元通过所述射频信号读取单元读取列车当前经过的所述射频信号标签中的位置标识，并根据所述位置标识在所述对应关系表中查询对应的线路编号及线路位置，并将所述线路位置作为该列车的当前位置。

相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供的列车定位***及方法，通过配合使用射频信号标签和磁性元件作为信号发射装置，使列车在行驶过程中通过射频信号读取单元读取射频信号标签中的信息确定当前位置，并通过磁性传感器检测到达磁性元件的时间作为到达当前位置的时间，如此，可以使列车在不依赖与其他设备交互的情况下，自主地完成高精度的定位。更多地，本实施例提供的列车定位***及方法还可以结合磁传感器感应到磁性元件的时间，计算出列车的当前速度，从而可以在不依赖与OCC通信的情况下完成列车的自主定位和测速。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的列车定位***的示意图之一；

图2为本申请实施例提供的列车定位***的示意图之二；

图3为本申请实施例提供的列车定位***的示意图之三；

图4为本申请实施例提供的列车定位方法的流程示意图之一；

图5为本申请实施例提供的列车定位方法的流程示意图之二；

图6为本申请实施例提供的列车定位方法的流程示意图之三。

图标：100-检测装置；111-处理单元；112-射频信号读取；113-磁传感器；200-信号发射装置；211-射频信号标签；212-磁性元件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参照图1，图1为本实施例提供的一种列车定位***的示意图，该列车定位***包括设置于列车上检测装置100及沿轨道设置的多个信号发射装置200。

每个所述信号发射装置200包括射频信号标签211及磁性元件212，所述射频信号标签211中预存有所述磁性元件212所在位置的位置标识。多个信号发射装置200可以沿轨道间隔一定距离设置，如每间隔100米设置一个信号发射装置200。同时在较为重要的特定位置，如在道岔前后每个股道、站台两端或者其它特殊地点也可以设置信号发射装置200。在本实施例中，所述射频信号标签可以为有源射频信号标签，也可以为无源射频信号标签。由于在本实施例中需要沿轨道沿线设置大量射频信号标签，所述射频信号标签为优选为采用无源射频信号标签。

所述检测装置100包括处理单元111、射频信号读取112单元及磁传感器113，所述射频信号读取112单元及磁传感器113与所述处理单元111连接。

在列车行驶过程中，所述处理单元111可以通过所述射频信号读取112单元读取当前经过的射频信号标签211中的位置标识，并根据所述位置标识确定该列车的当前位置。

同时，所述处理单元111根据所述磁传感器113检测到经过所述磁性元件212的时间确定该列车到达所述当前位置的时间。

如此，由于磁传感器113的信号接收范围通常在厘米级，在较小的信号接收范围内能够更为准确地确定列车到达磁性元件212所在位置的时间，再结合从射频信号标签211中读取到的射频信号标签211的位置，所述处理单元111便可以自主地获得当前的位置及达到当前位置的时间。

可选地，由于磁传感器113的信号检测范围较小，在本实施例的一种实施方式中，所述信号发射装置200可以设置在钢轨扣件附近，列车的左右两侧可以各设置一个所述检测装置100。在本实施例的另一种实施方式中，所述信号发射装置200的射频信号标签211可以设置于轨道中央，并且在轨道两侧均设置磁性元件212。在本实施例的又一种实施方式中，所述信号发射装置200可以设置于轨道中央，所述检测装置100可以设置于列车底部。

可选地，请参照图2，在本实施例的一种实施方式中，所述检测装置100中包括至少两个磁传感器113，该至少两个磁传感器113沿列车行进方向间隔预设距离设置。

所述检测装置100的处理单元111可以根据所述至少两个磁传感器113感应到所述磁性元件212的先后时间确定列车当前的行驶方向，同还可以根据所述至少两个磁传感器113感应到所述磁性元件212的先后时间及所述至少两个磁传感器113之间的预设距离计算获得该列车的当前速度。

例如，在本实施例中，所述检测装置100中两个磁传感器113在列车上沿列车行进方向相隔x米设置。若列车行驶过程中，第一个磁传感器先感应到磁性元件212，且感应到磁性元件212的时刻为t1，第二个磁传感器后感应到磁性元件212，且感应到磁性元件212的时间为t2。则处理单元111可以判定列车的行驶方向为从第二个磁性传感器向第一磁性传感器的方向行驶，并且该列车的当前速度为x/(t2-t1)。

可选地，请参照图3，在本实施例的另一种实施方式中，所述信号发射装置200包括至少两个磁性元件212，所述至少两个磁性元件212沿轨道间隔预设距离设置。

所述检测装置100的处理单元111根据所述磁传感器113先后读取到所述至少两个磁性元件212的时间及所述至少两个磁性元件212之间的预设距离计算获得该列车的当前速度。

例如，在本实施例中，所述信号发射装置200的两个磁性元件212相隔x米设置，列车行驶过程中，所述处理单元111通过所述磁传感器113检测到列车到达第一个磁性元件时刻为t1，到达第二个磁性元件的时刻为t2，则列车当前的速度为x/(t2-t1)。同时，所述处理单元111还通过所述射频信号读取112单元读取到所述射频信号标签211中记录的第一个磁性元件的设置位置为L，则所述处理单元111判定列车在t1时刻到达位置L。

如此，通过本实施例提供的方案，列车可以在不依靠与OCC通信的情况下，自主地完成较为精准的定位和测速，为列车的自主行车控制提供的可靠的数据依据。

可选地，在本实施例的一种实施方式中，任意一个信号发射装置200中两个磁性元件212之间的预设距离可以设置为相同的，例如，均设置为相隔5米。如此，所述处理单元111可以在已知两个磁性元件212之间距离的情况下计算列车的当前速度。

在本实施例的另一种方式中，所述信号发射装置200的射频信号标签211中还预存有该信号发射装置200中所述至少两个磁性元件212之间的预设距离。

所述列车的处理单元111根据所述磁传感器113先后检测到经过所述至少两个磁性元件212的时间及通过从所述射频信号标签211中读取到的所述至少两个磁性元件212之间预设距离，计算获得该列车的当前速度。如此，信号发射装置200中磁性元件212的预设距离可以根据现场环境更为灵活的设置，方便了磁性元件212的安装。

可选地，在本实施例的一种实施方式中，所述射频信号标签211中的位置标识包括所述磁性元件212所在线路的线路编号及所述磁性元件212在该线路上的线路位置。所述处理单元111可以通过所述射频信号读取112单元直接将从所述射频信号标签211中读取到信息作为该列车的当前位置。

可选地，在本实施例的另一种实施方式中，所述处理单元111预存有对应关系表，该对应关系表记录有与各射频信号标签211的位置标识对应的线路编号及线路位置。

所述处理单元111可以通过所述射频信号读取112单元读取列车当前经过的所述射频信号标签211中的位置标识，并根据所述位置标识在所述对应关系表中查询对应的线路编号及线路位置，并将所述线路位置作为该列车的当前位置。

请参照图4，本实施例还提供一种应用于图1所示列车定位***的列车定位方法，下面对该方法的各个步骤进行详细阐述。

步骤S110，在列车行驶过程中，由所述处理单元111通过所述射频信号读取112单元读取当前经过的射频信号标签211中的位置标识，并根据所述位置标识确定该列车的当前位置。

步骤S120，由所述处理单元111还根据所述磁传感器113检测到经过所述磁性元件212的时间确定该列车到达所述当前位置的时间。

可选地，所述检测装置100包括沿列车行进方向间隔预设距离设置的至少两个磁传感器113。请参照图5，在本实施例中，所述方法还可以包括步骤S130。

步骤S130，由所述检测装置的处理单元根据所述至少两个磁传感器感应到所述磁性元件的先后时间确定列车当前的行驶方向，并根据所述至少两个磁传感器感应到所述磁性元件的先后时间及所述至少两个磁传感器之间的预设距离计算获得该列车的当前速度。

可选地，所述信号发射装置200包括至少两个磁性元件212，所述至少两个磁性元件212在列车行进方向上沿轨道间隔预设距离设置，请参照图6，在本实施例中，所述方法还可以包括步骤S140。

步骤S140，由所述检测装置100的处理单元111根据所述磁传感器113先后读取到所述至少两个磁性元件212的时间及所述至少两个磁性元件212之间的预设距离计算获得该列车的当前速度。

可选地，在本实施例中，所述信号发射装置200的射频信号标签211中还预存有该信号发射装置200中所述至少两个磁性元件212之间的预设距离。

在步骤S140中，可以由所述列车的处理单元111根据所述磁传感器113先后检测到经过所述至少两个磁性元件212的时间及通过从所述射频信号标签211中读取到的所述至少两个磁性元件212之间预设距离，计算获得该列车的当前速度。

可选地，在本实施例中，所述射频信号标签211中的位置标识包括所述磁性元件212所在线路的线路编号及所述磁性元件212在该线路上的线路位置。

可选地，在本实施例中，所述处理单元111预存有对应关系表，该对应关系表记录有与各射频信号标签211的位置标识对应的线路编号及线路位置。

在步骤S110中，可以由所述处理单元111通过所述射频信号读取112单元读取列车当前经过的所述射频信号标签211中的位置标识，并根据所述位置标识在所述对应关系表中查询对应的线路编号及线路位置，并将所述线路位置作为该列车的当前位置。

综上所述，本申请提供的列车定位***及装置，通过配合使用射频信号标签和磁性元件作为信号发射装置，使列车在行驶过程中通过射频信号读取单元读取射频信号标签中的信息确定当前位置，并通过磁传感器检测到达磁性元件的时间作为到达当前位置的时间，如此，可以使列车在不依赖与其他设备交互的情况下，自主地完成高精度的定位。另外，通过本实施例提供的方案，列车可以在不依靠与OCC通信的情况下，自主地完成较为精准的测速，为列车的自主行车控制提供的可靠的数据依据。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的单元和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的单元实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的单元、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种列车定位***，其特征在于，该***包括设置于列车上检测装置及沿轨道设置的多个信号发射装置；所述信号发射装置包括射频信号标签及磁性元件，所述射频信号标签中预存有所述磁性元件所在位置的位置标识；所述检测装置包括处理单元、射频信号读取单元及磁传感器；所述射频信号读取单元及磁传感器与所述处理单元连接；

在列车行驶过程中，所述处理单元通过所述射频信号读取单元读取当前经过的射频信号标签中的位置标识，并根据所述位置标识确定该列车的当前位置；所述处理单元还将所述磁传感器检测到经过所述磁性元件的时间确定为该列车到达所述当前位置的时间。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述检测装置包括沿列车行进方向间隔预设距离设置的至少两个磁传感器；

所述检测装置的处理单元根据所述至少两个磁传感器感应到所述磁性元件的先后时间确定列车当前的行驶方向，并根据所述至少两个磁传感器感应到所述磁性元件的先后时间及所述至少两个磁传感器之间的预设距离计算获得该列车的当前速度。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述信号发射装置包括至少两个磁性元件，所述至少两个磁性元件在列车行进方向上沿轨道间隔预设距离设置；

所述检测装置的处理单元根据所述磁传感器感应到所述至少两个磁性元件的先后时间及所述至少两个磁性元件之间的预设距离计算获得该列车的当前速度。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述射频信号标签中的位置标识包括所述磁性元件所在线路的线路编号及所述磁性元件在该线路上的线路位置。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述处理单元预存有对应关系表，该对应关系表记录有与各射频信号标签的位置标识对应的线路编号及线路位置；

所述处理单元通过所述射频信号读取单元读取列车当前经过的所述射频信号标签中的位置标识，并根据所述位置标识在所述对应关系表中查询对应的线路编号及线路位置，并将所述线路位置作为该列车的当前位置。

6.一种列车定位方法，其特征在于，应用于包括列车定位***，该***包括设置于列车上检测装置及沿轨道设置的多个信号发射装置；所述信号发射装置包括射频信号标签及磁性元件，所述射频信号标签中预存有所述磁性元件所在位置的位置标识；所述检测装置包括处理单元、射频信号读取单元及磁传感器；所述射频信号读取单元及磁传感器与所述处理单元连接；所述方法包括：

在列车行驶过程中，由所述处理单元通过所述射频信号读取单元读取当前经过的射频信号标签中的位置标识，并根据所述位置标识确定该列车的当前位置；

由所述处理单元还将所述磁传感器检测到经过所述磁性元件的时间确定为该列车到达所述当前位置的时间。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述检测装置包括沿列车行进方向间隔预设距离设置的至少两个磁传感器；所述方法还包括：

由所述检测装置的处理单元根据所述至少两个磁传感器感应到所述磁性元件的先后时间确定列车当前的行驶方向，并根据所述至少两个磁传感器感应到所述磁性元件的先后时间及所述至少两个磁传感器之间的预设距离计算获得该列车的当前速度。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信号发射装置包括至少两个磁性元件，所述至少两个磁性元件在列车行进方向上沿轨道间隔预设距离设置；所述方法还包括：

由所述检测装置的处理单元根据所述磁传感器先后读取到所述至少两个磁性元件的时间及所述至少两个磁性元件之间的预设距离计算获得该列车的当前速度。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述射频信号标签中的位置标识包括所述磁性元件所在线路的线路编号及所述磁性元件在该线路上的线路位置。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述处理单元预存有对应关系表，该对应关系表记录有与各射频信号标签的位置标识对应的线路编号及线路位置；所述由所述处理单元通过所述射频信号读取单元读取当前经过的射频信号标签中的位置标识，并根据所述位置标识确定该列车的当前位置的步骤，包括：

由所述处理单元通过所述射频信号读取单元读取列车当前经过的所述射频信号标签中的位置标识，并根据所述位置标识在所述对应关系表中查询对应的线路编号及线路位置，并将所述线路位置作为该列车的当前位置。