CN111645723A - 停车辅助***和停车辅助方法 - Google Patents

停车辅助***和停车辅助方法 Download PDF

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CN111645723A CN202010523661.8A CN202010523661A CN111645723A CN 111645723 A CN111645723 A CN 111645723A CN 202010523661 A CN202010523661 A CN 202010523661A CN 111645723 A CN111645723 A CN 111645723A
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Abstract

本申请公开了一种停车辅助***和停车辅助方法。该停车辅助***包括：部署于车站区间的多个定位基站，在所述车站区间内设有用于指示停靠位置的停车标；部署于列车的定位标识，用于与所述定位基站相通信，以获得该列车距离所述定位基站的距离信息；部署于该列车的数据转换设备，用于将该列车距离所述定位基站的距离信息转化为该列车距离该停车标的距离信息；以及，部署于该列车的辅助自动运行设备，用于对获取的该列车距离该停车标的距离信息和该列车的状态数据进行分析，以生成用于控制该列车的控制参数。通过所述停车辅助***，所述列车能够自动地且精准地在对应车站进行停靠。

Description

停车辅助***和停车辅助方法
技术领域
本申请涉及列车控制技术领域，尤其是涉及用于列车的停车辅助***和停车辅助方法。
背景技术
轨道车辆(例如，高铁、轻轨、地铁、地下有轨电车等)需要在特定位置进行停靠，例如，地铁需要在停车站点进行停靠，以允许乘客上下车。在停靠过程中，需要将列车的车门与屏蔽门对准。
以地铁列车为例，地铁停车时将车门对准在专业术语中称为“对标”。众所周知，每个地铁站最前端设置了一个停车标(或者称为停靠点)，当地铁驾驶室的窗户中心线与之对齐时，列车的其他车门与屏蔽门也对得很准。如果地铁驾驶室的窗户中心线与停车标对齐没有任何误差，则此次停靠被称为“零标”停靠；如果地铁停稳后超过该停车标或未到停车标则被称为“过标”与“欠标”，列车的车门就会出现没对准的情况。并且，当地铁“过标”或者“欠标”超过50cm，地铁车门就无法打开。
对于轨道车辆而言，停靠“对标”是非常重要的环节。因此，期望提供改进的用于轨道车辆的停车辅助方案。
发明内容
为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种停车辅助***和停车辅助方法，其通过部署于车站区间的多个定位基站与部署于列车的定位标识之间的宽带通信获得列车距离所述定位基站的距离信息，以用于控制列车，这样，列车能够自动地且精准地在对应车站进行停靠。
根据本申请的一方面，提供一种停车辅助***，包括：
部署于车站区间的多个定位基站，在所述车站区间内设有用于指示停靠位置的停车标；
部署于列车的定位标识，用于以宽带通信与所述定位基站相通信，以获得列车距离所述定位基站的距离信息；
部署于所述列车的数据转换设备，用于将列车距离所述定位基站的距离信息转化为列车距离停车标的距离信息，以及，传输列车距离停车标的距离信息和列车的状态数据；以及
部署于所述列车的辅助自动运行设备，用于对获取的列车距离停车标的距离信息和列车的状态数据进行分析，以生成用于控制列车的控制参数。
在上述停车辅助***中，所述列车的状态数据包括所述列车的速度和/或加速度。
在上述停车辅助***中，多个所述定位基站按照预设间距设置，所述预设间距设置为50米-100米。
在上述停车辅助***中，所述定位标识为超宽带定位标识，所述定位基站为超宽带定位基站。
在上述停车辅助***中，所述列车包括用于驱动的第一部分以及连接于所述第一部分的第二部分，所述定位标识部署于所述列车的第一部分。
根据本申请的另一方面，提供了一种停车辅助方法，包括：
部署于列车的定位标识以宽带通信与部署于车站区间的定位基站相通信，以获得列车距离所述定位基站的距离信息，其中，在所述车站区间内设有用于指示停靠位置的停车标；
部署于所述列车的数据转换设备将列车距离所述定位基站的距离信息转化为列车距离停车标的距离信息，以及，传输列车距离停车标的距离信息和列车的状态数据；以及
部署于所述列车的辅助自动运行设备对获取的列车距离停车标的距离信息和列车的状态数据进行分析，以生成用于控制所述列车的控制参数。
在上述停车辅助方法中，所述列车的状态数据包括所述列车的速度和/或加速度。
在上述停车辅助方法中，所述定位基站在所述停车区间内按照预设间距设置，所述预设间距设置为50米-100米。
在上述停车辅助方法中，所述定位标识为超宽带定位标识，所述定位基站为超宽带定位基站。
在上述停车辅助方法中，所述列车包括用于驱动的第一部分以及连接于所述第一部分的第二部分，所述定位标识部署于所述列车的第一部分。
根据本申请实施例的停车辅助***和停车辅助方法通过部署于车站区间的多个定位基站与部署于列车的定位标识之间的宽带通信获得列车距离所述定位基站的距离信息，能够自动地且精准地控制列车在对应车站进行停靠。
并且，所述停车辅助***和停车辅助方法采用宽带通信技术，能够对列车的位置、速度、加速度等进行更为精准的测量。
此外，通过所述停车辅助***和停车辅助方法，列车能够更早地开始停车准备阶段，以确保列车全程运行平稳。所述停车辅助***能够控制列车平稳地停靠，牵引或制动过程中纵向冲击率不大于0.35m/s3。所述停车辅助***能够将对标误差降低到30cm，以确保正常运营。
附图说明
通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1图示了根据本申请实施例的停车辅助***的架构示意图。
图2图示了用于地铁列车的一种定位***的架构示意图。
图3图示了定位标识部署于地铁列车的一种示例。
图4图示了根据本申请实施例的停车辅助方法的流程示意图。
具体实施方式
下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。
申请概述
如上所述，对于轨道车辆而言，停靠“对标”是非常重要的环节。仍以地铁运行为例，地铁的停靠“对标”有两种控制模式：人工控制模式和ATO(Automatic TrainOperation，自动驾驶模式)控制模式。在人工驾驶模式下，由司机进行手动操作停车。在ATO模式下，由列车自动运行装置(或者，称为自动驾驶***)自行完成停车功能，并且，ATO还能够实现其他功能：包括但不限于列车的加速、巡航、减速、停车后自动开启车门和站台安全门等。
采用自动驾驶模式运行，列车运行速度、加减速控制均有计算机***自动完成。正常运行情况下，列车进展停车过程中，需对准车门和站台门，对停车精度要求高、时间响应要求快。然而，现有的停车辅助***却无法真正实现平稳的精准停靠。在实际运行过程中，采用自动驾驶模式运行，列车会出现一定的加速度变化，造成“回送”现象的发生。根据《地铁设计规范》(国标GB50157-2013)第4.1.15条相关规定：“列车在牵引或制动过程中纵向冲击率不应大于0.75m/s3”。地铁列车牵引启动和制动停车阶段的平稳性直接影响到乘客的舒适度。也就是说，现有的停车辅助***无法为乘客提供舒适的乘车环境。造成这一技术问题的核心原因是现有的停车辅助***自身存在测量精度不高的问题。
具体来说，现有的停车辅助***包括轮轴计、轨旁RFID应答器和辅助自动运行设备。其中，列车计轴技术被广泛应用于有轨列车或地铁等有轨设备的测量，用于计算轨道的使用情况。但是，列车计轴技术比较容易受到干扰。采用RFID射频技术可以有效地避免外界环境的干扰，将列车计轴技术的精准度大幅提高。然是，本质上轴计技术和RFID射频技术配合实现的是一种区域定位技术，无法对列车进行精准定位，也就是说，轴计技术和RFID射频技术的定位精度仍较低。并且，列车计轴还容易漏读。
针对上述技术问题，本申请的基本构思是采用独特的宽带通信机制进行点对点飞行时间测距和通信，获得在可测范围内列车与沿着轨道布置的定位基站节点的距离，自动判定列车在轨道线路上的精准位置。基于此，停车辅助***能够生成控制列车的运行参数，以实现平稳地且精准地“对标”停靠。
基于此，本申请提供一种停车辅助***，其包括：部署于车站区间的多个定位基站，在所述车站区间内设有用于指示停靠位置的停车标；部署于列车的定位标识，用于以宽带通信与所述定位基站相通信，以获得列车距离所述定位基站的距离信息；部署于所述列车的数据转换设备，用于将列车距离所述定位基站的距离信息转化为列车距离停车标的距离信息，以及，传输列车距离停车标的距离信息和列车的状态数据；以及，部署于所述列车的辅助自动运行设备，用于对获取的列车距离停车标的距离信息和列车的状态数据进行分析，以生成用于控制列车的控制参数。这样，能够自动地且精准地控制列车在对应站点进行停靠。
在介绍了本申请的基本原理之后，下面将参考附图来具体介绍本申请的各种非限制性实施例。
示例性停车辅助***
如图1所示，基于本申请实施例的停车辅助***被阐明，其中，所述停车辅助***用于控制轨道交通列车在站点处精准且平稳地“对标”停靠。这里，在本申请实施例中，所述轨道交通列车包括在地上环境运行的轨道交通列车(例如，轻轨)以及，在地下环境运行的轨道交通列车(例如，地铁列车、地下运煤(或者其他矿物资源)的有轨电车)。为了便于说明和理解，在本申请实施例中，以所述定位对象为地铁列车为示例，说明本申请实施例的所述定位***。
如图1所示，在本申请实施例中，所述停车辅助***，包括部署于车站区间的多个定位基站11、部署于列车的定位标识12、部署于该列车的数据转换设备13；以及，部署于该列车的辅助自动运行设备14。这里，所述车站区间表示列车启动停靠到列车停靠站点之间的区域，并且，在所述车站区间内设有用于指示停靠位置的停车标。
在所述停车辅助***运行过程中，部署于列车的定标标识用于以宽带通信与所述定位基站11相通信，以获得列车距离所述定位基站11的距离信息。部署于该列车的数据转换设备13，用于将该列车距离所述定位基站11的距离信息转化为该列车距离该停车标的距离信息，以及，将该列车距离该停车标的距离信息和该列车的状态数据(其中，该列车的状态数据包括该列车的速度和加速度)传输至所述辅助自动运行设备14。所述辅助自动运行设备14用于对获取的该列车距离该停车标的距离信息和该列车的状态数据进行分析，以生成用于控制该列车的控制参数。这样，所述停车辅助***能够自动地且精准地控制列车在对应站点进行停靠。
如前所述，所述停车辅助***能够自动且精准地控制列车在对应站点“对标”停靠的关键在于：所述停车辅助***能够对所述列车进行精准定位。为了实现这一技术目的，本申请采用独特的宽带通信机制进行点对点飞行时间测距和通信。具体来说，在本申请实施例中，所述定位基站11和所述定位标识12之间采用宽带通信技术进行通信。在本申请一种可能的实现方式中，所述定位基站11被实施为超宽带定位(Ultra Wide Band，UWB)基站、所述定位标识12被实施为超宽带定位(Ultra Wide Band，UWB)标识。本领域普通技术人员应知晓，超宽带技术作为一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术逐渐，它不需要使用传统通信体制中的载波，从而具有GHz量级的带宽。超宽带***与传统的窄带宽***相比，具有穿透力强、功耗低、抗干扰性好、安全性高、***复杂度低、能提供精确定位精度等多种优点。当然，本领域普通技术人员应可以理解，在本申请其他示例中，所述定位基站11和所述定位标识12之间还能够采用等效于超宽带技术的其他宽带通信技术进行通信，例如，将来开发的6G或者7G蜂窝通信技术。对此，本申请实施例并不意在进行任何限制。
在具体部署的过程中，为了确保列车在车站区间内的定位效果，停车辅助***在车站区间内布置的所述定位基站11按照预设间距进行设置。优选地，该预设间距被设置为50米-100米。本领域普通技术人员应知晓，列车包括用于驱动的第一部分(例如，驾驶室部分)和连接于第一部分的第二部分(例如，载客部分)。特别地，在本申请实施例中，所述定位标识12部署于该列车的第一部分。更具体来说，所述定位标识12包括天线和***，在部署过程中，所述天线安装于列车前挡风玻璃上部，所述***安装于所述驾驶室的侧部。当然，在本申请其他示例中，所述定位标识12的所述天线和所述***还能够以其他方式进行布设，对此，并不为本申请所局限。
值得一提的是，本申请实施例的所述停车辅助***中的所述定位标识和所述定位基站为本申请发明人研制的用于地铁列车的定位***的一部分。具体来说，图2图示了用于地铁列车的所述定位***的***架构示意图。如图2所示，所述定位***包括沿着轨道部署的所述定位基站、设置于列车的车载设备，由人员携带的定位标签，以及，地面***。具体来说，所述定位基站部署于轨道的一侧的巷道墙壁或者巷道顶部；考虑到地铁运行巷道比较狭窄，射频信号必须满足视距传输条件才能确保定位效果连续，在具体实施中，优选地建议每隔200-250米左右部署一个定位基站，并根据实际物理环境和轨道分布情况增布定位基站。所述车载设备包括部署于列车的所述定位标识以及车载计算机。在具体实施中，在列车车头、车尾驾驶室内部安装所述定位标识作为车载***，以实现与定位基站之间的测距，其中，所述定位标识包括***和天线。在布局部署过程中，优选地，将所述天线安装在列车前挡风窗上部，以及，将所述***安装在列车控制室的侧部，如图3所示。***直接从车辆内部取电，支持12-24V电源供电，每台***功率约10W。同时，在列车车头和车尾同时部署车载计算机，所述车载计算机通过以太网线连接所述***，实现定位数据的位置计算。所述车载计算机需接入公网，实现地图、算法更新。所述地面***包括位置显示、数据轨迹、地图更新服务、数据存储、历史轨迹等功能配置。
在实际运行过程中，部署于轨道一侧的巷道墙壁或者巷道顶部的所述定位基站与部署于列车的定位标识通信(或者说测距)，以提供定位标识的位置信息(即，列车的位置信息)。或者说，部署于列车的定位标识负责与定位基站通信，以获取距离定位基站的位置。进一步地，列车的实时位置由车载计算机直接读取所述定位标识所产生的定位数据结合地图集数据计算得出(也就是说，位置计算服务需要地图集支持，所述地图更新服务定时从地面位置服务器更新地图和算法)。值得一提的是，列车的位置信息可使用车载控制***显示屏显示，为了实现这一功能，需要建立从位置计算服务到车载控制***的数据接口。人员标签由巷道施工人员携带，其定时与布设于巷道内的所述定位基站进行通信，以提供人员的位置信息。特别地，人员标签内置电池供电，一次充满电后可连续工作20多天。在地面***中，列车位置可使用当先控制***展示界面显示，数据直接从位置归集服务中读取。数据归集服务从定位基站获取数据，为地面GIS显示***提供数据支持，存档服务负责将实时数据分类归档，以备事后查询历史轨迹。地图数据更新，负责最新算法、地图集数据的在线发布，所有车载***可实时获取最新的地图集数据和算法更新。
还值得一提的是，通过所述停车辅助***，列车能够更早地开始停车准备阶段，以确保列车全程运行平稳。并且，所述停车辅助***能够控制列车平稳地停靠，牵引或制动过程中纵向冲击率不大于0.35m/s3。并且，所述停车辅助***能够将对标误差降低到30cm，以确保正常运营。
应可以理解，虽然在本申请实施例中，以所述停车辅助***为用于地铁列车为示例，本领域普通技术人员应知晓，本申请所揭露的所述停车辅助***还可以应用于其他轨道交通列车，对此，并不为本申请所局限。
示例性停车辅助方法
根据本申请另一方面，还提供一种停车辅助控制方法。
图4图示了根据本申请实施例的停车辅助方法的流程示意图。如图4所示，基于本申请实施例的停车辅助方法，包括：S110，部署于列车的定位标识以宽带通信与部署于车站区间的定位基站相通信，以获得列车距离所述定位基站的距离信息，其中，在所述车站区间内设有用于指示停靠位置的停车标；S120，部署于所述列车的数据转换设备将列车距离所述定位基站的距离信息转化为列车距离停车标的距离信息，以及，传输列车距离停车标的距离信息和列车的状态数据；以及，S130，部署于所述列车的辅助自动运行设备对获取的列车距离停车标的距离信息和列车的状态数据进行分析，以生成用于控制所述列车的控制参数。
在根据本申请实施例的停车辅助方法中，所述列车的状态数据包括所述列车的速度和/或加速度。
在根据本申请实施例的停车辅助方法中，所述定位基站在所述停车区间内按照预设间距设置，所述预设间距设置为50米-100米。
在根据本申请实施例的停车辅助方法中，所述定位基站被实施为超宽带定位(Ultra Wide Band，UWB)基站、所述定位标识被实施为超宽带定位(Ultra Wide Band，UWB)标识。本领域普通技术人员应知晓，超宽带技术作为一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术逐渐，它不需要使用传统通信体制中的载波，从而具有GHz量级的带宽。超宽带***与传统的窄带宽***相比，具有穿透力强、功耗低、抗干扰性好、安全性高、***复杂度低、能提供精确定位精度等多种优点。
在根据本申请实施例的停车辅助方法中，该列车包括用于驱动的第一部分以及连接于所述第一部分的第二部分，其中，所述定位标识部署于该列车的第一部分。
综上，基于本申请实施例的停车辅助方法被阐明，其能够自动地且精准地控制列车在对应车站进行停靠。并且，所述停车辅助***采用宽带通信技术，对列车位置、速度、加速度能够进行更为精准的测量。并且，通过所述停车辅助***，列车能够更早地开始停车准备阶段，以确保列车全程运行平稳。并且，所述停车辅助***能够控制列车平稳地停靠，牵引或制动过程中纵向冲击率不大于0.35m/s3。并且，所述停车辅助***能够将对标误差降低到30cm，以确保正常运营。
应理解，本文中属于“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确认，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件和计算机软件结合来实现。这些功能究竟以硬件还是以软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅是一种逻辑功能划分，实际表现时可以有其他的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用是，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明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)执行本发明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、制度存储器(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，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易地想到变化或替代，都应涵盖在本发明的保护范围之外。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求中的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种停车辅助***，其特征在于，包括：
部署于车站区间的多个定位基站，在所述车站区间内设有用于指示停靠位置的停车标；
部署于列车的定位标识，用于以宽带通信与所述定位基站相通信，以获得列车距离所述定位基站的距离信息；
部署于所述列车的数据转换设备，用于将列车距离所述定位基站的距离信息转化为列车距离停车标的距离信息，以及，传输列车距离停车标的距离信息和列车的状态数据；以及
部署于所述列车的辅助自动运行设备，用于对获取的列车距离停车标的距离信息和列车的状态数据进行分析，以生成用于控制所述列车的控制参数。
2.根据权利要求1所述的停车辅助***，其中，所述列车的状态数据包括所述列车的速度和/或加速度。
3.根据权利要求1所述的停车辅助***，其中，多个所述定位基站按照预设间距设置，所述预设间距设置为50米-100米。
4.根据权利要求1所述的停车辅助***，其中，所述定位标识为超宽带定位标识，所述定位基站为超宽带定位基站。
5.根据权利要求4所述的停车辅助***，其中，所述列车包括用于驱动的第一部分以及连接于所述第一部分的第二部分，所述定位标识部署于所述列车的第一部分。
6.一种停车辅助方法，其特征在于，包括：
部署于列车的定位标识以宽带通信与部署于车站区间的定位基站相通信，以获得列车距离所述定位基站的距离信息，其中，在所述车站区间内设有用于指示停靠位置的停车标；
部署于所述列车的数据转换设备将列车距离所述定位基站的距离信息转化为列车距离停车标的距离信息，以及，传输列车距离停车标的距离信息和列车的状态数据；以及
部署于所述列车的辅助自动运行设备对获取的列车距离停车标的距离信息和列车的状态数据进行分析，以生成用于控制所述列车的控制参数。
7.根据权利要求6所述的停车辅助方法，其中，所述列车的状态数据包括所述列车的速度和/或加速度。
8.根据权利要求6所述的停车辅助方法，其中，所述定位基站在所述停车区间内按照预设间距设置，所述预设间距设置为50米-100米。
9.根据权利要求6所述的停车辅助方法，其中，所述定位标识为超宽带定位标识，所述定位基站为超宽带定位基站。
10.根据权利要求9所述的停车辅助方法，其中，所述列车包括用于驱动的第一部分以及连接于所述第一部分的第二部分，所述定位标识部署于所述列车的第一部分。
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