一种悬挂式列车在车辆段内位置的自动追踪系统及方法与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种悬挂式列车在车辆段内位置的自动追踪系统及方法。

背景技术：

悬挂式轨道交通车辆段是悬挂式轨道交通全线配属车辆重要的检修和保养基地，承担全线列车的停放、向正线收发车、运用、检修等任务，对正线的安全运营和客运高质量服务起保障作用。

车辆段调度人员需实时追踪段内车辆位置信息，以便于准确调度车辆检修、运用等车辆作业，提高调度准确率和运营生产效率。

目前，城市轨道交通车辆段内信号系统基本上通过轨道电路或计轴方式显示股道占用情况(即车辆位置信息)，但对于悬挂式轨道交通而言，其列车车轮为橡胶轮，无法通过轨道电路或计轴方式实时检测列车的位置，同时，悬挂式轨道交通采用高架形式，在轨旁增加设备去检测列车位置对于施工、运营和维护来说也不方便。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种悬挂式列车在车辆段内位置的自动追踪系统及方法，能够实时、准确、持续地追踪列车在车辆段内的位置，提高段内作业效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种悬挂式列车在车辆段内位置的自动追踪系统，所述自动追踪系统包括车载速度传感器、车载控制器、车载通信天线、车载信标读取器、通信站点、多个无源信标、区域控制器和追踪服务器，所述多个无源信标间隔设置在轨道旁；所述区域控制器用于生成授权进路信息，通过所述通信站点广播授权进路信息，所述授权进路信息包括多个列车编号以及与多个列车编号一一对应的授权运行路线；所述车载控制器用于通过所述车载通信天线接收授权进路信息，并从授权进路信息中获取与自身列车编号相对应的授权运行路线，根据预存的轨道线路数据和授权运行路线计算列车的授权行驶距离；在列车运行过程中，在列车经过无源信标时通过车载信标读取器读取无源信标的信标编号，以最近一次读取的无源信标的信标位置为起算点，通过车载速度传感器实时计算列车的运行距离，并将自身列车编号、运行距离和最近一次读取的无源信标的信标编号通过车载通信天线发送给通信站点；所述区域控制器用于从所述通信站点获取所述自身列车编号、运行距离和信标编号，并发送给追踪服务器；所述追踪服务器用于根据所述自身列车编号、运行距离、信标编号和预存的轨道线路数据计算列车的实时位置，并将所述实时位置显示在轨道线路数据对应的场站图中。

其中，所述追踪服务器具体用于获取所述信标编号对应的无源信标的信标位置，根据所述运行距离和所述信标位置计算列车的实时位置。

其中，所述区域控制器具体用于检查各授权运行路线是否空闲，检查各授权运行路线上的道岔设备状态是否在授权运行路线的运行方向上，以及检查每一授权运行路线与其他授权运行路线是否相互冲突，并在各授权运行路线均空闲，各授权运行路线上的道岔设备状态在授权运行路线的运行方向上，且不存在冲突时，通过所述通信站点广播授权进路信息。

其中，所述车载控制器还用于根据所述授权运行路线确定列车运行方向，并将所述列车运行方向通过车载通信天线发送给通信站点；所述区域控制器还用于将所述列车运行方向发送给追踪服务器；所述追踪服务器还用于在显示所述实时位置时显示列车运行方向。

其中，所述车载通信天线为车载无线设备天线。

其中，所述通信站点为接入点ap天线或漏缆。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种悬挂式列车在车辆段内位置的自动追踪方法，包括：s1：生成授权进路信息，广播授权进路信息，所述授权进路信息包括多个列车编号以及与多个列车编号一一对应的授权运行路线；s2：接收广播的授权进路信息，并从授权进路信息中获取与自身列车编号相对应的授权运行路线，根据预存的轨道线路数据和授权运行路线计算列车的授权行驶距离；s3：在列车运行过程中，在列车经过无源信标时读取无源信标的信标编号，以最近一次读取的无源信标的信标位置为起算点，实时计算列车的运行距离；s4：根据所述自身列车编号、运行距离、信标编号和预存的轨道线路数据计算列车的实时位置，并将所述实时位置显示在轨道线路数据对应的场站图中。

其中，所述根据所述自身列车编号、运行距离、信标编号和预存的轨道线路数据计算列车的实时位置的步骤具体包括：获取所述信标编号对应的无源信标的信标位置；根据所述运行距离和所述信标位置计算列车的实时位置。

其中，所述步骤s1具体包括：检查各授权运行路线是否空闲；检查各授权运行路线上的道岔设备状态是否在授权运行路线的运行方向上；检查每一授权运行路线与其他授权运行路线是否相互冲突；在各授权运行路线均空闲，各授权运行路线上的道岔设备状态在授权运行路线的运行方向上，且不存在冲突时，广播授权进路信息。

其中，所述步骤s2还包括：根据所述授权运行路线确定列车运行方向；所述步骤s4还包括：在显示所述实时位置时显示列车运行方向。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过通信站点与车载通信天线建立通信链接，区域控制器通过通信站点广播授权进路信息，车载控制器通过通信链接接收授权进路信息，从授权进路信息中获取符合自身列车编号的授权运行路线，并以最近一次读取的无源信标的信标位置为起算点实时计算列车的运行距离，并通过通信链接向区域控制器发送自身列车编号、运行距离和信标编号，追踪服务器根据自身列车编号、运行距离、信标编号和预存的轨道线路数据计算列车的实时位置，并将实时位置显示在场站图中，从而能够实时、准确、持续地追踪列车在车辆段内的位置，提高段内作业效率。

附图说明

图1是本发明实施例悬挂式列车在车辆段内位置的自动追踪系统的系统架构图；

图2是场站图的示例图，图中列车位于起始状态；

图3是场站图的示例图，图中列车运行一段距离；

图4是本发明实施例悬挂式列车在车辆段内位置的自动追踪方法的流程示意图。

具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，是本发明实施例悬挂式列车在车辆段内位置的自动追踪系统的系统架构图。本发明实施例的自动追踪系统包括车载速度传感器1、车载控制器2、车载通信天线3、车载信标读取器4、通信站点5、多个无源信标6、区域控制器7和追踪服务器8，多个无源信标6间隔设置在轨道旁。无源信标6的数量以及每相邻两个无源信标6之间的距离可以根据实际需要设置，每个无源信标6都具有唯一的信标编号，且每个无源信标6的信标位置都被事先记录。在本实施例中，车载通信天线3为车载无线设备天线。

区域控制器7用于生成授权进路信息，通过通信站点5广播授权进路信息，授权进路信息包括多个列车编号以及与多个列车编号一一对应的授权运行路线。其中，授权运行路线所对应的轨道都被锁闭以使得指定列车能够沿轨道运行到授权运行路线指定的终点，而其它列车在这期间不能进入指定列车与终点之间的轨道运行。由于授权进路信息包含了多台列车的授权运行路线，而在一些情况下，会发生不同的授权运行路线相互冲突的情况，这容易造成撞车事故发生，因此，在本实施例中，区域控制器7具体用于各授权运行路线是否空闲，检查各授权运行路线上的道岔设备状态是否在授权运行路线的运行方向上，以及检查每一授权运行路线与其他授权运行路线是否相互冲突，并在各授权运行路线均空闲，各授权运行路线上的道岔设备状态在授权运行路线的运行方向上，且不存在冲突时，通过通信站点5广播授权进路信息。授权运行路线空闲是指授权运行路线上没有列车运行，各授权运行路线上的道岔设备状态在授权运行路线的运行方向上是指道岔设备状态的位置可以让列车沿着授权运行路线运行到指定地点。在本实施例中，通信站点可以为接入点ap天线或漏缆。

车载控制器2用于通过车载通信天线3接收通信站点5广播的授权进路信息，并从授权进路信息中获取与自身列车编号相对应的授权运行路线，根据预存的轨道线路数据和授权运行路线计算列车的授权行驶距离。列车在车辆段起始位置接收到授权进路信息后，车载控制器2检查授权进路信息中是否包含与自身列车编号相同的列车编号，如果有相同的列车编号，则获取与自身列车编号相对应的授权运行路线，同时根据预存的轨道线路数据和授权运行路线可以计算出列车需要运行的距离。自身列车编号可以预先写入车载控制器2。应当理解，不同列车的车载控制器2写入的自身列车编号是唯一的。

车载控制器2还用于在列车运行过程中，在列车经过无源信标6时通过车载信标读取器4读取无源信标6的信标编号，以最近一次读取的无源信标6的信标位置为起算点，通过车载速度传感器1实时计算列车的运行距离，并将自身列车编号、运行距离和最近一次读取的无源信标6的信标编号通过车载通信天线3发送给通信站点5。车载信标读取器4与无源信标6能在相互接近时建立近场通信链接，车载信标读取器4可以通过近场通信链接读取无源信标6的信标编号。车载信标读取器4与无源信标6例如是射频识别标签读取器和射频识别标签。车载控制器2在车载信标读取器4每读取无源信标6，记录读取时间，然后以该时间为时间起点，通过车载速度传感器1实时计算列车的运行距离，即列车相对于最近一次读取的无源信标6的移动距离，直到车载信标读取器4读取到下一个无源信标6。车载速度传感器1可以采用数轮对的方式计算列车运行的距离。

区域控制器7用于从通信站点5获取自身列车编号、运行距离和信标编号，并给追踪服务器8。

追踪服务器8用于根据自身列车编号、运行距离、信标编号和预存的轨道线路数据计算列车的实时位置，并将实时位置显示在轨道线路数据对应的场站图中。其中，轨道线路数据中已经标记了每个无源信标6的信标位置，因此，追踪服务器8可以通过信标位置、运行距离和自身列车编号实时确定那一台列车处于哪一个位置，从而实现了实时、准确、持续地追踪列车在车辆段内的位置，提高段内作业效率。在本实施例中，追踪服务器8具体用于获取信标编号对应的无源信标6的信标位置，根据运行距离和信标位置计算列车的实时位置。

为了进一步丰富场站图的显示内容，车载控制器2还用于根据授权运行路线确定列车运行方向，并将列车运行方向通过车载通信天线3发送给通信站点5；区域控制器7还用于将列车运行方向发送给追踪服务器8；追踪服务器8还用于在显示实时位置时显示列车运行方向。这样，通过场站图上的实时位置的变化轨迹以及列车运行方向，可以确定列车是否按照授权运行路线运行。

下面将通过一个案例来具体说明本发明的自动追踪系统的工作过程，在该案例中，整个场站包括一组道岔、两条进路(ja、jb)、4个无源信标(01001、01002、01003、01004)。在进路ja上的无源信标的顺序依次为无源信标01001、无源信标01002、无源信标01003；在进路jb上的无源信标的顺序依次为无源信标01001、无源信标01002、无源信标01004。列车的自身列车编号为t201。

当列车进入车辆段，区域控制器根据计划要求生成授权进路信息，通过通信站点5广播授权进路信息，授权进路信息中包含列车编号t201及其对应的授权运行路线ja，授权运行路线ja经过的授权无源信标依次为无源信标01001、无源信标01002、无源信标01003，授权运行路线ja的终点为无源信标01003+距离l，即终点为距离无源信标01003的信标位置长度为l处。

车载控制器用于通过车载通信天线接收授权进路信息，并从授权进路信息中获取与自身列车编号t201相对应的授权运行路线ja，根据预存的轨道线路数据和授权运行路线ja计算列车的授权行驶距离。此时，如图2所示，列车t201在场站图中的位置在车辆段起始位置处。

然后列车按照授权运行路线ja运行，在列车运行过程中，在列车经过无源信标时通过车载信标读取器读取无源信标的信标编号，以最近一次读取的无源信标的信标位置为起算点，通过车载速度传感器实时计算列车的运行距离，并将自身列车编号、运行距离和最近一次读取的无源信标的信标编号通过车载通信天线发送给通信站点。假设列车经过了无源信标01002，但是还未到达无源信标01003，则车载控制器将自身列车编号t201、运行距离l和信标编号01002通过车载通信天线发送给通信站点。

区域控制器用于从通信站点获取自身列车编号t201、运行距离l和信标编号01002，并发送给追踪服务器。

追踪服务器用于根据信标编号01002确定列车经过了无源信标01002，但是还未到达无源信标01003，然后以无源信标01002的信标位置为起点加上运行距离l，就得到列车的实时位置，并将实时位置显示在轨道线路数据对应的场站图中。此时，如图3所示，列车t201在场站图中的位置在无源信标01002+距离l处，即列车t021为距离无源信标01002的信标位置长度为l处，也就是图中的位置a处。

参阅图4，是本发明实施例悬挂式列车在车辆段内位置的自动追踪方法的流程示意图。本发明实施例的自动追踪方法包括以下步骤：

s1：生成授权进路信息，广播授权进路信息，授权进路信息包括多个列车编号以及与多个列车编号一一对应的授权运行路线。其中，授权运行路线所对应的轨道都被锁闭以使得指定列车能够沿轨道运行到授权运行路线指定的终点，而其它列车在这期间不能进入指定列车与终点之间的轨道运行。由于授权进路信息包含了多台列车的授权运行路线，而在一些情况下，会发生不同的授权运行路线相互冲突的情况，这容易造成撞车事故发生，因此，在本实施例中，步骤s1具体包括：检查各授权运行路线是否空闲；检查各授权运行路线上的道岔设备状态是否在授权运行路线的运行方向上；检查每一授权运行路线与其他授权运行路线是否相互冲突；在各授权运行路线均空闲，各授权运行路线上的道岔设备状态在授权运行路线的运行方向上，且不存在冲突时，广播授权进路信息。授权运行路线空闲是指授权运行路线上没有列车运行，各授权运行路线上的道岔设备状态在授权运行路线的运行方向上是指道岔设备状态的位置可以让列车沿着授权运行路线运行到指定地点。

s2：接收广播的授权进路信息，并从授权进路信息中获取与自身列车编号相对应的授权运行路线，根据预存的轨道线路数据和授权运行路线计算列车的授权行驶距离。其中，列车在车辆段起始位置接收到授权进路信息后，检查授权进路信息中是否包含与自身列车编号相同的列车编号，如果有相同的列车编号，则获取与自身列车编号相对应的授权运行路线，同时根据预存的轨道线路数据和授权运行路线可以计算出列车需要运行的距离。

s3：在列车运行过程中，在列车经过无源信标时读取无源信标的信标编号，以最近一次读取的无源信标的信标位置为起算点，实时计算列车的运行距离。其中，无源信标为多个，且多个无源信标间隔设置在轨道旁。列车可以与无源信标在相互接近时建立近场通信链接，列车可以通过近场通信链接读取无源信标的信标编号，而且列车在每读取一个无源信标时，记录读取时间，然后以该时间为时间起点，实时计算列车的运行距离，即列车相对于最近一次读取的无源信标的移动距离，直到列车读取到下一个无源信标。

s4：根据自身列车编号、运行距离、信标编号和预存的轨道线路数据计算列车的实时位置，并将实时位置显示在轨道线路数据对应的场站图中。其中，轨道线路数据中已经标记了每个无源信标的信标位置，因此，可以通过信标位置、运行距离和自身列车编号实时确定那一台列车处于哪一个位置，从而实现了实时、准确、持续地追踪列车在车辆段内的位置，提高段内作业效率。在本实施例中，根据自身列车编号、运行距离、信标编号和预存的轨道线路数据计算列车的实时位置的步骤具体包括：获取信标编号对应的无源信标的信标位置；根据运行距离和信标位置计算列车的实时位置。

为了进一步丰富场站图的显示内容，在本实施例中，步骤s2还包括：根据授权运行路线确定列车运行方向；步骤s4还包括：在显示实时位置时显示列车运行方向。这样，通过场站图上的实时位置的变化轨迹以及列车运行方向，可以确定列车是否按照授权运行路线运行。

通过上述方式，本发明实施例的悬挂式列车在车辆段内位置的自动追踪系统及方法通过通信站点与车载通信天线建立通信链接，区域控制器通过通信站点广播授权进路信息，车载控制器通过通信链接接收授权进路信息，从授权进路信息中获取符合自身列车编号的授权运行路线，并以最近一次读取的无源信标的信标位置为起算点实时计算列车的运行距离，并通过通信链接向区域控制器发送自身列车编号、运行距离和信标编号，追踪服务器根据自身列车编号、运行距离、信标编号和预存的轨道线路数据计算列车的实时位置，并将实时位置显示在场站图中，从而能够实时、准确、持续地追踪列车在车辆段内的位置，提高段内作业效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。