专利名称：基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统的制作方法
技术领域：
基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统。适用于列车监测和预警。
背景技术：
[0002]目前铁路列车在行驶中仍存在着迎面对撞、追尾等重大事故的隐患，其中一个重要的原因是由于列车司机并不能全视野地观察到列车同一轨道上或相邻轨道上行驶列车的状况，而全然由调度员来发号施令，万一因调度失误或是轨道上的信号机等装置产生故障而误显示、误发信号而导致的后果不堪设想。如果在铁路上实施列车全可视化的行驶目标辅助行车系统，让每个列车司机都能清楚前后左右的车况，如同驾驶公交车一样的视觉环境在铁路列车驾驶中展现，必将大大提高列车运行的安全性。[0003]现在铁路系统中对运行列车的动态跟踪的方法是以根据铁路局TDCS现场采集的信号设备轨道电路的占用和出清状态判断列车的位置进行跟踪，采用无线车次号校核系统进行车次号自动校核获得列车车次号，而实现对运行中列车的方位和动向进行跟踪判 断。[0004]无论是铁路轨道交通系统中的列车运行自动控制系统(ATC)，还是高铁列车运行控制系统(CTCS)等系统中，和其中的轨道电路、有线、无线及无线闭塞中心(RBC)，在遇恶劣气象条件、雷电高压冲击或泥石流等地质灾害，极易造成闭塞系统出现故障，使轨道电路无法正确传送信号机的信息，而目前的列车车载控制设备仅能依靠轨道电路、地面应答器、 轨旁电缆、地面无线通信基站等地面设施提供的信号获取当前线路的信息，一旦这些地面列车运行控制发生故障或出现行车调度错误，相互靠近的列车之间不能及时有效地获取对方的行驶状态，列车司机无法保证列车之间的安全距离，而进入前方的闭塞区段将会出现闭塞区间有同一方向、同一股道运行的两列车在运行的可能性，这就有可能引发列车相撞的恶性事故。[0005]现有专利中对列车防撞系统方案的问题在于，因为没有使用差分CORS技术，从而无法从低成本的单频GPS或双频接收机中获得高精度定位信息，因为在当前常规卫星导航的GPS终端精度下只有1(Γ20米，而轨道间距只有4飞米左右，从而无法判断行驶轨道上的列车具体在哪个股道上运行。[0006]针对上述现状，申请人检索到如下与本申请相关的背景技术[0007]I、列车防撞预警系统，申请号为201110253606. 2，申请人是北京交通大学。该专利是采用CPU控制处理模块用于接收和处理列车状态信息采集模块和无线模块发来的本列车和其它列车的列车状态信息，以此判断行车安全距离和速度，向司机、列车自动驾驶系统发出预警信号的一种工作方式。[0008]按该专利的描述，列车同时将本车的运行参数向各列车广播发布，同时又接收其它列车的行驶参数的广播数据，若车载上配置的是双频的GPS信号接收机，其设计方案缺陷是在具体实施方式
中并未提及在定位、处理、分析中所使用的具体设备是否选择运用差分CORS技术来定位及修正的方法，仍然处于概念性的描述的阶段。[0009]2、一种基于GPS的高速列车越区切换方法，申请号201110226372. 2，申请人是上海通号轨道交通工程技术研究中心有限公司、中科院上海微系统与信息技术研究所。[0010]该专利同样存在着没有利用CORS参考站的差分系统，而无法实现以低成本高精度的方法获得精度小于2M的轨道识别最低要求的精度，与前一专利类似从而不能有效地实现安全监测的目的。[0011]3、黄艳琼等关于论文《铁路电子地图与列车系统设计与实现》一是没有使用高精度的CORS参考站系统，二是缺少铁路轨道电路状态的系统中铁路综合行车信息数据如关于闭塞信号、道岔位置等的输入分析条件，这是运行中必不可少的参数，以轨道电路状态保证实时的业务信息流系统与GIS电子地图的关联处理业务数据的方法，通过相关的智能软件系统，才能实现列车安全运行，而在本论文中均未提及。[0012]4、高速列车防追尾无线信号系统，专利号为201110234174. O申请人郭建国等。其专利的功能是分别在列车的车头和列车尾部各安装了一个加密数据的无线应答器，由通信装置不断地发送无线应答信号来进行交互式的识别，该方案采用无线广播的命令进行通信，如其描述为[0014]“列车信号无线收发装置中无线收发电路，采用根据铁道部无线通信频率资源，选择合适的频率进行双通道无线通信；本实施例，采用抗干扰很强的2. 4GHz双通道无线通讯技术，工作频率为2400MHz — 2483MHz，选择两个工作频道fl、f2，信道间隔大于10M，上行列车无线通信为Π，下行列车无线通信为f2，列车信号无线收发装置能通过键盘操作或列控计算机控制自动转换频道，对应上下行所规定的工作频道进行无线通信。”[0015]该专利的缺陷是以无线广播命令进行通信传输，但由于铁路常常经过隧道、高山等会阻碍无线信号的通信，而所需要的通信设备等投资巨大，同时也影响可靠性。[0016]该专利中使用常规型GPS对目标来往进行定位，并未使用以CORS差分参考站修正的技术，影响了对列车高精度的位置的获取。发明内容[0017]本实用新型要解决的技术问题是针对上述存在的问题，提供一种基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，以提高列车位置的定位精度，增加轨道交通调度运行的安全可靠性。[0018]本实用新型要解决的另一技术问题是提供一种基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，以使列车司机能实时观察到前后所行驶区域的车辆行驶状况和位置， 以改变原来由调度命令指挥的单一的获取相关列车状态信息的方式，实现列车司机对整个行驶区域的安全监视，大大提高列车行驶的安全性，最大程度地降低列车相撞、追尾的可能性。[0019]本实用新型所采用的技术方案是一种基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，其特征在于包括车载部分和地面部分，车载部分为安装于列车车头的邻测机，地面部分由广域差分参考站、局域差分参考站、差分系统数据中心、调测机和设于铁路局调度系统中的综合行车信息模块组成，其中[0020]邻测机包括主处理器、GPS模块、邻测机无线通讯模块、惯性导航模块和图像采集模块，GPS模块用于接收GPS卫星定位数据，主处理器用于接收所述卫星定位数据或惯性导航模块发送的列车位置补充数据以及图像采集模块采集到的视频图像，经综合分析处理后通过邻测机无线通讯模块发送至地面的调测机；[0021]调测机包括服务器和调测机无线通讯模块，调测机无线通讯模块接收各邻测机无线通讯模块发送过来的列车位置数据和差分系统数据中心发送过来的修正数据并送入服务器，服务器还连接所述综合 行车信息模块，服务器经过综合分析处理后再将已经修正的数据集中发送给每辆相关联列车的邻测机上；[0022]所述广域差分参考站通过光纤通讯或无线通讯与差分系统数据中心连接，该数据中心与调测机无线通讯模块经无线通讯连接；[0023]所述局域差分参考站分为铁道部门建立的差分参考站和GPS厂家建立的差分参考站，铁道部门建立的差分参考站通过光纤通讯或无线通讯与铁路局调度系统相连，GPS厂家建立的差分参考站经厂家差分数据中心及无线通讯模块与邻测机的GPS模块相连接。[0024]所述邻测机的主处理器装载各软件模块，包括数字化GIS电子地图模块、智能防撞预警软件模块、卫星导航位置数据和惯性导航位置数据合成处理软件模块、视频图像处理与ZCX校检软件模块及行车轨迹数据软件模块。[0025]所述调测机的服务器装载各软件模块，包括调测机数字化GIS电子地图模块、列车行车综合信息ZCX数据处理软件模块、差分CORS修正数据收集及数据库软件模块、邻测机原始位置数据收集及差分修正软件模块及已修正数据分配发送软件模块。[0026]所述广域差分参考站为国家测绘局在各省市区设立的差分CORS参考站，用于采集原始伪距观测数据和气象数据，并对这些数据进行处理，再将处理后的数据传输至差分系统数据中心，I秒 30分钟传输一组数据。[0027]所述局域差分参考站建立在铁路沿线或车站内，参考站内采用单频或双频GPS接收机产生差分修正数据。[0028]所述综合行车信息模块包括静态信息和动态信息，静态信息又包括车站网络布局、进路线路模拟表示、信号机的布置、站名、轨道电路、道岔名称、闭塞分区和股道号；动态信息包括进站信号机信号状态、出站信号机信号状态、调车信号机信号状态、区间信号机显示状态、列车接车和发车进路、轨道电路状态、列车运行方向、车站股道状态、区间闭塞分区状态、列车车次号及实际早晚点和轨道电路是否闭塞状态。[0029]所述惯性导航模块包括陀螺仪和加速度传感器。[0030]所述邻测机无线通讯模块、调测机无线通讯模块及差分系统数据中心通过GSM或 CDMA或GPRS网络进行通信，且通信过程中的数据格式为RTCA、CMR、RTCM2. X、RTCMV3. O或 RTD，加密方式为RSA方式。[0031]所述列车的车尾处还设有一台邻测机，与位于车头的邻测机配合检测列车的完整性。[0032]本实用新型的有益效果是本实用新型运用差分CORS技术对卫星定位数据修正， 提高卫星定位精度，保证轨道的正确识别，增加轨道交通调度运行的安全可靠性。[0033]通过邻测机上的显示，让列车司机了解相邻的前后左右轨道上列车的运行情况， 以防止相撞及追尾事故，同时接收相关的综合行车信息模块ZCX的数据如道岔、信号机的状态，有效防止其它意外事故的发生。[0034]将全路的列车行驶位置数据送往地面监测中心的调测机并在调度台大屏幕上显CN 202728266 U说明书4/8 页示，让铁路局调度人员了解全路的列车运行状况，并通过采集的综合行车信息模块ZCX的数据和Gis电子地图模块、防撞软件模块实现对列车的预警监测，确保列车的安全运行。
[0035]图I为本实用新型的系统框图。[0036]图2为本实用新型中邻测机的系统框图。[0037]图3为本实用新型中调测机的系统框图。[0038]图4为本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
[0039]如图I所示，本实施例为一种基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统， 包括安装于列车驾驶室内的邻测机I、设于地面监测中心的调测机2、以及设于野外的广域差分参考站3-2、局域差分参考站和测绘局内的差分系统数据中心3-1，调测机2作为对铁路列车调度指挥系统TDCS的安全辅助系统对相关行车业务数据校核检测，可智能化地实现运行中的实时监测和达到预警的目的。[0040]其中邻测机包括主处理器1-1、GPS模块1_2(内含差分型的无线通讯模块1-2-1)、 邻测机无线通讯模块1-3、惯性导航模块1-4和图像采集模块1-5，GPS模块1-2用于接收 GPS卫星定位数据，主处理器1-1用于接收所述卫星定位数据或惯性导航模块1-4 发送的列车位置补充数据以及图像采集模块1-5采集到的视频图像，经综合分析处理后通过邻测机无线通讯模块1-3发送至地面的调测机2。[0041]调测机2包括服务器2-1和调测机无线通讯模块2-2，调测机无线通讯模块2_2接收各邻测机无线通讯模块 1-3发送过来的列车卫星定位数据并送入服务器2-1，服务器2-1 还连接铁路局调度系统的综合行车信息模块ZCX (TDCS+ATC+ CTC)。[0042]为提高列车定位精度，本实施例对列车的卫星定位数据运用差分CORS技术定位修正，该技术需依据地面上广域差分参考站3-2、局域差分参考站、差分系统数据中心3-1 所提供的数据。其中广域差分参考站3-2是指国家测绘局在各省市区设立的差分CORS参考站，并经光纤通讯或无线通讯与差分系统数据中心3-1连接；局域差分参考站分为铁道部门建立的差分参考站3-3和GPS厂家建立的差分参考站3-4，铁道部门建立的差分参考站 3-3通过光纤通讯或无线通讯与铁路局调度系统相连，GPS厂家建立的差分参考站3-4经光纤通讯或无线通讯与厂家差分数据中心3-4-2及无线通讯模块3-4-1相连，并与GPS模块 1-2内的无线通讯模块1-2-1通讯。[0043]如图2所示，本实施例在邻测机的主处理器1-1内装载各软件模块，包括邻测机数字化GIS电子地图模块1-1-1、智能防撞预警软件模块1-1-2、卫星导航位置数据和惯性导航位置数据合成处理软件模块1-1-3、视频图像处理与ZCX校检软件模块1-1-4及行车轨迹数据软件模块1-1-5。这些软件模块都成熟的软件产品，通过市场上购买就能得到，如数字化GIS电子地图模块可以购买全国的整幅电子地图(如WGS-84)并且要求精度在2M以内， 也可以使用自行测量绘制电子地图的方法，如使用武汉立得公司的MMS铁路移动测量系统建立。[0044]如图3所示，本例中调测机的服务器2-1也装载各软件模块，包括调测机数字化7GIS电子地图模块2-1-1、列车行车综合信息ZCX数据处理软件模块2-1-2、差分CORS修正数据收集及数据库软件模块2-1-3、邻测机原始位置数据收集及差分修正软件模块2-1-4 及已修正数据分配发送软件模块2-1-5。同样，这些软件模块在现有技术条件下都能实现。[0045]本实施例中系统的具体配置如下[0046]I)邻测机:[0047]邻测机I的主处理器1-1是一台高性能的工业级计算机系统，选型为研华IPG610H 工控机。软件系统使用基于NET的计算机平台技术。NET提供了多语言的开发环境，支持C#， VB. NET，J#，VC. NET等。选用SQL Server7. O作为海量数据库。本系统的开发和应用环境在 Windows平台下或是Linux下，同时由于NET平台下的ADO. NET提供了对SQL Server数据库的支持，实施中可通过北京超图公司的全组件式控制软件Super Map2008支持的SDB引擎和SDE引擎来读取数据和显示实时基于GIS的电子地图。也可以采用组态软件的方式， 其面向监控与数据米集(Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA)的软件平台。实时数据库、实时控制、SCADA、通信及联网、开放数据接品和对1/0设备的实现支持。[0048]GPS模块1-2 (选用北京东方联星科技有限公司的CNS100)，即GNSS (GPS)卫星导航定位终端，可以是采用差分单频、双频卫星定位接收机，或是未差分型单频、双频卫星定位接收机。常规的卫星导航单频伪距GPS接收机的精度(95%)在5米左右，但是列车在轨道上运·行的定位有其特殊性，首先是可靠性，95%的置信度是很难保证列车安全的；然后就是铁路轨道相邻间隔最小值为4. 4M，因此要求精度至少为2M，为了保证轨道的正确识别， 简单地使用成本较低、常规型的单频LI卫星定位接收机是不能满足铁路列车在轨道上的定位精度要求，因此必须以差分的方式进行修正后而实现IM以内的精度要求。[0049]邻测机无线通讯模块1-3 (选用厦门才茂通信科技有限公司GSM/DTU/CM350P)为利用GSM、CDMA、GPRS中的任何一种来实时获取差分及业务数据，同时系统支持卫星导航系统终端间相互通信的数据格式如RTCA、CMR、RTCM2. x、RTCMV3. O、RTD等数据格式，同时支持国内外各主流样GPS/GNSS接收机进行网络通信对无线通信进行以加密的方式传输。也可以是利用铁路的综合数字移动通信系统GSM-R通信或2. 4GHz的无线通信以广播命令的方式进行无线信息数据的传输及通信。由于本系统的无线通信终端数量庞大，数据发布频繁， 及需要对无线通信的数据进行加密处理，常规的方式有DES/3DES算法、AES算法、IDEA算法、RCS算法、RSA算法和SHA算法等方式进行数据的加密。[0050]惯性导航模块1-4(由美国ADI公司生产的ADXL全系列加速度传感器ADXL202和中国人民解放军第1001工厂生产的陀螺仪ENV-Oro组成)，由于考虑到当列车行驶中穿越隧道、高架桥下以及丛林密集的群山沟中时易与GPS卫星失去联系，导致无法继续识位，所以在定位系统中一般加入加速度传感器和陀螺仪等形成惯性导航模块1-4，所选用的加速度传感器型号为ADXL202，陀螺仪型号为ENV-0OT。[0051]图像采集模块1-5选用深圳市中安视讯科技发展有限公司生产的型号为 SV2000E。[0052]2)调测机[0053]调测机由服务器2-1和调测机无线通讯模块2-2组成。其中服务器2-1是一台高性能数据服务器选用HP或是Dell处理器为Intel Xeon/E7540型六核处理器/PC-3-8500、 DDR3内存并采用磁盘陈列作为海量存储。调测机服务器使用基于NET的计算机平台技术。NET提供了多语言的开发环境，支持C#, VB. NET, J#，VC. NET等。选用SQL Server7. O作为海量数据库。[0054]本系统的开发和应用环境在Windows平台下或是Linux下，同时由于NET平台下的ADO. NET提供了对SQL Server数据库的支持，实施中可通过北京超图公司的全组件式控制软件Super Map2008支持的SDB引擎和SDE引擎来读取数据和显示实时基于GIS的电子地图。也可以采用组态软件的方式，其面向监控与数据采集(Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA)的软件平台。实时数据库、实时控制、SCADA、通信及联网、开放数据接口和对I/O设备的实现支持。其软件的基本功能同邻测机。[0055]调测机无线通讯模块2-2选型与邻测机无线通讯模块1-3基本相同。[0056]3)差分数据中心及参考站[0057]差分系统数据中心3-1又称CORS的数据处理中心或数据中心，是CORS系统的信息总汇，CORS运行与管理的中心。差分系统数据中心3-1对接收到的各个CORS参考站数据进行分析，对各种数据(如导航)进行多站数据综合、分流，形成统一的差分修正数据，其中 的数据处理包括数据分析、数据分流、数据同步、数据解算、标准格式差分信息生成和数据管理。差分系统数据中心3-1将数据送到地面监测中心的调测机2。差分系统数据中心3-1 由服务器、路由器、交换机和相应的操作系统组成，服务器型号IBM System x3850/3650, 路由器型号为CISC02821，交换机型号为CISCO WS-C3560-24TS-S，操作系统为windows server2003 组件。[0058]参考站的作用是为测量系统提供基准，先将计算结果归算到已知的测量控制网点上。因此，必须将其安装架设在已知坐标的控制点上。常规的参考站由GNSS (GPS)(接收机，型号为SOUTH-BASE，生产厂家为南方测绘公司)、GPS天线、差分数据光纤传输终端或无线发射电台及天线、电池或电源、基座等组成。[0059]广域差分参考站3-2，即国家测绘局在各省市区设立的差分CORS参考站，用于采集原始伪距观测数据、气象数据；对这些数据进行处理，包括消除对流层误差、计算产生电离层延迟等；将平滑码伪距以及电离层延迟等各种数据实时、准确的传输至差分系统数据中心3-1，一秒钟传输一组数据。[0060]铁道部门建立的差分参考站3-3是指建立在铁路沿线或车站内，可采用单频或双频GPS接收机产生差分修正数，一般间距3(Γ100公里设置一座参考站。通过光纤或无线通信送往铁路局调度系统。[0061]GPS厂家建立的差分参考站3-4为GPS模块1_2的生产厂家所建立的参考站，确保 GPS模块1-2接收的卫星定位数据是经差分修正的。GPS厂家建立的差分参考站3-4相连的厂家无线通讯模块3-4-1选型与邻测机无线通讯模块1-3相同。[0062]4)综合行车信息模块ZCX[0063]综合行车信息模块ZCX由列车调度指挥(TDCS)、调度集中(CTC)、列车监控控制系统(ATC)等而组成，是对铁路各分界口、区段、枢纽、车站等的信号设备运行状态的参数及数据采集。采集的铁路综合行车信息内容包括[0064]( I)静态信息[0065]车站网络布局、进路线路模拟表示；信号机布置；站名及信息设备名称；轨道电路；道岔名称；闭塞分区；股道号。[0066](2)动态信息[0067]进站信号机信号状态；出站信号机信号状态；调车信号机信号状态；区间信号机显示状态；列车接车、发车进路；轨道电路状态；列车运行方向；车站股道状态；区间闭塞分区状态；列车车次号及实际早晚点；轨道电路是否闭塞状态。[0068]请参见图4，本实施例的工作原理如下[0069]邻测机I上的GPS模块1-2采用GNSS (GPS)卫星导航定位终端，接收卫星定位数据，该终端如果是差分型，其内含的无线通讯模块1-2-1会直接与GPS厂家建立的差分参考站3-4的无线通讯模块通讯，从而保证其输出的定位信息已经是经过差分计算修正的高精度定位数据；该终端如果是未差分的GNSS (GPS)定位终端，则输出的是常规的GPS定位信息，上述卫星导航定位终端的卫星定位数据均送入邻测机I的主处理器1-1，并经邻测机无线通讯模块1-3发送至地面监测中心的调测机2。[0070]当列车通过隧道或高山地区而不能接受到三颗以上的卫星的数据信息时，则无法进行GPS定位，此时，惯性导航模块1-4开始工作，将列车的位置补充数据送到邻测机的主处理器1-1，并通过主处理器内的卫星导航位置数据和惯性导航位置数据合成处理软件模块1-1-3对GPS模块1-2的卫星定位数据进行合成处理和补充后由邻测机无线通讯模块 1-3发送至地面的调测机2。[0071]调测机2在接收到管辖区内的各列车的邻测机I所发出的卫星定位数据后，经邻测机原始位置数据收集及差分修正软件模块2-1-4进行处理，如果接收的数据已经是差分后的数据，则该数据就不作处理；如果是未差分的信息，则将该数据经由差分CORS修正数据收集及数据库软件模块2-1-3进行差分修正。进行修正数据的依据来源于差分系统数据中心3-1或铁路局调度系统，而数据中心或是调度系统通过接收设置于野外的广域差分参考站3-2和局域差分参考站所接收的卫星数据经地面固定坐标比较分析处理的相关数据。[0072]将各列车原始卫星定位数据经差分修正后经由调测机2内的已修正数据分配发送软件模块2-1-5和调测机无线通讯模块2-2统一发送回各列车。各列车经差分修正的卫星定位数据还传输到调测机服务器2-1内的调测机数字化GIS电子地图模块2-1-1，该地图模块存储了 GNSS (GPS)属性的GIS电子地图数据库，故可以从显示器上观测三维图形环境下各列车的位置，区别出每辆列车在其关联列车群的对应具体位置，分析后通过已修正数据分配发送软件模块2-1-5将每辆列车的关联列车群位置经调测机无线通讯模块2-2发送至各列车，从而使列车司机掌握相对于本车前后的目标列车的行驶状态。[0073]同时，调测机服务器2-1内的列车行车综合信息ZCX数据处理软件模块2-1-2接收铁路局调度系统中的综合行车信息模块发出的铁路综合行车信息。铁路综合行车信息同样经由已修正数据分配发送软件模块2-1-5和调测机无线通讯模块2-2发送至各列车。[0074]调测机服务器2-1内的列车行车综合信息ZCX数据处理软件模块2-1-2接收到已差分修正的列车卫星定位数据，并不断地与综合行车信息模块ZCX的数据进行比对，以对各列车在行驶中与常规的信号机显示、道岔位置状态、轨道电路的占用的状态进行校验，如有不同，进行报警通知以引起调度人员的注意。[0075]邻测机I经邻测机无线通讯模块1-3接收调测机2发出的数据，并将数据输送至邻测机I的主处理器1-1。[0076]主处理器1-1内设有邻测机数字化GIS电子地图模块1-1-1，该地图模块同样存储了 GNSS (GPS)属性的GIS电子地图数据库，故可以从车载显示器上观测三维图形环境下各列车的位置，区别出每辆列车在其关联列车群的对应具体位置，确保列车行车安全。[0077]主处理器1-1内嵌入智能防撞预警软件模块1-1-2，对在同一轨道上运行的列车， 相互距离小于规定的制动(刹车)距离(如高速铁路中列车的安全制动距离为3. 8KM)时可自动进行报警，提醒列车司机，以防止发生列车相撞和追尾事故。[0078]在列车车头安装具有夜视功能的摄像机，可读取轨道上各信号机及道岔信号灯的颜色及排列位置。该摄像机采集视频图像输送至邻测机I内的图像采集模块1-5，并经图像采集模块1-5送入主处理器1-1，由主处理器内的视频图像处理与ZCX校验模块1-1-4对接受到的铁路综合行车信息与所穿过的信号机和道岔信号灯进行比对，以此来验证铁路综合行车信息的正确性，保证行车安全。[0079]本实施例在GNSS (GPS)属性的GIS电子地图数据库中加入相应的图形插件，如铁路轨道中设置的各道岔、闭锁信号灯的位置信息，并从铁路综合行车信息中获取道岔位置信号，和行车的闭锁信号灯的实时状态的数据流，这样在邻测机及调测机上就是一幅反映列车在轨道上实时在线运行的状况的展现图。
权利要求1.一种基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，其特征在于包括车载部分和地面部分，车载部分为安装于列车车头的邻测机(1)，地面部分由广域差分参考站 (3-2)、局域差分参考站、差分系统数据中心(3-1)、调测机(2)和设于铁路局调度系统中的综合行车信息模块组成，其中邻测机(I)包括主处理器(1_1)、GPS模块(1-2)、邻测机无线通讯模块(1-3)、惯性导航模块(1-4)和图像采集模块(1-5)，GPS模块(1-2)用于接收GPS卫星定位数据，主处理器 (1-1)用于接收所述卫星定位数据或惯性导航模块(1-4)发送的列车位置补充数据以及图像采集模块(1-5)采集到的视频图像，经综合分析处理后通过邻测机无线通讯模块(1-3) 发送至地面的调测机(2)；调测机(2)包括服务器(2-1)和调测机无线通讯模块(2-2)，调测机无线通讯模块 (2-2)接收各邻测机无线通讯模块(1-3)发送过来的列车位置数据和差分系统数据中心 (3-1)发送过来的修正数据并送入服务器(2-1 )，服务器还连接所述综合行车信息模块，服务器(2-1)经过综合分析处理后再将已经修正的数据集中发送给每辆相关联列车的邻测机(I)上；所述广域差分参考站(3-2)通过光纤通讯或无线通讯与差分系统数据中心(3-1)连接，该数据中心与调测机无线通讯模块(2-2)经无线通讯连接；所述局域差分参考站分为铁道部门建立的差分参考站(3-3)和GPS厂家建立的差分参考站(3-4)，铁道部门建立的差分参考站(3-3)通过光纤通讯或无线通讯与铁路局调度系统相连，GPS厂家建立的差分参考站(3-4)经厂家差分数据中心(3-4-2 )及无线通讯模块与邻测机的GPS模块(1-2)相连接。
2.根据权利要求I所述的基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，其特征在于所述邻测机的主处理器(1-1)装载各软件模块，包括邻测机数字化GIS电子地图模块 (1-1-1)、智能防撞预警软件模块(1-1-2)、卫星导航位置数据和惯性导航位置数据合成处理软件模块(1-1-3)、视频图像处理与ZCX校检软件模块(1-1-4)及行车轨迹数据软件模块 (1-1-5)。
3.根据权利要求I所述的基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，其特征在于所述调测机的服务器(2-1)装载各软件模块，包括调测机数字化GIS电子地图模块 (2-1-1)、列车行车综合信息ZCX数据处理软件模块(2-1-2)、差分CORS修正数据收集及数据库软件模块(2-1-3)、邻测机原始位置数据收集及差分修正软件模块(2-1-4)及已修正数据分配发送软件模块(2-1-5 )。
4.根据权利要求I所述的基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，其特征在于所述广域差分参考站(3-2)为国家测绘局在各省市区设立的差分CORS参考站，用于采集原始伪距观测数据和气象数据，并对这些数据进行处理，再将处理后的数据传输至差分系统数据中心(3-1)，I秒 30分钟传输一组数据。
5.根据权利要求I所述的基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，其特征在于所述局域差分参考站建立在铁路沿线或车站内，参考站内采用单频或双频GPS接收机产生差分修正数据。
6.根据权利要求I所述的基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，其特征在于所述综合行车信息模块包括静态信息和动态信息，静态信息又包括车站网络布局、进路线路模拟表示、信号机的布置、站名、轨道电路、道岔名称、闭塞分区和股道号；动态信息包括进站信号机信号状态、出站信号机信号状态、调车信号机信号状态、区间信号机显示状态、列车接车和发车进路、轨道电路状态、列车运行方向、车站股道状态、区间闭塞分区状态、列车车次号及实际早晚点和轨道电路是否闭塞状态。
7.根据权利要求I所述的基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，其特征在于所述惯性导航模块(1-4)包括陀螺仪和加速度传感器。
8.根据权利要求I所述的基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，其特征在于所述邻测机无线通讯模块(1-3)、调测机无线通讯模块(2-2)及差分系统数据中心 (3-1)通过GSM或CDMA或GPRS网络进行通信，且通信过程中的数据格式为RTCA、CMR、 RTCM2. X、RTCMV3. O或RTD，加密方式为RSA方式。
9.根据权利要求I所述的基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，其特征在于所述列车的车尾处还设有一台邻测机(1)，与位于车头的邻测机(I)配合检测列车的完整性。
专利摘要本实用新型涉及一种基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统。本实用新型的目的是提供一种基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，以提高列车位置的定位精度，增加轨道交通调度运行的安全可靠性；实现列车司机对整个行驶区域的安全监视，大大提高列车行驶的安全性，最大程度地降低列车相撞、追尾的可能性。本实用新型的技术方案是一种基于卫星精确定位的列车行驶动态跟踪监测系统，其特征在于包括车载部分和地面部分，车载部分为安装于列车车头的邻测机，地面部分由广域差分参考站、局域差分参考站、差分系统数据中心、调测机和设于铁路局调度系统中的综合行车信息模块组成。本实用新型适用于列车监测和预警。
文档编号B61L23/00GK202728266SQ201220388010
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者张健, 唐慧明, 王洪涛, 许晶, 许钧 申请人:张健, 张兴莲, 许宝淮