一种机车行驶检测方法、系统及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及列车检测技术领域，尤其涉及一种机车行驶检测方法、系统及计算机可读存储介质。

背景技术：

目前，在现在铁路系统中，对运行列车的动态跟踪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对列车的位置进行跟踪的，采用无线车次号校核系统进行车次号的自动校核，并获得列车的车次号，从而对运行中的列车的方位和动向进行跟踪判断。

无论是铁路轨道交通系统中的列车运行自动控制系统，还是高铁列车运行控制系统，其中的轨道电路、有线、无线及无线闭塞中心，在遇到恶劣气象条件、雷电高压冲击或泥石流等地质灾害时，极易造成系统闭塞而出现故障，从而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的线路信息，一旦这些地面列车运行控制装置发生故障或出现行车调度错误时，相互靠近的列车之间就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发生。

技术实现要素：

本发明通过提供一种机车行驶检测方法、系统及计算机可读存储介质，解决了现有技术中一旦地面列车运行控制装置发生故障或出现行车调度错误时，相互靠近的列车之间就不能及时有效地获取对方的行驶状态的技术问题，实现了避免列车相撞的恶性事故发生的技术效果。

本发明提供了一种机车行驶检测方法，包括：

获取卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据，并根据所述卫星定位数据、所述卫星差分数据、所述站场微机联锁数据和所述列车动态数据获得精确的列车定位信息；

获取列车的实时速度和轮径信息；

根据所述精确的列车定位信息、所述列车的实时速度和轮径信息，获得列车的行驶位置和状态数据；

将所述列车的行驶位置和状态数据发送到所述列车。

进一步地，所述根据所述卫星定位数据、所述卫星差分数据、所述站场微机联锁数据和所述列车动态数据获得精确的列车定位信息，具体包括：

以所述卫星定位数据为起始点，通过所述卫星差分数据、所述站场微机联锁数据和所述列车动态数据推算出列车的绝对位移，通过所述绝对位移获得所述精确的列车定位信息。

进一步地，所述根据所述精确的列车定位信息、所述列车的实时速度和轮径信息，获得列车的行驶位置和状态数据，具体包括：

以所述精确的列车定位信息为起始点，通过所述列车的实时速度和轮径信息计算得到列车的位移趋势，根据所述列车的位移趋势获得所述列车的行驶位置和状态数据。

进一步地，还包括：

根据所述列车的行驶位置和状态数据生成电子地图。

进一步地，所述根据所述列车的行驶位置和状态数据生成电子地图，具体包括：

将所述列车的行驶位置和状态数据加载到电子地图构建模型中，生成所述电子地图。

本发明还提供了一种机车行驶检测系统，包括：

第一运算模块，用于获取卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据，并根据所述卫星定位数据、所述卫星差分数据、所述站场微机联锁数据和所述列车动态数据获得精确的列车定位信息；

信息获取模块，用于获取列车的实时速度和轮径信息；

第二运算模块，用于根据所述精确的列车定位信息、所述列车的实时速度和轮径信息，获得列车的行驶位置和状态数据；

信息输出模块，用于将所述列车的行驶位置和状态数据发送到所述列车。

进一步地，所述第一运算模块，具体包括：

第一信息获取单元，用于获取卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据；

第一运算单元，用于以所述卫星定位数据为起始点，通过所述卫星差分数据、所述站场微机联锁数据和所述列车动态数据推算出列车的绝对位移，通过所述绝对位移获得所述精确的列车定位信息。

进一步地，所述第二运算模块，具体用于：

以所述精确的列车定位信息为起始点，通过所述列车的实时速度和轮径信息计算得到列车的位移趋势，根据所述列车的位移趋势获得所述列车的行驶位置和状态数据。

进一步地，还包括：

电子地图生成模块，用于根据所述列车的行驶位置和状态数据生成电子地图。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可以实现以下方法步骤：

获取卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据，并根据所述卫星定位数据、所述卫星差分数据、所述站场微机联锁数据和所述列车动态数据获得精确的列车定位信息；获取列车的实时速度和轮径信息；根据所述精确的列车定位信息、所述列车的实时速度和轮径信息，获得列车的行驶位置和状态数据；将所述列车的行驶位置和状态数据发送到所述列车。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

先获取卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据，并根据卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据获得精确的列车定位信息；再获取列车的实时速度和轮径信息；接着根据精确的列车定位信息、列车的实时速度和轮径信息，获得列车的行驶位置和状态数据；最后将列车的行驶位置和状态数据发送到列车，实现了列车与列车、列车与轨道之间实时关系和状态的动态监测，可自动提取基于列车高精度定位的安全运行条件，由此解决了现有技术中一旦地面列车运行控制装置发生故障或出现行车调度错误时，相互靠近的列车之间就不能及时有效地获取对方的行驶状态的技术问题，实现了避免列车相撞的恶性事故发生的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的机车行驶检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的机车行驶检测系统的模块图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种机车行驶检测方法、系统及计算机可读存储介质，解决了现有技术中一旦地面列车运行控制装置发生故障或出现行车调度错误时，相互靠近的列车之间就不能及时有效地获取对方的行驶状态的技术问题，实现了避免列车相撞的恶性事故发生的技术效果。

本发明实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

先获取卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据，并根据卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据获得精确的列车定位信息；再获取列车的实时速度和轮径信息；接着根据精确的列车定位信息、列车的实时速度和轮径信息，获得列车的行驶位置和状态数据；最后将列车的行驶位置和状态数据发送到列车，实现了列车与列车、列车与轨道之间实时关系和状态的动态监测，可自动提取基于列车高精度定位的安全运行条件，由此解决了现有技术中一旦地面列车运行控制装置发生故障或出现行车调度错误时，相互靠近的列车之间就不能及时有效地获取对方的行驶状态的技术问题，实现了避免列车相撞的恶性事故发生的技术效果。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参见图1，本发明实施例提供的机车行驶检测方法，包括：

步骤s110：获取卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据，并根据卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据获得精确的列车定位信息；

根据卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据获得精确的列车定位信息，具体包括：

以卫星定位数据为起始点，通过卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据推算出列车的绝对位移，通过绝对位移获得精确的列车定位信息。

步骤s120：获取列车的实时速度和轮径信息；

步骤s130：根据精确的列车定位信息、列车的实时速度和轮径信息，获得列车的行驶位置和状态数据；

对本步骤进行具体说明：

以精确的列车定位信息为起始点，通过列车的实时速度和轮径信息计算得到列车的位移趋势，根据列车的位移趋势获得列车的行驶位置和状态数据。

步骤s140：将列车的行驶位置和状态数据发送到列车。

对本发明实施例提供的基于卫星精确定位的机车行驶检测方法进行具体说明，还包括：

根据列车的行驶位置和状态数据生成电子地图。

对本步骤进行具体说明：

将列车的行驶位置和状态数据加载到电子地图构建模型中，生成电子地图。因此，在生成的电子地图中，能够显示出列车的行驶位置和状态数据。

参见图2，本发明实施例提供的机车行驶检测系统，包括：

第一运算模块100，用于获取卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据，并根据卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据获得精确的列车定位信息；

具体地，第一运算模块100，具体包括：

第一信息获取单元，用于获取卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据；

第一运算单元，用于以卫星定位数据为起始点，通过卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据推算出列车的绝对位移，通过绝对位移获得精确的列车定位信息。

信息获取模块200，用于获取列车的实时速度和轮径信息；

第二运算模块300，用于根据精确的列车定位信息、列车的实时速度和轮径信息，获得列车的行驶位置和状态数据；

具体地，第二运算模块300，具体用于以卫星定位数据为起始点，通过卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据推算出列车的绝对位移，通过绝对位移获得精确的列车定位信息。

信息输出模块400，用于将列车的行驶位置和状态数据发送到列车。

对本发明实施例提供的基于卫星精确定位的机车行驶检测系统进行具体说明，还包括：

电子地图生成模块，用于根据列车的行驶位置和状态数据生成电子地图。

具体地，电子地图生成模块，具体用于将列车的行驶位置和状态数据加载到电子地图构建模型中，生成电子地图。因此，在生成的电子地图中，能够显示出列车的行驶位置和状态数据。

具体而言，本发明实施例提供的基于卫星精确定位的机车行驶检测系统安装在列车驾驶室，先将卫星数据和列车状态数据，结合列车id号，利用无线网络将数据实时发送给邻近列车和地面列车监控中心。被系统解算后的结果以图形显示、信号复示、语音播报、警示告警、命令控制等形式进行相应输出，使运行中的列车可以自动感知站场线路、道岔、站场状态、运行距离、运输作业计划等，实现列车、道岔、站台屏蔽门的自动控制。

对本发明实施例提供的基于卫星精确定位的机车行驶检测系统进行进一步说明，地面列车监控中心用于完成数据的处理、高精度电子地图的生成、车—地信息的传输、列车安全监控、列车跟踪、数据记录、状态预警等，同时也完成数据库的维护、用户的管理、网络安全的管理等功能。地面列车监控中心包括：监控中心服务器和列车监控终端。其中，监控中心服务器用于接收卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据，并根据接收到的数据获取精确的列车定位结果。具体地，在站场区域，通过无线网络或地面有线网络接收卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据后，服务器后台通过解码解算，获得精确的列车定位结果。该结果通过站场高精度电子地图实时显示出列车的位置、移动轨迹和运行状态，定位精度可达亚米级。对于区间无道岔区段轨道，通过卫星单点定位和轨道走向，结合列车的运行状态和动态数据校正，可以有效保证列车任意时刻实时的精确定位。列车监控终端是指连接在地面网络系统中的管理人员桌面电脑，主要是为了方便地面各专业人员对机车、车辆、轨道、线路等管理要素的跟踪管理。

卫星差分基准站，即为动态差分定位基准站，是建立在铁路轨道或站场区域能实时接收卫星系统数据，并能对相对观测点计算求差的信息工作站。卫星差分基准站在工作时，利用网络系统通过有线或无线的方式，实时地将观测到的卫星数据传送给地面服务器和本基准站覆盖范围内的列车车载移动终端，以完成列车定位数据的校正，实现列车的精确定位。同时，通过列车动态位置解算单元，对列车的速度、轮径进行实时监测，实时校准列车位置，从而实现亚米级的列车精确定位。

基于上述实施例的另一种可能的实现方式，与上述实施例不同的是，本实施方式的卫星精确定位系统还包括：轨道信息管理系统，其用于通过车-车、车-地通信系统，进行站台屏蔽门和道岔状态的监测，实现轨道信息的智能化管理。

轨道信息管理系统的工作流程为：通过卫星定位参考基准站获取观测数据以及机车定位流动终端输出的其他信息，将观测数据和其他信息打包成数据包进行传输。通过解码解算后，分别将解码解算后的数据传送至坐标转换投影变换单元和地图操作跟踪监控单元；坐标转换投影变换单元将接收到的地图坐标数据与地图相匹配，经地图匹配单元匹配坐标后，将数据输出至地图操作跟踪监控单元。地图操作跟踪监控单元结合精密电子地图和空间地理信息后输出数据，输出的数据结合实际的作业要求、列车轨迹和其他数据输出管理调度命令至机车定位流动终端。

本发明实施例提供的检测系统在采集列车状态数据、卫星定位数据、轨道高精度电子地图等信息源点的基础上，将列车运行状态、站场道岔状态信息解算，结合卫星数据对列车位置进行实时精确定位，输出列车控制命令，实现列车的自动控制及智能化运营管理。

基于本发明实施例提供的技术方案，本发明实施例能够具备以下功能：

1、列车智能导航与自动控制功能：

(1)通过与列车控制装置接口，按智能导航系统和运行计划，自动控制列车的加速、制动、限速、停车等自动驾驶功能。

(2)自动判断列车距前方和后方线路(道岔)、尽头线等的距离，并可设置安全距离告警，通过与列车控制装置接口，以防止冲、挤、脱、撞等事故发生。

(3)以线路图或运行图的形式，实时显示列车在当前轨道的精确位置。

(4)实时显示当前列车的运行状态(速度、方向等)。

(5)实时显示列车前方、后方站场、邻车、道岔状态，并显示与当前位置的距离。

(6)以语音播报的方式，提醒机车前方站场、邻车、道岔状态和距离；提醒轨道作业防护点、线路特殊点、限速点等。

(7)通过与列车控制装置接口，控制列车在非正常运行状态(如冒进信号、违规驾驶、线路故障等)的自动停车。

(8)自动判断列车距前方机车的距离，实现接近告警，限速或停车，避免追尾事故的发生。

(9)自动判断列车在规定区域的超速行驶并限速。

(10)通过车-地通信系统，与道岔、站台屏蔽门进行接口，实现对其自动控制。

(11)通过与列车控制装置接口，列车进出站的自动鸣笛，安全预警。

(12)特殊情况下的人工干预限速、停车及人工接管。

2、智能运营管理功能：

(1)基础信息的管理

1)提供列车乘务员、运营管理人员的基本信息的管理功能

2)列车(车辆)、站场、道岔、轨道区段信息的管理功能

3)站场和区间高精度电子地图绘制与调整功能

4)站场和区间轨道线路特殊点地理坐标的标定功能

(2)车—车、车—地、车—人的动态管理

1)列车位置状态、运行状态的实时监控

2)列车运行计划的自动下发及执行

3)列车运行信息的自动记录与上报

4)列车到站、入库信息的自动记录与上报

5)沿线临时动态监控点的信息的传输与上报(含临时性维修、地质灾害或其他危险情况)，并通过列车自动控制系统实现列车的限速或停车。

6)车-车、车-地、车-人的实时语音对讲功能

(3)数据记录与历史数据的回放分析

1)在地面服务器系统中，可以全程记录所有机车和线路状态的全部数据。

2)可以按条件对任意列车或任意时段的行车数据进行回放分析。

具体而言，本发明实施例提供的检测系统在硬件上采取了2×2取2多冗余双热备独立设计思路，因而保证了系统在工作时的高可靠性与高稳定性。系统后备电源采用自适应列车环境的电源适配接口，内置智能充放电电路，以保证系统正常供电或在外电缺失时的电池后备供电。

(1)本系统的关键设备全部采用双单元冗余设计，即系统数据发生、检测、通信、处理和结果输出及供电全部采用双单元配置，按照设备间可靠性校验，保证系统在某一单元设备发生故障时，不会影响系统的正常工作；

(2)本系统对设备单元采用模块化设计，可自动检测设备本身的工作状态并实时跟踪设备的运行状况，相关的监测结果通过自组网络可自动传输到外部设备或监控中心，一旦发现设备故障，系统将实时提示或报警。

此外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可以实现以下方法步骤：

获取卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据，并根据卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据获得精确的列车定位信息；获取列车的实时速度和轮径信息；根据精确的列车定位信息、列车的实时速度和轮径信息，获得列车的行驶位置和状态数据；将列车的行驶位置和状态数据发送到列车。

【技术效果】

先获取卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据，并根据卫星定位数据、卫星差分数据、站场微机联锁数据和列车动态数据获得精确的列车定位信息；再获取列车的实时速度和轮径信息；接着根据精确的列车定位信息、列车的实时速度和轮径信息，获得列车的行驶位置和状态数据；最后将列车的行驶位置和状态数据通过车地无线网络和车车通信网络发送到列车，实现了列车与列车、列车与轨道之间实时关系和状态的动态监测，可自动提取基于列车高精度定位的安全运行条件，由此解决了现有技术中一旦地面列车运行控制装置发生故障或出现行车调度错误时，相互靠近的列车之间就不能及时有效地获取对方的行驶状态的技术问题，实现了避免列车相撞的恶性事故发生的技术效果。

本发明实施例通过进行列车状态数据和卫星定位数据的采集，并结合高精度电子地图信息，将列车运行状态、站场道岔状态信息解算，结合卫星数据对列车位置进行实时精确定位，同时通过对列车的速度、轮径进行实时监测，实时校准列车的位置，从而实现亚米级的列车精确定位。本发明实施例不仅实现了对列车的精确定位，而且系统的结构简单、运行效率高且运行成本低。同时，本系统通过输出列车的控制命令，对列车、道岔和站台屏蔽门进行自动控制，在对列车进行精确定位的基础上，还能够实现对列车的自动控制及智能化运营管理，极大地提高了自动控制的控制效率，降低了自动控制的运营成本。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。