列车行驶车距监测系统和方法与流程

本申请涉及列车定位测距技术领域，尤其涉及一种列车行驶车距监测系统和方法。

背景技术：

轨道列车运行过程中，需要实时对列车进行实时定位，监测前后列车之间的距离，使得前后列车保持安全车距。现有技术中，采用轮轴计+轨旁射频识别(rfid)应答器或计算机联锁系统(cbi)对车辆实现位置监控。

列车计轴技术被广泛应用于轨道列车的位置测量，用于计算出轨道的使用情况，列车计轴技术容易受到干扰，rfid射频技术可以有效的避免外界环境的干扰，将列车计轴技术的精准度大幅提高。列车计轴技术与rfid射频识别不仅可以增加轮轴计的精确性，还可以帮助调度台稳定识别每辆列车的运行状态以及身份，对于安全方面也有非常重要的意义和作用，但是列车计轴容易漏读，并不能精确的提供列车的运行位置，进而无法准确检测列车间距。计算机联锁系统是负责行车进路建立轨道行车核心控制设备，可实现站内道岔、信号机、轨道电路之间联锁控制，是铁路安全高效行车不可缺少的保障装备，但是，计算机联锁系统也不能准确的提供列车的实时运行位置，也无法准确监测列车间距。

由此可知，如何实现准确实时获取轨道列车运行位置，从而实时监测列车之间行驶车距成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种列车行驶车距监测系统和方法，其能够准确实时地获取轨道列车运行位置，从而监测列车之间的行驶车距，并对前后列车之间处于危险距离时进行告警。

根据本申请的一个方面，提供了一种列车行驶车距监测系统，包括安装在列车上的定位模块和距离监测模块、沿列车轨道布置的定位基站，所述定位基站与所述定位模块、距离监测模块之间均采用uwb通信；

第一列车和第二列车相邻行驶，所述第一列车位于所述第二列车之前，所述定位基站包括第一定位基站和第二定位基站，

所述第一定位基站用于与所述第一列车上的定位模块通信，获取所述第一列车的位置信息，并将所述第一列车的位置信息发送给所述第二定位基站；

所述第二定位基站用于与所述第二列车上的定位模块通信，获取所述第二列车的位置信息，并基于所述第一列车的位置信息和所述第二列车的位置信息获取第一列车与第二列车之间的距离信息，再将所述距离信息发送给所述第二列车上的距离监测模块；

所述第二列车上的距离监测模块用于将所述距离信息与预设的安全距离阈值比较，若低于所述安全距离阈值，则发出告警信号。

进一步的，所述第一定位基站为当前距离所述第一列车上的定位模块最近的定位基站，所述第二定位基站为当前距离所述第二列车上的定位模块最近的定位基站。

进一步的，所述系统还包括列车相邻判断模块，用于与所述定位基站相通信，实时获取各列车的位置信息，并基于所述各列车的位置信息，判断列车的相邻状况。

进一步的，所述定位基站与所述相邻判断模块之间采用uwb通信。

进一步的，所述定位基站与所述相邻判断模块、定位模块之间占用uwb定位带宽，所述定位基站与距离监测模块之间占用uwb定位带宽之外的额外带宽。

进一步的，所述第一定位基站和所述第二定位基站采用所述第一定位基站和所述第二定位基站之间的有线网络通信。

进一步的，所述定位模块布置在所述列车的车头和/或车尾。

进一步的，所述定位基站的通信范围覆盖整个所述列车轨道。

根据本申请的另一个方面，提供了一种列车行驶车距监测方法，第一列车和第二列车相邻行驶，所述第一列车位于所述第二列车之前，所述方法包括：

第一定位基站与第一列车上的定位模块通信，获取所述第一列车的位置信息，并将所述第一列车的位置信息发送给所述第二定位基站；

所述第二定位基站与所述第二列车上的定位模块通信，获取所述第二列车的位置信息；

所述第二定位基站基于所述第一列车的位置信息和所述第二列车的位置信息获取第一列车与第二列车之间的距离信息，再将所述距离信息发送给所述第二列车上的距离监测模块；

所述第二列车上的距离监测模块将所述距离信息与预设的安全距离阈值比较，若低于所述安全距离阈值，则发出告警信号。

进一步的，所述方法还包括实时获取各列车的位置信息，并基于所述各列车的位置信息，判断列车的相邻状况。

与现有技术相比，本申请提供的列车行驶车距监测系统和方法，通过准确实时地获取轨道列车运行位置，从而监测列车之间的行驶车距，实时监测前后列车的运行状态(运行、停车等)并对前后列车之间处于危险距离时进行告警，保证了列车的安全行驶。本发明直接利用uwb定位带宽之外的额外带宽实现前后两列列车车距实时计算，保持安全车距，超过安全阈值后进行告警，不需要额外的附加设备，节约了建设成本。此外，本发明可直接利用轨道旁的定位基站做中继和组网，通讯范围可灵活设置，且前后两列列车只需实时分别与最近分站进行测距，反应速度快，实时性高。

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为本申请实施例提供的列车行驶车距监测系统示意图；

图2为本申请实施例提供的列车行驶车距监测方法流程图。

【符号说明】

1：定位模块2：距离监测模块

3：定位基站10：第一列车

20：第二列车31：第一定位基站

32：第二定位基站

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。

本发明实施例提供了一种列车行驶车距监测系统，如图1所示，包括安装在列车上的定位模块1和距离监测模块2、沿列车轨道布置的定位基站3，所述定位基站3与所述定位模块1、距离监测模块2之间均采用超宽带(ultrawideband，简称uwb)通信；第一列车10和第二列车20相邻行驶，所述第一列车10位于所述第二列车20之前，所述定位基站3包括第一定位基站31和第二定位基站32。所述第一定位基站31用于与所述第一列车10上的定位模块1通信，获取所述第一列车10的位置信息，并将所述第一列车10的位置信息发送给所述第二定位基站32；所述第二定位基站32用于与所述第二列车20上的定位模块1通信，获取所述第二列车20的位置信息，并基于所述第一列车10的位置信息和所述第二列车20的位置信息获取第一列车10与第二列车20之间的距离信息，再将所述距离信息发送给所述第二列车20上的距离监测模块2；所述第二列车20上的距离监测模块2用于将所述距离信息与预设的安全距离阈值比较，若低于所述安全距离阈值，则发出告警信号，为列车安全行驶提供保障。

需要说明的是，预设的安全距离阈值根据距离的列车行驶参数来进行设定，例如可设为350米。本发明实施例所述列车包括地铁、火车等有轨列车。

作为一种示例，所述定位模块1布置在所述列车的车头和/或车尾。所述定位基站3可沿着列车轨道每间隔预设的距离进行布置，使得定位基站3的通信范围覆盖整个所述列车轨道，因为是采用轨道旁的定位基站3做中继和组网，通讯范围可灵活设置。所述系统还包括列车相邻判断模块，用于与所述定位基站3相通信，实时获取各列车的位置信息，掌握列车的实时运行状态，并基于所述各列车的位置信息，判断列车的相邻状况。可以理解的是，第一列车10和第二列车20相邻行驶的状态可直接通过相邻判断模块来获取。

作为一种示例，所述第一定位基站31为当前距离所述第一列车10上的定位模块1最近的定位基站3，所述第二定位基站32为当前距离所述第二列车20上的定位模块1最近的定位基站3。前后两列列车实时分别与最近定位基站3进行测距，反应速度快，实时性高。

作为一种示例，所述定位基站3与所述相邻判断模块之间采用超宽带(ultrawideband，简称uwb)通信，采用uwb精准定位技术应用于列车运行实时定位监控中，可以快速精确的使调度中心掌握列车的运行情况，实现列车运行线路轨迹全覆盖，以及列车与控制中心双向通信功能。其中，所述定位基站3与所述相邻判断模块、定位模块1之间占用uwb定位带宽，所述定位基站3与距离监测模块2之间占用uwb定位带宽之外的额外带宽，直接利用uwb定位带宽之外的额外带宽实现前后两列列车车距实时计算，保持安全车距，低于距离安全阈值后进行告警，不需要额外的附加设备，节约了建设成本。

作为一种示例，所述第一定位基站31和所述第二定位基站32采用所述第一定位基站31和所述第二定位基站32之间的有线网络通信。

本发明实施例还提供了一种列车行驶车距监测方法，可基于本发明实施例所述的列车行驶车距监测系统实现，所述系统包括安装在列车上的定位模块1和距离监测模块2、沿列车轨道布置的定位基站3，第一列车10和第二列车20相邻行驶，所述第一列车10位于所述第二列车20之前，所述定位基站3包括第一定位基站31和第二定位基站32。作为一种示例，所述定位模块1布置在所述列车的车头和/或车尾。所述定位基站3可沿着列车轨道每间隔预设的距离进行布置，使得定位基站3的通信范围覆盖整个所述列车轨道，因为是采用轨道旁的定位基站3做中继和组网，通讯范围可灵活设置。

如图2所示，本发明实施例所述方法包括以下步骤：

步骤s1、第一定位基站31与第一列车10上的定位模块1通信，获取所述第一列车10的位置信息，并将所述第一列车10的位置信息发送给所述第二定位基站32；

作为一种示例，所述第一定位基站31和所述第二定位基站32采用所述第一定位基站31和所述第二定位基站32之间的有线网络通信。

步骤s2、所述第二定位基站32与所述第二列车20上的定位模块1通信，获取所述第二列车20的位置信息；

作为一种示例，所述第一定位基站31为当前距离所述第一列车10上的定位模块1最近的定位基站3，所述第二定位基站32为当前距离所述第二列车20上的定位模块1最近的定位基站3。前后两列列车实时分别与最近定位基站3进行测距，反应速度快，实时性高。

步骤s3、所述第二定位基站32基于所述第一列车10的位置信息和所述第二列车20的位置信息获取第一列车10与第二列车20之间的距离信息，再将所述距离信息发送给所述第二列车20上的距离监测模块2；

步骤s4、所述第二列车20上的距离监测模块2将所述距离信息与预设的安全距离阈值比较，若低于所述安全距离阈值，则发出告警信号，为列车安全行驶提供保障。需要说明的是，预设的安全距离阈值根据距离的列车行驶参数来进行设定，例如可设为350米。本发明实施例所述列车包括地铁、火车等有轨列车。

作为一种示例，所述方法还包括步骤s0、实时获取各列车的位置信息，掌握列车的实时运行状态，并基于所述各列车的位置信息，判断列车的相邻状况。可以理解的是，通过步骤s0可判断出第一列车10和第二列车20相邻行驶的状态。

作为一种示例，上述步骤中，所述定位基站3与定位模块1、距离监测模块2之间，以及步骤s0判断列车相邻状况过程中，均采用超宽带(ultrawideband，简称uwb)通信，采用uwb精准定位技术应用于列车运行实时定位监控中，可以快速精确的使调度中心掌握列车的运行情况，实现列车运行线路轨迹全覆盖，以及列车与控制中心双向通信功能。其中，所述定位基站3与定位模块1之间，以及步骤s0过程中，均占用uwb定位带宽，所述定位基站3与距离监测模块2之间占用uwb定位带宽之外的额外带宽，直接利用uwb定位带宽之外的额外带宽实现前后两列列车车距实时计算，保持安全车距，低于距离安全阈值后进行告警，不需要额外的附加设备，节约了建设成本。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。