轨道交通列车定位误差计算方法及其位置计算方法
【技术领域】
[0001]本发明属于自动化领域，特别是涉及一种利用定位信标计算轨道交通列车定位误差的方法。本发明还涉及一种利用定位信获得标轨道交通列车位置的计算方法。
【背景技术】
[0002]在轨道交通自动控制领域，大多数都是利用定位信标位置数据计算列车位置。列车定位即计算列车位置的精度直接影响到车辆自动防护功能的可靠程度和列车自动停站功能的精准度。
[0003]目前，轨道交通列车定位的主要方法是将定位信标看作一个质点，当轨道交通列车上的定位信标阅读器接收到定位信标信号时，系统在数据库中查询该定位信标编号，利用该定位信标编号对应的位置更新到列车位置。也就是说定位信标阅读器接收到信标信号那一刻，车辆位置=信标位置。
[0004]然而，现有轨道交通列车定位方法存在缺陷，因为定位信标实际是有宽度，定位信标射频范围是一个空间而不是一个点，当车辆上的信标查询器采集到信标射频信号时，车辆并不一定是在信标正上方。轨道交通使用的定位信标射频范围往往接近米级，如果把定位信标看做一个质点，把信标射频信号的范围也看做线性，将增加定位误差。这种方法使得轨道交通列车在经过定位信标时，列车的位置误差就将达到米级。表现为:定位误差=信标射频范围+安装误差+其他误差。在定位信标射频范围已存在接近米级误差的前提下，造成轨道交通列车在接收到信标信号那一刻就具有了接近米级的位置误差。
[0005]在列车自动控制功能不断发展的今天，轨道交通列车控制系统在站台之间需要提供I米之内的轨道交通列车位置误差，轨道交通列车停站功能往往要求有厘米级别的精度，使得车门与站台屏蔽门精确对准。并且，列车发车间隔不断的压缩，也对列车定位精度提出了更高的要求。轨道交通列车定位误差会影响到轨道交通列车的停站精度，也会影响轨道交通列车的发车间隔，甚至影响轨道交通列车自动防护功能的安全性。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种利用定位信标计算轨道交通列车定位误差的方法。本发明还提供了一种利用定位信标获得轨道交通列车位置的计算方法。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道交通列车定位误差的计算方法，包括以下步骤:
[0008]获取定位信标的安装误差A，安装误差是指该定位信标被记录在轨道交通列车控制系统数据库中的位置Pdb与信标实际安装位置Pdbl之间的误差;定位信标安装误差A通常为Omm?20mm，依据轨道交通安全性防护要求，安装误差A优选按照最大值20mm计算。
[0009]获取轨道交通列车经过定位信标的累积行走距离S，累积行走距离为轨道交通列车第一次接收到定位信标信号的上升沿至第一次接收到该定位信标信号下降沿轨道交通列车所行走的距离；
[0010]获取轨道交通列车测速测距误差百分比B;轨道交通列车测速测距误差百分比B由测速测距设备参数决定，通常误差在1%?3%;依据轨道交通安全性防护要求，轨道交通列车测速测距误差百分比B优选按照最大值3%计算。
[0011]获取采集实际信标射频信号上升沿的边沿采集误差C;边沿采集误差由采集设备参数决定，通常误差在O?1mm;依据轨道交通安全性防护要求，采集实际信标射频信号上升沿的边沿采集误差C优选按照最大值1mm计算。
[0012]获取取整计算计算精度误差D，精度误差D通常为O?Imm;取整计算计算精度误差D是由于计算过程中产生的精度误差。依据轨道交通安全性防护要求，取整计算计算精度误差D优选按照最大值Imm计算。
[0013]轨道交通列车定位误差F=A+1/2XSXB+C+D。
[0014]本发明提供一种轨道交通列车位置的计算方法，包括以下步骤:
[0015]计算轨道交通列车第一次接收到定位信标信号的上升沿至第一次接收到定位信标信号下降沿轨道交通列车所行走的距离S(即，累积行走距离)；
[0016]在轨道交通列车控制系统数据库中查询该定位信标安装位置Pdb;
[0017]轨道交通列车位置Pcurr = Pdb+l/2 X S。
[0018]定位精度体现在定位误差。从上述计算公式可以看出，本算法中定位误差计算公式为F = A+l/2 X S XB+C+D。考虑误差F的最大值参与对比，其中A取最大值为20mm; (1/2 X SXB)取最大值为1/2\2000\3%=30111111、(:取最大值为10111111、0取最大值为1111111。这些参数均为毫米级(Imm级)或者厘米级(1mm级)误差，最终和误差F = 20+30+10+1 = 7 Imm也小于分米级(〈I OOmm级)ο本算法也在某轨道交通试验线上验证实现。
[0019]而公知的定位算法(如背景分析第二段描述)所导致的定位误差为:定位误差=信标射频范围+安装误差+其他误差。其中信标射频范围已经为米级(1000mm级)误差，再与其他误差之和，最终误差将大于I米(>1000_级)。
[0020]因此，本发明能使轨道交通列车定位数据更加接近轨道交通列车实际位置，轨道交通列车定位误差不会因为定位信标尺寸和定位信标信号射频辐射范围的影响而增加，极大的提高了轨道交通列车定位的精度，进而促使轨道交通列车自动防护功能和列车自动停站功能更加安全、可靠。
【附图说明】
[0021]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0022]图1是本发明轨道交通列车位置计算方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0023]本发明提供的本发明提供轨道交通列车定位误差的计算方法，包括以下步骤:
[0024]获取定位信标的安装误差A，安装误差是指该定位信标被记录在轨道交通列车控制系统数据库中的位置Pdb与信标实际安装位置Pdbl之间的误差;依据轨道交通安全性防护要求，安装误差A优选按照最大值20mm计算。
[0025]获取轨道交通列车经过定位信标的累积行走距离S，累积行走距离为轨道交通列车第一次接收到定位信标信号的上升沿至第一次接收到该定位信标信号下降沿轨道交通列车所行走的距离；
[0026]获取轨道交通列车测速测距误差百分比B;轨道交通列车测速测距误差百分比B由测速测距设备参数决定，通常误差在I %?3 % ；定位信标安装误差A通常为Omm?20mm，依据轨道交通安全性防护要求，轨道交通列车测速测距误差百分比B优选按照最大值3%计算。
[0027]获取采集实际信标射频信号上升沿的边沿采集误差C;边沿采集误差由采集设备参数决定，通常误差在O?1mm;依据轨道交通安全性防护要求，采集实际信标射频信号上升沿的边沿采集误差C优选按照最大值1mm计算。
[0028]获取取整计算计算精度误差D，精度误差D通常为O?Imm;取整计算计算精度误差D是由于计算过程中小数点后数字四舍五入导致的精度损失。依据轨道交通安全性防护要求，取整计算计算精度误差D优选按照最大值Imm计算。
[0029]轨道交通列车定位误差F=A+l/2 X S XB+C+D。
[0030]如图1所示，轨道交通列车位置计算方法一实施例，包括:
[0031]轨道交通列车上的定位信标阅读器等待接收定位信标信号，定位信标阅读器若未接收定位信标信号则持续等待状态；
[0032]定位信标阅读器第一次接收到定位信标信号的上升沿开始计算轨道交通列车行走距离，定位信标阅读器第一次接收到定位信标信号的下降沿停止计算轨道交通列车行走距离，记录轨道交通列车的累积行走距离；
[0033]在轨道交通列车控制系统数据库中查询该定位信标安装位置Pdb;
[0034]轨道交通列车位置Pcurr = Pdb+l/2 X S。
[0035]以上通过【具体实施方式】和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种轨道交通列车定位误差计算方法，其特征在于，包括以下步骤: 获取定位信标的安装误差A，安装误差是指该定位信标被记录在轨道交通列车控制系统数据库中的位置Pdb与信标实际安装位置Pdbl之间的误差； 获取轨道交通列车经过定位信标的累积行走距离S，累积行走距离为轨道交通列车第一次接收到定位信标信号的上升沿至第一次接收到定位信标信号下降沿轨道交通列车所行走的距离； 获取轨道交通列车测速测距误差百分比B; 获取采集实际信标射频信号上升沿的边沿采集误差C; 获取由于计算过程中取整计算产生的计算精度误差D; 轨道交通列车定位误差F=A+l/2 XSXB+C+D。2.如权利要求1所述的轨道交通列车定位误差计算方法，其特征在于:定位信标安装误差A为Omm?20mm。3.如权利要求1所述的轨道交通列车定位误差计算方法，其特征在于:轨道交通列车累积行走距离S为500?2000mm。4.如权利要求1所述的轨道交通列车定位误差计算方法，其特征在于:轨道交通列车测速测距误差百分比B为I %?3 %。5.如权利要求1所述的轨道交通列车定位误差计算方法，其特征在于:采集实际信标射频信号上升沿的边沿采集误差C为O?10mm。6.如权利要求1所述的轨道交通列车定位误差计算方法，其特征在于:由于计算过程中取整计算的计算精度误差D为O?1mm。7.一种轨道交通列车位置计算方法，其特征在于，包括以下步骤: 计算轨道交通列车第一次接收到定位信标信号的上升沿至第一次接收到定位信标信号下降沿轨道交通列车所行走的距离S; 在轨道交通列车控制系统数据库中查询该定位信标安装位置Pdb; 轨道交通列车位置Pcurr = Pdb+1/2 X S。
【专利摘要】本发明公开了一种轨道交通列车定位误差的计算方法,包括：获取定位信标的安装误差A；获取轨道交通列车经过定位信标射频辐射范围的累积行走距离S；获取轨道交通列车测速测距误差百分比B；获取射频信号边沿采集误差C；获取计算精度误差D；轨道交通列车定位误差F＝A+1/2×S×B+C+D。本发明还公开了一种轨道交通列车位置的计算方法。本发明能使轨道交通列车定位数据更加接近轨道交通列车实际位置，轨道交通列车定位误差不会因为定位信标尺寸和定位信标信号射频辐射范围的影响而增加，提高了轨道交通列车定位的精度，进而促使轨道交通列车自动防护功能和列车自动停站功能更加安全、可靠。
【IPC分类】B61L25/02
【公开号】CN105501257
【申请号】CN201610043935
【发明人】汪岳君, 邱磊, 张会, 张艳, 王庆胜
【申请人】上海富欣智能交通控制有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月22日