单轨列车的定位系统和方法与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种单轨列车的定位系统和一种单轨列车的定位方法。

背景技术：

在传统的轨道交通信标安装方案中，信标被安装在轨道中间位置。信标天线安装在列车底部，头车和尾车各一套。当列车经过信标所在的位置时，车载信标天线发射的电磁波信号激活信标并传递绝对位置信息及其它信息给列车。

在这类方案中，列车初始化定位或者从故障中恢复重定位时，必须经过两个连续的信标才能确定列车的位置和运行方向。这种列车定位的方法比较复杂，并且整个线路上铺设的信标数量必须足够多才能确保定位准确。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种单轨列车的定位系统，不仅算法简单，定位效率高，而且能够大大减少地面信标的铺设数量。

本发明的第二个目的在于提出一种单轨列车的定位方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种单轨列车的定位系统，该系统包括：第一信标，所述第一信标铺设在上行轨道的一侧；第二信标，所述第二信标铺设在下行轨道的另一侧，其中，所述第一信标和所述第二信标不对称铺设；第一信标天线和第二信标天线，所述第一信标天线设置在所述单轨列车的头车位置，所述第二信标天线设置在所述单轨列车的尾车位置，且所述第一信标天线和所述第二信标天线设置在所述单轨列车的相反两侧；定位装置，所述定位装置用于获取所述第一信标天线读取的信标数据和所述第二信标天线读取的信标数据，并根据所述第一信标天线读取的信标数据和所述第二信标天线读取的信标数据判断所述单轨列车的运行方向和位置信息。

根据本发明实施例的单轨列车的定位系统，通过分别将第一信标和第二信标不对称地铺设在上行轨道的一侧和下行轨道的另一侧，并分别将第一信标天线和第二信标天线设置在单轨列车的头车位置和尾车位置，并且第一信标天线和第二信标天线设置在单轨列车的相反两侧，定位装置可根据第一信标天线读取的信标数据和第二信标天线读取的信标数据判断单轨列车的运行方向和位置信息，由此，在单轨列车初始化定位或从故障中恢复重定位时，通过一个信标便可确定单轨列车的位置信息和运行方向，不仅算法简单，定位效率高，而且能够大大减少地面信标的铺设数量。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种单轨列车的定位方法，该方法包括以下步骤：将第一信标铺设在上行轨道的一侧，并将第二信标铺设在下行轨道的另一侧，其中，所述第一信标和所述第二信标不对称铺设；将第一信标天线设置在所述单轨列车的头车位置，并将第二信标天线设置在所述单轨列车的尾车位置，且所述第一信标天线和所述第二信标天线设置在所述单轨列车的相反两侧；获取所述第一信标天线读取的信标数据和所述第二信标天线读取的信标数据，并根据所述第一信标天线读取的信标数据和所述第二信标天线读取的信标数据判断所述单轨列车的运行方向和位置信息。

根据本发明实施例的单轨列车的定位方法，通过分别将第一信标和第二信标不对称地铺设在上行轨道的一侧和下行轨道的另一侧，并分别将第一信标天线和第二信标天线设置在单轨列车的头车位置和尾车位置，并且第一信标天线和第二信标天线设置在单轨列车的相反两侧，可根据第一信标天线读取的信标数据和第二信标天线读取的信标数据判断单轨列车的运行方向和位置信息，由此，在单轨列车初始化定位或从故障中恢复重定位时，通过一个信标便可确定单轨列车的位置信息和运行方向，不仅算法简单，定位效率高，而且能够大大减少地面信标的铺设数量。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过对本发明的实践了解到。

附图说明

图1为根据本发明实施例的单轨列车的定位系统的方框示意图；

图2为根据本发明一个实施例的单轨列车的定位系统的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的单轨列车的定位方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图来描述本发明实施例的单轨列车的定位系统和方法。

图1为根据本发明实施例的单轨列车的定位系统的方框示意图。

如图1所示，本发明实施例的单轨列车的定位系统100，包括：第一信标10、第二信标20、第一信标天线30、第二信标天线40和定位装置50。

其中，第一信标10铺设在上行轨道的一侧，第二信标20铺设在下行轨道的另一侧，其中，第一信标10和第二信标20不对称铺设。在本发明的一个实施例中，第一信标10和第二信标20可为无源信标或有源信标。其中，无源信标的信标数据中保存固定的位置信息，有源信标的信标数据中的信息可以被改变，且除了位置信息外，还有其它一些信息如限速、线路坡度和曲度等信息。

第一信标天线30设置在单轨列车的头车位置，第二信标天线40设置在单轨列车的尾车位置，且第一信标天线30和第二信标天线40设置在单轨列车的相反两侧。在第一信标天线30和第二信标天线40靠近与其同侧的第一信标10或第二信标20时，可从第一信标10或第二信标20中读取信标数据。

定位装置50用于获取第一信标天线30读取的信标数据和第二信标天线40读取的信标数据，并根据第一信标天线30读取的信标数据和第二信标天线40读取的信标数据判断单轨列车的运行方向和位置信息。

在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，第一信标10和第二信标20可分别铺设在上行轨道和下行轨道的外侧。在多个第一信标10和多个第二信标20中，相对应的第一信标10和第二信标20沿列车运行方向相距预设的距离l，其中，l大于零，也就是说，相对应的第一信标10和第二信标20是不对称的。在本发明的一个具体实施例中，第一信标10和第二信标20沿列车运行方向的距离l为单轨列车的整车长度。

如图2所示，在上行轨道，第一信标天线30与第一信标10同侧设置，在下行轨道，第二信标天线40与第二信标20同侧设置。由此，定位装置50在第一信标天线30读取到信标数据时，可判断单轨列车的运行方向和头车指向一致，在第二信标天线40读取到信标数据时，可判断单轨列车的运行方向和尾车指向一致。并且，在第一信标天线30或第二信标天线40读取到信标数据时，可从信标数据中获取单轨列车的位置信息。

应当理解，上述具体实施例仅示出了一种信标和信标天线的设置方式以及与该设置方式对应的单轨列车的运行方向和位置信息的判断方式，在本发明的其他实施例中，第一信标天线和第二信标天线还可以其他方式设置在单轨列车的相反两侧，并且每种设置方式分别对应不同的单轨列车的运行方向和位置信息的判断方式，在此不一一列举。

根据本发明实施例的单轨列车的定位系统，通过分别将第一信标和第二信标不对称地铺设在上行轨道的一侧和下行轨道的另一侧，并分别将第一信标天线和第二信标天线设置在单轨列车的头车位置和尾车位置，并且第一信标天线和第二信标天线设置在单轨列车的相反两侧，定位装置可根据第一信标天线读取的信标数据和第二信标天线读取的信标数据判断单轨列车的运行方向和位置信息，由此，在单轨列车初始化定位或从故障中恢复重定位时，通过一个信标便可确定单轨列车的位置信息和运行方向，不仅算法简单，定位效率高，而且能够大大减少地面信标的铺设数量。

对应上述实施例，本发明还提出一种单轨列车的定位方法。

如图3所示，本发明实施例的单轨列车的定位方法，包括以下步骤：

s1，将第一信标铺设在上行轨道的一侧，并将第二信标铺设在下行轨道的另一侧，其中，第一信标和第二信标不对称铺设。

在本发明的一个实施例中，第一信标和第二信标可为无源信标或有源信标。其中，无源信标的信标数据中保存固定的位置信息，有源信标的信标数据中的信息可以被改变，且除了位置信息外，还有其它一些信息如限速、线路坡度和曲度等信息。

s2，将第一信标天线设置在单轨列车的头车位置，并将第二信标天线设置在单轨列车的尾车位置，且第一信标天线和第二信标天线设置在单轨列车的相反两侧。

在第一信标天线和第二信标天线靠近与其同侧的第一信标或第二信标时，可从第一信标或第二信标中读取信标数据。

s3，获取第一信标天线读取的信标数据和第二信标天线读取的信标数据，并根据第一信标天线读取的信标数据和第二信标天线读取的信标数据判断单轨列车的运行方向和位置信息。

在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，可将第一信标和第二信标分别铺设在上行轨道和下行轨道的外侧。在多个第一信标和多个第二信标中，相对应的第一信标和第二信标沿列车运行方向相距预设的距离l，其中，l大于零，也就是说，相对应的第一信标和第二信标是不对称的。在本发明的一个具体实施例中，第一信标和第二信标沿列车运行方向的距离l为单轨列车的整车长度。

如图2所示，在上行轨道，第一信标天线与第一信标同侧设置，在下行轨道，第二信标天线与第二信标同侧设置。由此，在第一信标天线读取到信标数据时，可判断单轨列车的运行方向和头车指向一致，在第二信标天线读取到信标数据时，可判断单轨列车的运行方向和尾车指向一致。并且，在第一信标天线或第二信标天线读取到信标数据时，可从信标数据中获取单轨列车的位置信息。

应当理解，上述具体实施例仅示出了一种信标和信标天线的设置方式以及与该设置方式对应的单轨列车的运行方向和位置信息的判断方式，在本发明的其他实施例中，第一信标天线和第二信标天线还可以其他方式设置在单轨列车的相反两侧，并且每种设置方式分别对应不同的单轨列车的运行方向和位置信息的判断方式，在此不一一列举。

根据本发明实施例的单轨列车的定位方法，通过分别将第一信标和第二信标不对称地铺设在上行轨道的一侧和下行轨道的另一侧，并分别将第一信标天线和第二信标天线设置在单轨列车的头车位置和尾车位置，并且第一信标天线和第二信标天线设置在单轨列车的相反两侧，可根据第一信标天线读取的信标数据和第二信标天线读取的信标数据判断单轨列车的运行方向和位置信息，由此，在单轨列车初始化定位或从故障中恢复重定位时，通过一个信标便可确定单轨列车的位置信息和运行方向，不仅算法简单，定位效率高，而且能够大大减少地面信标的铺设数量。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。