铁路区间信号设备坐标自动获取方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及铁路设备定位，尤其涉及一种铁路区间信号设备坐标自动获取方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、为实现铁路列车的自动驾驶，需要对铁路沿线各站场、区间数据、区间关键点进行测绘，以精准定位各站场和区间设备等的具体坐标。区间信号设备（区间信号机）是指导列车在区间安全运行的信号设备。现有技术中实现铁路沿线各区间信号设备的定位，通常是采用天窗作业的方式，使用gps定位确定各区间信号设备的位置坐标。但是上述定位方式会存在以下问题：

2、1、需要依赖于天窗作业，而铁路线通常线路较长、测量耗时多，需要长时间的天窗，导致实际难以执行。同时由于铁路线路可能会发生变更，导致信号设备的位置也会发生变化，而采用天窗作业方式进行信号设备定位测量，一旦信号设备的位置发生改变，则需要重新进行测量，致使需要大量的重复测量工作，不仅测量耗时长，且测量效率低。

3、2、直接使用gps定位技术进行定位实际会存在一定的误差，定位精度往往不能满足高精度的要求，致使难以对区间信号设备实现快速、精准的定位。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现方法简单、成本低、坐标获取效率与精度高，无需依赖于天窗作业的铁路区间信号设备坐标自动获取方法、系统及存储介质。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种铁路区间信号设备坐标自动获取方法，步骤包括：

4、获取同一类型列车在待测区间的上行与下行行驶过程中记录的目标时间段内运行数据，所述运行数据包括经过的各信号设备的信息、过机校正误差以及对应时刻的定位数据，所述过机校正误差为列车进行区间过机校正时校正误差；

5、从获取的运行数据中提取所述过机校正误差在预设范围内的数据并进行预处理，得到预处理后数据；

6、根据所述预处理后数据中各信号设备的信息以及对应时刻的定位数据，分别计算各信号设备的定位信号的统计值，得到各信号设备的初始位置坐标；

7、根据当前类型列车的天线距车头的距离 s、上下行运行的方向角，使用椭球体参考坐标体系对各信号设备的初始坐标位置进行坐标转换，对经纬度结果进行补偿计算以得到所述各信号设备投影至线路中心线的坐标。

8、进一步的，列车在待测区间的上行与下行行驶过程中，通过列车运行监控装置不断地获取列车当前距前方信号设备的距离、公里标 k、列车行驶速度以及信号设备所处的绝缘节轨道电路设备信息。

9、进一步的，在进行区间过机校正时，通过列车运行监控装置记录区间过机和过机校正时距离信号设备的距离信息以及信号校正时间，获取所述过机校正误差。

10、进一步的，所述过机校正误差根据与之间的差值计算得到，其中为区间过机和过机校正两个时间点的距离前方信号机的距离差，为信号校正时间，为列车行驶速度。

11、进一步的，所述定位数据为通过获取gnss数据，解算得到列车处于rtk整周模糊度固定时的经纬度位置信息。

12、进一步的，当获取到gnss数据时，还包括将获取的gnss数据与列车odo定位数据进行组包。

13、进一步的，所述进行预处理包括根据所述过机校正误差在预设范围内的数据的均值和标准差剔除异常数据。

14、进一步的，所述统计值为均值、众数、中位数、方差、标准差中任意一种。

15、进一步的，所述对各所述信号设备的初始位置坐标进行补偿计算时，根据当前类型列车的天线距车头的距离、上下行运行的方向角，对各信号设备的初始坐标位置进行坐标转换，以得到所述各信号设备投影至线路中心线的最终位置坐标。

16、进一步的，所述根据当前类型列车的天线距车头的距离、上下行运行的方向角，采用椭球体参考坐标系的坐标转换方法，对各信号设备的初始坐标位置进行坐标转换的步骤包括：

17、确定椭球体参考坐标系的椭球体参数；

18、根据所述椭球体参数、所述初始位置坐标的弧度表示、所述列车的天线距车头的距离、上下行运行的方向角，循环迭代计算纬度角参数，直至得到满足预设要求的目标纬度角参数；

19、使用所述目标纬度角参数、上下行运行的方向角计算校正后的经纬度，并将弧度转化为经纬度表示，得到最终转换后坐标。

20、一种铁路区间信号设备坐标自动获取系统，包括：

21、数据获取模块，用于获取同一类型列车在待测区间的上行与下行行驶过程中记录的目标时间段内运行数据，所述运行数据包括经过的各信号设备的信息、过机校正误差以及对应时刻的定位数据，所述过机校正误差为列车进行区间过机校正时校正误差；

22、预处理模块，用于从获取的运行数据中提取所述过机校正误差在预设范围内的数据并进行预处理，得到预处理后数据；

23、初始位置计算模块，用于根据所述预处理后数据中各信号设备的信息以及对应时刻的定位数据，分别计算各信号设备的定位信号的统计值，得到各信号设备的初始位置坐标；

24、补偿计算模块，用于根据当前类型列车的天线距车头的距离 s、上下行运行的方向角，使用椭球体参考坐标体系对各信号设备的初始坐标位置进行坐标转换，对经纬度结果进行补偿计算以得到所述各信号设备投影至线路中心线的坐标。

25、进一步的，所述数据获取模块与列车运行监控装置通信连接，以用于通过列车运行监控装置获取列车当前距前方信号设备的距离、列车行驶速度以及各信号设备所处的绝缘节轨道电路设备信息，以及在进行区间过机校正时获取列车运行监控装置记录的区间过机和过机校正时距离信号设备的距离信息以及信号校正时间，以获取所述过机校正误差。

26、进一步的，所述数据获取模块与gnss定位设备通信连接，以用于获取gnss定位数据。

27、一种计算机系统，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以执行如上述方法。

28、一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序执行时实现如上述方法。

29、与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过获取列车在待测区间的上行与下行行驶过程中记录的运行数据，基于过机校正误差筛选出数据进行处理，利用各信号设备的定位信号的统计值得到信号设备的初始位置坐标，再对各信号设备的初始位置坐标进行补偿计算，得到各信号设备投影至线路中心线的最终位置坐标，无需天窗作业，充分利用列车运行数据即可实现信号设备坐标的自动获取，可以大大提高定位的可信度、精度，使得信号设备与定位数据的映射精度更高，从而实现区间信号设备高置信度经纬度信息自动获取。

技术特征：

1.一种铁路区间信号设备坐标自动获取方法，其特征在于，步骤包括：

2.根据权利要求1所述的铁路区间信号设备坐标自动获取方法，其特征在于，列车在待测区间的上行与下行行驶过程中，通过列车运行监控装置不断地获取列车当前距前方信号设备的距离、公里标k、列车行驶速度以及信号设备所处的绝缘节轨道电路设备信息。

3.根据权利要求1所述的铁路区间信号设备坐标自动获取方法，其特征在于，在进行区间过机校正时，通过列车运行监控装置记录区间过机和过机校正时距离信号设备的距离信息以及信号校正时间，获取所述过机校正误差。

4.根据权利要求3所述的铁路区间信号设备坐标自动获取方法，其特征在于，所述过机校正误差根据与之间的差值计算得到，其中为区间过机和过机校正两个时间点的距离前方信号机的距离差，为信号校正时间，为列车行驶速度。

5.根据权利要求1所述的铁路区间信号设备坐标自动获取方法，其特征在于，所述定位数据为通过获取gnss数据，解算得到列车处于rtk整周模糊度固定时的经纬度位置信息。

6.根据权利要求5所述的铁路区间信号设备坐标自动获取方法，其特征在于，当获取到gnss数据时，还包括将获取的gnss数据与列车odo定位数据进行组包。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的铁路区间信号设备坐标自动获取方法，其特征在于，所述进行预处理包括根据所述过机校正误差在预设范围内的数据的均值和标准差剔除异常数据。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的铁路区间信号设备坐标自动获取方法，其特征在于，所述统计值为均值、众数、中位数、方差、标准差中任意一种。

9.根据权利要求1～6中任意一项所述的铁路区间信号设备坐标自动获取方法，其特征在于，所述根据当前类型列车的天线距车头的距离s、上下行运行的方向角，使用椭球体参考坐标体系对各信号设备的初始坐标位置进行坐标转换，对经纬度结果进行补偿计算以得到所述各信号设备投影至线路中心线的坐标的步骤包括：

10.一种铁路区间信号设备坐标自动获取系统，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的铁路区间信号设备坐标自动获取系统，其特征在于，所述数据获取模块与列车运行监控装置通信连接，以用于通过列车运行监控装置获取列车当前距前方信号设备的距离、列车行驶速度以及各信号设备所处的绝缘节轨道电路设备信息，以及在进行区间过机校正时获取列车运行监控装置记录的区间过机和过机校正时距离信号设备的距离信息以及信号校正时间，以获取所述过机校正误差。

12.根据权利要求10或11所述的铁路区间信号设备坐标自动获取系统，其特征在于，所述数据获取模块与gnss定位设备通信连接，以用于获取gnss定位数据。

13.一种计算机系统，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行所述计算机程序以执行如权利要求1～9中任意一项所述方法。

14.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序执行时实现如权利要求1～9中任意一项所述的方法。

技术总结
本发明一种铁路区间信号设备坐标自动获取方法、系统及介质，该方法步骤包括：获取同一类型列车在待测区间的上行与下行行驶过程中记录的目标时间段内运行数据，运行数据包括各信号设备的信息、过机校正误差以及对应时刻的定位数据；从获取的运行数据中提取过机校正误差在预设范围内的数据并进行预处理，得到预处理后数据；根据预处理后数据中各信号设备的信息以及对应时刻的定位数据，分别计算各信号设备的定位信号的统计值，得到各信号设备的初始位置坐标；对各信号设备的初始位置坐标进行补偿计算，得到各信号设备投影至线路中心线的最终位置坐标。本发明具有实现方法简单、成本低、坐标获取效率与精度高，无需依赖于天窗作业等优点。

技术研发人员：伍岳,杨阳,王树新,肖立志,吴笑馨,石寒波
受保护的技术使用者：湖南中车时代通信信号有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13