有軌電車定位方法及位置跟蹤方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交通設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種有軌電車定位方法；本發(fā)明還涉及一種有軌電車位置跟蹤方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有軌電車是采用電力驅(qū)動(dòng)并在軌道上行駛的輕型軌道交通車輛。以汽車為主導(dǎo)的傳統(tǒng)交通模式帶來(lái)了能源危機(jī)、環(huán)境污染、土地緊缺、交通擁堵等問(wèn)題。而現(xiàn)代有軌電車具有運(yùn)行可靠、舒適、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)，完成了從傳統(tǒng)到現(xiàn)代化的轉(zhuǎn)變，在世界范圍被普遍推廣也充滿了光明的前景。為了能實(shí)時(shí)監(jiān)控有軌電車運(yùn)營(yíng)，開發(fā)了 ODMS(有軌電車運(yùn)營(yíng)調(diào)度管理系統(tǒng))，因而需要一種匹配方法把有軌電車定位到站場(chǎng)圖并跟蹤。ODMS包括但不限于應(yīng)用服務(wù)器和電車定位服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器主要負(fù)責(zé)電車的運(yùn)營(yíng)調(diào)度、進(jìn)路自動(dòng)辦理、路口優(yōu)先權(quán)處理；電車定位服務(wù)器主要負(fù)責(zé)計(jì)算電車的軌道位置，電車的運(yùn)行方向和虛擬軌道電路的占用狀態(tài)。傳統(tǒng)方法一般是將全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成大地坐標(biāo)并在GIS地圖上顯示，該方法能滿足汽車、船舶等傳統(tǒng)交通工具需求。但有軌電車是有固定的軌道，ODMS需要能將電車準(zhǔn)確的映射到軌道上，依據(jù)電車在軌道上的位置來(lái)配合進(jìn)行進(jìn)路辦理、路口優(yōu)先權(quán)處理、到站預(yù)告等處理。如果按照傳統(tǒng)方法存在以下問(wèn)題:
[0003]I)由于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)數(shù)據(jù)的精度問(wèn)題，無(wú)法準(zhǔn)確定位有軌電車是在上行軌道還是在下行軌道以及在軌道上的位置。
[0004]2)沒(méi)有結(jié)合軌旁設(shè)備來(lái)輔助定位、修正定位和跟蹤有軌電車。
[0005]3)沒(méi)有結(jié)合ODMS的相關(guān)信息(電車任務(wù)、電車狀態(tài)等)來(lái)定位和跟蹤電車。
[0006]4)電車位置在軌道上不是連續(xù)的顯示，而是按照小區(qū)段跳動(dòng)。
[0007]5)不能滿足有軌電車運(yùn)營(yíng)調(diào)度管理系統(tǒng)的需要(如自動(dòng)進(jìn)路功能、路口優(yōu)先權(quán)控制等)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能區(qū)分有軌電車是在上行軌道還是下行軌道，并能修正定位，連續(xù)、精確的顯示出電車位置的有軌電車定位方法。本發(fā)明還提供了一種有軌電車位置跟蹤方法。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明有軌電車定位方法，包括以下步驟:
[0010]步驟I)預(yù)先采集有軌電車線路上全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)勘測(cè)點(diǎn)做為系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)排列方式為:路線編號(hào)+該路線勘測(cè)點(diǎn)列表；
[0011]步驟2)將電車位置信息(train_p0S)、電車狀態(tài)信息傳輸?shù)诫娷嚩ㄎ环?wù)器；
[0012]步驟3)設(shè)置電車所在軌道；
[0013]步驟4)將步驟3)設(shè)置軌道的勘測(cè)點(diǎn)順序連接生成多個(gè)線段；
[0014]步驟5)分別計(jì)算電車位置信息到步驟4)生成的多個(gè)線段的距離；
[0015]步驟6)在步驟5)得到的多個(gè)距離中選取最小值d(m);
[0016]步驟7)如果d(m)比預(yù)先定義的閥值小，則初始定位成功，否則初始定位失敗，需要依據(jù)新的新的電車位置信息或電車狀態(tài)信息重新計(jì)算；
[0017]步驟8)初始定位成功后，依據(jù)電車參數(shù)計(jì)算出電車包絡(luò)、車頭和車尾位置。
[0018]一種有軌電車位置跟蹤方法，包括權(quán)利要求上述有軌電車定位方法的各步驟，還包括以下步驟:
[0019]步驟9)在接收到更新的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)勘測(cè)點(diǎn)位置信息后，由于電車是依據(jù)固定的軌道運(yùn)行、速度可控、通訊周期可控，按照電車的運(yùn)行方向結(jié)合電車任務(wù)、道岔位置查找一段較小的距離，更新電車的位置信息；
[0020]較小的距離為v*t, V是有軌電車的最大速度，t是道岔扳動(dòng)最小時(shí)間；
[0021]步驟10)電車定位服務(wù)器結(jié)合軌道上電車的位置計(jì)算出軌道上虛擬軌道電路的狀態(tài)；
[0022]虛擬軌道電路是以一段鐵路線路的鋼軌為導(dǎo)體構(gòu)成的電路，用于自動(dòng)、連續(xù)檢測(cè)這段線路是否被機(jī)車車輛占用，也用于控制信號(hào)裝置或轉(zhuǎn)轍裝置，以保證行車安全的設(shè)備。在地鐵中，列車經(jīng)過(guò)的每一段區(qū)域都是要布置軌道電路的，但有軌電車為了節(jié)省成本，只是在道岔區(qū)域等關(guān)鍵區(qū)域布置軌道電路，其他區(qū)域通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)劃分成虛擬軌道電路，通過(guò)電車位置判斷虛擬軌道電路占用狀態(tài)。
[0023]步驟11)電車定位服務(wù)器將計(jì)算出的電車位置信息。
[0024]虛擬軌道電路狀態(tài)發(fā)送給應(yīng)用服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器依據(jù)電車位置進(jìn)行運(yùn)營(yíng)調(diào)度；
[0025]由于有軌電車與ODMS的通訊間隔時(shí)間較短，算出的電車位置是軌道上精確的一段，所以該方法計(jì)算出的電車位置是連續(xù)變化的。在某些場(chǎng)景下，有軌電車無(wú)法接收到GNSS位置信息時(shí)，可以結(jié)合電車速度信息、電車運(yùn)行方向、電車任務(wù)信息對(duì)電車位置信息進(jìn)行推算。
[0026]在無(wú)法接受到全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)勘測(cè)點(diǎn)位置信息時(shí)，執(zhí)行以下步驟:
[0027]步驟12)計(jì)算電車偏移距離，s_delta = vl*tl ；
[0028]vl是電車即時(shí)速度，tl是電車定位服務(wù)器接收電車速度和電車運(yùn)行方向的周期，s_delta是電車在該tl周期發(fā)生的偏移；
[0029]步驟13)定位電車位置；
[0030]電車運(yùn)行方向與原方向一致，則電車往前偏移距離s_delta ；
[0031]電車運(yùn)行方向與原方向相反，則電車往回偏移距離s_delta ；
[0032]根據(jù)道岔的正位或反位判斷電車軌道占用情況。
[0033]一種有軌電車任務(wù)修正方法，包括權(quán)所述有軌電車位置跟蹤方法的所有步驟，還包括:
[0034]步驟14)若電車位置與有軌電車運(yùn)營(yíng)調(diào)度管理系統(tǒng)中電車任務(wù)不一致，則根據(jù)跟蹤得到的電車位置重置電車任務(wù)；
[0035]若電車位置與有軌電車運(yùn)營(yíng)調(diào)度管理系統(tǒng)中電車任務(wù)一致，則繼續(xù)執(zhí)行原電車任務(wù)。
[0036]所述有軌電車定位方法和或有軌電車位置跟蹤方法還可以進(jìn)一步優(yōu)化，包括:步驟15)有軌電車經(jīng)過(guò)軌旁設(shè)備時(shí)，依據(jù)系統(tǒng)配置的軌旁設(shè)備位置信息對(duì)電車位置進(jìn)行校驗(yàn)修正。
[0037]本發(fā)明的方法只需要在少數(shù)地方布置虛擬軌道電路，就能將電車連續(xù)的定位跟蹤到整個(gè)站場(chǎng)圖上，使用較小的成本完成了 ODMS的監(jiān)控需求，提高了電車運(yùn)行效率，減少了電車相關(guān)工作人員的工作量。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1是根據(jù)道岔正位或反位判斷電車軌道占用情況的示意圖一；
[0039]圖2是根據(jù)道岔正位或反位判斷電車軌道占用情況的示意圖二 ；
[0040]圖3是根據(jù)道岔正位或反位判斷電車軌道占用情況的示意圖三；
【具體實(shí)施方式】
[0041]本發(fā)明提供的一種有軌電車定位方法，包括以下步驟:步驟I)預(yù)先采集有軌電車線路上全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)勘測(cè)點(diǎn)做為系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)排列方式為:路線編號(hào)+該路線勘測(cè)點(diǎn)列表；
[0042]比如:路線I勘測(cè)點(diǎn)列表:list_l
[0043].....
[0044]路線η勘測(cè)點(diǎn)列表:list_n
[0045]步驟2)將電車位置信息(train_p0S)、電車狀態(tài)信息傳輸?shù)诫娷嚩ㄎ环?wù)器；
[0046]電車位置信息至少包括:電車GNSS位置。
[0047]電車狀態(tài)信息至少包括:電車速度，激活司機(jī)室，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向，電車運(yùn)行方向。
[0048]步驟3)設(shè)置電車所在軌道，路線X ;
[0049]步驟4)將步驟3)設(shè)置軌道的勘測(cè)點(diǎn)順序連接生成多個(gè)線段p0Sl_p0S2，pos2_pos3....pos (n_l)_pos (η)；
[0050]步驟5)分別計(jì)算電車位置信息到步驟4)生成的多個(gè)線段的距離dl，d2….d(n-l)；
[0051]步驟6)在步驟5)得到的多個(gè)距離dl, d2……d(n_l)中選取最小值d(m)；
[0052]步驟7)如果d(m)比預(yù)先定義的閥值小，則初始定位成功，否則初始定位失敗，需要依據(jù)新的數(shù)據(jù)重新計(jì)算；