一種基于測(cè)距模式的地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于測(cè)距模式的地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航系統(tǒng),包括第一車載移動(dòng)測(cè)距終端、第二車載移動(dòng)測(cè)距終端、第一車站測(cè)距基站、第二車站測(cè)距基站、第一地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)和第二地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng),所述第一車載移動(dòng)測(cè)距終端、第二車載移動(dòng)測(cè)距終端分別設(shè)置在地鐵列車的前后駕駛室處,所述第一車站測(cè)距基站、第二車站測(cè)距基站分別安裝于雙向兩邊軌道上方有精確位置線路坐標(biāo)的固定點(diǎn)位置。本實(shí)用新型可為地鐵列車運(yùn)行跟蹤、導(dǎo)航定位、智能調(diào)度提供實(shí)時(shí)精確的位置信息和傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù),可有效保障列車運(yùn)行安全、提高運(yùn)營(yíng)效率,并為地鐵列車安全運(yùn)營(yíng)管理提供一套全新的技術(shù)手段。
【專利說明】
一種基于測(cè)距模式的地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及定位與導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于測(cè)距模式的地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,城市人口和車輛迅速增加,導(dǎo)致交通狀況逐漸惡化,傳統(tǒng)的列車定位系統(tǒng)經(jīng)歷了從依靠地理設(shè)備到車載自主定位,從判斷占用信息到獲取精確坐標(biāo)位置的發(fā)展階段,先后有多種技術(shù)被用于列車定位過程中,包括軌道電路、輪軸測(cè)速、應(yīng)答器等。隨著我國(guó)北斗衛(wèi)星技術(shù)的日益成熟,在定位精度和可靠性上較GPS都有了極大的提升,能夠區(qū)別列車運(yùn)行的具體軌道,解決了由于GPS提供給我國(guó)精度過低而導(dǎo)致在軌道交通領(lǐng)域無法大規(guī)模運(yùn)用的情況。然而在實(shí)際應(yīng)用中,由于自然或是人工建筑物的阻礙、反射信號(hào)的干擾、信號(hào)自身的干擾、信號(hào)阻塞、天線造成的衰減以及衛(wèi)星信號(hào)處理設(shè)備對(duì)信號(hào)造成的衰減,當(dāng)信號(hào)被完全遮蔽或者信號(hào)功率衰減到衛(wèi)星接收機(jī)靈敏度以下之后,衛(wèi)星接收機(jī)通道將不能正常地對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行跟蹤,在這種情況下會(huì)出現(xiàn)衛(wèi)星跟蹤失鎖的現(xiàn)象,即衛(wèi)星不能完成定位。城市軌道交通地鐵環(huán)境,由于大多數(shù)區(qū)段都是處于地下區(qū)段,正是衛(wèi)星系統(tǒng)無法起到定位效果的環(huán)境。隨著我國(guó)鐵路的快速發(fā)展,鐵路運(yùn)輸速度不斷提升的前提下,如何更好的保障行車組織安全,是保證我國(guó)鐵路運(yùn)輸快速、穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵因素,因此,對(duì)地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航至關(guān)重要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn),而提出的一種基于測(cè)距模式的地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:
[0005]—種基于測(cè)距模式的地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航系統(tǒng),包括第一車載移動(dòng)測(cè)距終端、第二車載移動(dòng)測(cè)距終端、第一車站測(cè)距基站、第二車站測(cè)距基站、第一地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)和第二地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng),所述第一車載移動(dòng)測(cè)距終端、第二車載移動(dòng)測(cè)距終端分別設(shè)置在地鐵列車的前后駕駛室處,所述第一車站測(cè)距基站、第二車站測(cè)距基站分別安裝于雙向兩邊軌道上方有精確位置線路坐標(biāo)的固定點(diǎn)位置,所述第一車載移動(dòng)測(cè)距終端與第一車站測(cè)距基站通信連接,所述第一車站測(cè)距基站與第一地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)通信連接,所述第二車載移動(dòng)測(cè)距終端與第二車站測(cè)距基站通信連接,所述第二車站測(cè)距基站與第二地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)通信連接。
[0006]優(yōu)選的,所述第一車載移動(dòng)測(cè)距終端、第二車載移動(dòng)測(cè)距終端均包括處理器、ID寄存器、參數(shù)設(shè)置輸入按鍵和無線信號(hào)收發(fā)器,所述處理器的輸入端分別與參數(shù)設(shè)置輸入按鍵、ID寄存器、無線信號(hào)收發(fā)器的輸出端連接,所述處理器的輸出端分別與ID寄存器、無線信號(hào)收發(fā)器的輸入端連接。
[0007]優(yōu)選的,所述ID寄存器為非易失性存儲(chǔ)器。
[0008]優(yōu)選的,所述無線信號(hào)收發(fā)器發(fā)射的信號(hào)為納秒級(jí)非正弦波窄脈沖。
[0009]每條地鐵線路都有其固定的軌道,本系統(tǒng)可以對(duì)地鐵線路、站場(chǎng)等進(jìn)行精密電子地圖繪制和顯不,對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)彳丁精確的地理標(biāo)注。
[0010]通過在列車車頭、車尾安裝移動(dòng)測(cè)距終端,通過在車站固定點(diǎn)安裝固定測(cè)距基站完成列車整車屬性和車站屬性的標(biāo)注,通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)距實(shí)現(xiàn)列車在運(yùn)行中的精確位置的實(shí)時(shí)解算,通過軌道精密電子地圖實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示和數(shù)據(jù)映射,完成列車的定位。
[0011]通過列車定位和列車車頭、車尾位置,實(shí)時(shí)計(jì)算前后兩車的精確距離,可以對(duì)超過規(guī)定距離的車輛運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)預(yù)警,防止列車碰撞和追尾事故的發(fā)生。
[0012]本系統(tǒng)所有列車的精確位置數(shù)據(jù)全部進(jìn)入服務(wù)器系統(tǒng),可以優(yōu)化列車的運(yùn)行調(diào)度,設(shè)計(jì)基于列車精確位置的服務(wù)系統(tǒng),可以大大提升列車運(yùn)營(yíng)效率。
[0013]本系統(tǒng)的硬件設(shè)備全部采用雙單元冗余設(shè)計(jì)思路,即系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)生、檢測(cè)、通信、處理和結(jié)果輸出,以及系統(tǒng)供電等設(shè)計(jì)全部采用雙單元配置,按照二取一的可靠性驗(yàn)證設(shè)計(jì),保證系統(tǒng)在某一單元設(shè)備故障的情況下,不影響系統(tǒng)功能。
[0014]本實(shí)用新型中,通過采用無線載波脈沖射頻信號(hào)機(jī)制進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙向飛行時(shí)間測(cè)距和通信,獲得在可測(cè)范圍內(nèi)列車與車站固定基站間的距離(也可測(cè)量前后兩列車間的距離),自動(dòng)判定地鐵列車在固定軌道上的精確位置,通過精確的鐵路軌道電子地圖圖形與列車運(yùn)行軌道的映射關(guān)系,實(shí)現(xiàn)列車精確定位與安全導(dǎo)航,可為地鐵列車運(yùn)行跟蹤、導(dǎo)航定位、智能調(diào)度提供實(shí)時(shí)精確的位置信息和傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù),可有效保障列車運(yùn)行安全、提高運(yùn)營(yíng)效率,并為地鐵列車運(yùn)營(yíng)管理提供一套全新的管理手段。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型提出的一種基于測(cè)距模式的地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)不意圖;
[0016]圖2為本實(shí)用新型提出的車載移動(dòng)測(cè)距終端的系統(tǒng)示意圖;
[0017]圖3為本實(shí)用新型系統(tǒng)架構(gòu)與定位原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。
[0019]參照?qǐng)D1-2,一種基于測(cè)距模式的地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航系統(tǒng),包括第一車載移動(dòng)測(cè)距終端、第二車載移動(dòng)測(cè)距終端、第一車站測(cè)距基站、第二車站測(cè)距基站、第一地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)和第二地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng),所述第一車載移動(dòng)測(cè)距終端、第二車載移動(dòng)測(cè)距終端分別設(shè)置在列車的前后駕駛室處,所述第一車站測(cè)距基站、第二車站測(cè)距基站分別安裝于雙向兩邊軌道上方有精確位置線路坐標(biāo)的固定點(diǎn)位置,所述第一車載移動(dòng)測(cè)距終端與第一車站測(cè)距基站通信連接,所述第一車站測(cè)距基站與第一地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)通信連接,所述第二車載移動(dòng)測(cè)距終端與第二車站測(cè)距基站通信連接,所述第二車站測(cè)距基站與第二地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)通信連接。
[0020]第一車載移動(dòng)測(cè)距終端、第二車載移動(dòng)測(cè)距終端均包括處理器、ID寄存器、參數(shù)設(shè)置輸入按鍵和無線信號(hào)收發(fā)器,處理器的輸入端分別與參數(shù)設(shè)置輸入按鍵、ID寄存器、無線信號(hào)收發(fā)器的輸出端連接,處理器的輸出端分別與ID寄存器、無線信號(hào)收發(fā)器的輸入端連接,ID寄存器為非易失性存儲(chǔ)器,無線信號(hào)收發(fā)器發(fā)射的信號(hào)為納秒級(jí)非正弦波窄脈沖。
[0021]通過采用無線載波脈沖射頻信號(hào)機(jī)制進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙向飛行時(shí)間測(cè)距和通信,獲得在可測(cè)范圍內(nèi)列車與車站固定基站間的距離(也可測(cè)量前后兩列車間的距離),自動(dòng)判定地鐵列車在固定軌道上的精確位置,通過精確的鐵路軌道電子地圖圖形與列車運(yùn)行軌道的映射關(guān)系,實(shí)現(xiàn)列車精確定位與安全導(dǎo)航,可為地鐵列車運(yùn)行跟蹤、導(dǎo)航定位、智能調(diào)度提供實(shí)時(shí)精確的位置信息和傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù),可有效保障列車運(yùn)行安全、提高運(yùn)營(yíng)效率,并為地鐵列車運(yùn)營(yíng)管理提供一套全新的管理手段。
[0022]本實(shí)用新型的系統(tǒng)架構(gòu)與定位原理如圖3所示,圖中:
[0023]A、B、C、D分別代表不同的列車;
[0024]Al、A2分別為A列車的車頭車尾兩端(B、C、D類推);
[0025]G為車站站點(diǎn)(G1、G2、G3分別為多個(gè)不同的車站);
[0026]位于有效通信范圍內(nèi)(本系統(tǒng)有效通信距離大于2000m)的任意兩點(diǎn)都可以精確測(cè)距,如 Al—Gl、A2—BI 等;
[0027]同向運(yùn)行列車的前后車距也可實(shí)時(shí)精確測(cè)量,如A2—B1、B2—Cl等;
[0028]列車與車站固定點(diǎn)實(shí)時(shí)測(cè)距,如BI — G1、B2—G2、C2—G3等;
[0029]所有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)距數(shù)據(jù)通過站間網(wǎng)絡(luò)或站一站傳輸至地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng),也可通過本系統(tǒng)無線測(cè)距與通信模塊的自組網(wǎng)通信功能將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)距數(shù)據(jù)傳輸至地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)。
[0030]以上所述,僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】,但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于測(cè)距模式的地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航系統(tǒng),其特征在于,包括第一車載移動(dòng)測(cè)距終端、第二車載移動(dòng)測(cè)距終端、第一車站測(cè)距基站、第二車站測(cè)距基站、第一地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)和第二地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng),所述第一車載移動(dòng)測(cè)距終端、第二車載移動(dòng)測(cè)距終端分別設(shè)置在地鐵列車的前后駕駛室處,所述第一車站測(cè)距基站、第二車站測(cè)距基站分別安裝于雙向兩邊軌道上方有精確位置線路坐標(biāo)的固定點(diǎn)位置,所述第一車載移動(dòng)測(cè)距終端與第一車站測(cè)距基站通信連接,所述第一車站測(cè)距基站與第一地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)通信連接,所述第二車載移動(dòng)測(cè)距終端與第二車站測(cè)距基站通信連接,所述第二車站測(cè)距基站與第二地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)通信連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于測(cè)距模式的地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航系統(tǒng),其特征在于,所述第一車載移動(dòng)測(cè)距終端、第二車載移動(dòng)測(cè)距終端均包括處理器、ID寄存器、參數(shù)設(shè)置輸入按鍵和無線信號(hào)收發(fā)器,所述處理器的輸入端分別與參數(shù)設(shè)置輸入按鍵、ID寄存器、無線信號(hào)收發(fā)器的輸出端連接,所述處理器的輸出端分別與ID寄存器、無線信號(hào)收發(fā)器的輸入端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于測(cè)距模式的地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航系統(tǒng),其特征在于,所述ID寄存器為非易失性存儲(chǔ)器。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于測(cè)距模式的地鐵列車精確定位與安全導(dǎo)航系統(tǒng),其特征在于,所述無線信號(hào)收發(fā)器發(fā)射的信號(hào)為納秒級(jí)非正弦波窄脈沖。
【文檔編號(hào)】G08G1/01GK205524317SQ201620099924
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月1日
【發(fā)明人】楊吉釗, 譚善文
【申請(qǐng)人】成都可益軌道技術(shù)有限公司