一种列车定位方法及系统与流程

[0001]
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车定位方法及系统。


背景技术：

[0002]
在轨道交通场景下，由于列车运行速度快、调度间隔小，为确保行车安全与运行效率，列车调度与控制系统需要实时掌握列车的精确位置信息。
[0003]
当前的轨道交通系统中，列车定位还主要依赖于建设专门的轨旁和车载定位设备进行列车位置定位，投资成本比较高。
[0004]
因此，需要提出一种新的针对轨道交通中列车定位的方法。


技术实现要素：

[0005]
本发明实施例提供一种列车定位方法及系统，用以解决现有技术中针对列车定位需要专门的设备导致投资成本过高的缺陷。
[0006]
第一方面，本发明实施例提供一种列车定位方法，包括：
[0007]
根据预设周期获取列车车载tau上报的主备用网络mr信息；
[0008]
将所述主备用网络mr信息和基站cell id信息发送至omc系统；
[0009]
所述omc系统将所述主备用网络mr信息和所述基站cell id信息与基准数据进行比对，根据特定算法得到所述列车的实际物理位置。
[0010]
优选地，所述根据预设周期获取列车车载tau上报的主备用网络mr信息，之前包括：
[0011]
采集铁轨沿线的rsrp覆盖分布数据，基于所述rsrp覆盖分布数据建立定位基准数据库；
[0012]
获取所述主备用网络的车载tau按照所述预设周期上报包含rsrp的若干mr信息；
[0013]
提取所述若干mr信息中对应的若干时刻点，依次采用上一时刻点的rsrp与当前时刻点的rsrp进行求平均运算后作为所述当前时刻点的rsrp，以此类推，直到得到所有时刻点的rsrp；
[0014]
基于所述所有时刻点的rsrp得到修正后的定位基准数据库。
[0015]
优选地，所述基于所述所有时刻点的rsrp得到修正后的定位基准数据库，具体包括：
[0016]
获取所述列车达到任意相邻两个基站的时刻点，以及任意两个基站之间的距离；
[0017]
基于所述任意相邻两个基站的时刻点以及所述任意两个基站之间的距离，得到所述列车在任一时刻距离所述任意相邻两个基站中其中一个基站的距离；
[0018]
基于所述列车在任一时刻距离所述任意相邻两个基站中其中一个基站的距离，与所属基站的cell id、左右里程方向以及rsrp信息的对应关系，得到所述修正后的定位基准数据库。
[0019]
优选地，所述omc系统将所述主备用网络mr信息和所述基站cell id信息与基准数
据进行比对，根据预设算法得到所述列车的实际物理位置，具体包括：
[0020]
基于基站上报的cell id信息确定所述列车所处的基站小区，完成初步定位；
[0021]
根据同一时刻点接收到的主备用网络的cell id以及rsrp信息，确定所述列车的车载tau所属基站小区的左右侧里程方向；
[0022]
由主用网络的车载tau上报的rsrp与所述omc系统保存的数据进行对比，确定所述列车的实际物理位置。
[0023]
优选地，所述基于基站上报的cell id信息确定所述列车所处的基站小区，完成初步定位，具体包括：
[0024]
若获取的基站上报的cell id信息为主备用网络中任一网络与任一基站对应的cell id值，则确定所述列车的车头位于所述任一基站的覆盖范围内。
[0025]
优选地，所述根据同一时刻点接收到的主备用网络的cell id以及rsrp信息，确定所述列车的车载tau所属基站小区的左右侧里程方向，具体包括：
[0026]
获取同一时刻点的主备用网络车载tau上报的rsrp，以及主用网络基站cell id和备用网络基站cell id；
[0027]
分别提取任意两个相邻基站中第一基站对应的第一主用网络基站cell id和第一备用网络基站cell id，以及第二基站对应的第二主用网络基站cell id和第二备用网络基站cell id；
[0028]
设定所述列车的车头车载tau接入所述第二基站，车尾车载tau接入所述第一基站；
[0029]
当所述主用网络基站cell id等于所述第二主用网络基站cell id时，若判断获知所述备用网络基站cell id等于所述第二备用网络基站cell id，则所述列车不在切换带位置，根据所述主备用网络车载tau上报的rsrp判断列车所处的左右侧里程方向；
[0030]
若判断获知所述备用网络基站cell id不等于所述第二备用网络基站cell id，则所述列车处于切换带位置，若判断获知所述备用网络基站cell id等于所述第一备用网络基站cell id，则判定所述列车的车头位于所述第二基站的左侧切换带位置，否则判定所述备用网络基站cell id数据错误，丢弃当前时刻点的位置信息。
[0031]
优选地，所述根据所述主备用网络车载tau上报的rsrp判断列车所处的左右侧里程方向，具体包括：
[0032]
当主用网络rsrp大于备用网络rsrp时，则判断所述列车的车头位于所述第二基站的左侧，否则判断所述列车的车头位于所述第二基站的右侧。
[0033]
第二方面，本发明实施例还提供一种列车定位系统，包括：
[0034]
获取模块，用于根据预设周期获取列车车载tau上报的主备用网络mr信息；
[0035]
发送模块，用于将所述主备用网络mr信息和基站cell id信息发送至omc系统；
[0036]
处理模块，用于所述omc系统将所述主备用网络mr信息和所述基站cell id信息与基准数据进行比对，依据预设算法得到所述列车的实际物理位置。
[0037]
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述列车定位方法的步骤。
[0038]
第四方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计
算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述列车定位方法的步骤。
[0039]
本发明实施例提供的列车定位方法及系统，通过采用基于车载tau上报的主备用双网mr信息进行列车位置定位，能取代传统列车定位系统，避免了重复建设，并节省设备投资成本。
附图说明
[0040]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]
图1是本发明实施例提供的一种列车定位方法的流程示意图；
[0042]
图2是本发明实施例提供的列车定位流程图；
[0043]
图3是本发明实施例提供的铁路沿线rsrp覆盖分布示意图；
[0044]
图4是本发明实施例提供的列车基站左右侧位置判断流程图；
[0045]
图5是本发明实施例提供的一种列车定位系统的结构示意图；
[0046]
图6是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0047]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0048]
随着lte-m(long term evolution-metro，长期演进-轨道交通)技术已发展成为轨道交通dcs(data communication system，数据通信系统)车地无线通信主流技术，用于列车和轨旁设备cbtc(communication based train control system，基于通信的列车控制系统)等信息的无线传输，由两套完全独立的lte-m网络组成a、b网冗余备份，提高数据传输的可靠性。针对现有技术的问题，本发明实施例主要利用轨道交通lte-m车地无线通信系统中a、b网tau(train access unit，列车接入单元)终端mr信息进行地铁列车位置定位，不需要投资专门的轨旁和车载定位设备，节省投资成本。
[0049]
图1是本发明实施例提供的一种列车定位方法的流程示意图，如图1所示，包括：
[0050]
s1，根据预设周期获取列车车载tau上报的主备用网络mr信息；
[0051]
lte-m系统动车调试期间基站对测试列车车载tau下发配置，以车头tau接入lte a网，车尾tau接入lte b网为例，配置中包含tau周期性上报rsrp(reference signal receiving power，参考信号接收功率)的时间周期。
[0052]
s2，将所述主备用网络mr信息和基站cell id信息发送至omc系统；
[0053]
lte-m系统动车调试阶段omc(operation and maintenance center，操作维护中心)网管系统记录铁轨沿线车载tau上报的包含rsrp的mr信息，构建铁轨沿线各物理位置rsrp数据库。
[0054]
s3，所述omc系统将所述主备用网络mr信息和所述基站cell id信息与基准数据进
行比对，依据预设算法得到所述列车的实际物理位置，整体流程图如图2所示。
[0055]
在列车运营阶段，根据a、b网车载tau实时上报的rsrp信息与omc记录的rsrp数据进行比对，经过修订后确定列车的实际物理位置。
[0056]
本发明实施例通过采用基于车载tau上报的主备用lte-m双网mr信息进行列车位置定位，能取代传统列车定位系统，避免了重复建设，并节省设备投资成本。
[0057]
基于上述实施例，该方法步骤s1之前包括：
[0058]
采集铁轨沿线的rsrp覆盖分布数据，基于所述rsrp覆盖分布数据建立定位基准数据库；
[0059]
获取所述主备用网络的车载tau按照所述预设周期上报包含rsrp的若干mr信息；
[0060]
提取所述若干mr信息中对应的若干时刻点，依次采用上一时刻点的rsrp与当前时刻点的rsrp进行求平均运算后作为所述当前时刻点的rsrp，以此类推，直到得到所有时刻点的rsrp；
[0061]
基于所述所有时刻点的rsrp得到修正后的定位基准数据库。
[0062]
其中，所述基于所述所有时刻点的rsrp得到修正后的定位基准数据库，具体包括：
[0063]
获取所述列车达到任意相邻两个基站的时刻点，以及任意两个基站之间的距离；
[0064]
基于所述任意相邻两个基站的时刻点以及所述任意两个基站之间的距离，得到所述列车在任一时刻距离所述任意相邻两个基站中其中一个基站的距离；
[0065]
基于所述列车在任一时刻距离所述任意相邻两个基站中其中一个基站的距离，与所属基站的cell id、左右里程方向以及rsrp信息的对应关系，得到所述修正后的定位基准数据库。
[0066]
具体地，通过测试列车沿铁轨匀速运行一次采集铁轨沿线rsrp覆盖分布数据，建立定位基准数据库，期间a、b网车载tau按基站下发的时间周期向基站上报包含rsrp的mr信息，基站收到tau上报的mr信息以后，实时向omc转发rsrp以及cell id、时间戳等信息，为降低无线环境快衰落的影响，omc对接收到的rsrp值进行平滑处理，依次将接收到的上一个时刻点的rsrp与目前时刻点的rsrp进行求平均运算后作为目前时刻点的rsrp值保存，以此类推。
[0067]
根据rsrp路测数据得到的铁轨沿线信号覆盖分布参见图3，假设列车到达基站1和基站2的时间分别为ts1和ts2，从基站的布点规划可以确定基站1和基站2的距离为d，则任意时刻ts列车离基站2的距离可确定为d*(ts2-ts)/(ts2-ts1)，omc据此建立铁轨沿线物理位置与基站cell id、左右侧里程方向以及rsrp等信息的对应关系(假定以车头tau位置确定为列车位置)，并存入数据库，作为后续列车位置定位的基准数据。
[0068]
基于上述任一实施例，该方法中步骤s3具体包括：
[0069]
基于基站上报的cell id信息确定所述列车所处的基站小区，完成初步定位；
[0070]
根据同一时刻点接收到的主备用网络的cell id以及rsrp信息，确定所述列车的车载tau所属基站小区的左右侧里程方向；
[0071]
由主用网络的车载tau上报的rsrp与所述omc系统保存的数据进行对比，确定所述列车的实际物理位置。
[0072]
其中，所述基于基站上报的cell id信息确定所述列车所处的基站小区，完成初步定位，具体包括：
[0073]
若获取的基站上报的cell id信息为主备用网络中任一网络与任一基站对应的cell id值，则确定所述列车的车头位于所述任一基站的覆盖范围内。
[0074]
其中，所述根据同一时刻点接收到的主备用网络的cell id以及rsrp信息，确定所述列车的车载tau所属基站小区的左右侧里程方向，具体包括：
[0075]
获取同一时刻点的主备用网络车载tau上报的rsrp，以及主用网络基站cell id和备用网络基站cell id；
[0076]
分别提取任意两个相邻基站中第一基站对应的第一主用网络基站cell id和第一备用网络基站cell id，以及第二基站对应的第二主用网络基站cell id和第二备用网络基站cell id；
[0077]
设定所述列车的车头车载tau接入所述第二基站，车尾车载tau接入所述第一基站；
[0078]
当所述主用网络基站cell id等于所述第二主用网络基站cell id时，若判断获知所述备用网络基站cell id等于所述第二备用网络基站cell id，则所述列车不在切换带位置，根据所述主备用网络车载tau上报的rsrp判断列车所处的左右侧里程方向；
[0079]
若判断获知所述备用网络基站cell id不等于所述第二备用网络基站cell id，则所述列车处于切换带位置，若判断获知所述备用网络基站cell id等于所述第一备用网络基站cell id，则判定所述列车的车头位于所述第二基站的左侧切换带位置，否则判定所述备用网络基站cell id数据错误，丢弃当前时刻点的位置信息。
[0080]
其中，所述根据所述主备用网络车载tau上报的rsrp判断列车所处的左右侧里程方向，具体包括：
[0081]
当主用网络rsrp大于备用网络rsrp时，则判断所述列车的车头位于所述第二基站的左侧，否则判断所述列车的车头位于所述第二基站的右侧。
[0082]
具体地，在列车运营期间由a、b网车载tau按基站下发的时间周期向基站上报包含rsrp的mr信息，基站连同cell id等信息一起转发给omc，omc收到基站转发的以上信息后，对rsrp进行步骤2相同的平滑处理后同数据库里保存的基准数据进行比对，根据以下步骤确定列车的实际物理位置。
[0083]
首先，根据基站上报的cell id信息确定列车所处的基站小区，进行初步定位，如图3所示，以a网为例，当上报的信息cell id值为pcia2时，通过检索数据库保存的数据，可以确定列车车头位于pcia2基站覆盖范围内。
[0084]
其次，根据同一时刻点接收到的a、b网cell id以及rsrp信息确定列车tau所属基站小区的左右侧里程方向，如图3所示，假定rsrpa、rsrpb分别表示同一时刻a、b网tau上报的rsrp值，pcia、pcib分别表示a、b网tau所属基站小区cell id，pcib1、pcib2分别为数据库里保存的b网基站1和b网基站2cell id值，omc数据库保存了同一站点a、b网基站的cell id成对配置值，如图3中站点1的a、b网基站小区cell id分别为pcia1和pcib1，站点2的a、b网基站小区cell id分别为pcia2和pcib2，除相邻基站的切换带区域以外，同一时刻点车头tau(a网)和车尾tau(b网)会成对接入对应cell id值的基站小区，只有在相邻基站的切换带区域，这种成对关系才会发生变化。根据同一时刻点上报的pcia和pcib的变动情况判断列车是否位于切换带，如图3所示，当车头tau位于pcia2基站小区范围内(即pcia＝pcia2)时，如果pcib＝pcib2，说明列车不在切换带位置，根据rsrpa、rsrpb之间的关系进一步判断
列车所处的左右侧里程方向，当rsrpa＞rsrpb,则判断列车车头位于基站2左侧，如图3中的t2时刻点；否则判断列车车头位于基站右侧，如图3中的t3时刻点；如果pcib≠pcib2，则说明列车可能位于切换带位置，当pcib＝pcib1时，则判定列车车头位于基站左侧切换带位置，如图3中的t1时刻点，否则判定pcib数据错误，丢弃该时刻点位置信息，列车基站左右侧位置判断流程图如图4所示。
[0085]
最后，根据a网tau上报的rsrp值与omc保存的数据进行对比，最终确定列车车头的实际物理位置。
[0086]
可以理解的是，不同列车tau实际检测和上报的rsrp值有一定的误差，但在整个铁轨全线检测到的rsrp分布趋势是一致的，根据列车每次经过基站近点位置时上报的rsrp与数据库保存的基站近点数据进行对比，两者的比值作为修正系数，其它位置实际检测值除以该修正系数，其结果作为修正后的rsrp值，以提高列车定位精度。
[0087]
基于上述任一实施例，下面以一个具体的实施例来说明本发明的方案。
[0088]
如图2所示，基站在tau接入时下发mr周期性上报的配置，上报周期可设置为120ms或240ms；动车测试过程中a、b网tau向沿线基站按配置的时间间隔周期性上报包含rsrp数据的mr信息，基站连同rsrp以及cell id、时间戳等信息转发给omc；omc根据接收到的rsrp信息以及基站位置规划建立铁轨沿线物理位置与cell id、基站左右里程方向以及rsrp的对应关系；运行期间基站不间断接收tau发送的mr信息并转发给omc；omc对接收的数据进行修正，根据a网cell id信息确定车头所在的基站小区，omc根据同一时刻点接收到的a、b网rsrp数据对比确定车头所处的基站小区左右侧里程方向；最后omc根据a网rsrp与数据库里保存的rsrp对比结果，确定tau最终所处的实际位置。
[0089]
下面对本发明实施例提供的列车定位系统进行描述，下文描述的列车定位系统与上文描述的列车定位方法可相互对应参照。
[0090]
图5是本发明实施例提供的一种列车定位系统的结构示意图，如图5所示，包括：获取模块51、发送模块52和处理模块53；其中：
[0091]
获取模块51用于根据预设周期获取列车车载tau上报的主备用网络mr信息；发送模块52用于将所述主备用网络mr信息和基站cell id信息发送至omc系统；处理模块53用于所述omc系统将所述主备用网络mr信息和所述基站cell id信息与基准数据进行比对，依据预设算法得到所述列车的实际物理位置。
[0092]
本发明实施例通过采用基于车载tau上报的主备用lte-m双网mr信息进行列车位置定位，能取代传统列车定位系统，避免了重复建设，并节省设备投资成本。
[0093]
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(communications interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行列车定位方法，该方法包括：根据预设周期获取列车车载tau上报的主备用网络mr信息；将所述主备用网络mr信息和基站cell id信息发送至omc系统；所述omc系统将所述主备用网络mr信息和所述基站cell id信息与基准数据进行比对，依据预设算法得到所述列车的实际物理位置。
[0094]
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本
发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0095]
另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的列车定位方法，该方法包括：根据预设周期获取列车车载tau上报的主备用网络mr信息；将所述主备用网络mr信息和基站cell id信息发送至omc系统；所述omc系统将所述主备用网络mr信息和所述基站cell id信息与基准数据进行比对，依据预设算法得到所述列车的实际物理位置。
[0096]
又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的列车定位方法，该方法包括：根据预设周期获取列车车载tau上报的主备用网络mr信息；将所述主备用网络mr信息和基站cell id信息发送至omc系统；所述omc系统将所述主备用网络mr信息和所述基站cell id信息与基准数据进行比对，依据预设算法得到所述列车的实际物理位置。
[0097]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0098]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0099]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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