一种轨道区段上隧道区域的生成方法及其应用与流程

1.本发明涉及一种隧道区域的生成方法，尤其是涉及一种轨道区段上隧道区域的生成方法及其应用。


背景技术：

2.在轨道交通列车运行的过程中，需要根据线路情况进行限速的调整。处于隧道内时因为隧道内部环境较为简单，并且也不会受恶劣天气的影响，所以可以有较高的限速。相对而言，高架路面环境更复杂，可能会有许多因素侵入列车运行的空间，因此需要较为严格的限速。
3.在列车运行控制系统中，考虑到安全因素，在整辆列车都在隧道中运行时才考虑采用隧道内列车运行方案，因此在实际隧道的基础上还需要向内推进一个车长与定位误差的距离。现有技术在土建信息中只给出了每个轨道分区(track container)上的隧道或高架属性，在以轨道区段(block)为单位进行的列车运行控制中仍不够精准。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种轨道区段上隧道区域的生成方法及其应用，能够提高安全性，并提供更加精确的控制效果。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.根据本发明的第一方面，提供了一种轨道区段上隧道区域的生成方法，该方法包括以下步骤：
7.步骤a)获取土建中原始隧道信息；
8.步骤b)根据原始隧道信息，结合车长与定位误差，获得每个方向的所有隧道区域起始点与结束点；
9.步骤c)检测是否有重叠区域，若有重叠，则将区域合并；
10.步骤d)在每个轨道区段的每个方向起点处，生成一个当前方向与该处所在区域属性相同的重复点。
11.作为优选的技术方案，所述的步骤a)中的原始隧道信息包括各条轨道上的轨道分区属性和轨道分区的起始点公里标位置，通过上述原始隧道信息进而得到原始的隧道区域。
12.作为优选的技术方案，所述的步骤b)中每个方向的隧道区域起始点为实际隧道起点往当前方向向后推移一个车长与定位误差之和的距离后的位置，若当前实际隧道起点为线路起点，则无需推移。
13.作为优选的技术方案，每个方向的所述实际隧道起点为当前方向相反方向的下一个轨道分区属性为高架，当前轨道分区属性为隧道时，当前轨道分区的起始点。
14.作为优选的技术方案，所述的步骤b)中每个方向的隧道区域起始点计算公式如下：
15.begin_kp＝act_begin_kp+c_max_train_length+c_max_location_error
16.其中begin_kp为所求隧道区域的起始位置公里标，act_begin_kp为实际隧道起点所处位置公里标，c_max_train_length为最大车长，c_max_location_error为定位误差。
17.作为优选的技术方案，所述的步骤b)中，若在推移的过程中碰到道岔，则需根据推移前方所在轨道重新计算公里标；若碰到的是发散道岔，则还需要往发散道岔两侧推移。
18.作为优选的技术方案，所述的步骤b)中每个方向的隧道区域结束点为当前方向的隧道区域起始点往当前方向搜寻碰到的第一个属性为高架的轨道分区起点所在位置。
19.作为优选的技术方案，若在实际隧道起点所处位置与所求隧道区域的起始位置之间存在属性为高架的轨道分区起点，则无需生成初始隧道点以及该处的隧道区域结束点。
20.作为优选的技术方案，所述的步骤c)检测是否有重叠区域，若有重叠，则将区域合并具体为：
21.从每个方向实际隧道起点，以轨道区段为单位，向前搜寻一个最大车长与定位误差之和，若搜寻过程中碰到已推移的隧道区域起点，则去除该起点，该隧道区域与当前隧道区域合并为一个隧道区域；若搜寻过程中碰到隧道区域结束点，则去除该隧道区域结束点以及对应的隧道区域起始点，并停止本次搜寻。
22.作为优选的技术方案，所述的步骤d)中的生成一个当前方向与该处所在区域属性相同的重复点具体为：
23.d1)寻找整条线路中每个方向的所有线路起点；
24.d2)判断线路起点处是否为隧道区域，若为是，在线路起点处生成一个搜寻方向的属性为隧道的重复点，然后以线路起点为起始点，以轨道区段为单位向后搜寻，否则在线路起点处生成一个搜寻方向的属性为高架的重复点，以线路起点为起始点，然后以轨道区段为单位向后搜寻；
25.d3)判断轨道区段内是否存在隧道与高架的转换点，若存在，则下一个轨道区段起始点处重复点属性跟随改变，否则下一个轨道区段起始点处重复点属性与当前轨道区段起始点处重复点属性相同。
26.根据本发明的第二方面，提供了一种采用所述轨道区段上隧道区域的生成方法的应用方法，该应用方法采用生成的隧道区域信息，在列车运行到某一个轨道区段时对其安全性操作。
27.根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。
28.根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。
29.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
30.1)本发明具有更高的安全性，以及更加精确的控制效果；
31.2)本发明以隧道入口往后延伸一个车长与定位误差之和，考虑了列车同时处于高架与隧道时的情况，提高了列车运行时的安全性；
32.3)本发明以轨道区段为单位生成重复的隧道或高架点，提高了列车运行控制软件的精确性。
附图说明
33.图1为本发明生成方法的具体流程图；
34.图2为隧道区域起始点与结束点的示意图；
35.图3为轨道区段重复点的示意图；
36.图4为本发明实施例中轨道区段线路连接情况示意图。
具体实施方式
37.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的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
38.如图1所示，本发明提供一种道区段上隧道区域的生成方法，包含以下步骤：
39.步骤a：获取土建中原始隧道信息；
40.步骤b：根据原始隧道信息，结合车长与定位误差，获得每个方向的所有隧道区域起始点与结束点；
41.步骤c：检测是否有重叠区域，若有重叠，则将区域合并；
42.步骤d：在每个轨道区段每个方向起点处，生成一个当前方向与该处所在区域属性相同的重复点。
43.所述的步骤a：获取土建中原始隧道信息：
44.土建中原始隧道信息包括当前线路中所有轨道分区(track container)，其中每个轨道分区包含该轨道分区的起始点公里标、轨道分区的属性(隧道或者高架)、轨道分区所在的轨道。将所有轨道分区信息记录在若干个列表中，每个列表记录了一个轨道对应的所有轨道分区信息。
45.所述的步骤b：根据原始隧道信息，结合车长与定位误差，获得每个方向的所有隧道区域起始点与结束点，如图2所示，图中以grip点形式表示隧道区域的范围，grip_value为0表示高架，为1表示隧道，包括：
46.b1)根据线路图，以及步骤a中的所有轨道分区信息，结合当前轨道分区前一个轨道分区的属性，获得每个方向代表实际隧道起点的所有轨道分区信息，具体为：
47.1)分别在上行与下行方向，遍历所有轨道分区属性为隧道的轨道分区，以每一个轨道分区起始点作为起点；
48.2)从当前轨道分区起始点，向当前方向相反的方向，以轨道区段为单位搜寻，获得碰到的第一个其他轨道分区起始点；
49.3)若该其他轨道分区起始点对应的轨道分区属性为高架，则当前轨道分区起始点为该方向的实际隧道起点。
50.b2)遍历筛选获得的所有轨道分区信息，将隧道区域起始点设为实际隧道起点处向当前方向推移一个车长与定位误差之和的距离，计算公式如下：
51.begin_kp＝act_begin_kp+c_max_train_length+c_max_location_error
52.其中begin_kp为所求隧道区域的起始位置，act_begin_kp为实际隧道起点所处位置，c_max_train_length为最大车长，c_max_location_error为定位误差。
53.如果搜寻过程中碰到属性为高架的轨道分区起点，则无需生成隧道起始点以及该处的隧道区域结束点。
54.如果搜寻过程中碰到道岔，则需要根据推移前方所在轨道重新计算公里标；如果碰到的是发散道岔，则还需要往发散道岔两侧搜寻。
55.b3)若需生成隧道起始点，则继续向后搜寻，找到的第一个属性为高架的轨道分区起始点坐标即为隧道区域的结束点坐标。
56.所述的步骤c：检测是否有重叠区域，若有重叠，则将区域合并，具体为：
57.从每个方向实际隧道起点，向前搜寻一个车长与定位误差之和的距离，若搜寻过程中碰到已推移的隧道区域起点，则表明该处存在由汇聚道岔的另一侧生成的隧道区域起点，去除该起点，将该隧道区域与当前隧道区域合并为一个隧道区域；若搜寻过程中碰到隧道区域结束点，则表明该处隧道无法让列车完全进入，应视为全程高架，去除该隧道区域结束点以及对应的隧道区域起始点，并停止本次搜寻。
58.所述的步骤d：在每个轨道区段每个方向起点处，生成一个当前方向与该处所在区域属性相同的重复点，包括：
59.经过步骤b、c，可以获得所有隧道起点与隧道终点。由线路的端点开始，以轨道区段为单位向后搜寻；判断搜寻到的每个轨道区段内最后一个点的属性(隧道入口或隧道出口)与进入该轨道区段时的上一个点属性是否相同，若不相同，则下一个轨道区段起始点处重复点属性跟随改变，否则不变，如图3所示。
60.具体实施例
61.本实施例轨道区段线路连接情况见图4所示，其中线路中最大车长为14137cm，定位误差为6500cm。
62.步骤a)获取土建中原始隧道信息；
63.土建中原始隧道信息包括轨道分区与轨道区段信息，在表1、2中分别给出，表中公里标单位均为厘米，其中表1为轨道分区信息表，表2为轨道区段信息表。
64.表1
65.轨道分区轨道轨道区段起点公里标属性tc1track1b120000隧道tc2track1b260000高架tc3track1b365000高架tc4track1b367000隧道tc5track1b4100000高架tc6track2b515000隧道tcb1track1b110000高架tcb2track2b510000高架tcetrack1b4110000高架
66.表2
67.轨道区段轨道起点公里标结束点公里标b1track11000040000b2track14000061000
b3track16100068000b4track168000110000b5track21000030000
68.步骤b)根据原始隧道信息，结合车长与定位误差，获得每个方向的所有隧道区域起始点与结束点；
69.最大车长与定位误差之和为20637cm，首先根据当前轨道分区前一个轨道分区属性，得到上行方向实际隧道起始点tc1、tc4、tc6，下行方向实际隧道起始点tc2、tc5。
70.根据公式begin_kp＝act_begin_kp+c_max_train_length+c_max_location_error，每个方向分别向前推移20637cm得到隧道起始点。其中tc6向上行方向推移时，碰到汇聚道岔，道岔前方轨道不为当前轨道，因此需要重新计算；tc2向下行方向推移时，碰到发散道岔，因此需要往两边均继续搜寻。生成隧道起始点后，向后搜寻隧道结束点。
71.结果见表3所示，其中grip_value为1表示隧道，0表示高架。表3为grip信息表。
72.表3
73.grip轨道区段轨道公里标grip_value方向grip1upb2track1406371上行grip6upb2track1456371上行grip2upb2track1600000上行grip4upb4track1876371上行grip5upb4track11000000上行grip1dnb1track1200000下行grip21dnb1track1393631下行grip4dnb3track1670000下行grip5dnb4track1793631下行grip6dnb5track2150000下行grip22dnb5track2293631下行
74.步骤c)检测是否有重叠区域，若有重叠，则将区域合并；
75.在搜寻的过程中，发现grip1up在tc6往grip6up推移的路径中，因此删除grip1up，将由tc1与tc6生成的上行方向隧道区域合并。
76.步骤d)在每个轨道区段每个方向起点处，生成一个当前方向与该处所在区域属性相同的重复点。
77.由上行起点tcb1、tcb2与下行起点tce出发进行重复，得到的结果如表4所示。表4为最终grip信息表。
78.表4
[0079][0080][0081]
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过应用实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。
[0082]
本实施例还一种应用，通过上述实施例生成了线路中的隧道区域信息，列车运行控制系统可以根据这些信息，在列车运行到某一个轨道区段时对其限速及其他操作进行一个判断。
[0083]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0084]
本发明还提供一种电子设备包括中央处理单元(cpu)，其可以根据存储在只读存储器(rom)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(ram)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在ram中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。cpu、rom以及ram通过总线彼此相连。输入/输出(i/o)接口也连接至总线。
[0085]
设备中的多个部件连接至i/o接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、
调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0086]
处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如本发明方法。例如，在一些实施例中，本发明方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到ram并由cpu执行时，可以执行上文描述的本发明方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，cpu可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行本发明方法。
[0087]
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、片上系统(soc)、复杂可编程逻辑设备(cpld)等等。
[0088]
用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0089]
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0090]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种轨道区段上隧道区域的生成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤a)获取土建中原始隧道信息；步骤b)根据原始隧道信息，结合车长与定位误差，获得每个方向的所有隧道区域起始点与结束点；步骤c)检测是否有重叠区域，若有重叠，则将区域合并；步骤d)在每个轨道区段的每个方向起点处，生成一个当前方向与该处所在区域属性相同的重复点。2.根据权利要求1所述的一种轨道区段上隧道区域的生成方法，其特征在于，所述的步骤a)中的原始隧道信息包括各条轨道上的轨道分区属性和轨道分区的起始点公里标位置，通过上述原始隧道信息进而得到原始的隧道区域。3.根据权利要求1所述的一种轨道区段上隧道区域的生成方法，其特征在于，所述的步骤b)中每个方向的隧道区域起始点为实际隧道起点往当前方向向后推移一个车长与定位误差之和的距离后的位置，若当前实际隧道起点为线路起点，则无需推移。4.根据权利要求3所述的一种轨道区段上隧道区域的生成方法，其特征在于，每个方向的所述实际隧道起点为当前方向相反方向的下一个轨道分区属性为高架，当前轨道分区属性为隧道时，当前轨道分区的起始点。5.根据权利要求3所述的一种轨道区段上隧道区域的生成方法，其特征在于，所述的步骤b)中每个方向的隧道区域起始点计算公式如下：begin_kp＝act_begin_kp+c_max_train_length+c_max_location_error其中begin_kp为所求隧道区域的起始位置公里标，act_begin_kp为实际隧道起点所处位置公里标，c_max_train_length为最大车长，c_max_location_error为定位误差。6.根据权利要求3所述的一种轨道区段上隧道区域的生成方法，其特征在于，所述的步骤b)中，若在推移的过程中碰到道岔，则需根据推移前方所在轨道重新计算公里标；若碰到的是发散道岔，则还需要往发散道岔两侧推移。7.根据权利要求1所述的一种轨道区段上隧道区域的生成方法，其特征在于，所述的步骤b)中每个方向的隧道区域结束点为当前方向的隧道区域起始点往当前方向搜寻碰到的第一个属性为高架的轨道分区起点所在位置。8.根据权利要求7所述的一种轨道区段上隧道区域的生成方法，其特征在于，若在实际隧道起点所处位置与所求隧道区域的起始位置之间存在属性为高架的轨道分区起点，则无需生成初始隧道点以及该处的隧道区域结束点。9.根据权利要求1所述的一种轨道区段上隧道区域的生成方法，其特征在于，所述的步骤c)检测是否有重叠区域，若有重叠，则将区域合并具体为：从每个方向实际隧道起点，以轨道区段为单位，向前搜寻一个最大车长与定位误差之和，若搜寻过程中碰到已推移的隧道区域起点，则去除该起点，该隧道区域与当前隧道区域合并为一个隧道区域；若搜寻过程中碰到隧道区域结束点，则去除该隧道区域结束点以及对应的隧道区域起始点，并停止本次搜寻。10.根据权利要求1所述的一种轨道区段上隧道区域的生成方法，其特征在于，所述的步骤d)中的生成一个当前方向与该处所在区域属性相同的重复点具体为：d1)寻找整条线路中每个方向的所有线路起点；
d2)判断线路起点处是否为隧道区域，若为是，在线路起点处生成一个搜寻方向的属性为隧道的重复点，然后以线路起点为起始点，以轨道区段为单位向后搜寻，否则在线路起点处生成一个搜寻方向的属性为高架的重复点，以线路起点为起始点，然后以轨道区段为单位向后搜寻；d3)判断轨道区段内是否存在隧道与高架的转换点，若存在，则下一个轨道区段起始点处重复点属性跟随改变，否则下一个轨道区段起始点处重复点属性与当前轨道区段起始点处重复点属性相同。11.一种采用权利要求1所述轨道区段上隧道区域的生成方法的应用方法，其特征在于，该应用方法采用生成的隧道区域信息，在列车运行到某一个轨道区段时对其安全性操作。12.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～10中任一项所述的方法。13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～10中任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及一种轨道区段上隧道区域的生成方法及其应用，该方法包括以下步骤：步骤A)获取土建中原始隧道信息；步骤B)根据原始隧道信息，结合车长与定位误差，获得每个方向的所有隧道区域起始点与结束点；步骤C)检测是否有重叠区域，若有重叠，则将区域合并；步骤D)在每个轨道区段的每个方向起点处，生成一个当前方向与该处所在区域属性相同的重复点。与现有技术相比，本发明具有更高的安全性，以及更加精确的控制效果等优点。确的控制效果等优点。确的控制效果等优点。


技术研发人员：陈泽君 常鸣 吕新军 陈祥 田绪俊 王许超 曹鹏 王凌雁
受保护的技术使用者：卡斯柯信号有限公司
技术研发日：2022.09.28
技术公布日：2022/12/23