一种列车位置的测量装置及方法与流程

1.本发明提供的技术方案涉及距离测量领域，具体涉及一种用于在地铁站台中对列车位置进行精确测量的装置。


背景技术：

2.随着中国城市的发展，对轨道交通的需求的城市越来越多，轨道交通在中国得到快速发展。随着各个城市机场快线的建设越来越多，出现了不同类型的地铁列车混跑，甚至地铁列车和高铁混跑的现象。不同类型的列车车门大小，车门位置以及列车停靠位置都不尽相同，站台控制中心需要在列车进站停靠时，准确测量列车的停靠位置，提供给站台控制中心用于站台门的开关门位置依据，以确保具体班次的列车停靠时列车的车门与站台屏蔽门的位置对应。
3.目前，用于测量列车停靠位置的测距装置通常采用单一的测距模块对列车停靠位置进测量，由于具体测距模块的测量精度会受到当前测量环境参数的影响。因此，现有的测距装置不仅测量精度容易受到测量环境的干扰，而且一旦内置的测距模块出现故障，将造成整个测量装置无法正常工作，严重影响着站台屏蔽门的安全运行。


技术实现要素：

4.为了解决现有的列车停靠位置的测量模块存在的容易受到测量环境干扰，且内置测距模块单一、可靠性不足的问题，本技术提供一种列车停靠位置的测量方案，该方案通过设置不同的无线测距模块，结合当前测量环境参数来提高测量装置在不同环境条件的测量精度，同时提高测量装置的可靠性。
5.本发明的第一方面提供一种列车位置的测量装置。该测量装置包括：微控制器，用于与站台控制中心(psc)通信的通信模块，以及至少两种无线测距模块，所述微控制器分别与各无线测距模块、通信模块连接。所述微控制器基于当前测量环境参数值，获取正常工作的各无线测距模块的当前测量精度，将正常工作的无线测距模块中当前测量精度最高者作为优先测距模块；对所述优先测距模块输入的测量数据实时计算得到列车位置数据，并通过所述通信模块将所述列车位置数据发送至站台控制中心；站台控制中心基于实时接收到的列车位置数据确定列车的停靠位置。所述至少两种无线测距模块为：激光测距模块、超声波测距模块、红外线测距模块以及雷达测距模块中的至少两种。
6.进一步地，所述测量装置通过该通信模块接收站台控制中心发送的列车进站信号后，触发所述微控制器基于所述优先测距模块的测量数据实时计算所述列车位置数据。
7.进一步地，红外测距模块和超声波测距模块对应的干扰测量环境参数为温度，激光测距模块对应的干扰测量环境参数为温度和湿度，雷达测距模块的干扰环境因素为测量空间灰尘/颗粒物的含量。
8.进一步地，除雷达测距模块的干扰环境因素通过雷达信号的接收功率发送功率的比值间接反映外，所述测量装置还包括与所述微控制器连接的、用于检测其它当前测量环
境参数值的传感器。
9.进一步地，所述微控制器基于当前测量环境参数，获取正常工作的各无线测距模块的当前测量精度，实现为：采用数据库记录各无线测距模块对应的干扰测量环境参数取不同值下的测量精度；根据当前测量环境参数值，查询正常工作的各无线测距模块的当前测量精度。
10.与上述测量装置相对应，本发明的第二方面提供一种列车位置的测量方法。该测量方法包括：
11.步骤s1,实时采集当前测量环境参数值，所述当前测量环境参数，指影响无线测距模块测量精度的环境参数；
12.步骤s2,基于当前测量环境参数值，获取多种无线测距模块对应的当前测量精度；
13.步骤s3,基于所述多种无线测距模块各自的当前测量精度以及工作状态确定优先测距模块；
14.步骤s4，基于所述优先测距模块输入的测量数据实时计算出列车位置数据并发送至站台控制中心。
15.进一步地，所述基于所述多种无线测距模块各自的当前测量精度以及工作状态确定优先测距模块，实现为：将所述多种无线测距模块中能正常工作的部分中的当前测量精度最高者确定为所述优先测距模块。该测量方法的具体细节与上述测量装置的实现细节相同。
16.本发明提供的技术方案通过设置多种不同的无线测距模块提高测量装置整体的工作可靠性，同时结合各无线测距模块在不同测量环境下的测量精度择优选取相关的测量数据计算出列车位置，提高整个测量装置的测量精度。
附图说明
17.图1为本发明提供的列车停靠位置的测量装置在一个实施例中的示意图。
18.图2为本发明提供的列车停靠位置的测量装置的流程图。
具体实施方式
19.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案以及有益效果更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。应该理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.本发明提供的列车位置的测量装置包括：微控制器，用于与站台控制中心(psc)通信的通信模块，以及至少两种无线测距模块，所述微控制器分别与各无线测距模块、通信模块连接。所述微控制器基于当前测量环境参数值，获取正常工作的各无线测距模块的当前测量精度，将正常工作的无线测距模块中当前测量精度最高者作为优先测距模块；对所述优先测距模块输入的测量数据实时计算得到列车位置数据，并通过所述通信模块将所述列车位置数据发送至站台控制中心；站台控制中心基于实时接收到的列车位置数据确定列车的停靠位置。
21.进一步地，所述至少两种无线测距模块为：激光测距模块、超声波测距模块、红外线测距模块以及雷达测距模块中的至少两种。红外测距模块和超声波测距模块对应的干扰
测量环境参数为温度，激光测距模块对应的干扰测量环境参数为温度和湿度，雷达测距模块的干扰环境因素为测量空间灰尘/颗粒物的含量。
22.如图1所示，在一个实施例中，本发明提供的列车位置的测量装置100包括微控制器101，与所述微控制器连接的雷达测距模块102、超声波测距模块103、激光测距模块104，通信模块105，温度传感器106和湿度传感器107。其中，雷达测距模块102在用于测量列车进站后的位置时，其测量精度主要受到隧道/轨道周围空间的灰尘/颗粒物的散射的影响，灰尘/颗粒物越多散射越严重，对接收雷达波的功率减弱越严重。因此，在该实施例中，雷达测距模块102的干扰测量环境参数为测量空间灰尘/颗粒物的含量。相应地，基于激光传播特性和测距原理可知，激光测距模块104的测量精度主要受到温度和湿度影响，其对应的干扰测量环境参数为测量空间的温度和湿度。而超声波测距模块103的测量精度跟测量空间的声波介质情况有关，则主要受到温度的影响，其对应的干扰测量环境参数为测量空间的温度。
23.在该实施例中，雷达测距模块102的干扰环境参数
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测量空间的灰尘/颗粒物情况通过雷达信号的接收功率和发送功率的比值间接反映外(颗粒物越多，电磁波散射越厉害，接收功率发送功率的比值则越小)。为了获取测量装置100中各无线测距模块的实时测量精度，需要获取当前测量环境的温度、湿度。为此，测量装置还设置对应的温度传感器106和湿度传感器107与所述微处理器101连接。当需要测量列车位置时，所述微控制器101基于所述温度传感器106、湿度传感器107检测到的温度数据、湿度数据，以及雷达波接收功率和发送功率的比值，通过查询预设的数据库获取所述雷达测距模块102、激光测距模块104以及超声波测距模块103各自在当前测量环境中的当前测量精度。所述数据库，用于记录上述三种无线测距模块对应的干扰测量环境参数取不同值下的测量精度。
24.所述微控制器100基于当前测量环境参数值，获取正常工作的上述三种无线测距模块的当前测量精度后，将正常工作的无线测距模块中当前测量精度最高者作为优先测距模块(对于产生异常的无线测距模块，微控制器101将先排除其作为优先测距模块的可能，并触发相应的告警)。对所述优先测距模块输入的测量数据实时计算得到列车位置数据，并通过所述通信模块105将所述列车位置数据发送至站台控制中心(图1未示出)；站台控制中心基于实时接收到的列车位置数据确定列车的停靠位置。站台控制中心确定列车的停靠位置以后，还需要结合列车的班车、车型信息确定当前列车的停靠位置是否足够准确，以便控制站台屏闭门的开关。
25.例如，当上述三种无线测距模块均能正常工作，且当前测量精度最大者为激光测距模块104时，所述微处理器101则选择激光测距模块104的测量数据实时计算列车的位置数据。
26.进一步地，当所述测量装置100通过该通信模块105接收站台控制中心发送的列车进站信号后，触发所述微控制器基于优先测距模块的测量数据实时计算所述列车位置数据。
27.与上述测量装置相对应，本发明还提供一种列车位置的测量方法。如图2所示，该测量方法包括以下步骤：
28.步骤s1，实时采集当前测量环境参数值；所述当前测量环境参数，指影响无线测距模块测量精度的环境参数。
29.步骤s2,基于当前测量环境参数值，确定多种无线测距模块的当前测量精度。
30.步骤s3,基于所述多种无线测距模块各自的当前测量精度以及工作状态确定优先测距模块。这一步具体实现为：将所述多种无线测距模块中能正常工作的部分中的当前测量精度最高者确定为所述优先测距模块；
31.步骤s4,基于该优先测距模块的测量数据实时计算得到列车位置数据，并将所述列车位置数据发送至站台控制中心。
32.在上述步骤s1-s2中，所述多种无线测距模块至少包括：激光测距模块、超声波测距模块、红外线测距模块以及雷达测距模块中的两种。相应地，红外测距模块和超声波测距模块对应的干扰测量环境参数为温度，激光测距模块对应的干扰测量环境参数为温度和湿度，雷达测距模块的干扰环境因素为测量空间灰尘/颗粒物的含量。这些干扰测量环境参数值包含在步骤s1的当前测量环境参数值中。所述测量方法的具体实现细节与上述测量装置对应模块的执行功能相对应。
33.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种列车位置的测量装置，其特征在于，该测量装置包括：微控制器，用于与站台控制中心(psc)通信的通信模块，以及至少两种的无线测距模块，所述微控制器分别与各无线测距模块、通信模块连接；所述微控制器，基于当前测量环境参数值以及各无线测距模块的测量数据实时计算出列车位置数据，并通过所述通信模块实时地将所述列车位置信息发送给站台控制中心；所述当前测量环境参数，指会对无线测距模块的测量精度会产生影响的环境参数。2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述微控制器基于当前测量环境参数值以及各无线测距模块的测量数据，实时计算出列车位置数据，包括：根据所述当前测量环境参数值获取正常工作的各无线测距模块的当前测量精度，将正常工作的无线测距模块中当前测量精度最高者确定为优先测距模块；对所述优先测距模块输入的测量数据实时计算得到列车位置数据，并通过所述通信模块将所述列车位置数据实时发送给站台控制中心。3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述根据当前测量环境参数值，获取正常工作的各无线测距模块的当前测量精度，实现为：采用数据库记录各无线测距模块对应的测量环境参数取不同值下的测量精度；根据当前测量环境参数值，查询所述数据库获得正常工作的各无线测距模块的当前测量精度。4.如权利要求1-3中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述至少两种的无线测距模块为：激光测距模块、超声波测距模块、红外线测距模块以及雷达测距模块中的至少两种。5.如权利要求4所述的测量装置，其特征在于，红外测距模块和超声波测距模块对应的干扰测量环境参数为温度，激光测距模块对应的干扰测量环境参数为温度和湿度；雷达测距模块的干扰环境因素为测量空间灰尘/颗粒物的含量。6.如权利要求5所述的测量装置，其特征在于，除雷达测距模块的干扰环境因素，通过雷达信号的接收功率发送功率的比值间接反映外，所述测量装置还包括与所述微控制器连接的、用于检测其它当前测量环境参数值的传感器。7.一种列车位置的测量方法，其特征在于，该测量方法包括以下步骤：步骤s1,实时采集当前测量环境参数值，所述当前测量环境参数，指影响无线测距模块测量精度的环境参数；步骤s2,基于当前测量环境参数值，获取多种无线测距模块对应的当前测量精度；步骤s3,基于所述多种无线测距模块各自的当前测量精度以及工作状态确定优先测距模块；步骤s4，基于所述优先测距模块输入的测量数据实时计算出列车位置数据并发送至站台控制中心。8.如权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述步骤s3实现为：将所述多种无线测距模块中能正常工作的部分中的当前测量精度最高者确定为所述优先测距模块。

技术总结
本发明提供一种列车位置的测量装置及方法。该测量装置至少设置有两种无线测距模块，其微控制器基于当前测量环境参数值以及各无线测距模块的测量数据，实时计算出列车位置数据，并通过通信模块将所述列车位置信息发送给站台控制中心，站台控制中心基于实时接收到的列车位置数据确定列车的停靠位置。所述当前测量环境参数，指会对无线测距模块的测量精度会产生影响的环境参数。本发明提供的测量装置，在考虑当前测量环境参数对各无线测距模块的测量精度的影响，选择正常工作的无线测距模块中当前测量精度最高者的测量数据实时计算列车位置，兼顾了测量模块的可靠性和精确性。兼顾了测量模块的可靠性和精确性。兼顾了测量模块的可靠性和精确性。


技术研发人员：史和平 张茂新
受保护的技术使用者：上海嘉成轨道交通安全保障系统股份公司
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/6/14