本發(fā)明涉及無線調(diào)車，尤其涉及一種無線調(diào)車機(jī)車安全防護(hù)場景的多源信息定位方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)(stp)是新一代調(diào)度集中系統(tǒng)(ctc)的重要行車輔助設(shè)備，應(yīng)用于有調(diào)車作業(yè)的鐵路車站，實(shí)現(xiàn)了無線調(diào)車機(jī)車信號顯示、調(diào)車作業(yè)單及工作情況實(shí)時顯示等功能，能夠有效防止調(diào)車作業(yè)中冒進(jìn)防護(hù)信號、沖撞土擋、行車作業(yè)超速等危險事件，既保證站內(nèi)調(diào)車作業(yè)的安全，又滿足鐵路發(fā)展安全高效的要求。系統(tǒng)控車所依賴的機(jī)車定位方案會直接影響調(diào)車作業(yè)過程中stp對機(jī)車的控制范圍、監(jiān)控精度等，基于鐵路車站的技術(shù)現(xiàn)狀，并根據(jù)調(diào)車作業(yè)的特點(diǎn)，研究更加精確、連續(xù)、穩(wěn)定的調(diào)車機(jī)車定位方法進(jìn)行就顯得十分必要。

2、傳統(tǒng)的stp調(diào)車機(jī)車定位方案主要是通過軌道電路區(qū)段邏輯占用、應(yīng)答器預(yù)置地理信息來獲取機(jī)車和車列的位置信息，具有定位方式單一、定位精度低、維護(hù)成本高的特點(diǎn)，容易對行車安全造成隱患；不能很好地反映調(diào)車作業(yè)的整體性監(jiān)控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種無線調(diào)車機(jī)車安全防護(hù)場景的多源信息定位方法及裝置，旨在解決上述問題的至少之一。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種無線調(diào)車機(jī)車安全防護(hù)場景的多源信息定位方法，包括：

3、當(dāng)無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)啟動后，判斷慣性傳感器是否失效；

4、在所述慣性傳感器有效時，根據(jù)多參數(shù)進(jìn)行加權(quán)得到代價函數(shù)；

5、根據(jù)所述代價函數(shù)與代價閾值的比較結(jié)果確定調(diào)車定位方案切換為gnss/sins組合定位方案或地圖匹配/sins組合定位方案；

6、根據(jù)所述調(diào)車定位方案進(jìn)行機(jī)車定位，得到機(jī)車定位信息；

7、根據(jù)所述機(jī)車定位信息同步進(jìn)行調(diào)車車列定位，以實(shí)現(xiàn)整車定位。

8、在一些實(shí)施例中，所述在所述慣性傳感器有效時，根據(jù)多參數(shù)進(jìn)行加權(quán)得到代價函數(shù)，包括：

9、在所述慣性傳感器有效時，獲取多個參數(shù)；其中，所述參數(shù)包括衛(wèi)星數(shù)、信號質(zhì)量、移動速度、方向及內(nèi)存消耗；

10、對多個所述參數(shù)進(jìn)行加權(quán)，以構(gòu)建代價函數(shù)；其中，所述代價函數(shù)用于判斷當(dāng)前定位環(huán)境以自動切換調(diào)車定位方案。

11、在一些實(shí)施例中，所述代價函數(shù)為：

12、

13、其中，payi為第i個點(diǎn)的總代價值；α1、α2、α3、α4、α5分別為衛(wèi)星數(shù)、信號質(zhì)量、移動速度、方向及內(nèi)存消耗；ε1、ε2、ε3、ε4、ε5為衛(wèi)星數(shù)、信號質(zhì)量、移動速度、方向及內(nèi)存消耗相對應(yīng)的權(quán)重，權(quán)重之和為1。

14、在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述代價函數(shù)與代價閾值的比較結(jié)果確定調(diào)車定位方案切換為gnss/sins組合定位方案或地圖匹配/sins組合定位方案，包括：

15、在所述代價函數(shù)大于代價閾值時，確定調(diào)車定位方案切換為地圖匹配/sins融合定位方案；

16、在所述代價函數(shù)小于或等于代價閾值時，確定調(diào)車定位方案切換為gnss/sins組合定位方案。

17、在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述調(diào)車定位方案進(jìn)行機(jī)車定位，得到機(jī)車定位信息，包括：

18、在所述調(diào)車定位方案為gnss/sins組合定位方案時，分別獲取慣性傳感器的慣導(dǎo)速度位置信息和gnss的衛(wèi)導(dǎo)速度位置信息；

19、根據(jù)所述慣導(dǎo)速度位置信息計算得到慣導(dǎo)導(dǎo)航結(jié)果；

20、確定所述慣導(dǎo)速度位置信息與所述衛(wèi)導(dǎo)速度位置信息的差值；

21、將所述差值作為卡爾曼濾波器的量測輸入，并根據(jù)所述卡爾曼濾波器輸出的誤差值實(shí)時修正所述慣導(dǎo)導(dǎo)航結(jié)果，得到組合導(dǎo)航結(jié)果；

22、根據(jù)所述組合導(dǎo)航結(jié)果確定機(jī)車定位信息。

23、在一些實(shí)施例中，所述方法，還包括：

24、在所述調(diào)車機(jī)車的車輪經(jīng)過軌道電路間絕緣節(jié)時，獲取絕緣節(jié)信息和調(diào)車機(jī)車運(yùn)行方向；

25、根據(jù)所述絕緣節(jié)信息、所述調(diào)車機(jī)車運(yùn)行方向以及電子地圖，得到所述調(diào)車機(jī)車的點(diǎn)式精準(zhǔn)定位信息；

26、基于所述點(diǎn)式精準(zhǔn)定位信息替換所述慣性傳感器輸出的位置信息，以更新所述卡爾曼濾波器下一輪的量測輸入。

27、在一些實(shí)施例中，所述gnss/sins組合定位方案采用gnss/sins松組合定位方案。

28、在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述調(diào)車定位方案進(jìn)行機(jī)車定位，得到機(jī)車定位信息，包括：

29、在所述調(diào)車定位方案為地圖匹配/sins組合定位方案時，獲取所述無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)的站場電子地圖；

30、根據(jù)所述站場電子地圖構(gòu)建地圖信息矩陣；

31、根據(jù)所述慣性傳感器得到機(jī)車位置信息；

32、基于粒子濾波算法根據(jù)所述地圖信息矩陣修正所述機(jī)車位置信息，得到機(jī)車定位信息。

33、在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述機(jī)車定位信息同步進(jìn)行調(diào)車車列定位，以實(shí)現(xiàn)整車定位，包括：

34、將所述調(diào)車機(jī)車與車列編組形成調(diào)車車列，設(shè)調(diào)車機(jī)車的運(yùn)行方向?yàn)檎较颍?/p>

35、將所述機(jī)車定位信息轉(zhuǎn)化為鍵值對形式；

36、根據(jù)所述調(diào)車車列的第一個輪對和最后一個輪對過絕緣節(jié)的時間差值；

37、獲取所述慣性傳感器在所述時間差值內(nèi)的速度；

38、根據(jù)所述時間差值和所述速度確定調(diào)車車列長度；

39、根據(jù)所述調(diào)車車列長度、所述鍵值對形式中的相對位置以及安全距離誤差進(jìn)行調(diào)車車列定位，以實(shí)現(xiàn)整車定位。

40、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種無線調(diào)車機(jī)車安全防護(hù)場景的多源信息定位裝置，包括：

41、系統(tǒng)啟動模塊，用于當(dāng)無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)啟動后，判斷慣性傳感器是否失效；

42、代價計算模塊，用于在所述慣性傳感器有效時，根據(jù)多參數(shù)進(jìn)行加權(quán)得到代價函數(shù)；

43、方案切換模塊，用于根據(jù)所述代價函數(shù)與代價閾值的比較結(jié)果確定調(diào)車定位方案切換為gnss/sins組合定位方案或地圖匹配/sins組合定位方案；

44、機(jī)車定位模塊，用于根據(jù)所述調(diào)車定位方案進(jìn)行機(jī)車定位，得到機(jī)車定位信息；

45、車列定位模塊，用于根據(jù)所述機(jī)車定位信息同步進(jìn)行調(diào)車車列定位，以實(shí)現(xiàn)整車定位。

46、本發(fā)明通過當(dāng)無線調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控系統(tǒng)啟動后，判斷慣性傳感器是否失效；在所述慣性傳感器有效時，根據(jù)多參數(shù)進(jìn)行加權(quán)得到代價函數(shù)；根據(jù)所述代價函數(shù)與代價閾值的比較結(jié)果確定調(diào)車定位方案切換為gnss/sins組合定位方案或地圖匹配/sins組合定位方案；根據(jù)所述調(diào)車定位方案進(jìn)行機(jī)車定位，得到機(jī)車定位信息；根據(jù)所述機(jī)車定位信息同步進(jìn)行調(diào)車車列定位，以實(shí)現(xiàn)整車定位。本發(fā)明中，構(gòu)建代價函數(shù)對當(dāng)前定位環(huán)境進(jìn)行判斷，進(jìn)行調(diào)車定位方案自動切換，構(gòu)建覆蓋無線調(diào)車機(jī)車安全防護(hù)多場景下的整車定位全流程，可以實(shí)現(xiàn)stp系統(tǒng)對調(diào)車機(jī)車及車列在時間和空間上的完整持續(xù)監(jiān)控。本發(fā)明提出了gnss/sins組合定位方案和地圖匹配/sins融合定位方案，實(shí)現(xiàn)了整車高質(zhì)量定位，在定位的廣度、精度和穩(wěn)度方面均有較大提升，從而實(shí)現(xiàn)站場調(diào)車作業(yè)安全防護(hù)需求下的連續(xù)性、穩(wěn)定性、精確性定位，解決了現(xiàn)有stp調(diào)車機(jī)車定位方案存在定位方式單一、定位精度低、維護(hù)成本高、易造成行車安全隱患等問題。