[发明专利]基于卫星定位的岔区列车股道加权识别方法

权利要求书

1.一种基于卫星定位的岔区列车股道加权识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：确认列车在进入道岔区段前的运行线路，并依据预先存储在地图数据库中的铁路线路拓扑关系，通过检索地图数据库获得候选线路全集OL_i(i＝1,2,...,n)，i表示线路；

S2：获取基于GNSS的列车定位结果及可见卫星数量信息，基于GNSS定位信息构建置信区域，并计算OL_i中在置信区域内存在数据点的子集，得到候选线路集合FL_i；

S3：计算每条候选线路的匹配距离偏差和方向偏差权重，建立候选线路权重函数，计算FL_i中所有线路的权重，选取权重最大的线路作为最终的匹配线路，完成道岔区段内列车的股道初始识别；

S4：结合铁路线路的拓扑结构以及列车运行状态，建立列车在道岔区段内的股道精确识别规则；

步骤S2中置信区域是利用GNSS定位信息构建的误差椭圆，所述误差椭圆中心点为GNSS定位点，参数为：

式(1)中，σ_xy分别为高斯平面坐标系下的横、纵坐标的方差及协方差值，通过取矩阵(G^TG)^-1△²的左上2×2项获得，如公式(2)所示：

式(2)中，G为观测矩阵，△是与GNSS空间信号传播误差相关的系数。

2.如权利要求1所述的基于卫星定位的岔区列车股道加权识别方法，其特征在于：步骤S2中若候选线路全集中有数据点在置信区域内，则满足

式(3)中，△x＝(x_OL-x_GNSS)，△y＝(y_OL-y_GNSS)；(x_GNSS,y_GNSS)和(x_OL,y_OL)分别为GNSS定位点和候选线路全集OL_i的数据点在高斯平面坐标系下的横、纵坐标；

通过式(3)计算，生成候选线路集合FL_i及对应的候选线路数据库点集合M_ij，其中j代表相同线路下置信区域内的数据点个数，以列车运行方向表示j增大方向。

3.如权利要求1所述的基于卫星定位的岔区列车股道加权识别方法，其特征在于：步骤S3中所述匹配距离偏差是指GNSS定位点与每条候选线路数据库点的距离偏差，方向偏差是指GNSS定位的航向角与DTM获得的实际线路方向的偏差；

对匹配距离偏差和方向偏差建立的权重函数为

W＝W_d+W_φ (4)

式(4)中，W_d、W_φ分别代表匹配距离偏差权重函数与方向偏差权重函数，其中W_d,W_φ∈[0,1]，且数值越大代表权重越高。

4.如权利要求3所述的基于卫星定位的岔区列车股道加权识别方法，其特征在于：所述匹配距离偏差权重函数W_d的计算如式(5)所示：

式(5)中，T_d为与匹配距离偏差△d值负相关的函数，T_d＝25×exp(-△d)，代表GNSS定位点与地图数据库点的匹配相关性，取值范围为0～1；

所述方向偏差权重函数W_φ的计算如式(6)所示：

W_φ＝T_φcos(△φ) (6)

式(6)中，T_φ为速度的门限保护值，V为列车运行速度，△φ＝φ_GNSS-φ_L，其中φ_GNSS和φ_L分别代表通过GNSS定位信息获得的航向角和通过DTM获得的线路方向角。