[发明专利]基于卫星定位的岔区列车股道加权识别方法

说明书

本发明公开了一种基于卫星定位的岔区列车股道加权识别方法，包括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。

技术领域

本发明涉及列车股道占用识别领域，涉及一种用于道岔区段内基于卫星定位的列车股道加权识别方法。

背景技术

当前列控系统中列车位置的确定主要通过速度传感器结合应答器实现，基于全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的列车定位技术可减少轨旁设备的铺设、降低建设和运营成本，有着显著的优势。

铁路系统以一维里程值作为列车位置的表达形式，其与GNSS的三维位置坐标表达形式不一致，可以利用轨道电子地图(Digital Track Map,DTM)实现从GNSS定位结果到一维里程值的转换。

列车在道岔区段内运行时，首先要进行列车股道占用状态的识别。受卫星空间信号传播及接收机本身的影响，基于卫星的列车定位结果与列车真实位置存在偏差，会影响列车股道占用状态的正确识别。

综上所述，列车股道占用状态的正确识别是道岔区段内列车定位地图匹配的首要问题。因此需要充分利用GNSS定位信息对列车运行的候选线路进行权重计算以完成列车股道占用的正确识别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于卫星定位的列车股道占用识别方法，通过计算列车运行的所有候选线路的权重值完成列车的股道占用识别。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于卫星定位的岔区列车股道加权识别方法，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。

在上述方案的基础上，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。