[发明专利]基于移动基线解算的列车完整性检测方法

说明书

本发明提供了一种基于移动基线解算的列车完整性检测方法。该方法包括：采用双差载波相位的方法消除掉卫星和接收机的时钟误差，以及与传播路径相关的电离层和对流层延迟误差，并用卡尔曼滤波估计列首列尾两天线之间的相对位置坐标，进而得到列首列尾两天线之间基线的长度；然后将解算的基线长度与预先给定的参考基线长度比较，判断二者的差值是否在阈值范围内。如果在阈值范围内，则代表列车的完整性状态正常，反之，则表明列车的完整性状态异常，可能存在脱钩情况。本发明基于解算的移动基线长度，并将其与参考长度比较，进而得到列车实时的完整性状态信息，具有连续性好、可靠性高的特点，能够有效降低列车完整性误警及漏警的概率。

技术领域

本发明涉及列车完整性检测技术领域，尤其涉及一种基于移动基线解算的列车完整性检测方法。

背景技术

列车的各节车厢之间是通过车钩物理连接在一起的，在列车行驶的过程中，需要频繁的加速和制动，长时间的作用会损坏车钩，因此车厢之间存在脱钩的风险。一旦列车脱钩，列车完整性检测系统应该能立即给出报警信息，避免列车脱轨或与后车碰撞等事故发生。实际上，在列车进入闭塞分区之前，必须保证闭塞分区已经完全出清，上一列车在分区内没有任何遗留车厢。因此，列车完整性检测是列车运行控制系统的重要部分，对于保证列车完整，避免追尾甚至脱轨事故的发生具有重要意义。

目前，现有技术中的列车完整性检测主要有以下三种方法：

1、通过轨道电路进行列车的占用检测方法，主要包括：当列车车轮压过钢轨时，影响轨道上的电流电压，导致继电器的状态的改变，根据检查继电器状态实现轨道占用检查。列车车钩分离后遗留的车厢可以通过轨道占用状态检测出来。

该方法的缺点为：基于轨道电路的检测方式必须在运行线路上铺设大量的地面设备，面临建设及维护成本高昂等问题。

2、通过制动风管压力判断列车完整状态的异常方法，主要包括：由于列车空气制动的制动管贯穿列车的全部车厢，车厢分离事故会造成风压管断裂漏风，进而导致列车制动气管的风压会急剧下降。车尾通过专用数字电台向机车发送车尾风管压力、车尾定位信息等，车载计算机将接收到的车尾风压与标准风压值进行比较以确定列车完整性。

该方法的缺点为：该方法一般两分钟进行一次自动查询，不能保证列车完整性检测的实时性；另外该方法需要公用通信通道，也容易造成通信干扰和冲突，导致通信的稳定性不高。

3、基于卫星导航定位的列车完整性检测方法，主要包括：在列车的头部车厢顶部(车头)和列车末节车厢顶部(车尾)内分别安装卫星导航(包括GPS、北斗、GLONASS等)天线，实时解算车头、车尾位置，通过车头、车尾的位置差估计列车长度，计算结果再与列车的实际长度比较，从而检测列车的完整性。

该方法的缺点为：在定位结果偏差较大时，导致计算的车头、车尾位置不准确，此时估计的车长误差很大，误警或漏警概率大。该方法的误差在10米左右，精度还不够高，不仅存在误警及漏警的安全隐患，也不利于铁路运输效率的提高。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于移动基线解算的列车完整性检测方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于移动基线解算的列车完整性检测方法，包括：

步骤S1、根据载波信号的传播过程，分别建立列车的车头和车尾的载波相位观测方程，对车头和车尾的载波相位观测方程做单差得到载波相位的单差方程，对不同卫星对应的载波相位的单差方程做单差得到双差载波相位的观测方程；

步骤S2、根据所述双差载波相位后的观测方程，建立卡尔曼滤波模型的系统方程和量测方程，根据卡尔曼滤波模型估计每一时刻的列车的状态矢量，根据所述状态矢量中的车头和车尾处两天线的相对位置计算移动基线的长度；