[发明专利]CBTC系统的辅助列车定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种CBTC系统的辅助列车定位系统以及辅助列车定位方法，车载OAPS通过BTM读取地面应答器的应答器报文信息并解析，获得报文数据，根据报文数据与所述CBTC地面监控系统建立无线通信，并将报文数据与OAPS设备状态无线传输给所述CBTC地面监控系统；CBTC地面监控系统根据应答器报文信息和OAPS设备状态对列车包络进行计算和跟踪。本发明为实现不依赖于计轴设备的CBTC系统提供了技术基础，提高了CBTC系统可靠性和可用性。

技术领域

本发明涉及轨道列车定位技术领域。

背景技术

现有的CBTC(基于通信的列车自动控制系统)系统的主列车定位系统基于车载电子地图、地面应答器的读取以及速度传感器的速度信息进行位置推定。地面应答器一般采用欧标应答器，应答器在线路上按一定规则进行布置，一般区间中间隔较大，300米左右一个定位应答器。应答器车载读取设备为BTM，速度传感器检测车轮转动，结合车载地图信息提供的线路数据和应答器布置位置数据，CBTC车载系统能够实现对列车车轮轮径、列车运行速度方向以及列车位置计算。然而，现有CBTC系统依然需要采用计轴等列车位置次级检测系统来对非装备车或无通信故障列车的检测和追踪，实现相关的防护功能。计轴系统属于SIL4的安全系统，具备故障导向安全的特性，即磁头故障或受扰的情况下，区段报告为占用状态。计轴区段信息是计算机联锁的逻辑基础，在CBTC系统中，ATP(列车自动保护系统)能够提供逻辑区段信息来代替计轴区段，减少了对计轴系统的依赖。实际使用中，由于非装备车和无通信故障列车的存在，CBTC系统依然还是会由于计轴区段受扰或磁头故障导致的虚假占用问题受到影响，给运营维护带来的困扰，尤其在轨道维护、施工等导致的区段受扰是难以避免的情况下。

由于LTE-M的通信稳定性和可靠性在应用中的得到验证，同时随着5G商用，采用多重冗余的技术，车地无线导致的通信故障基本上也不再是导致出现非通信车的原因。在此前提下，基于车车通信架构的新一代CBTC系统如何处理降级列车次级检测的问题是需要重点研究的问题。在发明CN111776013A中，采用了一种增加独立车载设备对地面电子标签与应答器进行读取，再通过车地无线向地面报告读取到的信息，由地面系统对故障列车和非装备列车进行追踪的方法，这种方法能够一定程度上减轻计轴受扰或故障占用带来的运营影响。但该发明未就读取失败、读取延迟、列车长度识别等问题带来的应用安全风险提供方案，实际应用还需要进一步的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CBTC系统的辅助列车定位系统及方法，为实现不依赖于计轴设备的CBTC系统提供了技术基础，提高了CBTC系统可靠性和可用性。

实现上述目的的技术方案是：

一种CBTC系统的辅助列车定位系统，包括：地面应答器、车载OAPS(车载定位系统,On-board Positioning System)和CBTC地面监控系统，其中，

所述车载OAPS包括车载安全设备和安装在车底的两套BTM(应答器读取模块)；

所述车载OAPS通过BTM读取地面应答器的应答器报文信息并解析，获得报文数据，根据报文数据与所述CBTC地面监控系统建立无线通信，并将报文数据与OAPS设备状态无线传输给所述CBTC地面监控系统；

所述CBTC地面监控系统根据应答器报文信息和OAPS设备状态对列车包络进行计算和跟踪。

优选的，应答器报文信息中增加CBTC地面监控系统的通信信息，通信信息包括：CBTC地面监控系统的设备ID信息、网络通信IP地址信息以及通信协议参数信息。

优选的，所述车载OAPS中车载安全设备包括：报文解析模块、漏读检测模块、第一通信接口模块和状态监测模块，其中，

两个所述BTM分别将应答器报文信息或者空报文发送给所述报文解析模块；

所述报文解析模块对应答器报文信息解析，获得报文数据发送给所述漏读检测模块；