基于INS和应答器的列车监控装置车站基础数据采集方法与流程

本发明涉及铁路信号控制车站基础数据采集领域，具体涉及一种基于ins和应答器的列车监控装置车站基础数据采集方法。

背景技术：

1、现有的列车运行监控装置(lkj)主要用于160km/h普速列车及以下的列车运行控制，属于中国铁路列车运行控制系统ctcs-0级、ctcs-1级列车运行控制系统，也是ctcs-2级列车运行控制系统的后备系统。其系统内存储运行区段范围内铁路线路里程坐标的铁路站场、线路和信号设备等车站基础数据，由gnss、机车信号绝缘节坐标、车站基础数据和人工输入数据组成的组合定位方法确定列车定位，车站基础数据由人工依据站场、线路和信号平面图编制后输入系统数据库。

2、现有的列车运行监控装置车站基本数据采集方法及系统存在以下问题：

3、1、列车运行监控装置系车站基础数据由人工依据站场、线路和信号平面图整理进出站信号机、信号绝缘节、机车信号显示、正线及侧线股道坐标里程数据，部分数据需要现场测量，按格式编制后通过ic卡接口输入系统数据库。人工车站基本参数数据采集流程复杂，漏采、错采概率较高，需要多种手段校核，编制时间长；

4、2、现有的列车运行监控装置的gnss误差较大，采用民用码时基本误差在10m左右，在山区、城区误差更大，由于误差大于股道间距不能区分股道编号和支线出站口。在客运站站场建筑物遮蔽区段不能接收信号，在山区隧道内不能接收卫星信号，即使伪卫星技术可以满足一般站场的遮蔽问题也不能解决长大隧道内以及曲线隧道的信号多径折射引起的快速正确定位问题。所以lkj的gnss不能作为采集基点定位数据的设备，其采集的数据误差也不能作为车站基础数据库使用；

5、3、采用地面信息轨道电路绝缘节点作为铁路里程基点其里程坐标精度较高，可以作为列车运行监控系统lkj基本定位使用，但是其走行距离采用机车速度表的里程标准，其允许误差是1.5％，误差较大，仅可用于有机车信号轨道电路的区段应用，无机车信号轨道电路区段仅靠里程计推算坐标里程运行，走行距离越长误差越大。铁路里程坐标仅有纵向数据，没有横向和垂直数据，在无机车信号的站内道岔区段由于路径不同无法定位，也不能区分到发线的侧线股道编号以及侧线股道接车点和发车点，所以基于lkj速度传感器设备采集的车站里程数据误差太大，不能用于控制列车；

6、4、由于gnss的误差以及列车运行监控系统lkj机车里程器的误差较大，需要通过人机交互单元(dmi)输入参数数据和输入基准位置定标，输入站名、车次、侧线号、支线号和出站信号机校正点作为基点和校正点，在数据采集过程中人工按键输入校正误差，其误差率较大。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于ins和应答器的列车监控装置车站基础数据采集方法，具体方案如下：

2、一种基于ins和应答器的列车监控装置车站基础数据采集方法，所述方法包括：

3、步骤1，当列车到达应答器瞬间，接收应答器信号，基于应答器信号，获取对应应答器的大地坐标，将接收的第一个应答器的大地坐标作为ins惯性导航系统的起始基准坐标；

4、步骤2，ins惯性导航系统在基准坐标位置基础上跟随列车的位置变化计算动态坐标变量，基于基准坐标的大地坐标和动态坐标变量，计算出列车运行过程中的大地坐标和运行路径；

5、步骤3，在获取除第一应答器信号外的其它应答器信号后，基于其它应答器信号对应的大地坐标更新ins惯性导航系统的基准坐标，以进行列车运行过程中的位置误差校证；

6、步骤4，将步骤2和步骤3计算出的列车运行过程中的大地坐标作为作为信号设备的车站基础数据；

7、其中，所述应答器设置在地面轨道的里程点、预告点、进站点以及出站点。

8、进一步地，所述基于其它应答器信号对应的大地坐标更新ins惯性导航系统的基准坐标，以进行列车运行过程中的位置误差校证具体包括：

9、当接收到应答器信号时，获取对应应答器的大地坐标，将对应应答器的大地坐标作为ins惯性导航系统的基准坐标，ins惯性导航系统在获取新的基准坐标后，在新的基准坐标位置基础上跟随列车的位置变化计算动态坐标变量，基于新的基准坐标的大地坐标和动态坐标变量，计算出列车运行过程中的大地坐标，实现对列车运行过程中的位置误差校正。

10、进一步地，所述方法还包括：建立车站基础数据库，所述车站基础数据库中存储车站站场及信号设备平面布置图数据，所述平面布置图数据包含列车运行区段内的预告点、进站口、出站口、股道、信号机、绝缘节、应答器以及道岔信号设备的编号、大地坐标以及铁路里程坐标数据，所述列车运行监控主机还用于基于列车运行过程中的大地坐标与进站口、出站口、股道、应答器以及道岔的大地坐标比对，判断列车头部的所处股道，以及列车随时间或距离累积的定位误差。

11、进一步地，所述方法还包括：当列车到达绝缘节瞬间，接收绝缘节信号，基于绝缘节信号，查询并获取对应绝缘节的大地坐标，基于绝缘节的大地坐标更新ins惯性导航系统的基准坐标，以进行列车运行过程中的位置误差校正。

12、进一步地，所述方法还包括：接收gnss定位信号，在ins惯性导航系统距离累积或时间累积误差低于系统分辨率指标，且收到的gnss定位信号与车站基础数据中股道地图数据对比，能够区分股道号时将gnss定位信号作为ins惯性导航系统的基准校正ins惯性导航系统的基准坐标。

13、进一步地，所述方法还包括：当ins惯性导航系统累积误差不能区分不同股道号，而gnss定位信号能够明显区分不同股道号时，将gnss定位信号转为定位数据使用。

14、进一步地，所述方法还包括：以最新的基准坐标为起点，在机车运行过程中按机车速度表和时间累计计算累计里程数据，并作为最终备用运行数据；当基于ins惯性导航系统计算出的列车的大地坐标累积误差后不能区分不同股道号，且gnss定位信号也不能区分不同股道号时，通过所述累计里程数据计算列车此时的坐标，作为定位数据使用。

15、进一步地，通过人机交互界面获取司机在发车前输入的股道编号，以及列车头部越过出站信号机瞬间司机给出的开车信号。

16、进一步地，所述人机交互单元包括ic卡接口、显示器及功能键；

17、所述ic卡接口连接ic卡，通过ic卡输入初始车站基础数据，输出运行监控记录数据和采集完成的车站基础数据；所述显示器用于显示列车运行数据，所述功能键用于输入现场补充数据，其中，所述车站基础数据包括含有车站名的信号设备平面布置图，信号设备平面布置图包含有车站的站名、站型、站场、线路、信号机、应答器和信号设备的名称、铁路里程坐标相对坐标和大地坐标。

18、进一步地，所述开车信号具体为：在列车发车走行过程中列车头部越过出站信号机瞬间司机在人机交互单元按下的开车键信号。

19、本发明具有以下有益效果：

20、1.采用新的列车运行监控装置lkj车站数据采集方法后，定位数据精度提高，可以自动采集站场列车径路和判断信号设备位置，可以用于新型列车运行监控装置，提高了数据采集、编制数据的快速和准确性；

21、2.采用新的列车运行监控装置数据采集方法后，定位数据精度提高，可以自动判断列车径路的道岔、侧线股道、支线发车口和侧线出站信号机坐标(校正点)的坐标数据以及坡道数据，减少采集编制数据人员采集过程中人工输入数据的频次和内容，提高了作业效率和准确性。