一种列车尾部辅助定位方法和装置与流程

1.本说明书涉及轨道交通列车运行控制领域，尤其涉及一种列车尾部辅助定位方法、装置、电子设备。


背景技术：

2.常用列车定位方式主要包括应答器、里程计、线路数据电子地图、卫星导航、无线电导航等。随着技术进步，对列车控制运行系统有了新的要求。列车运行控制不仅要根据实际运行状况调整运行速度，还要在运行间隔变小的情况下保证列车的运行安全。显然，传统列车定位方法已无法再满足列车运行高速度和效率提升的需求，需要更低成本、更高精度和更可靠的列车定位实现方法。列车定位数据包括列车头部和尾部定位数据，特别是列车尾部定位数据的准确性，对于后车追踪特别是移动闭塞的安全性更为重要。目前，列尾装置通常只可实现列车完整性检查并无定位功能；虽然已有列尾定位方案采用了卫星定位方式，但在隧道、城市楼宇等不能或不利于卫星信号接收条件下，会干扰对列尾实时连续可靠定位。因此，如何克服现有列尾辅助定位技术存在的问题，实现实时连续定位，是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本说明书实施例的目的是针对上述问题，提供一种列车尾部辅助定位方法、装置、电子设备。
4.为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：
5.第一方面，提出一种列车尾部辅助定位方法，列车尾部安装有列尾定位设备，所述列尾定位设备至少包括安全型处理器、列尾无线通信单元和依据安全设计策略配置的预设数量的定位模组，所述定位模组包括全球卫星导航单元和惯性导航单元；所述列尾定位设备通过所述列尾无线通信单元与列车头部无线通信单元以及地面控制中心进行无线通信；在一个预设定位更新周期内应用于所述列尾定位设备，所述列车尾部辅助定位方法，包括：
6.获取所述列车头部无线通信单元发送的依据列车头部位置数据计算的第一列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；
7.对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述全球卫星导航单元提供的子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；
8.所述安全型处理器从所述参考列尾位置数据中确定第二列尾位置数据；
9.当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值小于设定阈值时，确定所述第二列尾位置数据为有效列尾位置数据；
10.同步发送所述有效列尾位置数据至所述列车头部通信设备以及所述地面控制中心。
11.进一步地，所述列车尾部辅助定位方法还包括：当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值大于设定阈值和/或所述全球卫星导航单元无法接收到定位信号
时，对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述惯性导航单元提供的所述子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器。
12.进一步地，所述安全设计策略包括三取二或二乘二取二；以及，
13.依据所述安全设计策略和避免共模失效原则，配置所述定位模组的预设数量为3个或2个。
14.进一步地，依据列车头部位置数据计算的第一列尾位置数据，包括由所述列车头部位置数据和列车长度相加计算获得所述第一列尾位置数据。
15.进一步地，所述全球卫星导航单元能够支持rtk载波相位差分技术以及接收包括北斗和/或gps全球定位导航系统的位置数据；和/或，所述定位模组对所述全球卫星导航单元或所述惯性导航单元提供的所述子位置数据进行卡尔曼滤波处理，组合定位处理中利用列车在垂向和横向方向上速度约为零的预测约束提高无卫星信号时惯导的定位精度。
16.进一步地，所述列尾定位设备还包括列尾风压检测单元，所述列尾风压检测单元用于实现列车完整性检查。
17.进一步地，向所述列车头部通信设备以及所述地面控制中心发送所述有效列尾位置数据，还包括同时发送所述全球卫星导航单元的信号状态信息。
18.第二方面，提出一种列车尾部辅助定位装置，列车尾部安装有列尾定位设备，所述列尾定位设备至少包括安全型处理器、列尾无线通信单元和依据安全设计策略配置的预设数量的定位模组，所述定位模组包括全球卫星导航单元和惯性导航单元；所述列尾定位设备通过所述列尾无线通信单元与列车头部无线通信单元以及地面控制中心进行无线通信；在一个预设定位更新周期内应用于所述列尾定位设备，所述列车尾部辅助定位装置，包括：
19.第一模块，能够获取所述列车头部无线通信单元发送的依据列车头部位置数据计算的第一列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；
20.第二模块，能够对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述全球卫星导航单元提供的子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；
21.第三模块，能够由所述安全型处理器从所述参考列尾位置数据中确定第二列尾位置数据；
22.第四模块，能够当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值小于设定阈值时，确定所述第二列尾位置数据为有效列尾位置数据；
23.第五模块，能够同步发送所述有效列尾位置数据至所述列车头部通信设备以及所述地面控制中心。
24.进一步地，所述列车尾部辅助定位装置还包括：
25.第六模块，能够当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值大于设定阈值和/或所述全球卫星导航单元无法接收到定位信号时，对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述惯性导航单元提供的所述子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器。
26.第三方面，提出一种电子设备，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行第一方面所述的列车尾部辅助定位方法。
27.第四方面，提出一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行第一方面所述的列车尾部辅助定位方法。
28.本说明书至少可以达到以下技术效果：
29.本发明方案通过在列车尾部安装包括安全型处理器、列尾无线通信单元和依据安全设计策略配置的预设数量的定位模组在内的列尾定位设备，由列尾定位设备计算定位数据，在列车运行动态场景和卫星信号失效等复杂环境下，实现自主提供实时连续列车尾部辅助定位数据。
附图说明
30.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本说明书实施例提供的列车尾部辅助定位方法中列尾定位设备结构示意图之一。
32.图2为本说明书实施例提供的列车尾部辅助定位方法示意图之一。
33.图3为本说明书实施例提供的列车尾部辅助定位方法示意图之二。
34.图4为本说明书实施例提供的列车尾部辅助定位方法中列尾定位设备结构示意图之二。
35.图5为本说明书实施例提供的列车尾部辅助定位装置示意图之一。
36.图6为本说明书实施例提供的列车尾部辅助定位装置示意图之二。
37.图7为本说明书的一个实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
38.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
39.下面通过具体的实例对本说明书所涉及的一种列车尾部辅助定位方案进行详述。
40.本发明的目的在于可以现有列尾定位方案在隧道、城市楼宇等不能或不利于卫星信号接收条件下干扰对列尾实时连续可靠定位等存在的问题，提出一种可实现实时连续的列车尾部辅助定位方案。铁路列车运行控制不仅要根据实际运行状况调整运行速度，还要在运行间隔变小的情况下保证列车的运行安全。低成本、高可靠、高精度的列车定位技术对于满足列车高速运行和运行效率提升至关重要。现有卫星导航系统能为列控系统提供定位、测速与授时服务，满足列车运行控制核心的定位和授时需求。特别是基于北斗全球卫星导航系统的列车定位技术，还可应用于列车完整性检查并在未来应用于全天基列控系统。
41.从列车运行控制系统功能应用角度上看，基于全球卫星导航定位可以连续且精准
获取列车位置信息，应至少实现以下两项功能应用：(1)改变既有列控基于固定闭塞的追踪间隔方式，而采用基于移动闭塞的追踪间隔方式，使得追踪列车间隔大大缩小，从而提高运输效率；(2)通过对同一列车的车头、车尾定位，实现列车完整性检查，以防止列车解体后造成后续追踪列车闯入的风险。因此，对于基于实现上述两种功能的前提，从实现安全可靠的列车运行控制系统功能而言，全球卫星导航定位服务应满足的需求包括：(1)定位服务范围需求：对于区间线路上的各种线路类型，如隧道、山谷以及高铁站内，应实现列车定位的全范围覆盖，以便减少在此区域因信号遮挡而增设应答器、车载应答器读取设备带来的维护成本；(2)定位精度需求，即指卫星定位服务提供的位置、速度及时间的测量精度，以及对基于概率性的瞬时误差的可接受度等。以《铁路技术管理规程(普速铁路部分)》tg/01-2014第15条要求“铁路区间双线的线间最小距离为4000mm”为例，当线路上存在此情形时，卫星定位精度应小于4m，以便满足区分线路的要求；若线路上运行的是自动驾驶列车，则站内局部地点的卫星定位精度还应达到亚米级，以便实现站台精准停车等功能；(3)定位安全性需求，指对卫星定位输出信息的安全风险评估，包括可容忍的风险门限值、可容忍的风险检测时长等。铁路行业通常采用安全完整等级(safety integration level，sil)来定义功能安全性，即执行应用功能的危险失效概率，可分为sil0～4级。列控定位功能是核心安全功能，安全性应为最高的sil4级，即危险失效概率小于10-9
次/小时；(4)列车定位功能是列控系统中的核心安全功能，安全性应为最高的sil4级，参照sil4等级的安全需求，假如以北斗全球卫星导航为例，应用于列控系统的完好性风险须小于10-9次/小时，完好性监测的可用性须小于10-5次/小时。为了进一步提升高速铁路运输效率，下一代列控系统的研发和应用已迫在眉睫，其中，尚未突破的是列车尾部实时连续辅助定位技术问题。
42.实施例一
43.本发明实施例方案的技术思路为：在列车尾部安装用于提供列车尾部位置数据的列尾定位设备，使得计算列车尾部位置数据的工作由该列尾定位设备完成，该列尾定位设备包括安全型处理器、定位模组、风压检测装置、无线通信单元及天线等，其中，定位模组包含全球卫星定位导航单元和惯性导航单元，在全球卫星定位导航的gnss信号失效的情况下仍可实现列车连续实时定位，并将列尾定位设备计算的列车尾部实时位置数据通过列尾定位设备的无线通信单元发送至列车头部无线通信单元以及地面控制中心，以便将此作为列车定位辅助方式为车载atp主控单元提供位置参考，并支持列车运行控制中心的决策。
44.列车尾部安装有列尾定位设备，如图1所示是本发明实施例的列尾定位设备结果示意图，所述列尾定位设备至少包括安全型处理器101、列尾无线通信单元102和依据安全设计策略配置的预设数量的定位模组103，所述定位模组103包括全球卫星导航单元131和惯性导航单元132。该定位模组支持rtk载波相位差分和惯性导航技术，可同时接收多个gnss卫星信号，并在数秒内实现厘米级定位精度。在开阔环境下可以输出精度5厘米的定位数据，可以使车辆能够准确判断自身所处的站场股道，在峡谷、高架下、隧道等复杂的场景下也可以实现亚米级精度。
45.需要说明的是，高速运行的列车，对于列尾辅助定位数据可以设置实时性能要求，例如可以将位置数据的更新周期定为1秒，对应于列尾定位设备在执行辅助定位方法时，应根据预设的定位更新周期实现一个完整的计算过程。另外，由于列车定位需满足sil2-sil4级安全性要求，在系统设计方面应遵循铁路信号系统故障导向安全原则，进一步分析后续
列车车载主控单元及列车运行控制中心进行融合定位的故障模式，可对应采用“二乘二取二”或“三取二”等安全冗余设计原则，对卫星定位系统融合多种定位设备进行安全冗余设计。
46.可选地，所述安全设计策略包括三取二或二乘二取二；以及，依据所述安全设计策略和避免共模失效原则，配置所述定位模组的预设数量为3个或2个。需要说明的是，定位模组原则要采用不同厂家的异构装置，以避免共模失效异常带来的定位偏差超过规定指标问题。
47.因此，在一个预设定位更新周期内应用于所述列尾定位设备，所述列车尾部辅助定位方法如图2所示，包括：
48.s1：获取所述列车头部无线通信单元发送的依据列车头部位置数据计算的第一列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器。
49.可选地，依据列车头部位置数据计算的第一列尾位置数据，包括由所述列车头部位置数据和列车长度相加计算获得所述第一列尾位置数据。
50.s2：对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述全球卫星导航单元提供的子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器。
51.可选地，所述全球卫星导航单元能够支持rtk载波相位差分技术以及接收包括北斗和/或gps全球定位导航系统的位置数据。具体地，所述全球卫星导航单元可同时接收多个卫星导航定位信号，并在数秒内实现厘米级定位精度。在开阔环境下可以输出精度5厘米的定位数据，可以使车辆能够准确判断自身所处的站场股道，在峡谷、高架下、隧道等复杂的场景下也可以实现亚米级精度。具体地，一个实施例中，所述列尾定位设备的的定位模组数为3组，即定位模组1、定位模组2和定位模组3，在全球卫星导航信号正常的情况下，3个定位模组接收到的子位置数据经卡尔曼滤波等处理及计算输出对应的参考位置数据ar1、ar2、ar3并暂存于安全型处理器中。
52.需要说明的是，由于列车尾部设备的定位模组采用全球卫星导航单元，相应的地面设备应包括卫星观测基站和差分增强系统相关数据处理设备。通过在全国范围内铁路沿线新增一定数量的卫星观测基站，构建铁路专用差分增强网，广域差分数据处理中心通过集中处理，获取高精度的轨道数据和钟差服务产品，然后通过专用通信网络播发给车载设备。
53.s3：所述安全型处理器从所述参考列尾位置数据中确定第二列尾位置数据。
54.具体地，所述安全型处理器对于ar1、ar2、ar3进行安全性“三取二处理”，当两个以上数据一致时且小于规定误差时，判定为该时刻的列尾定位数据参考值ar。需要说明的是，安全型处理器将组合导航算法与基带芯片信号处理算法进行深度耦合，将ins与基带信号结合进行参数估计，并利用ins导航参数协助信号捕获、载波环与码环的跟踪等，提升了信号捕获灵敏度、载波与伪距观测量精度，并能更好的消除多径影响，提高rtk模糊度解算成功率。
55.s4：当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值小于设定阈值时，确定所述第二列尾位置数据为有效列尾位置数据。
56.s5：同步发送所述有效列尾位置数据至所述列车头部通信设备以及所述地面控制中心。
57.可选地，向所述列车头部通信设备以及所述地面控制中心发送所述有效列尾位置数据，还包括同时发送所述全球卫星导航单元的信号状态信息。
58.如图3所示，本发明实施例的另一种实现方式，对于当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值大于设定阈值和/或所述全球卫星导航单元无法接收到定位信号时，还包括：
59.s6：对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述惯性导航单元提供的所述子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器。可选地，计算过程包括对所述惯性导航单元提供的所述子位置数据进行卡尔曼滤波处理。
60.具体地，一个实施例中所述列尾定位设备的的定位模组数仍为3组，列尾装置的定位模组1、定位模组2和定位模组3分别采用内部的惯导系统自主定位，组合导航算法与基带芯片的信号处理算法进行深度耦合，将ins与基带信号结合进行参数估计，并利用ins导航参数协助信号捕获、载波环与码环的跟踪等，提升了信号捕获灵敏度、载波与伪距观测量精度，并能更好的消除多径影响，提高rtk模糊度解算成功率。并通过无线信道向机车和地面控制中心发送；经卡尔曼滤波后输出初步参考位置数据ac1、ac2、ac3至安全型控制器中暂存。后续执行s3至s5的步骤，此处不再赘述。具体地，所述安全型处理器对于ac1、ac2、ac3进行安全性“三取二处理”，当两个以上数据一致时且小于规定误差时，判定为该时刻的列尾定位数据参考值ay。
61.可选地，如图4所示，所述列尾定位设备还包括列尾风压检测单元104，所述列尾风压检测单元104用于实现列车完整性检查。
62.综上需要说明的是，列尾定位设备及根据上述方法获得的有效列尾位置数据应用于列车运行控制，本质上并不是把全球卫星导航系统的位置数据或者惯性导航的位置数据直接作为位置依据进行运行控制决策，而是作为传统列车定位方式辅助数据，为车载主控单元提供位置参考，并与惯导、速度传感器等信息一起实现列车综合定位，最终实现列车实时、连续、安全定位。例如，引入本发明实施例的列车尾部辅助定位方法的列车运行控制系统，通过融合全球卫星导航定位和/或惯性导航定位参与列车定位，使得列尾获得自主定位的能力，实现在卫星信号覆盖条件良好地方，以无线通信实现车-地列车定位、列车完整性检查、线路数据等信息交互等功能，结合轨道电子地图，以虚拟应答的方式实现列车在区间的占用检查，进而取消区间轨道电路和信号机，减少实体应答器，降低建设和运维成本，可促进地面设备虚拟化，轨旁设备稀疏化，实现列车移动追踪、行车间隔可动态配置，有效提高铁路运输效能，有利于提高列车运行控制的智能化水平。
63.实施例二
64.图5为本说明书的一个实施例提供的列车尾部辅助定位装置500的结构示意图。请参考图5，在一种实施方式中，列车尾部安装有列尾定位设备，所述列尾定位设备至少包括安全型处理器101、列尾无线通信单元102和依据安全设计策略配置的预设数量的定位模组103，所述定位模组包括全球卫星导航单元131和惯性导航单元132；所述列尾定位设备通过所述列尾无线通信单元与列车头部无线通信单元以及地面控制中心进行无线通信；在一个预设定位更新周期内应用于所述列尾定位设备，所述列车尾部辅助定位装置500，包括：
65.第一模块501，能够获取所述列车头部无线通信单元发送的依据列车头部位置数据计算的第一列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；
66.第二模块502，能够对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述全球卫星导航单元提供的子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；
67.第三模块503，能够由所述安全型处理器从所述参考列尾位置数据中确定第二列尾位置数据；
68.第四模块504，能够当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值小于设定阈值时，确定所述第二列尾位置数据为有效列尾位置数据；
69.第五模块505，能够同步发送所述有效列尾位置数据至所述列车头部通信设备以及所述地面控制中心。
70.如图6所示，本实施例的列车尾部辅助定位装置的另一种实现方式，还包括：
71.第六模块506，能够当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值大于设定阈值和/或所述全球卫星导航单元无法接收到定位信号时，对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述惯性导航单元提供的所述子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器。
72.应理解，本说明书实施例的一种列车尾部辅助定位装置装置还可执行图1至图4中列车尾部辅助定位装置装置(或设备)执行的方法，并实现列车尾部辅助定位装置装置(或设备)在图1至图4所示实例的功能，在此不再赘述。
73.综上需要说明的是，列尾定位设备及根据上述方法获得的有效列尾位置数据应用于列车运行控制，本质上并不是把全球卫星导航系统的位置数据或者惯性导航的位置数据直接作为位置依据进行运行控制决策，而是作为传统列车定位方式辅助数据，为车载主控单元提供位置参考，并与惯导、速度传感器等信息一起实现列车综合定位，最终实现列车实时、连续、安全定位。例如，引入本发明实施例的列车尾部辅助定位装置的列车运行控制系统，通过融合全球卫星导航定位和/或惯性导航定位参与列车定位，使得列尾获得自主定位的能力，实现在卫星信号覆盖条件良好地方，以无线通信实现车-地列车定位、列车完整性检查、线路数据等信息交互等功能，结合轨道电子地图，以虚拟应答的方式实现列车在区间的占用检查，进而取消区间轨道电路和信号机，减少实体应答器，降低建设和运维成本，可促进地面设备虚拟化，轨旁设备稀疏化，实现列车移动追踪、行车间隔可动态配置，有效提高铁路运输效能，有利于提高列车运行控制的智能化水平。
74.实施例三
75.图7是本说明书的一个实施例电子设备的结构示意图。请参考图7，在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(random-access memory，ram)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
76.处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是isa(industry standard architecture，工业标准体系结构)总线、pci(peripheral component interconnect，外设部件互连标准)总线或eisa(extended industry standard architecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的
总线。
77.存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
78.处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成共享资源访问控制装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
79.列车尾部安装有列尾定位设备，所述列尾定位设备至少包括安全型处理器、列尾无线通信单元和依据安全设计策略配置的预设数量的定位模组，所述定位模组包括全球卫星导航单元和惯性导航单元；所述列尾定位设备通过所述列尾无线通信单元与列车头部无线通信单元以及地面控制中心进行无线通信；在一个预设定位更新周期内应用于所述列尾定位设备，所述列车尾部辅助定位方法，包括：
80.获取所述列车头部无线通信单元发送的依据列车头部位置数据计算的第一列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；
81.对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述全球卫星导航单元提供的子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；
82.所述安全型处理器从所述参考列尾位置数据中确定第二列尾位置数据；
83.当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值小于设定阈值时，确定所述第二列尾位置数据为有效列尾位置数据；
84.同步发送所述有效列尾位置数据至所述列车头部通信设备以及所述地面控制中心。
85.上述如本说明书图1至图4所示实施例揭示的列车尾部辅助定位方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本说明书实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本说明书实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
86.当然，除了软件实现方式之外，本说明书实施例的电子设备并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
87.实施例四
88.本说明书实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储
一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的便携式电子设备执行时，能够使该便携式电子设备执行图1至图4所示实施例的操作方法，并具体用于执行以下方法：
89.列车尾部安装有列尾定位设备，所述列尾定位设备至少包括安全型处理器、列尾无线通信单元和依据安全设计策略配置的预设数量的定位模组，所述定位模组包括全球卫星导航单元和惯性导航单元；所述列尾定位设备通过所述列尾无线通信单元与列车头部无线通信单元以及地面控制中心进行无线通信；在一个预设定位更新周期内应用于所述列尾定位设备，所述列车尾部辅助定位方法，包括：
90.获取所述列车头部无线通信单元发送的依据列车头部位置数据计算的第一列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；
91.对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述全球卫星导航单元提供的子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；
92.所述安全型处理器从所述参考列尾位置数据中确定第二列尾位置数据；
93.当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值小于设定阈值时，确定所述第二列尾位置数据为有效列尾位置数据；
94.同步发送所述有效列尾位置数据至所述列车头部通信设备以及所述地面控制中心。
95.总之，以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的保护范围之内。
96.上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子数据载体设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
97.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
98.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
99.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部
分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

技术特征：
1.一种列车尾部辅助定位方法，其特征在于，列车尾部安装有列尾定位设备，所述列尾定位设备至少包括安全型处理器、列尾无线通信单元和依据安全设计策略配置的预设数量的定位模组，所述定位模组包括全球卫星导航单元和惯性导航单元；所述列尾定位设备通过所述列尾无线通信单元与列车头部无线通信单元以及地面控制中心进行无线通信；在一个预设定位更新周期内应用于所述列尾定位设备，所述列车尾部辅助定位方法，包括：获取所述列车头部无线通信单元发送的依据列车头部位置数据计算的第一列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述全球卫星导航单元提供的子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；所述安全型处理器从所述参考列尾位置数据中确定第二列尾位置数据；当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值小于设定阈值时，确定所述第二列尾位置数据为有效列尾位置数据；同步发送所述有效列尾位置数据至所述列车头部通信设备以及所述地面控制中心。2.根据权利要求1所述的列车尾部辅助定位方法，其特征在于，还包括：当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值大于设定阈值和/或所述全球卫星导航单元无法接收到定位信号时，对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述惯性导航单元提供的所述子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器。3.根据权利要求2所述的列车尾部辅助定位方法，其特征在于，所述安全设计策略包括三取二或二乘二取二；以及，依据所述安全设计策略和避免共模失效原则，配置所述定位模组的预设数量为3个或2个。4.根据权利要求2所述的列车尾部辅助定位方法，其特征在于，依据列车头部位置数据计算的第一列尾位置数据，包括由所述列车头部位置数据和列车长度相加计算获得所述第一列尾位置数据。5.根据权利要求2所述的列车尾部辅助定位方法，其特征在于，所述全球卫星导航单元能够支持rtk载波相位差分技术以及接收包括北斗和/或gps全球定位导航系统的位置数据；和/或，所述定位模组对所述全球卫星导航单元或所述惯性导航单元提供的所述子位置数据进行卡尔曼滤波处理，组合定位处理中利用列车在垂向和横向方向上速度约为零的预测约束提高无卫星信号时惯导的定位精度。6.根据权利要求1所述的列车尾部辅助定位方法，其特征在于，所述列尾定位设备还包括列尾风压检测单元，所述列尾风压检测单元用于实现列车完整性检查。7.根据权利要求1所述的列车尾部辅助定位方法，其特征在于，向所述列车头部通信设备以及所述地面控制中心发送所述有效列尾位置数据，还包括同时发送所述全球卫星导航单元的信号状态信息。8.一种列车尾部辅助定位装置，其特征在于，列车尾部安装有列尾定位设备，所述列尾定位设备至少包括安全型处理器、列尾无线通信单元和依据安全设计策略配置的预设数量的定位模组，所述定位模组包括全球卫星导航单元和惯性导航单元；所述列尾定位设备通
过所述列尾无线通信单元与列车头部无线通信单元以及地面控制中心进行无线通信；在一个预设定位更新周期内应用于所述列尾定位设备，所述列车尾部辅助定位装置，包括：第一模块，能够获取所述列车头部无线通信单元发送的依据列车头部位置数据计算的第一列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；第二模块，能够对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述全球卫星导航单元提供的子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器；第三模块，能够由所述安全型处理器从所述参考列尾位置数据中确定第二列尾位置数据；第四模块，能够当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值小于设定阈值时，确定所述第二列尾位置数据为有效列尾位置数据；第五模块，能够同步发送所述有效列尾位置数据至所述列车头部通信设备以及所述地面控制中心。9.根据权利要求8所述的列车尾部辅助定位装置，其特征在于，还包括：第六模块，能够当所述第一列尾位置数据与所述第二列尾位置数据的差值大于设定阈值和/或所述全球卫星导航单元无法接收到定位信号时，对应于所述预设数量，所述定位模组依据所述惯性导航单元提供的所述子位置数据计算获得与所述定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至所述安全型处理器。10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行权利要求1至7任一项所述的列车尾部辅助定位方法。

技术总结
本发明公开了一种列车尾部辅助定位方法和装置，其中所述方法，包括：获取列车头部无线通信单元发送的第一列尾位置数据并暂存至安全型处理器；定位模组依据全球卫星导航单元提供的子位置数据计算获得与定位模组对应的参考列尾位置数据并暂存至安全型处理器；安全型处理器从参考列尾位置数据中确定第二列尾位置数据；当第一列尾位置数据与第二列尾位置数据的差值小于设定阈值时，确定第二列尾位置数据为有效列尾位置数据；同步发送有效列尾位置数据至列车头部通信设备以及地面控制中心。本发明方案通过在列车尾部安装列尾定位设备，由列尾定位设备计算定位数据，在列车动态运行和卫星信号失效等环境下，实现自主提供实时连续列车尾部辅助定位数据。列车尾部辅助定位数据。列车尾部辅助定位数据。


技术研发人员：于佳亮 于天泽 李团 程华
受保护的技术使用者：北京酷鲨科技有限公司
技术研发日：2022.11.04
技术公布日：2023/1/23