[发明专利]一种城轨列车定位设备首尾冗余设计方法

权利要求书

1.一种城轨列车定位设备首端车载ATP实用性提升方法，其特征在于，包括

S1，在CBTC信号系统中，车辆的首尾两端分别安装一套BTM定位设备；

S2，车辆首尾两端的车载ATP设有交互通道；

S3，车辆首尾两端的车载ATP交互通道进行信息交互，交互的信息包括定位信息；

S4，利用交互信息，完成首尾两端时间同步和尾端定位，在首端出现故障的情况下，根据下列情况确定是否使用尾端信息：

若交互的信息中，首尾两端的信息无差异或者差异在预先设定的阈值内，则首尾两端都无问题，在首端出现故障的情况下，可使用尾端信息；

若交互的信息中，首尾两端的信息有差异，且差异不在预先设定的阈值内，则尾端存在问题，在首端出现故障的情况下，不可使用尾端信息；

在车辆运行过程中，尾端需要使用首端定位信息校正本端的位置，则尾端进行位置校正和安全包络收缩分为两种情况：

情况1：尾端BTM天线经过应答器，此时尾端根据当前应答器校正位置，收缩位置不确定性为：校位固定误差；

情况2：首端BTM天线经过应答器，首端根据当前应答器校正位置，收缩位置不确定性为：校位固定误差；尾端根据首端发送的应答器信息和安全包络信息进行位置校正；如果校正后包络收缩则进行位置校正，调整当前位置不确定性为：校位固定误差+时间同步误差导致的包络扩大；否则不进行位置校正；

当首端设备故障且尾端设备正常时，首端直接使用尾端的定位和速度信息；

此时首端的位置不确定性为：校位固定误差+时间同步误差导致的包络误差+空转打滑导致的校位误差+未校位行驶距离的2％；

首端使用尾端速度进行监控限速时，增加由首尾传输延时导致的测速误差；首端使用尾端速度进行零速和停稳判断时，不增加由首尾传输延时导致的测速误差。

2.根据权利要求1所述城轨列车定位设备首端车载ATP实用性提升方法，其特征在于，步骤S4中，定位信息的阈值是定位误差为25m。

3.根据权利要求1所述城轨列车定位设备首端车载ATP实用性提升方法，其特征在于，步骤S3中，交互的信息还包括安全包络信息、道岔信息和时间同步信息；

安全包络信息包括置信位置、最大安全前端、最小安全前端、最大安全后端和最小安全后端。

4.根据权利要求1所述城轨列车定位设备首端车载ATP实用性提升方法，其特征在于，首尾端车载ATP进行时间同步，通过互相交互时间同步信息来实现，尾端ATP预先配置时间发送校时请求，尾端收到校时请求帧后，在相应帧中发送回复时间同步信息；尾端通过回复的时间同步信息来计算两个时钟的偏移，从而进行校时。

5.根据权利要求4所述城轨列车定位设备首端车载ATP实用性提升方法，其特征在于，交互的时间同步信息如下表所示：

6.根据权利要求1所述城轨列车定位设备首端车载ATP实用性提升方法，其特征在于，在首端设备故障时，首端ATP使用尾端定位，如果安全包络扩大超过允许阈值，则ATP输出紧急制动；

在首尾端经过时间同步的前提下，对于收到的任意一帧信息，首端均可以获得尾端的测量时间，进而计算通信帧的传输延时，利用传输延时计算定位及速度信息的误差；

设车辆的极限加速度为a_min和a_max，极限速度为v_min和v_max，传输延迟为t，

首端ATP收到传输延迟t之前的尾端ATP定位信息s，在最不利情况下，车辆以极限速度运动，则由传输延迟t造成的定位误差为[v_mint，v_maxt]。