[发明专利]一种列车定位方法

权利要求书

1.一种列车定位方法，其特征在于，包括：

在列车的运行线路上的各牵引供电所的馈线柜设置电压传感器、电流传感器和采集装置；

在列车的运行过程中，各牵引供电所中的电压传感器和电流传感器同步测量其所在的牵引供电所馈线处输出的电压信号和电流信号，并通过采集装置将测量的电压信号和电流信号上传到上位机；

所述上位机选取距离列车的车头最近的牵引供电所A和距离列车的车尾最近的牵引供电所B上传的电压信号和电流信号；根据所述牵引供电所A和所述牵引供电所B上传的电压信号和电流信号通过矩阵方程计算出列车的位置信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在列车的运行线路上的所有牵引供电所的馈线柜设置电压传感器、电流传感器和采集装置，包括：

在列车的运行线路上的所有牵引供电所的每个馈线柜都设置电压传感器、电流传感器及采集装置，电压传感器和电流传感器都电路连接采集装置，采集装置经光纤路由器连接到光纤骨干网上，再通过光纤骨干网连接至上位机；所述采集装置通过数据采集卡实现。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在列车的运行过程中，各牵引供电所中的电压传感器和电流传感器同步测量其所在的牵引供电所馈线处输出的电压信号和电流信号，并通过采集装置将测量的电压信号和电流信号上传到上位机，包括：

在列车的运行过程中，列车的运行线路上的各牵引供电所进行时间同步后，各牵引供电所中的电压传感器按照设定的采样频率测量其所在的牵引供电所馈线处输出的模拟电压信号，并将模拟电压信号传输给采集装置，电流传感器按照设定的时间间隔测量其所在的牵引供电所馈线处输出的模拟电流信号，并将模拟电流信号传输给采集装置，采集装置将接收到的模拟电压信号和电流信号转换为数字信号后，通过光纤骨干网传输到上位机。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的上位机选取距离列车的车头最近的牵引供电所A和距离列车的车尾最近的牵引供电所B上传的电压信号和电流信号，包括：

上位机通过滑窗的方式获取列车的运行线路上的各牵引供电所上传的电压信号和电流信号，当相邻的两个牵引供电所上传的电压信号和电流信号都大于一定的数值阈值，则判断该相邻的两个牵引供电所为距离列车的车头最近的牵引供电所A和距离列车的车尾最近的牵引供电所B；

所述的上位机选取距离列车的车头最近的牵引供电所A和距离列车的车尾最近的牵引供电所B上传的电压信号和电流信号来进行列车的定位计算。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的根据所述牵引供电所A和所述牵引供电所B获取的电压信号和电流信号通过矩阵方程计算出列车的位置信息，包括：

通过基尔霍夫电压、电流定律，分别构建牵引变电所A馈线柜的输出电压时域微分方程U₁(t)和牵引变电所B馈线柜的输出电压时域微分方程U₂(t)：

其中，x为列车的位置，U₁(t)为牵引变电所A的输出电压；

U₂(t)为牵引变电所B的输出电压；

i₁(t)为牵引变电所A上行接触网的输出电流；

i₂(t)为牵引变电所B上行接触网的输出电流；

i₃(t)为牵引变电所A下行接触网的输出电流；

R_r、L_r为牵引变电所A、B之间上行接触网的电阻值、电感值；

R_d、L_d为牵引变电所A、B之间钢轨的电阻值、电感值；

U为列车运行时，其所在位置对应的接触网电压；

将上述式(1)和式(2)两式相减消掉U，再将得到的等式转化为式(3)所示的差分方程：

根据所述差分方程得到关于列车位置的矩阵方程AX＝Y，

X为表示列车的位置的矩阵；

在上位机中所述矩阵方程进行求解，得出列车在某一时刻t的位置。