本发明涉及轨道交通工程车监控技术领域，尤其是涉及一种减少人工操作，提高控车安全性和高效性的基于地面信标的轨道交通工程车的正线控制方法。
背景技术：
在轨道交通工程车正线运行时，司机需要手动设置上下行，车站，公里标等信息；根据实际情况调取数据，校正位置。车载设备在收到司机的输入指令后，生成正确的控车曲线保证轨道交通工程车安全运行。整个过程司机操作较为频繁，错误操作出现率较高，车载设备控车响应较慢，不能实现安全高效的行车控制。
技术实现要素：
本发明为了克服现有技术中错误操作出现率高，车载设备控车响应慢的不足，提供了一种减少人工操作，提高控车安全性和高效性的基于地面信标的轨道交通工程车的正线控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种基于地面信标的轨道交通工程车的正线控制方法，包括若干个无源rfid信标，设于轨道工程车上的信标接收天线，模/数转换模块，串口通信模块和轨道车运行监控设备gyk；轨道车运行监控设备gyk通过串口通信模块与模/数转换模块连接，模/数转换模块与信标接收天线电连接，信标接收天线与无源rfid信标无线连接；包括如下步骤：
(1-1)在各个信标布置点布置1组信标，并对各个信标进行标识，信标标识包括前方车站编号，信标组间编号和信标组内编号；
(1-2)将生成的轨道交通工程车运行线路的基本数据加载到轨道车运行监控设备gyk中；
(1-3)确定信标发送协议和epc编码方案，轨道车运行监控设备gyk接收信标数据；
(1-4)根据确定的信标发送协议和epc编码方案对接收的信标数据进行处理，并根据处理后的信标数据进行轨道交通工程车的正线控制。
本发明利用rfid技术，在正线轨道上铺设无源rfid信标，每个信标中写入数据，在轨道交通工程车上安装信标接收天线，当越过地面信标时，激活信标，接收到信标中预存的正线数据；车辆上搭载的轨道车运行监控设备gyk能够预先加载线路基本数据，根据信标提供的位置信息，自动进行调取数据进行位置校正，能够保证轨道交通工程车的安全运行。
作为优选，步骤(1-4)的具体步骤如下：
(2-1)根据确定的信标发送协议和epc编码方案对接收到的信标数据进行解析，获取运行到信标点的位置信息和信标标识；
(2-2)根据信标点的前方车站编号，信标组间编号和信标组内编号，推断出该信标点所在的线路和轨道车的运行方向；
(2-3)将接收到的信标点的信标数据与轨道车运行监控设备gyk当前调取数据的运行状态进行比较，如果信标数据与当前运行状态数据相同，不需要重新调取数据，转入步骤(2-4)；如果信标数据与当前运行状态数据不相同，需要重新调取数据，转入步骤(2-5)；
(2-4)根据信标点所在公里标，在现有的数据基础上对当前点的位置进行校正；
(2-5)调取该信标所在点公里标的数据，重新生成控车曲线，指导控车。
作为优选，步骤(1-3)的具体步骤如下：
(3-1)确定信标发送协议和epc编码方案；
(3-2)利用rfid读写器将信标的位置点数据写入信标；
(3-3)调试轨道交通工程车的信标接收天线，设置采样率和发射功率；
(3-3)当车辆运行过地面信标时，信标接收天线激活地面无源rfid信标；
(3-4)接收天线收到无源rfid信标传过来的模拟信号，通过模/数转换模块将模拟信号转成数字信号，再通过串口通信模块发给轨道车运行监控设备gyk。
作为优选，步骤(1-1)中信标布置点包括车辆段站场信标布置点和正线信标布置点。
作为优选，正线信标布置点的选取原则如下：车站的进站信号机和出站信号机前布置1组信标；道岔前布置1组信标；其他情况下，线路上每隔1公里布置1组信标。
作为优选，1组信标包括2个或3个信标。
作为优选，上行线路的信标组间编号为偶数，沿着正向由小到大排列；下行线路的信标组间编号为奇数，沿着正向由小到大排列；各组信标组内编号沿着正向由小到大递增。
因此，本发明具有如下有益效果：本发明能够实现基于信标的正线控制，减小了司机人工操作，降低错误操作率，实现控车过程中的安全高效的响应。
附图说明
图1是本发明的一种流程图；
图2是本发明的信号接收装置的一种结构图；
图3是本发明的一种正线信标的一种信标布置图。
图中：无源rfid信标1、信标接收天线2、模/数转换模块3、串口通信模块4、轨道车运行监控设备gyk5。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述：
如图1所示的实施例是一种基于地面信标的轨道交通工程车的正线控制方法，如图2所示，包括若干个无源rfid信标1，设于轨道工程车上的信标接收天线2，模/数转换模块3，串口通信模块4和轨道车运行监控设备gyk5；轨道车运行监控设备gyk通过串口通信模块与模/数转换模块连接，模/数转换模块与信标接收天线电连接，信标接收天线与无源rfid信标无线连接；如图1所示，包括如下步骤：
步骤100，在各个信标布置点布置1组信标，并对各个信标进行标识，信标标识包括前方车站编号，信标组间编号和信标组内编号；
信标是一种射频电子标签，可以布置在车辆段站场，也可以布置在正线；布置在车辆段站场的是站场信标，用来标注该点在车辆段的位置；布置在正线的是正线信标，用来标注该点在所在线路的位置信息；为了获取轨道车运行的方向，同时也避免信标的遗漏，通常一个布置点会安装1组信标；1组信标内一般包含2个或3个信标，信标组内编号沿线路正向方向依次递增，相距一般设置为5m；
为了标明线路关键点的位置，正线信标布置点的选取遵循以下原则：
1)车站的进站信号机和出站信号机前布置一组信标；
2)道岔前布置一组信标；
3)其他情况下，线路上每隔1公里布置一组信标；
不同位置的信标应该对应不同的信标标识，用来区分信标；本方法下信标标识由前方车站编号，信标组间编号和信标组内编号组成。例如：信标标识为“11-21-3”表明该点位置前方是编号11的车站，是第21组信标内的第3个信标，通过信标标识可以很快对信标进行初步定位；
步骤200，将生成的轨道交通工程车运行线路的基本数据加载到轨道车运行监控设备gyk中；
步骤300，确定信标发送协议和epc编码方案，轨道车运行监控设备gyk接收信标数据；
步骤301，确定信标发送协议和epc编码方案；正线信标的epc编码需含有以下位置信息：信标点所在线路名，前方车站编号，距前一个信标和后一个信标的距离，该点的公里标，信标组间编号，信标组内编号，信标标识；
步骤302，利用rfid读写器将信标的位置点数据写入信标；其中，信标的标识如下定义：上行线路组间编号为偶数，沿着正向由小到大排列。下行线路组间编号为奇数，沿着正向由小到大排列；各组信标组内编号沿着正向由小到大递增；在车站的进站信号机前和出站信号机前20m，道岔前20m以3个信标为一组布置信标，其余在正线上的信标以2个为1组，按照组与组之间间隔1km的距离布置；要保证每条线路上的车站编号是唯一的，通常，从起始站到终点站，车站编号依次增加，在支线的车站编号要和主线的车站编号有所区分；
步骤303，调试轨道交通工程车的信标接收天线，设置采样率和发射功率，使得轨道车在存在一定速度的情况下，能够依次收到组内的不同信标，不遗漏信标；
步骤304，当车辆运行过地面信标时，信标接收天线激活地面无源rfid信标；
步骤305，接收天线收到无源rfid信标传过来的模拟信号，通过模/数转换模块将模拟信号转成数字信号，再通过串口通信模块发给轨道车运行监控设备gyk；
步骤400，根据确定的信标发送协议和epc编码方案对接收的信标数据进行处理，并根据处理后的信标数据进行轨道交通工程车的正线控制；
步骤401，根据确定的信标发送协议和epc编码方案对接收到的信标数据进行解析，获取运行到信标点的位置信息和信标标识；
步骤402，根据信标点的前方车站编号，信标组间编号和信标组内编号，推断出该信标点所在的线路和轨道车的运行方向；
车辆运行方向的识别：
车载设备根据信标组间编号的奇偶性，可以确定当前车辆的上下行。在布置信标时，组间编号为奇数，表明该点信标处于下行线路。组间编号为偶数，表明该点信标处于上行线路。同时，根据同组信标组内编号的递增递减关系，可以确定当前车辆的运行方向。组内编号递增表明运行方向为正向，递减表明运行方向为反向；
如图3所示，假设车辆收到的信标依次为10-22-1，10-22-2，11-21-2，11-21-1，则表明车辆从上行正向经由道岔2运行至上行反向；当接收到标识为11-21-1的信标时，车载设备会重新调取信标位置点上行反向的数据；假设车辆收到的信标依次为10-22-1，10-22-2，10-22-2，10-22-1，则表明车辆由前进变后退，由上行正向变至下行反向运行；在收到标识为10-22-1的信标时，车载设备会重新调取信标位置点下行反向的数据；
步骤403，将接收到的信标点的信标数据与轨道车运行监控设备gyk当前调取数据的运行状态进行比较，如果信标数据与当前运行状态数据相同，不需要重新调取数据，转入步骤404；如果信标数据与当前运行状态数据不相同，需要重新调取数据，转入步骤405；
线路支线选择：
不同的支线上车站编号也不同；在面临支线选择时，车载设备会根据当前线路的前方车站编号和收到信标的前方车站编号进行比较；当信标的前方车站编号和当前线路的前方车站编号不同，而与基本数据上对应支线的前方车站编号一致时，车载设备会调取相应线路的数据，自动进行支线选择；
如图3所示，假设车辆收到的信标为11-21-1，11-21-2，11-23-1，11-23-2，此时车载设备会认为车辆行驶在下行正向上，前方应该为11号车站；当再次收到信标为20-71-1，20-71-2的信标时，该信标前方车站编号为20，与当前线路的前方车站编号不同；车载设备从基本数据中查找含有车站编号为20的线路数据，如果查找成功，就会调取该支线的数据，自动实现了支线选择的功能；
步骤404，根据信标点所在公里标，在现有的数据基础上对当前点的位置进行校正；
步骤405，调取该信标所在点公里标的数据，重新生成控车曲线，指导控车。
轨道车就能够根据信标明确实际的运行环境，获取当前的车辆运行轨迹，调取对应数据保证正确控车；如图3所示，假设车辆收到的信标为10-26-3，10-26-2，10-26-1，10-24-2，10-24-1，11-23-1，11-23-2，20-71-1，20-71-2，表明轨道车在10号站出站后，下行反向运行；在11-23-2处运行方向变化，车辆会调取该信标所在公里标处的下行正向数据；在20-71-2处运行线路变化，车辆会调取该信标所在公里标处的对应支线的下行正线数据。
rfid信标定位在铁路车辆定位上用途广泛，能够直接获取轨道线路上的地理位置信息；而轨道交通工程车的运行是根据所加载和调取的基本数据加以实现的，并不是直接的地理位置信息；本方法在于利用rfid信标提供的地理位置信息，通过合理的信标标识设计和布置，将其转化为当前运行的线路信息，实现当前信标在轨道工程车运行数据中的定位，从而实现正线运行控制的；相较于原先司机人工输入线路位置信息的方法，本方法能够基于信标实现轨道车的正线控制，能够提高操作响应速度，减小人工误操作概率，实现高效安全的控车。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
1.一种基于地面信标的轨道交通工程车的正线控制方法，其特征在于，包括若干个无源rfid信标(1)，设于轨道工程车上的信标接收天线(2)，模/数转换模块(3)，串口通信模块(4)和轨道车运行监控设备gyk(5)；轨道车运行监控设备gyk通过串口通信模块与模/数转换模块连接，模/数转换模块与信标接收天线电连接，信标接收天线与无源rfid信标无线连接；包括如下步骤：
(1-1)在各个信标布置点布置1组信标，并对各个信标进行标识，信标标识包括前方车站编号，信标组间编号和信标组内编号；
(1-2)将生成的轨道交通工程车运行线路的基本数据加载到轨道车运行监控设备gyk中；
(1-3)确定信标发送协议和epc编码方案，轨道车运行监控设备gyk接收信标数据；
(1-4)根据确定的信标发送协议和epc编码方案对接收的信标数据进行处理，并根据处理后的信标数据进行轨道交通工程车的正线控制。
2.根据权利要求1所述的基于地面信标的轨道交通工程车的正线控制方法，其特征在于，步骤(1-4)的具体步骤如下：
(2-1)根据确定的信标发送协议和epc编码方案对接收到的信标数据进行解析，获取运行到信标点的位置信息和信标标识；
(2-2)根据信标点的前方车站编号，信标组间编号和信标组内编号，推断出该信标点所在的线路和轨道车的运行方向；
(2-3)将接收到的信标点的信标数据与轨道车运行监控设备gyk当前调取数据的运行状态进行比较，如果信标数据与当前运行状态数据相同，不需要重新调取数据，转入步骤(2-4)；如果信标数据与当前运行状态数据不相同，需要重新调取数据，转入步骤(2-5)；
(2-4)根据信标点所在公里标，在现有的数据基础上对当前点的位置进行校正；
(2-5)调取该信标所在点公里标的数据，重新生成控车曲线，指导控车。
3.根据权利要求1所述的基于地面信标的轨道交通工程车的正线控制方法，其特征在于，步骤(1-3)的具体步骤如下：
(3-1)确定信标发送协议和epc编码方案；
(3-2)利用rfid读写器将信标的位置点数据写入信标；
(3-3)调试轨道交通工程车的信标接收天线，设置采样率和发射功率；
(3-3)当车辆运行过地面信标时，信标接收天线激活地面无源rfid信标；
(3-4)接收天线收到无源rfid信标传过来的模拟信号，通过模/数转换模块将模拟信号转成数字信号，再通过串口通信模块发给轨道车运行监控设备gyk。
4.根据权利要求1所述的基于地面信标的轨道交通工程车的正线控制方法，其特征在于，步骤(1-1)中信标布置点包括车辆段站场信标布置点和正线信标布置点。
5.根据权利要求4所述的基于地面信标的轨道交通工程车的正线控制方法，其特征在于，正线信标布置点的选取原则如下：车站的进站信号机和出站信号机前布置1组信标；道岔前布置1组信标；其他情况下，线路上每隔1公里布置1组信标。
6.根据权利要求1或4所述的基于地面信标的轨道交通工程车的正线控制方法，其特征在于，1组信标包括2个或3个信标。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的基于地面信标的轨道交通工程车的正线控制方法，其特征在于，上行线路的信标组间编号为偶数，沿着正向由小到大排列；下行线路的信标组间编号为奇数，沿着正向由小到大排列；各组信标组内编号沿着正向由小到大递增。
技术总结