[发明专利]基于蒙特卡洛仿真的列车定位分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于蒙特卡洛仿真的列车定位分析方法及系统，所述方法包括：初始化仿真参数；模拟运行场景；根据所述运行场景，模拟列车运动状态数据；根据所述列车运动状态数据，模拟卫星导航信息、速度传感器信息、应答器位置信息和加速度计信息；设计融合算法，将模拟的所述卫星导航信息、所述速度传感器信息、所述应答器位置信息和所述加速度计信息进行融合滤波处理；保存上述仿真数据及结果，本发明通过模拟软件产生测试数据而不依赖硬件设备，在系统功能未完成时进行初步测试，大大降低定位算法的验证周期，有利于实现列车定位算法的快速迭代。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种基于蒙特卡洛仿真的列车定位分析方法及系统。

背景技术

列车具有运行速度高、载重大、制动距离较长的特点，当发现前方异常(如有列车停车)，仅依靠肉眼观察不可避免会发生安全事故。列控系统通过技术手段管理列车运行，让列车保持运行间隔，即使前方列车突然停车，后车也不会造成“追尾事故”。而列车定位技术则在该系统中充当“人眼”功能。列车定位技术包含测量列车速度和确定列车位置两个方面功能。现有的中国列控系统(CTCS)体系综合列车车载和地面轨旁信息，车地共同实现定位。

现有技术中对于多传感器融合的新型列车定位系统，由于应用实例较少，缺乏试验数据，且多种传感器进行融合的定位系统相较于单一传感器定位系统更为复杂，使用传统的方法进行分析难以实现。

发明内容

本发明的目的是为了提供基于蒙特卡洛仿真的列车定位分析方法及系统。旨在解决现有技术中对于多传感器融合的新型列车定位系统中缺少试验数据、多传感器融合的定位系统复杂现有方法难以进行分析的问题。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一方面，本发明提供了一种基于蒙特卡洛仿真的列车定位分析方法，包括：

初始化系统中的仿真参数；

模拟运行场景；

根据所述运行场景，模拟列车运动状态数据；

根据所述列车运动状态数据，模拟卫星导航信息、速度传感器信息、应答器位置信息和加速度计信息；

设计融合算法，将模拟的所述卫星导航信息、所述速度传感器信息、所述应答器位置信息和所述加速度计信息进行融合滤波处理，得到仿真数据及结果；

保存上述仿真数据及结果，以分析设计算法的可行性、性能指标以及对出现的问题进行复现和分析。

优选的，所述仿真参数包括：单个仿真场景的持续时间、采样频率、单个仿真场景的运行次数和不同传感器叠加的噪声参数。

优选的，所述模拟运行场景的步骤包括：通过控制初速度、初始位置以及运行加速度，产生不同的列车运动状态和故障状态。

优选的，所述列车状态包括：低速运动、高速运动和低速高速间歇运动三种运动状态。

优选的，所述故障状态包括：速传故障、速传发生空转、卫星导航系统故障和卫星信号差中的任意一种或其组合。

优选的，若所述故障状态为多个，则所述模拟运行场景需要进行多次，以模拟不同的所述故障状态场景下的不同的列车运动状态。

优选的，模拟的所述列车运动状态数据包括：加速度值、速度值和走行距离值。

优选的，所述模拟列车的运动状态还包括：模拟列车在运动过程中的抖动，其具体为：在所述加速度值、所述速度值和所述走行距离值的基础上，叠加符合正态分布的随机噪声，以模拟真实的列车运动状态。