一種ATO測速測距系統:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明

《一種ATO測速測距系統》是中國鐵道科學研究院、中國鐵道科學研究院通信信號研究所、北京市華鐵信息技術開發總公司、北京銳馳國鐵智慧型運輸系統工程技術有限公司於2014年10月21日申請的專利，該專利的公布號為CN104401366A，授權公布日為2015年3月11日，發明人是孟軍、陳寧寧、李亮、尹遜政、徐意等。

《一種ATO測速測距系統》該系統中的ATO系統測速測距功能是基於ATP數據，並結合SRP測速測距單元數據計算實現的，ATO系統只需要與ATP及SRP測速測距單元通信，無需連線冗餘的速度感測器、雷達以及BTM處理單元，在滿足控車精度要求的前提下做到了結構簡單清晰這一目標；另外，ATO系統將在ATP測速測距數據的基礎上，結合SRP測速測距單元的信息，對測速測距數據進行校準，從而使測速測距數據精度滿足控車的需求。

2017年12月11日，《一種ATO測速測距系統》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種ATO測速測距系統》摘要附圖）

基本介紹

中文名：一種ATO測速測距系統
申請人：中國鐵道科學研究院、中國鐵道科學研究院通信信號研究所、北京市華鐵信息技術開發總公司、北京銳馳國鐵智慧型運輸系統工程技術有限公司
申請日：2014年10月21日
申請號：2014105633496
公布號：CN104401366A
公布日：2015年3月11日
發明人：孟軍、陳寧寧、李亮、尹遜政、徐意、王芃、許碩、王超、孫旺、孫磊、賈鵬、鄭偉、徐偉、賓海豐、王俊鋒、黃蘇蘇
地址：北京市海淀區大柳樹路2號
Int.Cl.：B61L25/02(2006.01)I
代理機構：北京凱特來智慧財產權代理有限公司
代理人：鄭立明、鄭哲
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

隨著城市軌道交通和信息技術的快速發展，基於通信的列車控制系統（簡稱CBTC）在城市軌道交通信號系統中得到了廣泛的套用。CBTC系統的大量套用，有效的縮短了列車的追蹤間隔，提高了軌道交通的運行效率。作為CBTC系統的一個重要組成部分，列車自動駕駛子系統（簡稱ATO）可以降低司機的勞動強度，提高列車運行的舒適性、減小列車運行的能源消耗。在當前的軌道交通建設中列車自動駕駛子系統已經普遍配置，大部分的新建線路都實現了直接開通自動駕駛功能。

ATO系統根據目標速度曲線控制列車在安全限速下平穩、高效、節能地運行，並準確停站。作為目標速度的計算和列車速度控制的基礎，ATO系統測速測距的準確性對於ATO系統的控車算法尤為重要。

2014年前，中國國內外的城市軌道交通ATO系統測速測距算法主要有2種方案：

方案1：ATO系統獨立測速測距：ATO系統獨立採集速度脈衝，接收雷達速度信息，獨立接收BTM單元定位信息。該方案主要有以下缺點：1）ATO系統與ATP系統測速測距數據存在一致性問題，ATO系統無法直接使用ATP的移動授權信息；2）為了提高系統的可用性，2014年前車載設備多採用冗餘方案，ATO系統、ATP系統、速度感測器、雷達、BTM定位單元均有冗餘的需求，這種條件下如果ATO系統、ATP系統均獨立測速測距則會造成系統結構複雜、處理邏輯繁瑣，反而會降低整個系統的可用性；3）ATO系統為了測距需要接收並處理地面的移動授權信息，並獨立存儲線路資料庫，這將增加系統的複雜性以及系統升級維護的工作量。

方案2：ATP系統（列車自動保護系統）向ATO系統傳送測速測距單元數據：ATO系統採用的測速測距數據來自ATP系統。該方案的缺點在於，ATO系統採用的測速測距數據完全來自ATP系統，雖然可以保證ATO系統與ATP系統的測速測距數據的一致性，但是由於ATP系統作為安全相關設備，多採用2乘2取2或3取2結構，有複雜的同步邏輯和結構，因此ATP系統的運算周期往往較長，不能滿足ATO系統控車周期的需求；如果採用該方案，ATO系統的測速測距的精度將無法滿足控車的要求。

發明內容

專利目的

《一種ATO測速測距系統》的目的是提供一種ATO測速測距系統，其結構簡單，且測速測距精度較高。

技術方案

《一種ATO測速測距系統》該系統包括：ATP系統，用於將根據地面設備傳送信息計算得到的目標距離，以及通過SRP測速測距單元獲得的該SRP測速測距單元的標識ID、速度感測器數據、雷達感測器數據及測速狀態周期性的傳送至ATO系統；SRP測速測距單元，用於獲取速度感測器數據及雷達感測器數據，並根據獲取到的速度感測器數據及雷達感測器數據獲得測速狀態；將上述信息及該SRP測速測距單元的ID分別周期性的傳送至ATO系統與ATP系統；ATO系統，用於根據預先設定的機制，並結合接收到的SRP測速測距單元傳送的數據及ATP系統傳送的數據確定當前行駛速度與目標距離。其中，ATO系統與SRP測速測距單元的通信周期短於，ATO系統與ATP系統以及ATP系統與SRP測速測距單元的通信周期。

進一步的，該系統還包括：BTM應答器處理單元，用於接收地面應答器傳輸的包含定位信息及前方可行駛的路徑信息的應答器報文數據，並經過處理後傳送至所述ATP系統；所述BTM處理單元採用車頭車尾熱備冗餘方案，其中一個BTM處理單元作為主用端進行與所述ATP系統的通信工作；當主用端異常時，將備用端的BTM處理單元切換為主用端繼續工作。

進一步的，所述ATP系統，在點式等級下接收BTM處理單元傳送的點式授權，根據點式授權中攜帶的應答器報文數據、當前列車位置及車載線路資料庫計算獲得目標距離與速度；在連續式等級下接收地面區域控制器傳送的移動授權，根據所述移動式授權攜帶的數據、當前列車位置及車載線路資料庫計算獲得目標距離與速度；其中，所述目標距離與速度包括：當前位置達到安全點與站台點的距離，以及安全點的限速值。

進一步的，所述SRP測速測距單元採用車頭車尾熱備冗餘方案，其中一個SRP測速測距單元作為主用端進行與所述ATP系統及所述ATO系統的通信工作；當主用端異常時，將備用端SRP測速測距單元的切換為主用端繼續工作。

進一步的，所述根據預先設定的機制，並結合接收到的SRP測速測距單元傳送的數據及ATP系統傳送的數據確定當前行駛速度與目標距離包括：所述SRP測速測距單元傳送數據的周期短於所述ATP系統傳送數據的周期，當接收到SRP測速測距單元傳送的新數據後，判斷當前時刻ATP數據是否為新數據；若當前時刻ATP數據是新數據，且當SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID匹配時，則判斷SRP測速測距單元傳送的新數據與當前時刻ATP數據中的測速狀態是否為未發生空轉打滑；若均為未發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據大於所述當前時刻ATP數據中速度感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的速度感測器數據校正當前時刻ATP數據，獲得當前行駛速度與目標距離。

若至少一數據中的測速狀態為發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據大於所述當前時刻ATP數據中雷達感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的雷達感測器數據校正當前時刻ATP數據，獲得當前行駛速度與目標距離；若所述SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID不匹配、或者所述SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID匹配且均為未發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據不大於所述當前時刻ATP數據中速度感測器數據、或者所述SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID匹配且至少有一個數據中的測速狀態為發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據不大於所述當前時刻ATP數據中雷達感測器數據，則使用當前時刻ATP數據；

若當前時刻ATP數據不是新數據，且當SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與上一周期ATO系統本地數據中SRP測速測距單元的ID不匹配時，則判斷SRP測速測距單元傳送的新數據中的測速狀態是否為未發生空轉打滑；若為未發生空轉打滑，則利用SRP測速測距單元傳送的新數據中的速度感測器數據計算當前行駛速度，並預估目標距離；若為發生空轉打滑，則利用SRP測速測距單元傳送的新數據中的雷達感測器數據計算當前行駛速度，並預估目標距離。

若當前時刻ATP數據不是新數據，且當SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當上一周期ATO系統本地數據中SRP測速測距單元的ID匹配時，則判斷SRP測速測距單元傳送的新數據中的測速狀態是否為未發生空轉打滑；若為未發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據大於所述上一周期ATO系統本地數據中速度感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的速度感測器數據校正ATO系統上一周期確定的行駛速度與目標距離；若為發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據大於所述上一周期ATO系統本地數據中雷達感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的雷達感測器數據校正ATO系統上一周期確定的行駛速度與目標距離；若為未發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據不大於上一周期ATO系統數據中速度感測器數據，或者若為發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據不大於上一周期ATO系統本地數據中雷達感測器數據，則沿用ATO系統上一周期確定的行駛速度並預估距離。

改善效果

《一種ATO測速測距系統》的測速測距功能是基於ATP數據，並結合SRP測速測距單元數據計算實現的，ATO系統只需要與ATP及SRP測速測距單元通信，無需連線冗餘的速度感測器、雷達以及BTM處理單元，在滿足控車精度要求的前提下做到了結構簡單清晰這一目標；另外，ATO系統將在ATP測速測距數據的基礎上，結合SRP測速測距單元的信息，對測速測距數據進行校準，從而使測速測距數據精度滿足控車的需求。

附圖說明

圖1為《一種ATO測速測距系統》實施例的一種示意圖；

圖2為該發明實施例提供的一種包含地面設備與車載設備的ATO測速測距系統的示意圖；

圖3為該發明實施例提供的ATO系統根據與SRP測速測距單元及ATP系統通信周期進行測速測距的示意圖；

圖4為該發明實施例提供的考慮空轉打滑情況後，ATO測速測距的示意圖；

圖5為該發明實施例提供的當主用端的SRP測速測距單元故障時，將備用端切換為主用端繼續工作的示意圖；

圖6為該發明實施例提供的預先設定的機制，並結合接收到的SRP數據及ATP系統數據獲得最終的目標距離與速度的流程圖。

技術領域

《一種ATO測速測距系統》涉及軌道交通技術領域，尤其涉及一種ATO測速測距系統。

權利要求

1.《一種ATO測速測距系統》其特徵在於，該系統包括：ATP系統，用於將根據地面設備傳送信息計算得到的目標距離，以及通過SRP測速測距單元獲得的該SRP測速測距單元的標識ID、速度感測器數據、雷達感測器數據及測速狀態周期性的傳送至ATO系統；SRP測速測距單元，用於獲取速度感測器數據及雷達感測器數據，並根據獲取到的速度感測器數據及雷達感測器數據獲得測速狀態；將上述信息及該SRP測速測距單元的ID分別周期性的傳送至ATO系統與ATP系統；ATO系統，用於根據預先設定的機制，並結合接收到的SRP測速測距單元傳送的數據及ATP系統傳送的數據確定當前行駛速度與目標距離。其中，ATO系統與SRP測速測距單元的通信周期短於，ATO系統與ATP系統以及ATP系統與SRP測速測距單元的通信周期。

2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，該系統還包括：BTM應答器處理單元，用於接收地面應答器傳輸的包含定位信息及前方可行駛的路徑信息的應答器報文數據，並經過處理後傳送至所述ATP系統；所述BTM處理單元採用車頭車尾熱備冗餘方案，其中一個BTM處理單元作為主用端進行與所述ATP系統的通信工作；當主用端異常時，將備用端的BTM處理單元切換為主用端繼續工作。

3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述ATP系統，在點式等級下接收BTM處理單元傳送的點式授權，根據點式授權中攜帶的應答器報文數據、當前列車位置及車載線路資料庫計算獲得目標距離與速度；在連續式等級下接收地面區域控制器傳送的移動授權，根據所述移動式授權攜帶的數據、當前列車位置及車載線路資料庫計算獲得目標距離與速度；其中，所述目標距離與速度包括：當前位置達到安全點與站台點的距離，以及安全點的限速值。

4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述SRP測速測距單元採用車頭車尾熱備冗餘方案，其中一個SRP測速測距單元作為主用端進行與所述ATP系統及所述ATO系統的通信工作；當主用端異常時，將備用端SRP測速測距單元的切換為主用端繼續工作。

5.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述根據預先設定的機制，並結合接收到的SRP測速測距單元傳送的數據及ATP系統傳送的數據確定當前行駛速度與目標距離包括：所述SRP測速測距單元傳送數據的周期短於所述ATP系統傳送數據的周期，當接收到SRP測速測距單元傳送的新數據後，判斷當前時刻ATP數據是否為新數據；

若當前時刻ATP數據是新數據，且當SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID匹配時，則判斷SRP測速測距單元傳送的新數據與當前時刻ATP數據中的測速狀態是否為未發生空轉打滑；若均為未發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據大於所述當前時刻ATP數據中速度感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的速度感測器數據校正當前時刻ATP數據，獲得當前行駛速度與目標距離；若至少一數據中的測速狀態為發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據大於所述當前時刻ATP數據中雷達感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的雷達感測器數據校正當前時刻ATP數據，獲得當前行駛速度與目標距離；若所述SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID不匹配、或者所述SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID匹配且均為未發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據不大於所述當前時刻ATP數據中速度感測器數據、或者所述SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID匹配且至少有一個數據中的測速狀態為發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據不大於所述當前時刻ATP數據中雷達感測器數據，則使用當前時刻ATP數據。

實施方式

圖1為《一種ATO測速測距系統》實施例提供的一種示意圖。如圖1所示，該系統主要包括：ATP系統，用於將根據地面設備傳送信息計算得到的目標距離，以及通過SRP測速測距單元獲得的該SRP測速測距單元的標識ID、速度感測器數據、雷達感測器數據及測速狀態周期性的傳送至ATO系統；SRP測速測距單元，用於獲取速度感測器數據及雷達感測器數據，並根據獲取到的速度感測器數據及雷達感測器數據獲得測速狀態；將上述信息及該SRP測速測距單元的ID分別周期性的傳送至ATO系統與ATP系統；其中，所述速度感測器數據用於計算列車當前行駛速度與行駛距離，雷達數據中包含利用當前行駛速度與里程信息。

ATO系統，用於根據預先設定的機制，並結合接收到的SRP測速測距單元傳送的數據及ATP系統傳送的數據確定當前行駛速度與目標距離。其中，ATO系統與SRP測速測距單元的通信周期短於，ATO系統與ATP系統以及ATP系統與SRP測速測距單元的通信周期。進一步的，該系統還包括：BTM應答器處理單元，用於接收地面應答器傳輸的包含定位信息及前方可行駛的路徑信息的應答器報文數據，並經過處理後傳送至所述ATP系統；所述BTM處理單元採用車頭車尾熱備冗餘方案，其中一個BTM處理單元作為主用端進行與所述ATP系統的通信工作；當主用端異常時，將備用端的BTM處理單元切換為主用端繼續工作。

進一步的，所述根據預先設定的機制，並結合接收到的SRP測速測距單元傳送的數據及ATP系統傳送的數據獲得最終的目標距離與速度包括：所述SRP測速測距單元傳送數據的周期短於所述ATP系統傳送數據的周期，當接收到SRP測速測距單元傳送的新數據後，判斷當前時刻ATP數據是否為新數據。

若當前時刻ATP數據是新數據，且當SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID匹配時，則判斷SRP測速測距單元傳送的新數據與當前時刻ATP數據中的測速狀態是否為未發生空轉打滑；若均為未發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據大於所述當前時刻ATP數據中速度感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的速度感測器數據校正當前時刻ATP數據（當前行駛速度與目標距離），獲得最終的目標距離與速度；若至少一數據中的測速狀態為發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據大於所述當前時刻ATP數據中雷達感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的雷達感測器數據校正當前時刻ATP數據（當前行駛速度與目標距離），獲得最終的目標距離與速度；除前面描述的幾種情況之外均使用ATP數據，例如，可以包括以下幾種情況：若所述SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID不匹配、或者所述SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID匹配且均為未發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據不大於所述當前時刻ATP數據中速度感測器數據、或者所述SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID匹配且至少有一個數據中的測速狀態為發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據不大於所述當前時刻ATP數據中雷達感測器數據；其中，所述使用ATP數據包括：未發生空轉打滑時使用速度感測器速度，發生空轉打滑時使用雷達速度。

若當前時刻ATP數據不是新數據（即，為上一周期的數據），且當SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與上一周期ATO系統本地數據中SRP測速測距單元的ID不匹配時，則判斷SRP測速測距單元傳送的新數據中的測速狀態是否為未發生空轉打滑；若為未發生空轉打滑，則利用SRP測速測距單元傳送的新數據中的速度感測器數據計算當前行駛速度，並預估目標距離；若為發生空轉打滑，則利用SRP測速測距單元傳送的新數據中的雷達感測器數據計算當前行駛速度，並預估目標距離；

若當前時刻ATP數據不是新數據，且當SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與上一周期ATO系統本地數據中SRP測速測距單元的ID匹配時，則判斷SRP測速測距單元傳送的新數據中的測速狀態是否為未發生空轉打滑；若為未發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據大於上一周期ATO系統本地數據中速度感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的速度感測器數據校正ATO系統上一周期確定的行駛速度與目標距離；若均為發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據大於所述上一周期ATO本地數據中雷達感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的雷達感測器數據校正ATO系統上一周期確定的行駛速度與目標距離；除前面描述的幾種情況之外均沿用ATO系統上一周期確定的行駛速度並預估距離；例如，可以包括以下幾種情況：若為未發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據不大於上一周期ATO系統本地數據中速度感測器數據，或者若為發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據不大於所述上一周期ATO系統本地數據中雷達感測器數據。

為了便於理解該發明，下面結合附圖2-6對該發明做進一步說明。

如圖2所示，為該發明實施例提供的一種ATO測速測距系統的示意圖；其主要包括地面設備與車載設備。其中車載設備主要包括：ATP系統、ATO系統、SRP測速測距單元及BTM（應答器）處理單元。其中，SRP測速測距單元還分別與速度感測器及雷達感測器相連；採集速度感測器脈衝數據（包括，脈衝頻率與數量）計算當前速度（通過頻率計算）以及行駛距離（通過數量計算），同時接收雷達感測器傳送的包含速度與里程信息報文；通過對速度感測器及雷達的數據進行處理獲得測速狀態。該發明實施例中SRP測速測距單元可以採用車頭車尾熱備冗餘方案（一近端，一遠端），ATP系統選擇其中一端SRP測速測距單元作為主用，主用端SRP測速測距單元向ATP系統和ATO系統傳送測速測距數據。當主用端異常時，將備用端SRP測速測距單元的切換為主用端繼續工作；該發明實施例中，只有主用端SRP測速測距單元傳送測速測距數據，備用端SRP測速測距單元只計算和監聽，不對外傳送。

BTM處理單元通過接收地面應答器報文數據進行定位以及傳輸應答器報文數據，ATP系統接收到BTM傳送的報文數據進行位置校準，並在點式等級下解析點式授權。該發明實施例中BTM應答器處理單元採用車頭車尾熱備冗餘方案，ATP系統選擇其中一端BTM作為主用，當主用端異常時，ATP系統將會切換到另一端BTM繼續工作。其中，點式授權含義為：地面設備通過有源應答器向車載設備傳送點式授權信息，描述到前方安全停車點前的路徑信息；處於點式等級下的列車通過地面有源應答器時接收點式授權信息，並根據點式授權運行直到安全停車點。點式等級的含義為：列車處於點式等級下時將根據點式授權運行，當通過有源應答器時更新點式授權信息。

另外，ATP系統在連續式下接收ZC（區域控制器）傳送的移動授權，在點式下接收BTM應答器處理單元傳送的點式授權，授權描述了列車前方可以行駛的路徑信息，ATP系統根據當前列車位置、授權信息並結合車載線路資料庫可以獲得前方安全點限速值、到安全點的距離以及到站台點距離信息。該信息將作為ATO系統距離計算的基礎。其中，移動授權的含義為：地面區域控制器通過無線方式向車載設備連續傳送移動授權信息，描述前方安全停車點前的路徑信息；處於連續式等級下的列車能夠周期性收到地面的移動授權信息，並根據移動授權信息運行直到安全停車點。車載設備的連續式移動授權會周期性更新。連續式等級的含義為：列車處於連續式等級下將根據連續式移動授權運行，並周期性接收區域控制器更新的移動授權信息。

該發明實施例中，ATP系統與ATO系統通過A、B雙網周期通信，受限於ATP系統安全冗餘結構，兩系統通信周期要長於ATO系統控車周期。ATP系統向ATO系統傳送以下數據：

1）目標距離：安全點距離，站台點距離

2）目標速度：安全點限速值

3）速度：ATP速度值

4）SRPID：計算速度以及目標距離所使用的SRP測速測距單元的ID

5）感測器脈衝數：速度感測器反饋的數據，可用於計算速度與目標距離

6）雷達里程：雷達感測器反饋的數據，可用於計算速度與目標距離

另一方面，主用端SRP測速測距單元與ATO系統周期通信，通信周期與ATO系統控車周期一致，SRP測速測距單元向ATO系統傳送以下測速測距信息：

1）SRPID：主用SRP測速測距單元的ID

2）測速狀態：速度可用標誌，空轉打滑標誌

3）速度：速度感測器速度值，雷達速度值

4）速度感測器脈衝數量

5）雷達里程

該發明實施例中，ATO系統不直接計算到目標點距離，因此不需要接收BTM應答器處理單元數據，不受BTM切換的影響，也不需要接收移動授權，存儲和處理線路資料庫信息。

該發明實施例中，ATO系統運算周期要小於ATP系統運行周期，SRP測速測距單元運行周期與ATO系統運算周期一致。例如，如果ATO和SRP周期為100ms，ATP周期為500ms，那么在該發明實施例中SRP與ATO的通信周期為100ms，SRP與ATP的通信周期為500ms，ATP與ATO的通信周期為500ms。處理時序如圖3所示，其中，當ATO在當前周期中同時收到ATP系統與SRP測速測距單元傳送的數據時，利用SRP測速測距單元傳送的數據對ATP系統傳送的數據進行校正；在ATP與ATO通信間隔內，ATO會收到SRP的數據，ATO會根據收到的SRP數據對前一周期確定的速度距離進行校準。

進一步的，該發明實施例中還考慮測速狀態，即當SRP測速測距單元檢測到空轉打滑狀態時，ATO將使用雷達感測器數據作為校正數據；若沒有空轉打滑，則以速度感測器數據作為校正依據；處理時序如圖4所示。

進一步的，當主用端的SRP測速測距單元故障時，將備用端切換為主用端繼續工作，在切換過程中ATO系統接收SRP測速測距單元的信息會發生中斷，切換完成後需要對新的SRP數據進行匹配處理，以保證ATO使用正確合理的校準數據。SRP測速測距單元切換時序如圖5所示。

完整的處理流程圖如圖6所示，當接收到SRP測速測距單元傳送的新數據後，判斷當前時刻ATP數據是否為新數據；其中，下述判斷過程中所述的速度感測器數據可以為感測器脈衝數量；雷達感測器數據可以為里程信息。

1）若當前時刻ATP數據是新數據，且當SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID匹配時，則判斷SRP測速測距單元傳送的新數據與當前時刻ATP數據中的測速狀態是否為未發生空轉打滑；若均為未發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據（脈衝數量）大於所述當前時刻ATP數據中速度感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的速度感測器數據校正當前時刻ATP數據（當前行駛速度與目標距離），獲得最終的目標距離與當前行駛速度；若至少一數據中的測速狀態為發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據大於所述當前時刻ATP數據中雷達感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的雷達感測器數據校正當前時刻ATP數據（當前行駛速度與目標距離），獲得最終的目標距離與當前行駛速度；除前面描述的幾種情況之外均使用ATP數據，例如，可以包括以下幾種情況：若所述SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID不匹配、或者所述SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID匹配且均為未發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據不大於所述當前時刻ATP數據中速度感測器數據、或者所述SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與當前時刻ATP數據中SRP測速測距單元的ID匹配且至少有一個數據中的測速狀態為發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據不大於所述當前時刻ATP數據中雷達感測器數據；其中，所述使用ATP數據包括：未發生空轉打滑時使用速度感測器速度，發生空轉打滑時使用雷達速度。

2）若當前時刻ATP數據不是新數據，且當SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與上一周期ATO系統本地數據中SRP測速測距單元的ID不匹配時，則判斷SRP測速測距單元傳送的新數據中的測速狀態是否為未發生空轉打滑；若為未發生空轉打滑，則利用SRP測速測距單元傳送的新數據中的速度感測器數據計算當前行駛速度，並預估目標距離；若為發生空轉打滑，則利用SRP測速測距單元傳送的新數據中的雷達感測器數據計算當前行駛速度，並預估目標距離。

示例性的，可採用下述方法預估目標距離，假設上一周期ATO數據的速度信息v0，SRP傳送的當前速度信息v1，本次和上一次接收SRP數據的時間差t，計算預估距離s＝t*（v0+v1）/2。

3）若當前時刻ATP數據不是新數據，且當SRP測速測距單元傳送的新數據中SRP測速測距單元的ID與上一周期ATO系統本地數據中SRP測速測距單元的ID匹配時，則判斷SRP測速測距單元傳送的新數據中的測速狀態是否為未發生空轉打滑；若為未發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據大於上一周期ATO系統本地數據中速度感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的速度感測器數據校正ATO系統上一周期行駛速度與目標距離；若為發生空轉打滑，且所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據大於所述上一周期ATO系統本地數據中雷達感測器數據，則使用SRP測速測距單元傳送的新數據中的雷達感測器數據校正ATO系統上一周期確定的行駛速度與目標距離；除前面描述的幾種情況之外均沿用ATO系統上一周期確定的速度並預估距離；例如，可以包括以下幾種情況：若為未發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中速度感測器數據不大於上一周期ATO系統本地數據中速度感測器數據，或者若為發生空轉打滑，但所述SRP測速測距單元傳送的新數據中雷達感測器數據不大於所述上一周期ATO系統本地數據中雷達感測器數據。

另一方面，該發明實施例所述的上述處理流程可表示為：

當新收到ATP數據時，如果■如果id_atp＝id_srp&slip_flag＝NO&opgCount_srp>opgCount_atp那么dis_ato_safe＝dis_atp_safe-（opgCount_srp-opgCount_atp）*π*D/Cdis_ato_plt＝dis_atp_plt-（opgCount_srp-opgCount_atp）*π*D/Cv_ato＝v_opg

■id_atp＝id_srp&slip_flag＝YES&radarDis_srp>radarDis_atp那么dis_ato_safe＝dis_atp_safe-（radarDis_srp-radarDis_atp）dis_ato_plt＝dis_atp_plt-（radarDis_srp-radarDis_atp）v_ato＝v_radar

■其他情況，則採用ATP的距離數據dis_ato_safe＝dis_atp_safedis_ato_plt＝dis_atp_pltv_ato＝v_atp

當未收到ATP的新數據時，如果■id_srp！＝id_ato_pre&slip_flag＝NO那么dis_ato_safe＝dis_ato_safe-（v_opg+v_ato）/2*t_srpdis_ato_plt＝dis_ato_plt-（v_opg+v_ato）/2*t_srpv_ato＝v_opg

■id_srp！＝id_ato_pre&slip_flag＝YES那么dis_ato_safe＝dis_ato_safe-（v_radar+v_ato）/2*t_srpdis_ato_plt＝dis_ato_plt-（v_radar+v_ato）/2*t_srpv_ato＝v_radar

■id_srp＝id_ato_pre&slip_flag＝NO&opgCount_srp>opgCount_ato_pre那么dis_ato_safe＝dis_ato_safe-（opgCount_srp-opgCount_ato_pre）*π*D/Cdis_ato_plt＝dis_ato_plt-（opgCount_srp-opgCount_ato_pre）*π*D/Cv_ato＝v_opg

■id_srp＝id_ato_pre&slip_flag＝YES&radarDis_srp>radarDis_ato_pre那么dis_ato_safe＝dis_ato_safe-（radarDis_srp-radarDis_ato_pre）dis_ato_plt＝dis_atp_plt-（radarDis_srp-radarDis_ato_pre）v_ato＝v_radar

■其他情況，則預估距離那么dis_ato_safe＝dis_ato_safe-v_ato*t_atodis_ato_plt＝dis_ato_plt-v_ato*t_ato

上述變數的定義如表1所示：

表1

名稱	含義
satpsafe	ATP安全點距離
satpplt	ATP站台點距離
vatp	ATP速度值
idatp	ATP計算速度以及目標距離所使用的SRP測速測距單元的ID
opgCount_atp	ATP計算速度以及目標距離所使用的速度感測器脈衝數
radarDis_atp	ATP計算速度以及目標距離所使用的雷達里程
idsrp	主用SRP測速測距單元的ID
slipflag	主用SRP空轉打滑標誌
v_opg	主用SRP速度感測器速度值
vradar	主用SRP雷達速度值
opgCount_srp	主用SRP速度感測器脈衝數
opgCount_srp	主用SRP速度感測器脈衝數
radarDis_srp	主用SRP雷達里程
radarDis_srp	主用SRP雷達里程
dis_ato_safe	AT0到安全點距離
dis_ato_safe	AT0到安全點距離
disatoplt	AT0到站台點距離
vato	AT0控車速度值
ji	圓周率
D	車輪直徑
C	車輪每轉一圈所計脈衝數
idatopre	AT0記錄上一輪計算所使用的SRPID
opgCount_atopre	AT0記錄上一輪計算所使用的SRP脈衝數
radarDis_atopre	AT0記錄上一輪SRP雷達里程
tsrp	兩次接收SRP數據的時間差
tato	AT0控制周期

該發明實施例的上述方案相對於對比檔案來說，主要具有以下優點：

1、結構簡單清晰

ATO系統測速測距功能是基於ATP速度距離數據，並結合SRP單元速度、脈衝數據計算實現的。ATO系統只需要與ATP及SRP單元通信，無需連線冗餘的速度感測器、雷達以及BTM單元，在滿足控車精度要求的前提下做到了結構簡單清晰這一目標。

2、無需解析移動授權，無需保存線路數據

ATO系統的速度、距離信息基於ATP傳送的數據，不需要存儲線路數據，並根據線路數據計算行駛路徑、安全距離、站台距離、前方限速和坡度等信息，因此也不需要接收並處理地面傳送的移動授權信息。

3、可以保證與ATP數據的一致性

ATO系統的測速測距數據來源於ATP系統，並結合ATP數據報文中的SRPID與SRP報文進行匹配校準。SRP及BTM單元的切換由ATP系統負責，ATO系統不受BTM的切換影響，會根據ATP對SRP的切換結果對數據進行校準，因此不會出現ATO與ATP所使用的數據不一致的情況。

4、ATO系統的測速測距精度不受ATP運算周期的影響。

ATO系統不需要解析移動授權，不需要存儲線路數據，因此不存在由於移動授權通信狀況、解析方法差異、線路資料庫不一致引起的測距數據不一致的問題。

榮譽表彰