1.本发明属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道交通中列车行进方向判别方法及装置。


背景技术：

2.在轨道交通的无线通信场景中，对于通信的列车自动控制系统cbtc(communication based train control system)，准确判定列车的行进方法非常重要，目前判定列车的行进方向可以通过gps定位等方式实现，但这种方式需要有专门的gps功能来实现位置定位，根据位置变化来确定列车的行进方向，这种方式需要增加设备成本投入，并且在地下铁路，隧道等没有gps信号的情景无法使用。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供了一种轨道交通中列车行进方向判别方法及装置，无需gps等其他硬件单元，通过根据列车上的移动台接入的锚定站类型初步判断列车行进方向，再通过对比前后两个接入基站的mac地址的顺序实时判定行进方向是否有误，并及时进行修正，能够提高系统切换成功率。
4.一种轨道交通中列车行进方向判别方法，包括：
5.列车上的移动台接入锚定站，根据接入的锚定站类型初步判断列车行进方向；所述锚定站类型包括：起点基站、终点基站、单向隧道基站中的至少一种；
6.具体的，
7.当移动台接入的锚定站类型为起点基站时，行进方向为向终点站方向运行；
8.当移动台接入的锚定站类型为终点基站时，行进方向为向起点站方向运行；
9.在一些可选的事实施例中，列车运行轨道包括单向隧道基站，单向隧道基站可作为本发明中的锚定站，当列车上的移动台接入单向隧道基站时，行进方向为单向隧道方向，通过单向隧道方向即可判定行进方向为向终点站方向运行，或向起点站方向运行。
10.列车上的移动台接入非锚定站时，行进方向保持不变；
11.所述非锚定站为列车轨道中除锚定站外的其他基站；
12.根据后反馈法实时判断当前行进方向是否正确，所述后反馈法为基于预先获得的各基站的mac地址，列车上的移动台根据接入基站的媒体访问控制mac地址的前后顺序判定列车行进方向。
13.进一步的，所述后反馈法包括：
14.预先获得列车轨道中各基站的mac地址；
15.列车上的移动台依次接入两个基站；
16.分别获取移动台接入所述两个基站的当前基站信息，所述当前基站信息包括：当前接入基站的mac地址、邻小区信息中上一基站mac地址、邻小区信息中下一基站mac地址；
17.需要说明的是，当移动台接入基站的定时提前量小于预设的定时提前量门限，即
移动台在基站塔下接入时，获取并记录移动台接入基站的当前基站信息；
18.本发明将移动台相对基站的接入位置限制在塔下，以保证当前接入的基站就是移动台能接入最强基站，从而保证获取的当前基站信息有效。
19.具体的，移动台依次接入第一基站、第二基站，所述第一基站和第二基站为相邻基站，或者间隔一个基站；
20.其中，当第一基站和第二基站为相邻基站时：
21.若第一基站的当前接入基站的mac地址与第二基站的邻小区信息中上一基站mac地址相同，行进方向为从第一基站向第二基站方向运行；
22.若第一基站的邻小区信息中上一基站mac地址与第二基站的当前接入基站的mac地址相同，行进方向为从第二基站向第一基站方向运行；
23.当第一基站和第二基站间隔一个基站时：
24.若第一基站的邻小区信息中下一基站mac地址与第二基站的邻小区信息中上一基站mac地址相同，行进方向为从第一基站向第二基站方向运行；
25.若第一基站的邻小区信息中上一基站mac地址与第二基站的邻小区信息中下一基站mac地址相同，行进方向为从第二基站向第一基站方向运行；
26.根据第一基站和第二基站沿轨道的位置关系判别列车行进方向为向起点站方向运行，或向终点站方向运行。
27.本发明还提供了一种轨道交通中列车行进方向判别装置，包括：
28.第一判定模块，用于当列车上的移动台接入锚定站，，根据接入的锚定站类型初步判断列车行进方向；所述锚定站类型包括：起点基站、终点基站、单向隧道基站中的至少一种；
29.所述第一判定模块，还用于当列车上的移动台接入非锚定站时，判定列车行进方向保持不变；
30.第二判定模块，用于实时判定当前列车行进方向是否正确，基于预先获得的各基站的mac地址，根据移动台接入基站媒体访问控制mac地址的前后顺序判定列车行进方向。
31.所述第一判定模块具体用于，
32.当列车上的移动台接入起点基站时，判定行进方向为向终点站方向运行；
33.当列车上的移动台接入终点基站时，判定行进方向为向起点站方向运行；
34.当列车上的移动台接入单向隧道基站时，判定行进方向为单向隧道方向，所述单向隧道方向为向终点站方向运行，或向起点站方向运行。
35.所述第二判定模块，包括：
36.比较单元，用于将移动台接入基站的定时提前量与预设的定时提前量门限进行比较，当确定移动台接入基站的定时提前量小于预设的定时提前量门限时，获取单元获取移动台接入基站的当前基站信息；
37.获取单元，用于获取移动台接入基站的当前基站信息，所述当前基站信息包括：当前接入基站的mac地址、邻小区信息中上一基站mac地址、邻小区信息中下一基站mac地址；
38.确定单元，用于根据所述两个基站的当前基站信息判定列车行进方向；
39.所述确定单元，具体用于：
40.移动台依次接入第一基站、第二基站，所述第一基站和第二基站为相邻基站，
41.若第一基站的当前接入基站的mac地址与第二基站的邻小区信息中上一基站mac地址相同，行进方向为从第一基站向第二基站方向运行；
42.若第一基站的邻小区信息中上一基站mac地址与第二基站的当前接入基站的mac地址相同，行进方向为从第二基站向第一基站方向运行；
43.根据第一基站和第二基站沿轨道的位置关系判别列车行进方向为向起点站方向运行，或向终点站方向运行。
44.所述第一基站和第二基站间隔一个基站：
45.若第一基站的邻小区信息中下一基站mac地址与第二基站的邻小区信息中上一基站mac地址相同，行进方向为从第一基站向第二基站方向运行；
46.若第一基站的邻小区信息中上一基站mac地址与第二基站的邻小区信息中下一基站mac地址相同，行进方向为从第二基站向第一基站方向运行；
47.根据第一基站和第二基站沿轨道的位置关系判别列车行进方向为向起点站方向运行，或向终点站方向运行。
48.本发明达到的有益技术效果：
49.1、本发明提供的轨道交通中列车行进方向判别方法及装置，通过锚定站法、后反馈法能够准确判定列车的行进方向，实现简单、方便，且不需要增加设备成本。
50.2、本发明中提出的后反馈判定法中要求移动台必须在基站塔下接入时才认为有效，能够保证入网的有效性，从而保证获取的当前基站信息准确，提高判定结果的准确率。
51.为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。
附图说明
52.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
53.图1是本发明实施例一提供的轨道交通中列车行进方向判别方法流程图；
54.图2是本发明实施例一提供的根据移动台入网基站类型判定列车行进方向示意图；
55.图3是本发明实施例二提供的后反馈法判定列车行进方向方法流程图；
56.图4是本发明实施例三提供的轨道交通中列车行进方向判别装置的结构示意图；
57.图5是本发明实施例三提供的第二判定模块的结构示意图。
具体实施方式
58.以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发
明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
59.为了解决现有技术中存在判定列车行进方向时，需要增加位置定位模块，增加设备成本的问题，本发明实施例提供了一种针对轨道交通场景的列车行进方向判别方法。该方法针对轨道交通这一场景的特征实现，可应用于多种需要判定轨道交通中列车运行方向的场景。
60.实施例一
61.本实施例提供了一种轨道交通中列车行进方向判别方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：
62.步骤s1：列车上的移动台接入锚定站，根据接入的锚定站类型初步判断列车行进方向；
63.所述锚定站类型包括：起点基站、终点基站、单向隧道基站中的至少一种；
64.结合轨道交通的特点，列车在运行过程中起点站和终点站相对固定，列车在起点站和终点站之间往返运行，列车的行进方向为向终点站方向运行，或向起点站方向运行。沿着轨道设置的无线通信基站覆盖轨道的不同区域，且通信基站有单一的可用于识别不同基站的媒体访问控制(media access control)mac地址；mac地址会在无线通信过程中定时广播，移动台预先获得沿轨道设置的各基站的mac地址，列车在行进过程中移动台接收到mac地址即可判定自己接入哪个基站；
65.需要说明的是，对于在终点站上车去往首发站方向的的乘客来说终点站也是特定乘客的首发站，本方案中为了明确区分两端的站点，将其中一端的站点成为首发站，而另一端称为终点站。
66.根据移动台入网的基站类型判定列车行进方向方法示意图如图2所示；
67.示范性的，沿着轨道设置8个无线通信基站：a、b、c、d、e、f、g、h八个基站，定义a站为起点基站，h站为终点基站，a站到h站的行车方向为向终点站方向运行，h站到a站的行车方向为向起点站方向运行，起点基站a站和终点基站h站可作为本发明中的锚定站；
68.当列车上的移动台接入起点基站a站，即列车经过a站时，行进方向为向终点站方向运行；
69.当列车上的移动台接入终点基站h站，即列车经过h站时，行进方向为向起点站方向运行。
70.在一些可能的实施例中，列车运行轨道中包括单向隧道，即列车经过这些单向隧道时，只能向单一方向运行，不可逆向行驶；在所述单向隧道中设置的无线通信基站可以作为本发明中的锚定站，以判断列车行进方向；
71.当列车上的移动台接入单向隧道基站时，列车方向为单向隧道方向，所述单向隧道方向为向终点站方向运行，或向起点站方向运行，根据单向隧道方向即可判定出列车行进方向。
72.步骤s2：当列车上移动台接入非锚定站时，列车行进方向保持不变；
73.所述非锚定站为列车运行轨道上除锚定站外的其他所有基站；
74.示范性的，列车在锚定站上电运行，在移动台接入起点基站a站时，判定行进方向为向终点站方向运行；经过非锚定站b、c、d、e、f、g时，列车方向仍为向终点站方向运行；
75.示范性的，列车在锚定站上电运行，在移动台接入终点基站h站时，判定行进方向为向起点站方向运行；经过非锚定站b、c、d、e、f、g时，列车方向仍为向起点站方向运行。
76.步骤s3：根据后反馈法实时判断当前行进方向是否正确，所述后反馈法为基于预先获得的各基站的mac地址，根据移动台接入基站的mac地址的前后顺序判定列车的行进方向；
77.如果列车不是在锚定站开始上电、遇到突发情况或者非运营时间时段等，列车就可能出现逆行、掉头、变换轨道等运行轨迹的特殊情况，此时如果还是按照锚定站判定结果作为行车方向，那么就会出现错误，因此需要后反馈判定法对步骤s1、步骤s2的判定结果实时进行检验，如列车方向判断有误立刻进行改正；
78.由于轨道交通的线性特性及基站之间通常有几百米的距离，所以当移动台经过不同的基站，根据其接入基站顺序可以确定列车的行车方向。
79.实施例二
80.本实施例具体介绍了后反馈法判定列车行进方向方法，如图3所示包括：
81.步骤s31：列车上的移动台依次接入两个基站；
82.所述两个基站可以为相邻基站，或者间隔一个基站；
83.步骤s32：分别获取移动台接入两个基站的当前基站信息，所述当前基站信息包括：当前接入基站的mac地址、邻小区信息中上一基站mac地址、邻小区信息中下一基站mac地址；
84.为了保证接入的有效性，后反馈判定法要求移动台必须在基站塔下时才认为有效，即移动台距基站的实时定时提前量要小于预设门限；
85.在无线通信系统中，无处不在的信号干扰可能会导致移动台无法正确接入到应该接入的基站，如果将任意位置接入的基站mac地址都作为有效地址来参与计算列车方向，很有可能会导致计算错误。本发明将移动台相对基站的位置限制在塔下，即使有干扰，移动台的信噪比也会很大，出现错误接入的概率很小，这样就可保障后反馈判定法的生效前提是当前接入的基站就是移动台能接入最强基站；
86.当移动台接入基站的定时提前量ta小于预设的定时提前量门限ta1，即移动台在基站塔下接入时，获取并记录当前基站信息。
87.步骤s33：根据两个基站的当前基站信息判定行进方向。
88.预先获得列车运行轨道上各基站的mac地址，移动台根据接收到的接入基站的mac地址即可判定入网哪个基站；
89.移动台依次接入第一基站、第二基站，所述第一基站和第二基站为相邻基站，或者间隔一个基站；通过比较第一基站和第二基站的当前基站信息，即可判定列车的行进方向。
90.1)第一基站和第二基站为相邻基站：移动台首先接入第一基站，后接入第二基站；
91.第一基站的当前基站信息包括：当前接入基站的mac地址cur_joined_mac1、邻小区信息中上一基站mac地址cur_joined_last_mac1、邻小区信息中下一基站mac地址cur_joined_next_mac1；
92.第二基站的当前基站信息包括：当前接入基站的mac地址cur_joined_mac2、邻小
区信息中上一基站mac地址cur_joined_last_mac2、邻小区信息中下一基站mac地址cur_joined_next_mac2；
93.若第一基站的当前接入基站的mac地址cur_joined_mac1与第二基站的邻小区信息中上一基站mac地址cur_joined_last_mac2相同，行进方向为从第一基站向第二基站方向运行；
94.若第一基站的邻小区信息中上一基站mac地址cur_joined_last_mac1与第二基站的当前接入基站的mac地址cur_joined_mac2相同，行进方向为从第二基站向第一基站方向运行。
95.2)第一基站和第二基站为间隔一个基站：移动台首先接入第一基站，后接入第二基站；
96.第一基站的当前基站信息包括：当前接入基站的mac地址cur_joined_mac1、邻小区信息中上一基站mac地址cur_joined_last_mac1、邻小区信息中下一基站mac地址cur_joined_next_mac1；
97.第二基站的当前基站信息包括：当前接入基站的mac地址cur_joined_mac2、邻小区信息中上一基站mac地址cur_joined_last_mac2、邻小区信息中下一基站mac地址cur_joined_next_mac2；
98.若第一基站的邻小区信息中下一基站mac地址cur_joined_next_mac1与第二基站的邻小区信息中上一基站mac地址cur_joined_last_mac2相同，行进方向为从第一基站向第二基站方向运行；
99.若第一基站的邻小区信息中上一基站mac地址cur_joined_last_mac1与第二基站的邻小区信息中下一基站mac地址cur_joined_next_mac2相同，行进方向为从第二基站向第一基站方向运行；
100.根据第一基站和第二基站沿轨道的位置关系判别列车行进方向为向起点站方向运行，或向终点站方向运行；
101.示范性的，第一基站和第二基站沿轨道按照起点站向终点站的方向设置，当上述判定结果为从第一基站向第二基站方向运行时，列车行进方向为向终点站方向运行；第一基站和第二基站按照终点站向起点站的方向设置，当上述判定结果为从第一基站向第二基站方向运行时，列车行进方向为向起点站方向运行。
102.根据后反馈法，当列车任意时刻经过连续两个基站时，均进行列车行进方向的判断，对当前的行进方向进行检验，当后反馈法判定当前行进方向有误时，立刻进行更正；
103.示范性的，移动台接入锚定站a站，根据步骤s31判定行进方向为向终点站方向运行，当接入非锚定站b站时，步骤s32判定行进方向保持不变，仍为向终点站方向运行，此时根据步骤s33即可对上述结果进行检验，根据移动台接入a站、b站的mac地址前后顺序判定列车行进方向，当判定列车行进方向为向终点方向运行时，即列车当前行进方向正确；
104.当列车继续接入非锚定站c站时，步骤s32判定行进方向保持不变，仍为向终点站方向运行；根据移动台接入b站、c站的mac地址前后顺序判定列车行进方向，当步骤s32判定列车行进方向为向起点方向运行时，即当前行进方向错误，更正当前行进方向为向起点方向运行；
105.如此，列车连续经过两个基站时均进行后反馈法判断，实时判断当前行进方向是
否正确，并进行更正。
106.实施例三
107.本实施例提供了一种轨道交通中列车行进方向判别装置300，如图4所示包括：
108.第一判定模块310，用于当列车上的移动台接入锚定站，根据接入的锚定站类型初步判断列车行进方向；所述锚定站类型包括：起点基站、终点基站、单向隧道基站；
109.所述第一判定模块310，还用于判定列车上的移动台接入非锚定站时，行进方向保持不变；
110.第二判定模块320，用于实时判定当前列车行进方向是否正确，根据列车上的移动台接入基站mac地址的前后顺序判定列车的行进方向。
111.所述第一判定模块310，具体用于，
112.当列车上的移动台接入起点基站时，判定行进方向为向终点站方向运行；
113.当列车上的移动台接入终点基站时，判定行进方向为向起点站方向运行；
114.当列车上的移动台接入单向隧道基站时，判定列车方向为单向隧道方向，所述单向隧道方向为向终点站方向运行，或向起点站方向运行。
115.所述第二判定模块320，如图5所示包括：
116.比较单元321，用于将移动台接入基站的定时提前量与预设的定时提前量门限进行比较，当确定移动台接入基站的定时提前量小于预设的定时提前量门限时，获取单元获取移动台接入基站的当前基站信息；
117.获取单元322，用于获取移动台接入基站的当前基站信息，所述当前基站信息包括：当前接入基站的mac地址、邻小区信息中上一站基站mac地址、邻小区信息中下一站基站mac地址；
118.确定单元323，用于根据所述少两个基站的当前基站信息判定行进方向；
119.所述确定单元323，具体用于：
120.移动台依次接入第一基站、第二基站，所述第一基站和第二基站为相邻基站，
121.若第一基站的当前接入基站的mac地址与第二基站的邻小区信息中上一站基站mac地址相同，行进方向为从第一基站向第二基站方向运行；
122.若第一基站的邻小区信息中上一站基站mac地址与第二基站的当前接入基站的mac地址相同，行进方向为从第二基站向第一基站方向运行；根据第一基站和第二基站的地理位置判别列车行进方向为向起点站方向运行，或向终点站方向运行。
123.所述确定单元323，具体用于：
124.移动台依次接入第一基站、第二基站，所述第一基站和第二基站间隔一个基站：
125.若第一基站的邻小区信息中下一站基站mac地址与第二基站的邻小区信息中上一站基站mac地址相同，行进方向为从第一基站向第二基站方向运行；
126.若第一基站的邻小区信息中上一站基站mac地址与第二基站的邻小区信息中下一站基站mac地址相同，行进方向为从第二基站向第一基站方向运行；
127.根据第一基站和第二基站的地理位置判别列车行进方向为向起点站方向运行，或向终点站方向运行。
128.本发明实施例的上述方法和装置，充分考虑了列车运行的特征，充分利用了列车停车时间与行进穿过小区的时间的差异，结合轨道交通的独特特点，简单、方便、快捷的判
定出列车行进方向。区别于传统的利用列车时刻表或者其他外部输入信息的方法，简单利用无线通信的基站的mac地址来判定列车的行进方法，并充分考虑了多种特殊的情况下的解决方案，针对轨道交通的特点，利用无线通信基站，在不需要增加定位模块的情况下，即可实现列车行进方向的判断，实现成本大大降低。
129.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
130.结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、cd-rom或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。该asic可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
131.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。