一种列车定位方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种列车定位方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

目前列车场段内机车车辆存放量多，调车作业频繁，为了提高生产效率、保证行车安全，不少场段内已应用股道管理自动化系统。但是现有技术无法精准地判断机车的实时位置，导致调度操作人员在作业时不能及时掌握机车的具体位置信息，生产效率低且存在一定的安全隐患，并且由于列车网络的安全性，要求列车网络数据不能够被攻击者盗取和修改，需要进行加密传输，因此需要一种能够精确定位又能加密传输位置的方法和装置来供调度操作人员使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种列车定位方法、装置、设备及可读存储介质，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一方面，本申请提供了一种列车定位方法，所述方法包括：

获取第一信息、第二信息和第三信息，所述第一信息包括至少一个数据变化的计轴传感器的数据信息，所述第二信息包括数据变化的计轴传感器的位置信息，所述第三信息包括列车轨道线路信息；

将所述第二信息和第三信息发送至列车定位模块进行处理，得到第四信息，所述第四信息为第一列车行驶速度信息和行驶方向信息，所述第一列车为经过所述数据变化的计轴传感器的列车；

基于预设的特定区域内的摄像头拍摄到的图像信息，得到第五信息，所述第五信息为第一列车的参数信息；

将所述第四信息和第五信息进行加密并发送至股道管理自动化系统进行转化建模处理，并发送至基于建立的模型对列车运行路线进行显示的命令。

第二方面，本申请实施例提供了一种列车定位装置，所述装置包括：

第一获取单元，用于获取第一信息、第二信息和第三信息，所述第一信息包括至少一个数据变化的计轴传感器的数据信息，所述第二信息包括数据变化的计轴传感器的位置信息，所述第三信息包括列车轨道线路信息；

第一处理单元，用于将所述第二信息和第三信息发送至列车定位模块进行处理，得到第四信息，所述第四信息为第一列车行驶速度信息和行驶方向信息，所述第一列车为经过所述数据变化的计轴传感器的列车；

第二处理单元，用于基于预设的特定区域内的摄像头拍摄到的图像信息，得到第五信息，所述第五信息为第一列车的参数信息；

第三处理单元，用于将所述第四信息和第五信息进行加密并发送至股道管理自动化系统进行转化建模处理，并发送至基于建立的模型对列车运行路线进行显示的命令。

第三方面，本申请实施例提供了一种列车定位设备，所述设备包括存储器和处理器。存储器用于存储计算机程序；处理器用于执行所述计算机程序时实现上述列车定位方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述列车定位方法的步骤。

本发明的有益效果为：

本发明通过对计轴传感器进行定位，并基于列车经过计轴传感器的时间和轴数来判断列车位置和速度，进而推算列车位置信息和列车方向信息，判断列车位于哪条轨道和运行方向，实现列车精确定位，并且基于摄像头和图像识别装置来确定列车编号，判断是那一辆列车经过所述计轴传感器，进而通过上述方法对每辆列车进行定位并通过加密算法对列车定位信息进行加密传输，避免通信过程中数据被非法串改，保证列车安全和调度人员能够准确调度列车，本发明还对列车位置进行可视化转化，将列车数据进行建模来提高列车运行管理效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中所述的一种列车定位方法流程示意图；

图2为本发明实施例中所述的一种列车定位装置结构示意图；

图3是本发明实施例中所述的一种列车定位设备结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种列车定位方法，其所述方法包括步骤S1、步骤S2、步骤S3、步骤S4和步骤S5。

步骤S1、获取第一信息、第二信息和第三信息，所述第一信息包括至少一个数据变化的计轴传感器的数据信息，所述第二信息包括数据变化的计轴传感器的位置信息，所述第三信息包括列车轨道线路信息；

步骤S2、将所述第二信息和第三信息发送至列车定位模块进行处理，得到第四信息，所述第四信息为第一列车行驶速度信息和行驶方向信息，所述第一列车为经过所述数据变化的计轴传感器的列车；

步骤S3、基于预设的特定区域内的摄像头拍摄到的图像信息，得到第五信息，所述第五信息为第一列车的参数信息；

步骤S4、将所述第四信息和第五信息进行加密并发送至股道管理自动化系统进行转化建模处理，并发送至基于建立的模型对列车运行路线进行显示的命令。

可以理解的是本发明通过对计轴传感器进行定位，并基于列车经过计轴传感器的时间和轴数来判断列车位置和速度，进而推算列车位置信息和列车方向信息，判断列车位于哪条轨道和运行方向，实现列车精确定位，并且基于摄像头和图像识别装置来确定列车编号，判断是那一辆列车经过所述计轴传感器，进而通过上述方法对每辆列车进行定位并通过加密算法对列车定位信息进行加密传输，避免通信过程中数据被非法串改，保证列车安全和调度人员能够准确调度列车，本发明还对列车位置进行可视化转化，将列车数据进行建模来提高列车运行管理效率。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S2包括步骤S21和步骤S22。

步骤S21、将所述第二信息和第三信息发送至数据预处理模块进行预处理，并将所述预处理后的第二信息对应标记在所述预处理后的第三信息内，得到标记了计轴传感器位置的图像信息；

步骤S22、将相邻时刻的标记了计轴传感器位置的图像信息进行对比，并基于对比结果确定所述第一列车的行驶速度信息和行驶方向信息。

可以理解上述步骤是在列车通过计轴传感器的时候，计轴传感器内的数据信息会变化，而计轴传感器内的数据信息变化后，会立即将变化了数据的计轴传感器位置发送至数据预处理模块进行图像标记，得到传感器的位置，也就知道列车的大概位置，然后获取N秒内列车经过多少计轴传感器，得到第一列车的行驶速度，并且通过计轴传感器传输的位置来确定列车的行驶方向。这样可以对列车进行动态定位，实时监测列车位置。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S21包括步骤S211和步骤S212。

步骤S211、将所述列车轨道线路信息输入清洗模型，其中，清洗模型删除所述列车轨道线路信息除里程标、轨道、道岔和轨旁设备以外的图元数据，得到清洗完成的列车轨道线路信息；

步骤S212、将清洗完成的列车轨道线路信息中与列车轨道线路无关的图层进行清除，并将所述数据变化的计轴传感器的位置信息标记在清除图层后的列车轨道线路信息中，得到标记了计轴传感器位置的图像信息。

可以理解的是上述步骤中通过将列车原始线路图上面的无关信息进行删除，进而减少预处理模块的计算量，保障能够预处理模块能够快速精确的将列车位置标记在线路图上。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S22包括步骤S221、步骤S222和步骤S223。

步骤S221、将所述将至少一个相邻时刻的所述第四信息进行图像对比，并判断对比得到像素不同点是否与计轴传感器位置相同；

步骤S222、若所述像素不同点是否与计轴传感器位置相同，则基于每个相邻时刻图像内的像素不同点的距离和所述列车轨道线路信息中的比例信息进行计算，得到每个时刻内第一列车预测行驶速度和行驶方向；

步骤S223、将所述第一列车预测行驶速度与历史第一列车的平均数据进行残差计算，并基于残差计算得到的残差值与所述预测行驶速度求和，得到所述第一列车的行驶速度。

可以理解的是上述步骤是为了对相邻时刻的图像进行对比，进而得到一段时间内列车的位移状况，进而获取列车的行驶速度和行驶方向，并且本发明采用残差计算的方式来减少误差，防止传输信号时间过长导致列车位置出现巨大误差，进而保障列车定位的实时性能。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S3包括步骤S31、步骤S32和步骤S33。

步骤S31、判断所述数据变化的计轴传感器是否位于特定区域，所述特定区域为安装摄像头的区域；

步骤S32、若所述数据变化的计轴传感器位于特定区域，则调用特定区域内的图像信息；

步骤S33、将所述特定区域内的图像信息发送至图像识别模块进行处理，其中通过图像识别模块识别特定区域内的图像信息列车行驶的图像，并将所述列车行驶的图像中的特征发送至图像识别模块内训练好的图像对比模型，得到列车型号信息和列车班次信息。

可以理解的是上述步骤是通过在特定的区域内设置摄像头，可以对摄像头内的列车进行识别，基于列车的特征来获取列车的型号和班次，进而确定是哪一辆列车正在运行，为列车动态显示提供信息。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S4包括步骤S41、步骤S42、步骤S43、步骤S44和步骤S45。

步骤S41、基于所述数据变化的计轴传感器的位置信息和第四信息确定第一列车位置信息；

步骤S42、将所述第一列车位置信息和第五信息发送至加密模块进行加密，并基于哈希算法对加密后的数据进行转化，得到第一哈希值；

步骤S43、基于SHA-256算法将每个传感器对应的第一哈希值进行拼接，得到第二哈希值，

步骤S44、将预设加密公钥和所述第二哈希值发送至股道管理自动化系统进行转化建模处理，得到至少一个第一列车的行驶模型；

步骤S45、发送第一命令，所述第一命令为将所有的所述第一列车的行驶模型发送至预设的列车轨道行驶显示器中进行显示的命令。

可以理解的是本发明通过采用一般的公私钥的方式对数据进行第一次加密，然后将加密后的数据采用哈希转换的方法，将加密后的文件转化为哈希值，进而得到二次加密后的数据，然后发送二次加密后的数据到显示终端，显示终端对二次加密后的数据进行解密并建模处理，得到列车的实时行驶模型，并在显示终端进行显示。

实施例2

如图2所示，本实施例提供了一种列车定位装置，所述装置包括第一获取单元701、第一处理单元702、第二处理单元703和第三处理单元704。

第一获取单元701，用于获取第一信息、第二信息和第三信息，所述第一信息包括至少一个数据变化的计轴传感器的数据信息，所述第二信息包括数据变化的计轴传感器的位置信息，所述第三信息包括列车轨道线路信息；

第一处理单元702，用于将所述第二信息和第三信息发送至列车定位模块进行处理，得到第四信息，所述第四信息为第一列车行驶速度信息和行驶方向信息，所述第一列车为经过所述数据变化的计轴传感器的列车；

第二处理单元703，用于基于预设的特定区域内的摄像头拍摄到的图像信息，得到第五信息，所述第五信息为第一列车的参数信息；

第三处理单元704，用于将所述第四信息和第五信息进行加密并发送至股道管理自动化系统进行转化建模处理，并发送至基于建立的模型对列车运行路线进行显示的命令。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第一处理单元702包括第一处理子单元7021和第一对比子单元7022。

第一处理子单元7021，用于将所述第二信息和第三信息发送至数据预处理模块进行预处理，并将所述预处理后的第二信息对应标记在所述预处理后的第三信息内，得到标记了计轴传感器位置的图像信息；

第一对比子单元7022，用于将相邻时刻的标记了计轴传感器位置的图像信息进行对比，并基于对比结果确定所述第一列车的行驶速度信息和行驶方向信息。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第一处理子单元7021包括第二处理子单元70211和第三处理子单元70212。

第二处理子单元70211，用于将所述列车轨道线路信息输入清洗模型，其中，清洗模型删除所述列车轨道线路信息除里程标、轨道、道岔和轨旁设备以外的图元数据，得到清洗完成的列车轨道线路信息；

第三处理子单元70212，用于将清洗完成的列车轨道线路信息中与列车轨道线路无关的图层进行清除，并将所述数据变化的计轴传感器的位置信息标记在清除图层后的列车轨道线路信息中，得到标记了计轴传感器位置的图像信息。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第一对比子单元7022包括第二对比子单元70221、第四处理子单元70222和第五处理子单元70223。

第二对比子单元70221，用于将所述将至少一个相邻时刻的所述第四信息进行图像对比，并判断对比得到像素不同点是否与计轴传感器位置相同；

第四处理子单元70222，用于若所述像素不同点是否与计轴传感器位置相同，则基于每个相邻时刻图像内的像素不同点的距离和所述列车轨道线路信息中的比例信息进行计算，得到每个时刻内第一列车预测行驶速度和行驶方向；

第五处理子单元70223，用于将所述第一列车预测行驶速度与历史第一列车的平均数据进行残差计算，并基于残差计算得到的残差值与所述预测行驶速度求和，得到所述第一列车的行驶速度。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第二处理单元703包括第一判断子单元7031、第二判断子单元7032和第六处理子单元7033。

第一判断子单元7031，用于判断所述数据变化的计轴传感器是否位于特定区域，所述特定区域为安装摄像头的区域；

第二判断子单元7032，用于若所述数据变化的计轴传感器位于特定区域，则调用特定区域内的图像信息；

第六处理子单元7033，用于将所述特定区域内的图像信息发送至图像识别模块进行处理，其中通过图像识别模块识别特定区域内的图像信息列车行驶的图像，并将所述列车行驶的图像中的特征发送至图像识别模块内训练好的图像对比模型，得到列车型号信息和列车班次信息。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第三处理单元704包括第七处理子单元7041、第一加密子单元7042、第二加密子单元7043、第八处理子单元7044和第一发送子单元7045。

第七处理子单元7041，用于基于所述数据变化的计轴传感器的位置信息和第四信息确定第一列车位置信息；

第一加密子单元7042，用于将所述第一列车位置信息和第五信息发送至加密模块进行加密，并基于哈希算法对加密后的数据进行转化，得到第一哈希值；

第二加密子单元7043，用于基于SHA-256算法将每个传感器对应的第一哈希值进行拼接，得到第二哈希值，

第八处理子单元7044，用于将预设加密公钥和所述第二哈希值发送至股道管理自动化系统进行转化建模处理，得到至少一个第一列车的行驶模型；

第一发送子单元7045，用于发送第一命令，所述第一命令为将所有的所述第一列车的行驶模型发送至预设的列车轨道行驶显示器中进行显示的命令。

需要说明的是，关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

实施例3

相应于上面的方法实施例，本公开实施例还提供了一种列车定位设备，下文描述的一种列车定位设备与上文描述的一种列车定位方法可相互对应参照。

图3是根据一示例性实施例示出的一种列车定位设备800的框图。如图3所示，该列车定位设备800可以包括：处理器801，存储器802。该列车定位设备800还可以包括多媒体组件803，输入/输出(I/O)接口804，以及通信组件805中的一者或多者。

其中，处理器801用于控制该列车定位设备800的整体操作，以完成上述的列车定位方法中的全部或部分步骤。存储器802用于存储各种类型的数据以支持在该列车定位设备800的操作，这些数据例如可以包括用于在该列车定位设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器802可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件803可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器802或通过通信组件805发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口804为处理器801和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件805用于该列车定位设备800与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(NearFieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件805可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。

在一示例性实施例中，列车定位设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal ProcessingDevice，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的一种列车定位方法。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的列车定位方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器802，上述程序指令可由列车定位设备800的处理器801执行以完成上述的列车定位方法。

实施例4

相应于上面的方法实施例，本公开实施例还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种列车定位方法可相互对应参照。

一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的列车定位方法的步骤。

该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。