具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。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。

下面结合图1和图2描述本发明的基于低频通信的列车运行控制方法，该控制方法的执行主体，可以为当前列车的控制器，或者云端，或者边缘服务器，该控制方法应用于城市轨道交通系统

轨道交通系统中，列车根据列车当前的位置以及周围列车的位置，进行安全防护计算，控制列车的运行状态。

如图1所示，本发明提供的基于低频通信的列车运行控制方法，包括步骤110至步骤130。

步骤110、通过低频通信链路，当前列车向目标列车发送低频信号，当前列车接收目标列车发送的低频信号。

目标列车发送的低频信号是指频带由几十KHz到几百KHz的无线电电波信号，其波长范围从十公里到一公里，低频信号也称为公里波段或千米波。该类低频信号频率较低，无需设置中继，即可保证在隧道中几百上千米的传输。

目标列车是当前列车周围的列车，可以为处于当前列车的行驶轨道上的列车，也可以为与当前列车有碰撞风险的列车。

需要说明的是，目标列车发送给当前列车的低频信号携带有目标列车的位置信息，当前列车向目标列车发送低频信号同样也携带有当前列车的位置信息。

低频通信链路是当前列车和目标列车间进行通信的物理通道，低频通信链路的传输介质是当前列车或目标列车发送的低频信号。

步骤120、基于低频信号，得到目标列车的目标位置。

在该实施例中，低频信号携带有目标列车的位置信息，可以根据低频信号，得到目标列车的目标位置。

其中，目标列车的目标位置是目标列车当前所处位置。

可以理解的是，低频信号在低频通信链路间传递，处于同一低频通信链路的当前列车和目标列车，可以获取到对端发送的低频信号，进而得到对端的位置信息。

具体实施时，目标列车发送的包含目标位置的低频信号仅包括位置信息，当前列车结合目标列车的位置，进行运行状态的控制和调整。

步骤130、基于目标位置，结合当前列车的当前位置和运行参数，控制当前列车的运行状态。

其中，目标位置是目标列车当前所处的位置，当前位置是当前列车当前所处的位置列车。

在该实施例中，当前列车的运行参数包括当前列车的运行速度、运行方向、运行计划以及运行轨道等信息。

可以理解的是，基于目标位置、当前位置以及当前列车的运行参数，能够得到关于当前列车之后行驶的线路，可能到达的位置以及到达各个位置的时刻的信息。

基于目标位置，结合当前列车的当前位置和运行参数，得到关于当前列车之后行驶的线路，可能到达的位置以及到达各个位置的时刻的信息，对当前列车的运行状态进行控制，避免出现当前列车与目标列车发生碰撞的情况。

例如，在目标位置和当前位置间的距离较远的情况下，当前列车按照当前运行状态行驶一段时间不会与目标列车发生碰撞，可以控制当前列车按照当前运行状态运行。

例如，在目标位置和当前位置间的距离较近的情况下，当前列车按照当前运行状态行驶一段时间可能会与目标列车发生碰撞，可以控制当前列车制动。

发明人经过对大量列车通信故障进行研究发现，通信故障发生的很大一部分原因在于，列车间通过高频信号进行通信，特别是列车在隧道环境内时，由于隧道湿度以及隧道内金属构件或碳纤维的影响，高频信号在这种复杂环境下，通信强度降低，列车无法及时准确地获取其他列车的位置信息，导致列车过早进行制动，降低了运行效率。

在发现上述技术问题的基础上，发明人通过将列车间传输的信息进行分类，将列车的位置信息通过低频信号传输，利用低频信号穿透性好，且不易衰减的特点，使得列车在复杂环境下能够及时准确地获取其他列车的位置信息。

需要说明的是，本发明中的低频信号仅传输列车间的位置信息，列车间的其他实时性要求较低通信信息可通过其他通信方式进行传输。

相关技术，“采用低频信号和高频信号结合，周期性的测量列车间距”，提到的“低频信号”频率在隧道中使用时，也需要中继，该技术所述“低频信号”和”高频信号”，使用均需要中继实现通信，通信方法复杂，时延较大，而且设备数量较多，故障概率高。

本发明通过低频信号传递位置信息，通信过程简单，实现及时准确的获取列车间的位置信息的同时，无需中继实现连续通信，有利于降低时延，提高系统稳定性。

需要说明的是，相关技术采用低频信号和高频信号结合，其目的在于同时传递包括位置信息的列车多种信息，而本发明接收低频信号，其目的在于仅传递列车间的位置信息。

根据本发明提供的基于低频通信的列车运行控制方法，通过接收低频信号获取列车间的位置信息，克服了现有技术在复杂环境下，无法及时准确的获取列车间的位置信息的缺陷，根据列车间的位置信息，控制当前列车的运行状态，提高列车运行的安全性的同时，保证列车运行效率。

在一些实施例中，步骤110包括：基于当前列车和目标列车的低频发射功率，建立低频通信链路；通过低频通信链路，当前列车向目标列车发送低频信号；通过低频通信链路，当前列车获取目标范围内的目标列车发送的低频信号。

低频发射功率指在给定低频频段范围内的能量，有功率(W)和增益(dBm)两种测量标准。

低频发射功率代表着当前列车和目标列车发送的低频信号的信号强度，基于当前列车和目标列车的低频发射功率，建立低频通信链路，保证低频信号在低频通信链路间有效传递。

当前列车和目标列车的低频发射功率相匹配，处于同一低频通信链路，可以获取到对端发送的低频信号，进而得到对端的位置信息。

在该实施例中，可以通过调整当前列车和目标列车的低频发射功率，提高当前列车和目标列车发送的低频信号的抗干扰程度。

可以理解的是，低频信号是指频带由几十KHz到几百KHz的无线电电波信号，其波长范围从十公里到一公里，该类低频信号频率较低，无需设置中继，可以在一定距离范围内传播。

其中，目标范围指当前列车所能接收到有效的低频信号的范围，也就是当前列车可发送有效的低频信号的全部位置范围。

基于当前列车和目标列车的低频发射功率，建立可靠性强低频通信链路，实现目标范围内接收低频信号，实现及时准确地获取周围列车的位置信息。

在建立低频通信链路后，当前列车通过低频通信链路向目标列车发送低频信号，同时当前列车通过低频通信链路获取接收到目标范围内的目标列车发送的低频信号。

在一些实施例中，列车运行控制方法，还包括：通过低频通信链路，接收或向向目标列车发送低频信号，该低频信号仅包括位置信息。

在该实施例中，当前列车通过与目标列车建立的低频通信链路，向目标列车发送低频信号。

可以理解的是，携带位置信息的低频信号在低频通信链路间传递，可以由目标列车发送给当前列车，也可以由当前列车发送给目标列车，双端均可接收到对端发送的低频信号，进而得到对端的位置信息。

当前列车通过低频通信链路，向目标列车发送低频信号，进而向目标列车报告自身位置，为目标列车控制列车运行状态提供参考。

例如，当前列车即将到达目标列车的目标位置的情况下，通过低频通信链路，向目标列车发送报告自身位置的低频信号，目标列车根据低频信号，调整运行状态，离开当前所处的目标位置，避免两辆列车异常靠近。

在一些实施例中，利用低频通信穿透性好的特点，建立的低频通信链路，无需进行中继处理。

在低频通信链路传输的低频信号，低频信号频率较低，波长范围长，在隧道中运行时，穿透性强，无需设置中继，也即可在隧道中无障碍传输位置信息，不需要在隧道的复杂环境再设置中继站一类的设备。

通过建立的低频通信链路进行通信，无需进行中继处理，在有着较多地下隧道的城市轨道交通系统中适用性良好，无需中继，提高列车运行安全的同时，减低通信成本。

在一些实施例中，当前列车发送的位置信息，构成了其他列车获取周围列车低频信号的数据源之一。

可以理解的是，当前列车不仅可以与目标列车建立低频通信链路，在目标范围内的其他列车也可以通过构建低频通信链路，进行位置信息的传输。

在该实施例中，当前列车发送的位置信息，也可以被其他列车获取到，当前列车所发送的位置信息属于其他列车获取周围列车低频信号的数据源之一，也即在一定范围内，列车发送接收低频信号，是一种多对多的模式。

当前列车可以发送当前位置给多个其他列车时，其他列车也接收多个周围列车的低频信号。

在一些实施例中，步骤130包括：根据目标位置和当前位置，计算目标列车和当前列车的位置间距；根据位置间距和当前列车的运行参数，计算当前列车到达目标位置的目标时刻；基于目标时刻，控制当前列车的运行状态。

根据目标列车的目标位置和当前列车的当前位置，计算目标列车和当前列车的位置间距，其中，位置间距是目标列车和当前列车当前所处位置相隔的距离。

根据位置间距和当前列车的运行参数，计算当前列车到达目标位置的目标时刻，其中，当前列车的运行参数包括当前列车的运行速度、运行方向、运行计划以及运行轨道等信息。

在该步骤中，目标时刻是指当前列车按照运行速度行驶位置间距的距离，到达目标列车所处的目标位置的时间点。

基于当前列车按照运行速度到达目标列车所处的目标位置的目标时刻，控制当前列车的运行状态。

控制当前列车的运行状态包括但不限于以下两种情况。

其一、控制当前列车运行。

在该实施例中，确定目标列车在目标时刻之前离开目标位置，控制当前列车运行。

也就是，当前列车按照运行速度到达目标列车所处的目标位置之前，目标列车已经离开目标位置，两辆列车不会发生异常靠近。

当前列车通过接收低频信号，能够使及时准确地获取周围列车的位置信息，并基于位置信息进行目标时刻的计算，控制当前列车的运行状态，提高列车运行的安全性，保证列车线路的运行效率。

其二、控制当前列车制动。

在该实施例中，确定目标列车在目标时刻之前未离开目标位置，控制当前列车制动。

也就是，当前列车按照运行速度到达目标列车所处的目标位置之前，目标列车尚未离开目标位置，当前列车如果继续运行的话，两辆列车可能发生异常靠近。

可以理解的是，当前列车通过接收低频信号，及时获取周围列车的位置信息，避免当前列车与目标列车的异常靠近，在提高了列车运行安全性的同时，保证了轨道交通系统中包括当前列车在内的各个列车的运行效率。

在该实施例中，确定目标列车在目标时刻之前未离开目标位置，可以控制当前列车制动，也可以控制当前列车向目标列车发送低频信号，由目标列车根据接收到的低频信号，调整运行状态，离开当前所处的目标位置，避免两辆列车异常靠近。

如图2所示，在实际执行中，当前列车可以通过如下步骤，及时准确获取目标列车的目标位置，进行安全防护的计算，提高列车运行的安全性，保证列车运行效率。

步骤210、当前列车向目标范围内的目标列车发送低频信号。

在该步骤中，基于当前列车和目标列车的低频发射功率，建立低频通信链路，通过该条低频通信链路，向目标范围内的目标列车发送低频信号，告知当前列车的自身位置。

步骤220、当前列车接收目标列车发送的低频信号，得到目标列车的目标位置。

在该步骤中，当前列车通过之前建立的低频通信链路接收目标列车发送的低频信号，进而可以得到目标列车的目标位置。

可以理解的是，当前列车接收目标列车发送的低频信号，表明当前列车在目标列车发送低频信号的目标范围内。

步骤230、根据目标位置、当前列车的当前位置和运行参数，计算目标时刻。

首先，根据目标位置和当前位置，计算目标列车和当前列车的位置间距；再根据位置间距和当前列车的运行参数，计算当前列车到达目标位置的目标时刻。

步骤240、基于目标时刻，控制当前列车的运行状态。

在该步骤中，控制当前列车的运行状态包括以下两种情况。

其一、确定目标列车在目标时刻之前离开目标位置，控制当前列车运行。

其二、确定目标列车在目标时刻之前未离开目标位置，控制当前列车制动。

下面介绍一个具体的实施例。

列车T1为当前列车，列车T2为目标列车，列车T1与列车T2在同一运行轨道上，同向运动。

列车T1与列车T2所处的运行轨道包括A、B、C、D、E和F六个依次连接的运行区域。

列车T1当前位置位于运行区域A，列车T2当前位置位于运行区域D。

列车T1的运行计划为由运行区域A向运行区域F运行，列车T2的运行计划为由运行区域D向运行区域F运行。

其中，列车T1发送低频信号的目标范围为由运行区域A至运行区域F的范围，列车T2发送低频信号的目标范围为由运行区域D至运行区域F的范围以及由运行区域D至运行区域A的范围。

在该实施例中，根据列车T1和列车T2的低频发送功率，建立列车T1和列车T2间的低频通信链路之后，再进行两车间低频信号的发送和接收。

列车T1接收列车T2发送的低频信号，得到列车T2的目标位置位于运行区域D内，并且处于列车T1的运行方向。

列车T1根据列车T2的目标位置、列车T1的当前位置和当前运行参数，计算列车T1到达列车T2的目标位置，也就是列车T1到达运行区域D的目标时刻。

基于目标时刻，判断列车T1处于安全状态，控制列车T1继续运行。

列车T1继续运行，离开运行区域A，进入运行区域B，此时，列车T2未离开运行区域D。

列车T1根据列车T2处于运行区域D、列车T1处于运行区域B和当前运行参数，计算列车T1到达运行区域D的目标时刻。

基于目标时刻，判断列车T1处于非安全状态，控制列车T1继续制动。

在该实施例中，列车T1可以向列车T2发送低频信号，报告列车T1的自身位置。

列车T1位于运行区域B内，列车T2离开运行区域D，进入运行区域E。

此时，列车T1根据列车T2处于运行区域E、列车T1处于运行区域B和当前运行参数，计算列车T1到达运行区域D的目标时刻。

基于目标时刻，判断列车T1处于安全状态，控制列车T1恢复正常运行。

下面对本发明提供的基于低频通信的列车运行控制装置进行描述，下文描述的基于低频通信的列车运行控制装置与上文描述的基于低频通信的列车运行控制方法可相互对应参照。

如图3所示，本发明提供的基于低频通信的列车运行控制装置，包括：

收发模块310，用于通过低频通信链路，当前列车向目标列车发送低频信号，当前列车接收目标列车发送的低频信号；

获取模块320，用于基于低频信号，得到目标列车的目标位置；

处理模块330，用于基于目标位置，结合当前列车的当前位置和运行参数，控制当前列车的运行状态。

根据本发明提供的基于低频通信的列车运行控制装置，通过接收低频信号获取列车间的位置信息，克服了现有技术在复杂环境下，无法及时准确的获取列车间的位置信息的缺陷，根据列车间的位置信息，控制当前列车的运行状态，提高列车运行的安全性的同时，保证列车运行效率。

在一些实施例中，收发模块310用于通过低频通信链路，当前列车向目标列车发送低频信号，当前列车接收目标列车发送的低频信号，包括：用于基于当前列车和目标列车的低频发射功率，建立低频通信链路；通过低频通信链路，当前列车向目标列车发送低频信号；

通过低频通信链路，当前列车获取目标范围内的目标列车发送的低频信号。

在一些实施例中，收发模块310，用于通过低频通信链路，接收或向目标列车发送低频信号，其中，低频信号仅包括位置信息。

在一些实施例中，处理模块330，用于基于目标位置，结合当前列车的当前位置和运行参数，控制当前列车的运行状态，包括：根据目标位置和当前位置，计算目标列车和当前列车的位置间距；根据位置间距和当前列车的运行参数，计算当前列车到达目标位置的目标时刻；基于目标时刻，控制当前列车的运行状态。

在一些实施例中，处理模块330，用于基于目标时刻，控制当前列车的运行状态，包括：确定目标列车在目标时刻之前离开目标位置，控制当前列车运行。

在一些实施例中，处理模块330，用于基于目标时刻，控制当前列车的运行状态，包括：确定目标列车在目标时刻之前未离开目标位置，控制当前列车制动。

图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行基于低频通信的列车运行控制方法，该方法包括：通过低频通信链路，当前列车向目标列车发送低频信号，当前列车接收目标列车发送的低频信号；基于低频信号，得到目标列车的目标位置；基于目标位置，结合当前列车的当前位置和运行参数，控制当前列车的运行状态。

此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的基于低频通信的列车运行控制方法，该方法包括：通过低频通信链路，当前列车向目标列车发送低频信号，当前列车接收目标列车发送的低频信号；基于低频信号，得到目标列车的目标位置；基于目标位置，结合当前列车的当前位置和运行参数，控制当前列车的运行状态。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的基于低频通信的列车运行控制方法，该方法包括：通过低频通信链路，当前列车向目标列车发送低频信号，当前列车接收目标列车发送的低频信号；基于低频信号，得到目标列车的目标位置；基于目标位置，结合当前列车的当前位置和运行参数，控制当前列车的运行状态。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。