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。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全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

由于车车通信不可避免地存在延迟，因此激光雷达测得的相对速度不能直接用于本车的速度信息获取。而在本发明中，通过使用激光雷达获取相邻编组列车的相对速度，实现编组列车测速，能够优化编组列车测速的能力，提升编组列车的速度信息准确性。

图1示出了本发明实施例的基于编组通信的列车测速方法的流程图。

该方法包括：

S101、目标列车接收相邻列车发送的相邻列车速度信息，所述目标列车与所述相邻列车属于同一个虚拟编组。

所述虚拟编组指列车通过通信的方式而非车钩进行虚拟的连挂，从而提升运营灵活性，为了达到接近“一辆列车”的效果，编组列车间的相对距离往往远短于当前列车行车间隔，因此除了通过通信的方式获取前/后方编组车辆状态信息，也可以使用感知方式，即通过自主感知系统的激光雷达来获取速度信息。

所述相邻列车为所述目标列车的前车和/或后车。

在本发明的实施例中，在一个虚拟编组中，如果目标列车为虚拟编组行进方向上的前端列车，则其相邻列车为该目标列车的后车；如果目标列车为虚拟编组行进方向上的后端列车，则其相邻列车为该目标列车的前车；如果目标列车并非是虚拟编组行进方向上的前端列车或后端列车，即目标列车在虚拟编组的中间，则其相邻列车为所述目标列车的前车和后车。

在本发明的实施例中，由于列车需要折返换端运行，当换端运行后，目标列车的相邻列车也随之前后车互换，即换端前，相邻列车为目标列车的前端列车，则在换端后，相邻列车为目标列车的后端列车；同理，换端前，相邻列车为目标列车的后端列车，则在换端后，相邻列车为目标列车的前端列车。

在一个虚拟编组内的两相邻列车之间能够通过车车通信的方式进行列车的速度信息的交换。

所述相邻列车的速度信息对应一个第一时间戳，所述第一时间戳用于记录所述相邻列车的速度信息的时间，从而根据所述时间与测距周期之间的关系，判断出所述第一时间戳的所属测距周期。

作为本发明的一种实施例，所述测距周期为激光雷达设备上的激光器连续两次产生并发射光脉冲的时间周期，或连续两次测得激光测距结果的时间间隔。

S102、根据所述相邻列车速度信息对应的第一时间戳在缓存区中查找所述第一时间戳所属测距周期内的相对速度信息。

所述相对速度信息为所述目标列车通过激光雷达测得的与所述相邻列车的相对速度信息。

作为本发明的一种实施例，如图2所示，以相邻列车为目标列车的前方列车为例。当光脉冲在以光速进行传播的过程中，目标列车也在向前行进；考虑到列车处于运动状态，实际激光从出发到经过反射接收的路程并非激光发射时刻的目标列车与相邻列车之间的距离，而是满足：

c×t＝2×d+(v₁-v₂)t

此时激光雷达测得的目标列车与相邻列车之间的距离d为：

其中，c为光在空气中传播的速度；t为激光雷达从发出激光束到接收到回波的时间；d为激光雷达测得的目标列车与相邻列车之间的距离；v₁为相邻列车的速度，v₂为目标列车的速度。

在本实施例中，考虑到光速c的值远远大于列车行进的速度，可以近似认为t是一个极小的时间值，因此(v₁-v₂)t可以忽略不计。激光雷达测得的目标列车与相邻列车之间的距离可以认为：

其中，d为激光雷达测得的目标列车与相邻列车之间的距离；c为光在空气中传播的速度；t为激光雷达从发出激光束到接收到回波的时间。

在上述实施例中，通过激光雷达设备测得了目标列车与相邻列车之间的距离，然而激光雷达作为距离测量设备，不能直接用于速度的测量，需要通过距离微分得到，对于列控主机来说，即差分运算，得到目标列车与相邻列车之间的相对速度：

其中，v为在第一时间戳所属测距周期内目标列车与相邻列车之间的相对速度；d_n为第一时间戳所属测距周期中目标列车与相邻列车之间的距离；d_n-1为第一时间戳所属测距周期的上一周期中，目标列车与相邻列车之间的距离；T为激光雷达的测距周期。

作为本发明的一种实施例，所述激光雷达设备包括一个单束窄带激光器和一个接收器。所述激光雷达设备设置在虚拟编组内列车的前端和后端，使目标列车能够与前方列车通过激光雷达设备进行感知，也能够与后方列车通过激光雷达设备进行感知。

在本实施例中，设置于目标列车的激光雷达设备对相邻列车进行周期性测量。当到达规定的时间周期时，所述激光雷达设备上的激光器产生并发射一束光脉冲，打在相邻列车上并反射回来形成回波，最终被所述接收器接收。所述接收器准确地测量光脉冲从发射到接收到回波的时间。因为光脉冲以光速传播，所以接收器总会在下一个周期脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。

激光雷达设备的探测范围会因环境中的激光衰减和待测物体表面反射率的不同而变化。激光雷达设备的探测范围大约在100m～200m(20％目标反射率)，可以满足虚拟编组模式下列车间隔。尤其是对于地铁，由于在地下隧道中运行，可以避免恶劣天气的影响，能够更好地发挥激光雷达的性能。

所述缓存区用于缓存激光雷达的多个测距周期内分别测得的相对速度信息、所述相对速度信息对应的第二时间戳以及所述第二时间戳的所属测距周期；所述第二时间戳与所述相对速度信息存在一一对应关系，即每一个相对速度信息唯一对应一个第二时间戳。所述第二时间戳用于记录其对应的相对速度信息的测量时间。所述测量时间为激光器产生并发射光脉冲时的时间、接收到回波的时间、计算得到相对速度中的任一时间。由于上述三个时间较为接近，一般也可将三个时间视为一个时间。

作为本发明的一种实施例，缓存区中的每条记录可以按照测距周期的时间顺序进行排序，每条记录中记录了该测距周期中目标列车与相邻列车之间的相对速度，以及所述相对速度的第二时间戳。

所述根据所述相邻列车速度信息对应的第一时间戳在缓存区中查找所述第一时间戳所属测距周期内的相对速度信息包括：

将所述第一时间戳与所述缓存区中的第二时间戳进行匹配，匹配出与所述第一时间戳邻近的第二时间戳；将所述第二时间戳的所属测距周期内的相对速度信息作为所述第一时间戳所属测距周期内的相对速度信息。

所述第一时间戳与所述第二时间戳进行匹配，包括：

如果所述第一时间戳与所述第二时间戳的时间相同，则所述第一时间戳与所述第二时间戳匹配；如果所述第一时间戳与所述第二时间戳的时间不同，则从缓存区中获取与所述第一时间戳邻近的第二时间戳，则所述第一时间戳与所述第二时间戳匹配。所述邻近表示时间戳之间的时间差最短。

通过所述第一时间戳与所述第二时间戳的匹配，由于所述第二时间戳与相对速度信息以及所属测距周期存在对应关系，在匹配出与所述第一时间戳邻近的第二时间戳后，能够获取所述第二时间戳所属的测距周期以及该测距周期内的目标列车与相邻列车之间的相对速度信息。

作为本发明的一种实施例，如果能够在缓存区中查找到与所述时间戳处于同一测距周期内的目标列车与相邻列车之间相对速度信息，则计算出所述目标列车在所述时间戳所属测距周期内的速度信息。所述目标列车在所述时间戳所属测距周期内的速度信息为：

V_r＝v+V_m

其中，V_r为所述目标列车在所述时间戳所属测距周期内的速度；V_m为所述相邻列车在所述时间戳所属测距周期内的速度；v为目标列车与相邻列车之间的相对速度。

如果在缓存区中未找到与所述第一时间戳所属测距周期内的相对速度信息，则说明缓存区中并未缓存目标列车与相邻列车之间的相对速度信息，无法根据目标列车与相邻列车之间的相对速度信息计算出目标列车的速度信息，故此种情况不作处理。

作为本发明的一种实施例，所述方法还包括对所述目标列车获取的多个测速信息进行冗余判断；其中，所述多个测速信息包括所述目标列车在所述第一时间戳所属测距周期内的速度信息、通过车轴传感器采集的速度信息和通过测速雷达采集的速度信息以及通过GPS计算的速度信息等。

在本实施例中，所述冗余判断可以为三取二冗余判断、四取三冗余判断等。例如三取二冗余判断中，只要三者中有两者的测速结果一致，便可以认为该测速结果可用，进而认为一致设备未出现故障，而对于测速结果与其他两种存在较大误差的设备，则可认为出现故障，可放弃使用其获取的信息或尝试使用正确的测速信息对其进行校准。

作为本发明的一种实施例，如图3所示，所述方法还包括：对所述虚拟编组内的任一列车进行速度校准，将校准后的速度信息发送至与所述列车相邻的目标列车；若所述目标列车的相邻列车的速度信息为校准后的速度信息，则所述目标列车根据所述相邻列车的速度信息与所述相对速度信息，计算所述目标列车的速度信息，并作为所述目标列车校准后的速度信息发送给未校准的相邻列车。

在本实施例中，存在三种情况：

情况1：对所述虚拟编组内的首车进行速度校准，速度校准后的首车为已校准列车，将校准后的速度信息发送至所述首车的相邻后车；若所述虚拟编组内首车的速度信息为校准后的速度信息，则所述首车的相邻后车根据与所述首车的相对速度信息以及所述首车的速度信息，计算所述首车的相邻后车的速度信息，并以所述首车的相邻后车的速度信息作为所述首车的相邻后车校准后的速度信息发送给所述虚拟编组内的下一相邻后车；

若目标列车在所述虚拟编组内相邻前车的速度信息为校准后的速度信息，则所述目标列车根据与所述相邻前车的相对速度信息以及所述相邻前车的速度信息，计算所述目标列车的速度信息，并以所述目标列车的速度信息作为所述目标列车校准后的速度信息发送给所述虚拟编组内的相邻后车。

情况2：对所述虚拟编组内的尾车进行速度校准，速度校准后的尾车为已校准列车，将校准后的速度信息发送至所述尾车的相邻前车；若所述虚拟编组内尾车的速度信息为校准后的速度信息，则所述尾车的相邻前车根据与所述尾车的相对速度信息以及所述尾车的速度信息，计算所述尾车的相邻前车的速度信息，并以所述尾车的相邻前车的速度信息作为所述尾车的相邻前车校准后的速度信息发送给所述虚拟编组内的上一相邻前车；

若目标列车在所述虚拟编组内相邻后车的速度信息为校准后的速度信息，则所述目标列车根据与所述相邻后车的相对速度信息以及所述相邻后车的速度信息，计算所述目标列车的速度信息，并以所述目标列车的速度信息作为所述目标列车校准后的速度信息发送给所述虚拟编组内的相邻前车。

情况3：对所述虚拟编组内的中间列车进行速度校准，所述中间列车为所述虚拟编组内的非首/尾车；速度校准后的中间列车为已校准列车，将校准后的中间列车的速度信息发送至所述中间列车的相邻前车和相邻后车。若所述中间列车的相邻前车接收到的所述中间列车的速度信息为校准后的速度信息，则所述中间列车的相邻前车根据与所述中间列车的相对速度信息以及所述中间列车的速度信息，计算所述中间列车的相邻前车的速度信息，并以所述中间列车的相邻前车的速度信息作为所述中间列车的相邻前车校准后的速度信息发送给所述虚拟编组内上一个相邻前车。若所述中间列车的相邻后车接收到的所述中间列车的速度信息为校准后的速度信息，则所述中间列车的相邻后车根据与所述中间列车的相对速度信息以及所述中间列车的速度信息，计算所述中间列车的相邻后车的速度信息，并以所述中间列车的相邻后车的速度信息作为所述中间列车的相邻后车校准后的速度信息发送给所述虚拟编组内上一个相邻后车。

在本实施例中，所述虚拟编组内的首车为虚拟编组内的多个单列车中，行使在列车行进方向最前面的单列车。所述虚拟编组内的尾车为虚拟编组内的多个单列车中，行使在列车行进方向最后面的单列车。所述速度校准用于获取列车准确的速度信息，可以通过车轴传感器、测速雷达或GPS计算等方式对列车速度进行校准；通过所述速度校准后的列车即为已校准列车。已校准列车发出的速度信息为校准后的速度信息，所述校准后的速度信息设置校准标识；所述校准标识用于识别当前速度为校准后的速度信息，即若速度信息中设置有校准标识，则所述速度信息为校准后的速度信息；若速度信息中未设置校准标识，则所述速度信息为未校准的速度信息。

在本实施例中，若接收到校准后速度信息的列车为已校准列车，则不再重复校准，简化校准过程，防止过度循环校准。

在本实施例中，所述目标列车接收到所述相邻列车发送的校准后的速度信息后，若所述目标列车的相邻列车的速度信息为校准后的速度信息，则通过激光雷达获取与所述相邻列车之间的相对速度信息，并根据所述目标列车与所述相邻列车之间的相对速度信息以及所述相邻列车的速度信息，通过下述公式计算所述目标列车校准后的列车速度信息：

V_c＝v+V_w

其中，V_c为所述目标列车在所述时间戳所属测距周期内校准后的速度；V_w为所述相邻列车在所述时间戳所属测距周期内校准后的速度；v为目标列车与相邻列车之间的相对速度。

若此时虚拟编组中，目标列车的相邻列车为未校准列车，则将当前校准后的速度信息继续发送至该相邻的未校准列车，对所述相邻的未校准列车进行速度校准，直至不存在未校准的相邻列车。此时，即完成对整个虚拟编组中列车速度的校准。

在本实施例中，只需对虚拟编组中的任一列车进行速度校准一次，即可实现对整个虚拟编组列车的速度精准测量与校准，简化了虚拟编组列车的速度校准过程，提升了速度测量的准确性及效率。解决了现有技术中需要对虚拟编组中的每个列车分别进行速度测量与校准，导致计算过程复杂，准确性较差的问题。

作为本发明的另一种实施例，由于车车通信可以是双向通信，可能会存在一个目标列车接收到前后两个相邻列车发送的同一测距周期的速度信息。当所述目标列车接收到前后相邻列车发送的同一测距周期内的速度信息时，判断前后相邻列车发送的同一测距周期内的速度信息是否带有校准标识，如果是，则以带有校准标识的速度信息计算所述目标列车在所述测距周期内的速度信息，并将所述目标列车在所述测距周期内的速度信息设置校准标识后，发送至相邻列车；否则对前后相邻列车发送的同一测距周期内的速度信息进行一致性校验，以校验一致的速度信息计算所述目标列车在所述测距周期内的速度信息，发送至相邻列车；所述校准标识用于标识当前速度信息为校准后的速度信息。从而使目标列车能够基于校准后的相邻列车速度信息计算出自身的速度信息，保证计算出的速度信息为校准后的速度信息，避免根据相邻列车发送的未校准的速度信息进行计算，得出失准的速度信息。

综上，如果当前虚拟编组中任一列车已精确测速，成为已校准列车，则该列车的相邻列车可以基于已校准列车的速度进行校准，依次传导到虚拟编组中的各个列车，完成对整个虚拟编组列车的速度校准，提高了列车测速的准确性和效率。

根据本发明的实施例，通过使用激光雷达获取相邻编组列车的相对速度，实现编组列车测速，能够优化编组列车测速的能力，提升编组列车的速度信息准确性和列车速度信息的可用性。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。

如图4所示，装置400包括：

接收模块410，用于接收相邻列车发送的相邻列车速度信息；所述目标列车与所述相邻列车属于同一个虚拟编组；

查找模块420，用于根据所述相邻列车速度信息对应的第一时间戳在缓存区中查找所述第一时间戳所属测距周期内的相对速度信息；

计算模块430，用于根据所述相邻列车速度信息与所述相对速度信息，计算所述目标列车的速度信息。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

如图5所示，设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。

设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法S101～S103。例如，在一些实施例中，方法S101～S103可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的方法S101～S103的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法S101～S103。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。

用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。