一种列车定位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种列车定位装置及方法，装置包括：设置在轨旁的多个振动传感器，通信模块和数据处理主机；振动传感器获取轨道上列车运行时的振动信号，并将获取的振动信号通过通信模块发送数据处理主机。方法包括：当列车在轨道上运行时，若振动传感器检测到振动信号，则通信模块将该振动传感器检测的振动信号发送数据处理主机；数据处理主机判断该振动信号是否属于列车运行产生的振动信号；若是，则根据振动信号的波形能量和/或振动信号对应的传播时间段、以及振动传感器标识，获取该列车当前的位置信息。本发明专利技术的装置通过测量列车运动时产生的振动能量，振动时间信息等，确定车辆相对于振动传感器的位置，进而获得列车在轨道的位置信息。

Train positioning device and method

The invention discloses a train positioning device and method, device comprises: setting a plurality of vibration sensors in orbit by the communication module and data processing system; vibration sensors to obtain the vibration signal when the train is running on the track, the vibration signal is obtained through the communication module to send a data processing system. The method comprises: when a train running on the track, if the vibration sensor detects the vibration signal, the communication module will send data processing vibration signal of the vibration sensor host detection; data processing system determines whether the vibration signals are generated by trains vibration signal; if so, according to the vibration signal energy and / or the vibration signal corresponding to the propagation time and vibration sensor identification, obtains the location information of the train current. The device of the invention determines the position of the vehicle relative to the vibration sensor by measuring the vibration energy generated by the train movement, the vibration time information, and the like, and obtains the position information of the train in the track.

【技术实现步骤摘要】
一种列车定位装置及方法
本专利技术涉及数据处理领域，具体涉及一种列车定位装置及方法。
技术介绍
在城市轨道交通中列车定位一般采用轨道电路法，将钢轨区分成不同的区段，在每个区段的始端和终端都加上发送/接收器件，构成一个信息传输回路。区段空闲时，信息由发送端通过回路传输到接收端，接收端继电器励磁吸起；当列车进入区段时，轮对将两根钢轨短路，信息不能到达接收端，接收端继电器失磁落下，从而达到列车检测、定位的目的。此外，在城市轨道交通中，还采用部署应答器的技术手段进行列车定位。通过将应答器布置在轨旁，当车辆经过应答器时，通过应答器的报文信息获得车的位置。然而，轨道电路技术是在钢轨上通电通过电流回路构成一个检测系统，但是只能判断车在区间内，而不能判断车的精确位置；另外，当车进入一个区段后，由于车辆颠簸或其他原因使得轮对与钢轨接触不上从而导致轮对并没有将两根钢轨短路，此时不能检测出当前车的位置。另外的技术手段是部署应答器，但是应答器的存在只能在车辆经过时，才能判断车的位置。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种列车定位方法及装置。为此目的，第一方面，本专利技术提出一种列车定位装置，包括：设置在轨旁的多个振动传感器，通信模块和数据处理主机；振动传感器用于检测轨道上列车运行时的振动信号；通信模块将振动传感器检测的振动信号发送数据处理主机，该数据处理主机根据多个振动信号获取列车的位置信息。可选地每一振动传感器连接一通信模块；任意相邻振动传感器的间距相同。可选地，相邻振动传感器的间距根据振动传感器检测到列车经过时产生的振动能量的衰减参数进行设定。可选地，数据处理主机在接收到两个以上的振动传感器检测的属于同一列车运行的振动信号时，根据两个以上振动传感器的位置确定列车的位置。第二方面，本专利技术提供一种基于上述装置的列车定位方法，包括：当列车在轨道上运行时，若至少两个振动传感器检测到振动信号，则连接振动传感器的通信模块将该振动传感器检测的振动信号发送数据处理主机；数据处理主机接收通信模块发送的振动信号及检测该振动信号的振动传感器的标识，判断该振动信号是否属于列车运行产生的振动信号；若是，则根据振动信号的波形能量和/或振动信号对应的传播时间段、以及所述标识，获取该列车当前的位置信息。可选地，判断该振动信号是否属于列车运行产生的振动信号的步骤，包括：根据振动信号中波形能量的峰值，判断该峰值是否大于预设的参考峰值。可选地，根据振动信号的波形能量和/或振动信号对应的传播时间段以及所述标识，获取该列车当前的位置信息的步骤，包括：查看每一振动信号中波形能量是否处于预设的波峰区域，若存在一个振动信号的波形能量处于波峰区域，则获取该振动信号对应的振动传感器的标识，根据标识查找振动传感器的位置，将查找的振动传感器的位置作为列车的位置。可选地，在两个相邻的振动传感器发送振动信号时，根据振动信号的波形能量和/或振动信号对应的传播时间段以及所述标识，获取该列车当前的位置信息的步骤，包括：根据Pearson相关系数方式确定两个振动传感器的振动信号的相关性；若确认两个振动信号属于同一个振动波的振动信号，则根据两个振动信号分别对应的传播时间段以及该两个振动传感器的标识，获取该列车当前的位置信息。可选地，根据两个振动信号分别对应的传播时间段，获取该列车当前的位置信息的步骤，包括：根据振动信号的中波形能量，确定振动信号的波峰到达第一个振动传感器的传播时间段为T1，到达第二个振动传感器的传播时间段T2，则根据确定列车距离第一个振动传感器的距离l；根据第一个振动传感器的位置和距离l，获得列车当前的位置信息；其中，L为第一个振动传感器和第二个振动传感器之间的间距，第一个振动传感器的位置是根据第一个振动传感器的标识确定的。可选地，所述方法还包括：每一振动传感器在发送振动信号之后，将存储的振动信号及与振动信号相关的数据清零。由上述技术方案可知，本专利技术提出的列车定位装置及方法，通过使用振动传感器，测量列车运动时产生的振动信号，及振动信号的时间数据等，确定列车相对于发出振动信号的振动传感器的位置，进而确定列车的位置信息，可以解决现有技术中应答器只能在列车经过时判断车的位置的缺陷，同时提高列车安全。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的列车定位装置的结构示意图；图2为图1中提及的振动传感器的振动能量的示意图；图3为本专利技术一实施例提供的列车位置计算的原理示意图；图4为本专利技术一实施例提供的列车定位方法的方法示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。图1示出了本专利技术一实施例提供的列车定位装置的结构示意图，如图1所示，本实施例的列车定位装置包括：设置在轨旁的多个振动传感器11，通信模块12和数据处理主机13；每一振动传感器11用于检测轨道上列车运行时的振动信号；通信模块12将振动传感器11检测的振动信号发送数据处理主机13，该数据处理主机13根据多个振动信号获取列车的位置信息。本实施例中的每一振动传感器11连接一通信模块12。本实施例中的数据处理主机12在接收到至少两个振动传感器11检测的属于列车运行的振动信号且该振动信号中存在一个振动信号的波形能量处于波峰区域，则将处于波峰区域的振动信号对应的振动传感器11所在的位置作为列车的位置；或者，数据处理主机12在接收到两个以上的振动传感器11检测的属于同一列车运行的振动信号时，根据两个以上振动传感器11的位置确定列车的位置，如下述所述的根据公式(1)确定列车位置。此时，可理解为属于同一列车运行的振动信号中不存在处于波峰区域的波形能量，即，列车位于两个振动传感器之间的位置，进而采用下述的公式(1)确定列车位置。本实施例中，当列车在铁路轨道上运行时，车轮与轨道之间的弹性接触会引起机械振动，这种振动会被安装在轨旁的振动传感器接收到，然后振动传感器将接收到的数据信息通过通信模块发送到数据处理主机。为较好的进行列车定位，本实施例中可使得任意相邻振动传感器的间距相同。当然，在其他实施例中，也可以使相邻振动传感器的间距不相同，每一振动传感器的位置在数据处理主机中均有记录，本实施例中可以获知列车距离最近的振动传感器的距离即可获知列车当前的位置信息。本实施例中的列车定位装置中的振动传感器、通信模块、数据处理主机均属于地面设备，该地面设备检测的列车位置信息可发送给列车自动监控系统进行后续作业。本实施例中设置振动传感器的原理是，当列车运动时，会引起轨道振动，这种振动表现为机械波，可以通过振动传感器测量。考虑到列车为一质点，列车在由远及近经过振动传感器，最后远离振动传感器时，由于铁轨阻尼的作用，机械波传播越远其能量越小，因此，其振幅的包络表现为近似的梯形。如图2所示。其中，图2中示出的t1、t2、t3、t4、t5均为时刻信息。在图2中t1时刻点到t2时刻点之间，由于列车距离振动传感器较远，所以振动能量比较弱，可以认为振动传感器不能测量到振动信号；在t2时刻点到t3时刻点，列车逐渐接近振动传感器，振动能量逐渐增强；在t3时刻点到t4时刻点，列车经过振动传感器，振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列车定位装置，其特征在于，包括：设置在轨旁的多个振动传感器，通信模块和数据处理主机；振动传感器用于检测轨道上列车运行时的振动信号；通信模块将振动传感器检测的振动信号发送数据处理主机，该数据处理主机根据多个振动信号获取列车的位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种列车定位装置，其特征在于，包括：设置在轨旁的多个振动传感器，通信模块和数据处理主机；振动传感器用于检测轨道上列车运行时的振动信号；通信模块将振动传感器检测的振动信号发送数据处理主机，该数据处理主机根据多个振动信号获取列车的位置信息。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每一振动传感器连接一通信模块；任意相邻振动传感器的间距相同。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，相邻振动传感器的间距根据振动传感器检测到列车经过时产生的振动能量的衰减参数进行设定。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，数据处理主机在接收到两个以上的振动传感器检测的属于同一列车运行的振动信号时，根据两个以上振动传感器的位置确定列车的位置。5.基于上述权利要求1至4任一所述的装置的列车定位方法，其特征在于，包括：当列车在轨道上运行时，若至少两个振动传感器检测到振动信号，则连接振动传感器的通信模块将该振动传感器检测的振动信号发送数据处理主机；数据处理主机接收通信模块发送的振动信号及检测该振动信号的振动传感器的标识，判断该振动信号是否属于列车运行产生的振动信号；若是，则根据振动信号的波形能量和/或振动信号对应的传播时间段、以及所述标识，获取该列车当前的位置信息。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，判断该振动信号是否属于列车运行产生的振动信号的步骤，包括：根据振动信号中波形能量的峰值，判断该峰值是否大于预设的参考峰值。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据振动信号的波形...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，郜春海，
申请(专利权)人：交控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11