驼峰溜放车辆测重方法及系统技术方案

本发明专利技术提供驼峰溜放车辆测重方法及系统，方法包括：第一光纤光栅解调模块接收第一应变物理量，解调分析得第一分析结果，第一分析结果发送给处理单元；第二光纤光栅解调模块接收第二应变物理量，解调分析得第二分析结果，第二分析结果发送给处理单元；处理单元接收所述第一分析结果和所述第二分析结果，结合接收的控制系统发送的数据信息，对第一分析结果和第二分析结果进行分析处理，将分析结果发送给控制系统，解决现有采用光纤光栅传感器的测重系统，光纤光栅解调模块单一设置，当光纤光栅解调模块故障时，无法接收光纤光栅传感器发送的钢轨对溜放车组的车轮压力的应变物理量，进而不能完成车辆测重的问题。

Weight measurement method and system of hump rolling vehicle

【技术实现步骤摘要】
驼峰溜放车辆测重方法及系统
本专利技术属于轨道交通车辆测重
，具体涉及驼峰溜放车辆测重方法及系统。
技术介绍
在现代化驼峰调车场，车辆的溜放速度是依靠减速器来调整的，车组的重量等级是调整速度的重要依据，在对间隔制动部位速度的调整和目的制动部位速度的调整中，平均重量是作为减速器出口速度设定和速度控制的重要参数。在使用非重力式减速器的站场，减速器的制动等级要根据车辆平均重量等级来选定。如果制动等级选低，使得减速器制动力太小，不能有效地将车速降下来，可能造成追钩以及追钩车错道；反之，如果制动等级选得过高，有可能将车轮挤出减速器，造成脱轨事故。因此，判断车组重量等级是正确使用非重力式减速器的关键。驼峰测重系统是机械化驼峰、半自动化驼峰、自动化驼峰溜放控制系统中的重要基础设备，是测定溜放车组重量等级的计量装置。现有驼峰测重系统主要采用塞钉式压磁测重机，测重机由测重传感器和测重机箱组成。测重传感器为塞孔式压磁测重传感器，安装在室外，测重机箱，安装在室内，测重机箱内安装有测重信号处理板、A/D转换板、轨道开关板、窗口调试显示板、传感器专用激磁电源及直流开关电源等。测重机箱和测重传感器间采用两对对绞信号电缆连接，测重机箱对接收的测重传感器的信息进行处理，然后发送给驼峰控制系统。测重传感器是根据铁磁材料的磁弹性效应，利用特殊磁性材料制作而成。根据物理学的磁弹性效应，处于外磁场中的某种铁磁材料，在外加机械力的作用下，其内部磁化强度矢量的大小和方向也将随之改变。传感器通过测量钢轨所受轮重产生的剪切应力来测量车轮重量。车轮经过装有塞孔式压磁测重传感器的钢轨时，传感器受钢轨剪切应力的作用，输出交流信号电压，此交流信号电压经过室外电缆直接进入室内的测重机箱，交流信号经过交流放大，送入相敏整流电路变成直流信号，由于车轮通过传感器所处在的钢轨的前后区段时，该两段的测量交流信号相位差为180°，经过相敏整流后，每个车轮的轮重都可得到正负两个半波直流信号电压，然后经过正电压峰值采集电路，便得出轮重模拟电压，轮重模拟电压经过A/D变换电路变为数字信号，经过计算单元计算得出车辆重量，然后发送给驼峰控制系统。现有塞钉式压磁测重机具有如下问题：1)塞钉式压磁测重传感器需要采用钢轨钻孔的方式进行安装，不仅影响到钢轨的强度和使用寿命，而且钻孔要在现场搭建钻架用专门的打孔机钻孔，且必须一次钻完，中途不得将钻架拆卸下来，因此，塞钉式压磁测重传感器的安装调试对现场人员的经验和技术要求也较高。2)塞钉式压磁测重传感器为单一设置，测重传感器故障或安装出现问题时，测重机无法使用。3)塞钉式压磁测重传感器获取的测重信号通过信号电缆引入室内，在雷电、电磁兼容等环境下干扰比较大。为了克服现有技术的缺陷，现有已经出现采用光纤光栅传感器代替塞孔式压磁测重传感器的测重系统；光纤光栅传感器是基于光纤光栅传感原理，光纤光栅传感器可以实现对应变等物理量的直接测量，即应变与波长变化成正比，而作用在钢轨上的轴重与钢轨产生的应变成正比，因此可以得出作用在钢轨上的轴重与光纤光栅传感器的波长变化成正比，所以可以采用光栅光纤传感器获取钢轨对溜放车辆的车轮压力的应变物理量，然后通过光纤光栅解调模块解调分析后，得到车辆重量。现有采用光纤光栅传感器的测重系统，光纤光栅解调模块为单一设置，当光纤光栅解调模块故障时，无法接收光纤光栅传感器发送的钢轨对溜放车辆的车轮压力的应变物理量，进而不能完成车辆测重。
技术实现思路
为了克服现有技术的需要，本专利技术提供驼峰溜放车辆测重方法，解决现有采用光纤光栅传感器的测重系统，光纤光栅解调模块为单一设置，当光纤光栅解调模块故障时，无法接收光纤光栅传感器发送的钢轨对溜放车组的车轮压力的应变物理量，进而不能完成车辆测重。本专利技术通过如下技术方案实现：本专利技术的驼峰溜放车辆测重方法，包括如下步骤：第一光纤光栅解调模块接收钢轨对溜放车组的车轮压力的第一应变物理量，所述第一光纤光栅解调模块将所述第一应变物理量进行解调，得到第一应变物理量对应的第一电信号信息，所述第一光纤光栅解调模块对所述第一电信号信息进行分析，获得第一分析结果，将所述第一分析结果发送给处理单元；第二光纤光栅解调模块接收钢轨对溜放车组的车轮压力的第二应变物理量，所述第二光纤光栅解调模块将所述第二应变物理量进行解调，得到第二应变物理量对应的第二电信号信息，所述第二光纤光栅解调模块对所述第二电信号信息进行分析，获得第二分析结果，将所述第二分析结果发送给处理单元；处理单元接收所述第一光纤光栅解调模块发送的所述第一分析结果和所述第二光纤光栅解调模块发送的所述第二分析结果，并结合接收的控制系统发送的包括溜放、轨道和调车单在内的数据信息，对所述第一分析结果和第二分析结果进行分析处理，并将分析结果发送给控制系统。进一步的，采用第一光纤光栅传感器获取钢轨对溜放车组的车轮压力的第一应变物理量，并将所述第一应变物理量发送给第一光纤光栅解调模块；采用第二光纤光栅传感器获取钢轨对溜放车组的车轮压力的第二应变物理量，并将所述第二应变物理量发送给第二光纤光栅解调模块。进一步的，所述第一应变物理量包括第一光栅应变物理量，第二光栅应变物理量和第三光栅应变物理量，所述第一电信号信息包括第一光栅应变物理量对应的第一光栅电信号信息，第二光栅应变物理量对应的第二光栅电信号信息，第三光栅应变物理量对应的第三光栅电信号信息；所述第二应变物理量包括第四光栅应变物理量，第五光栅应变物理量和第六光栅应变物理量，所述第二电信号信息包括第四光栅应变物理量对应的第四光栅电信号信息，第五光栅应变物理量对应的第五光栅电信号信息，第六光栅应变物理量对应的第六光栅电信号信息。进一步的，所述第一光纤光栅解调模块接收钢轨对溜放车组的车轮压力的第一应变物理量，所述第一光纤光栅解调模块将所述第一应变物理量进行解调，得到第一应变物理量对应的第一电信号信息，具体包括：所述第一光纤光栅解调模块产生波长连续变化的扫描窄带光，经内部多路光纤分路器阵列发送光信号至光纤传感通道，接收光纤传感通道传输的钢轨对溜放车组的车轮压力的第一应变物理量，对所述第一应变物理量进行解调运算，得到第一应变物理量对应的第一电信号信息。进一步的，所述第一光纤光栅解调模块将所述第一应变物理量进行解调前，判断所述第一应变物理量是否大于设定阈值，若是，则对所述第一应变物理量进行解调，若否，则将所述第一应变物理量视为噪音值，继续判断所述噪音值是否大于噪音预警值，若大于，则向处理单元发送报警信息。进一步的，所述第一光纤光栅解调模块对所述第一电信号信息进行分析，获得第一分析结果，将所述第一分析结果发送给处理单元，具体包括：S1：所述第一光纤光栅解调模块从所述第一光栅电信号信息、第二光栅电信号信息和第三光栅电信号信息，得到第一电信号值、第二电信号值和第三电信号值；S2：判断所述第一电信号值和第二电信号值的偏差是否≤5％，若是，则取所述第一电信号值和第二电信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，包括如下步骤：/n第一光纤光栅解调模块接收钢轨对溜放车组的车轮压力的第一应变物理量，所述第一光纤光栅解调模块将所述第一应变物理量进行解调，得到第一应变物理量对应的第一电信号信息，所述第一光纤光栅解调模块对所述第一电信号信息进行分析，获得第一分析结果，将所述第一分析结果发送给处理单元；/n第二光纤光栅解调模块接收钢轨对溜放车组的车轮压力的第二应变物理量，所述第二光纤光栅解调模块将所述第二应变物理量进行解调，得到第二应变物理量对应的第二电信号信息，所述第二光纤光栅解调模块对所述第二电信号信息进行分析，获得第二分析结果，将所述第二分析结果发送给处理单元；/n处理单元接收所述第一光纤光栅解调模块发送的所述第一分析结果和所述第二光纤光栅解调模块发送的所述第二分析结果，并结合接收的控制系统发送的包括溜放、轨道和调车单在内的数据信息，对所述第一分析结果和第二分析结果进行分析处理，并将分析结果发送给控制系统。/n

【技术特征摘要】
1.驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一光纤光栅解调模块接收钢轨对溜放车组的车轮压力的第一应变物理量，所述第一光纤光栅解调模块将所述第一应变物理量进行解调，得到第一应变物理量对应的第一电信号信息，所述第一光纤光栅解调模块对所述第一电信号信息进行分析，获得第一分析结果，将所述第一分析结果发送给处理单元；
第二光纤光栅解调模块接收钢轨对溜放车组的车轮压力的第二应变物理量，所述第二光纤光栅解调模块将所述第二应变物理量进行解调，得到第二应变物理量对应的第二电信号信息，所述第二光纤光栅解调模块对所述第二电信号信息进行分析，获得第二分析结果，将所述第二分析结果发送给处理单元；
处理单元接收所述第一光纤光栅解调模块发送的所述第一分析结果和所述第二光纤光栅解调模块发送的所述第二分析结果，并结合接收的控制系统发送的包括溜放、轨道和调车单在内的数据信息，对所述第一分析结果和第二分析结果进行分析处理，并将分析结果发送给控制系统。


2.根据权利要求1所述的驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，
采用第一光纤光栅传感器获取钢轨对溜放车组的车轮压力的第一应变物理量，并将所述第一应变物理量发送给第一光纤光栅解调模块；
采用第二光纤光栅传感器获取钢轨对溜放车组的车轮压力的第二应变物理量，并将所述第二应变物理量发送给第二光纤光栅解调模块。


3.根据权利要求2所述的驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，所述第一应变物理量包括第一光栅应变物理量，第二光栅应变物理量和第三光栅应变物理量，所述第一电信号信息包括第一光栅应变物理量对应的第一光栅电信号信息，第二光栅应变物理量对应的第二光栅电信号信息，第三光栅应变物理量对应的第三光栅电信号信息；
所述第二应变物理量包括第四光栅应变物理量，第五光栅应变物理量和第六光栅应变物理量，所述第二电信号信息包括第四光栅应变物理量对应的第四光栅电信号信息，第五光栅应变物理量对应的第五光栅电信号信息，第六光栅应变物理量对应的第六光栅电信号信息。


4.根据权利要求3所述的驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，所述第一光纤光栅解调模块接收钢轨对溜放车组的车轮压力的第一应变物理量，所述第一光纤光栅解调模块将所述第一应变物理量进行解调，得到第一应变物理量对应的第一电信号信息，具体包括：
所述第一光纤光栅解调模块产生波长连续变化的扫描窄带光，经内部多路光纤分路器阵列发送光信号至光纤传感通道，接收光纤传感通道传输的钢轨对溜放车组的车轮压力的第一应变物理量，对所述第一应变物理量进行解调运算，得到第一应变物理量对应的第一电信号信息。


5.根据权利要求4所述的驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，所述第一光纤光栅解调模块将所述第一应变物理量进行解调前，判断所述第一应变物理量是否大于设定阈值，若是，则对所述第一应变物理量进行解调，若否，则将所述第一应变物理量视为噪音值，继续判断所述噪音值是否大于噪音预警值，若大于，则向处理单元发送报警信息。


6.根据权利要求5所述的驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，所述第一光纤光栅解调模块对所述第一电信号信息进行分析，获得第一分析结果，将所述第一分析结果发送给处理单元，具体包括：
S1：所述第一光纤光栅解调模块从所述第一光栅电信号信息、第二光栅电信号信息和第三光栅电信号信息，得到第一电信号值、第二电信号值和第三电信号值；
S2：判断所述第一电信号值和第二电信号值的偏差是否≤5％，若是，则取所述第一电信号值和第二电信号值的平均值，继续执行步骤S3；若否，则判断是否连续三次判断过程中，所述第一电信号值和第二电信号值的偏差＞5％，如果是，则向处理单元发送本端故障信息，如果不是，则取三次判断过程中，电信号值的最大值，继续执行步骤S4；
S3：根据第三电信号值，对所述平均值进行解析，得到包括车组轴重和车组轴数的第一分析结果，并将所述包括车组轴重和车组轴数的第一分析结果发送给处理单元，然后继续执行步骤S1；
S4：根据第三电信号值，对所述最大值进行解析，得到包括车组轴重和车组轴数的第一分析结果，并将所述包括车组轴重和车组轴数的第一分析结果发送给处理单元，然后继续执行步骤S1。


7.根据权利要求6所述的驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，所述第二光纤光栅解调模块接收钢轨对溜放车组的车轮压力的第二应变物理量，所述第二光纤光栅解调模块将所述第二应变物理量进行解调，得到第二应变物理量对应的第二电信号信息，具体包括：
所述第二光纤光栅解调模块产生波长连续变化的扫描窄带光，经内部多路光纤分路器阵列发送光信号至光纤传感通道，接收光纤传感通道传输的钢轨对溜放车组的车轮压力的第二应变物理量，对所述第二应变物理量进行解调运算，得到第二应变物理量对应的第二电信号信息。


8.根据权利要求7所述的驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，所述第二光纤光栅解调模块将所述第二应变物理量进行解调前，判断所述第二应变物理量是否大于设定阈值，若是，则对所述第二应变物理量进行解调，若否，则将所述第二应变物理量视为噪音值，继续判断所述噪音值是否大于噪音预警值，若大于，则向处理单元发送报警信息。


9.根据权利要求8所述的驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，所述第二光纤光栅解调模块对所述第二电信号信息进行分析，获得第二分析结果，将所述第二分析结果发送给处理单元，具体包括：
S1：所述第二光纤光栅解调模块从所述第一光栅电信号信息、第二光栅电信号信息和第三光栅电信号信息，得到第一电信号值、第二电信号值和第三电信号值；
S2：判断所述第一电信号值和第二电信号值的偏差是否≤5％，若是，则取所述第一电信号值和第二电信号值的平均值，继续执行步骤S3；若否，则判断是否连续三次判断过程中，所述第一电信号值和第二电信号值的偏差＞5％，如果是，则向处理单元发送本端故障信息，如果不是，则取三次判断过程中，电信号值的最大值，继续执行步骤S4；
S3：根据第三电信号值，对所述平均值进行解析，得到包括车组轴重和车组轴数的第二分析结果，并将所述包括车组轴重和车组轴数的第二分析结果发送给处理单元，然后继续执行步骤S1；
S4：根据第三电信号值，对所述最大值进行解析，得到包括车组轴重和车组轴数的第二分析结果，并将所述包括车组轴重和车组轴数的第二分析结果发送给处理单元，然后继续执行步骤S1。


10.根据权利要求9所述的驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，所述处理单元接收所述第一光纤光栅解调模块发送的所述第一分析结果和所述第二光纤光栅解调模块发送的所述第二分析结果，并结合接收的控制系统发送的包括溜放、轨道和调车单在内的数据信息，对所述第一分析结果和第二分析结果进行分析处理，具体包括：
P1：所述处理单元接收控制系统发送的包括溜放、轨道和调车单在内的数据信息；
P2：所述处理单元判断车辆是否处于溜放状态，若是，则继续判断峰下无岔区段轨道电路WGJ和第一分路道岔岔前短轨轨道电路DGJ1是否落下，如果是，则执行步骤P3；如果不是，则接收第一光纤光栅解调模块发送的报警信息和/或第二光纤光栅解调模块发送的报警信息；
P3：所述处理单元接收所述第一光纤光栅解调模块发送的包括车组运行方向、车组轴重和车组轴数的第一分析结果和所述第二光纤光栅解调模块发送的包括车组运行方向，车组轴重和车组轴数的第二分析结果；
P4：所述处理单元判断所述第一光纤光栅解调模块和第二光纤解调模块是否正常，若否，则取正常解调模块对应的分析结果，执行步骤P5；若是，则继续判断所述第一分析结果和第二分析结果的偏差是否≤20％，如果是，则取第一分析结果和第二分析结果的平均值，执行步骤P5；如果不是，则将所述第一分析结果和第二分析结果与调车单数据进行对比，取与调车单数据接近的分析结果，继续判断所述与调车单数据接近的分析结果是否连续四次超过设定误差，若是，则判断处理单元故障，并继续执行步骤P2；若不是，则执行步骤P5；
P5：所述处理单元判断车组轴数是否达到四个，若是，则将车组轴重求和，得到车辆重量，并将车辆重量发送给控制系统，继续执行步骤P2，若否，则继续执行步骤P2。


11.根据权利要求1-10任一项所述的驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，还包括，
以第一电源子系统对第一光纤光栅解调模块和处理单元供电；
以第二电源子系统对第二光纤光栅解调模块和处理单元供电。


12.根据权利要求1-10任一项所述的驼峰溜放车辆测重方法，其特征在于，所述处理单元判断与所述第一光纤光栅解调模块和/或所述第二光纤光栅解调模块通信中断时，将通信中断信息发送给控制系统和监测系统。


13.驼峰溜放车辆测重系统，其特征在于，包括第一光纤光栅解调模块，第二光纤光栅解调模块和处理单元；
所述第一光纤光栅解调模块，用于接收钢轨对溜放车组的车轮压力的第一应变物理量，所述第一光纤光栅解调模块将所述第一应变物理量进行解调，得到第一应变物理量对应的第一电信号信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志兵，赵永海，张璐，王钟巍，冯皓，史志强，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11