一种高精度列车测速测距方法及车载测速测距单元技术

本发明专利技术提供一种高精度列车测速测距方法及车载测速测距单元，方法包括：获取多个列车传感器经过地面定位设备时的传感信号，根据传感信号确定列车运行距离；所述多个列车传感器沿列车直线运行方向以第二间距等距离安装在该列车上，数量大于3；所述地面定位设备在铁路线路上以第一间距等间距布设。本发明专利技术的高精度列车测速测距方法及车载测速测距单元，可实现高精度测速测距要求，且测速测距精度可根据系统设计要求进行调整。本发明专利技术可适用于轮轨列车和磁浮列车，具有测距精度高的特点。具有测距精度高的特点。具有测距精度高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度列车测速测距方法及车载测速测距单元


[0001]本专利技术属于轨道交通领域，特别涉及一种高精度列车测速测距方法及车载测速测距单元。

技术介绍

[0002]随着轨道交通技术的发展，精确的测速测距(定位)显得尤为重要。现有的列车测速测距技术主要有以下几种：
[0003]1.使用安装在轮轨列车车轮上的轮轴转速传感器实现列车测速测距。通过在车轮安装测速齿轮和传感器，假如测速齿轮的齿数为n，车轮半径为r，则车轮周长为2πr，当安装在齿轮上的传感器在时间t期间采集到一个测速齿轮的脉冲时，列车运行的距离为d＝2πr/n，列车运行的速度为v＝d/t。本测速方法只能应用在轮轨列车上，且测速精度受限于测速齿轮的齿数限制。
[0004]2.使用多普勒雷达测速传感器实现列车测速测距。在低速情况下，本测速方法测速精度较差，且容易受到雨雪天气的影响。
[0005]3.使用加速度计传感器实现列车测速测距。在低速情况下，本测速方法测速精度较差。
[0006]4.磁浮列车的基于长定子齿槽计数的测速方法。本测速方法只能应用在磁浮列车上。
[0007]5.基于地面轨枕计数的测速方法。本测速精度受限于地面轨枕间距的限制，测速精度较差。
[0008]测速测距系统主要任务是向列车控制系统提供实时的速度和/或位移信息，为提高测速测距精度和可用性，常见的测速测距系统主要采用多传感器(如，轮轴转速传感器、多普勒雷达传感器、加速度计传感器、卫星定位传感器等)融合的方式，即冗余方案。
[0009]现有的测速测距首尾冗余方案有以下3种：
[0010](1)宁云转设计了一种多源传感器融合定位方法，充分利用了各传感器自身的优势，将加速度计传感器、轮轴转速传感器、卫星传感器测量的数据进行融合，并根据数据采集周期，进行数据融合前时间统一，融合后数据修正，不仅提高了列车控制系统定位的可用性，并有效的避免了各传感器的缺陷，很大程度上保证了列车速度、位移信息的精准度。详见宁云转的《一种多源传感器融合定位方法》。
[0011](2)朱炳强设计了一种列车测速方法和装置，通过采集多个接近式传感器经过同一个轨枕时所发出的传感信号数据，得到一组依据传感器编号次序排列的传感信号数据，根据接近式传感器的间距，除以对应的相邻接近式传感器编号所对应的接近式传感器发出的同一传感信号的时间间隔，计算得到列车的速度。该专利技术可适用于无车轮列车的行驶速度测量，具有较强的适用性。详见朱炳强的《一种列车测速方法和装置》。
[0012](3)孟凡江设计了一种基于头尾冗余的测速测距系统硬件架构，在不增加传感器数量的前提下，通过将列车两端传感器共享，实现了双端车载测速传感器的安全冗余，详见
孟凡江的《一种基于多传感器融合的冗余测速测距系统设计》。
[0013]现有技术中缺少便于根据系统设计要求调整的高精度列车测速测距方案。

技术实现思路

[0014]针对上述问题，本专利技术提出了一种高精度列车测速测距方法，该方法可应用于轮轨列车和磁浮列车，该方法可实现高精度测速测距要求，且测速测距精度可根据系统设计要求进行调整。
[0015]本专利技术提供一种高精度列车测速测距方法，包括：
[0016]获取多个列车传感器经过地面定位设备时的传感信号，根据传感信号确定列车运行距离；
[0017]所述多个列车传感器沿列车直线运行方向以第二间距等距离安装在该列车上，数量大于3；
[0018]所述地面定位设备在铁路线路上以第一间距等间距布设。
[0019]进一步地，第二间距为第一间距与测距精度的差值。
[0020]进一步地，
[0021]多个列车传感器的数量为第一数量N＝d/p；
[0022]其中，d为所述第一间距，p为所述测距精度。
[0023]进一步地，根据传感信号确定列车运行距离包括:
[0024]根据列车经过的地面定位设备计数和传感信号对应的列车传感器的编号确定列车运行距离。
[0025]进一步地，根据传感信号确定列车运行距离包括:
[0026]确定多个列车传感器中的一个列车传感器为基准传感器，将该基准传感器的传感信号作为基准传感信号；
[0027]根据采集的基准传感信号的数量确定列车经过的地面定位设备计数；
[0028]根据地面定位设备计数和所述第一间距确定列车运行的第一距离。
[0029]进一步地，根据传感信号确定列车运行距离包括:
[0030]基准传感器每经过一个地面定位设备，则产生一个基准传感信号,后去从列车经过第一个地面定位设备之后的m个基准传感信号，则列车行驶的距离为第一距离s1＝d*m。
[0031]进一步地，根据传感信号确定列车运行距离包括:
[0032]所述基准传感器为按照列车运行方向的后方第1个传感器，
[0033]列车经过第一距离后，根据从基准传感器按照列车运行方向的后方第n个列车传感器的传感信号和测距精度，确定列车运行到达第二距离。
[0034]进一步地，所述第二距离根据以下计算式确定：
[0035]第二距离为s2＝s1+p*(N
‑
n+1),其中，s1为所述第一距离，p为所述测距精度，N为所述第一数量。
[0036]进一步地，根据传感信号确定列车运行距离包括:
[0037]所述基准传感器为按照列车运行方向的后方第1个传感器，
[0038]列车经过第一距离后，根据从基准传感器按照列车运行方向的后方第n个列车传感器的传感信号和测距精度，确定列车当前运行的第二距离为s2,
[0039]s2≥s1+p*(N
‑
n+1)，且s2≤s1+p*(N
‑
n+2)；
[0040]其中，s1为所述第一距离，p为所述测距精度，N为所述第一数量，n表示。
[0041]进一步地，根据传感信号确定列车运行距离包括:
[0042]根据所述第二距离和修正增量确定列车当前运行距离；
[0043]所述修正增量为在时间差值内按照列车速度运行的距离；
[0044]所述时间差值为当前时间与最近接收到的传感信号的采集时间的时间差值。
[0045]进一步地，
[0046]列车当前运行距离s＝s1+p*(N
‑
n+1)+v*Δt，其中，当计算得到s≥s1+p*(N
‑
n+2)时，取s＝d*m+p*(N
‑
n+2)；
[0047]其中，s1为所述第一距离，p为所述测距精度，N为所述第一数量，n为最新时刻传感数据对应的列车传感器的编号，该列车传感器为从基准传感器按照列车运行方向的后方第n个列车传感器，Δt为当前时间与最近接收到的传感信号的采集时间的时间差值，v为列车速度。
[0048]进一步地，根据传感信号确定列车运行距离包括:
[0049]将列车运行方向上第N个传感器作为基准传感器，则采集m个基准传感信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度列车测速测距方法，其特征在于，包括：获取多个列车传感器经过地面定位设备时的传感信号，根据传感信号确定列车运行距离；所述多个列车传感器沿列车直线运行方向以第二间距等距离安装在该列车上，数量大于3；所述地面定位设备在铁路线路上以第一间距等间距布设。2.根据权利要求1所述的高精度列车测速测距方法，其特征在于，第二间距为第一间距与测距精度的差值。3.根据权利要求1所述的高精度列车测速测距方法，其特征在于，多个列车传感器的数量为第一数量N＝d/p；其中，d为所述第一间距，p为所述测距精度。4.根据权利要求2所述的高精度列车测速测距方法，其特征在于，根据传感信号确定列车运行距离包括:根据列车经过的地面定位设备计数和传感信号对应的列车传感器的编号确定列车运行距离。5.根据权利要求4所述的高精度列车测速测距方法，其特征在于，根据传感信号确定列车运行距离包括:确定多个列车传感器中的一个列车传感器为基准传感器，将该基准传感器的传感信号作为基准传感信号；根据采集的基准传感信号的数量确定列车经过的地面定位设备计数；根据地面定位设备计数和所述第一间距确定列车运行的第一距离。6.根据权利要求5所述的高精度列车测速测距方法，其特征在于，根据传感信号确定列车运行距离包括:基准传感器每经过一个地面定位设备，则产生一个基准传感信号,后去从列车经过第一个地面定位设备之后的m个基准传感信号，则列车行驶的距离为第一距离s1＝d*m。7.根据权利要求5所述的高精度列车测速测距方法，其特征在于，根据传感信号确定列车运行距离包括:所述基准传感器为按照列车运行方向的后方第1个传感器，列车经过第一距离后，根据从基准传感器按照列车运行方向的后方第n个列车传感器的传感信号和测距精度，确定列车运行到达第二距离。8.根据权利要求7所述的高精度列车测速测距方法，其特征在于，所述第二距离根据以下计算式确定：第二距离为s2＝s1+p*(N
‑
n+1),其中，s1为所述第一距离，p为所述测距精度，N为所述第一数量。9.根据权利要求5所述的高精度列车测速测距方法，其特征在于，根据传感信号确定列车运行距离包括:所述基准传感器为按照列车运行方向的后方第1个传感器，列车经过第一距离后，根据从基准传感器按照列车运行方向的后方第n个列车传感器的传感信号和测距精度，确定列车当前运行的第二距离为s2,
s2≥s1+p*(N
‑
n+1)，且s2≤s1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，陈志强，刘佳，刘浚锋，刘真，李雪婧，白玉岭，梁进宁，何凤香，
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：