轨道交通列车及用于轨道交通列车的雷达测速方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轨道交通列车及用于轨道交通列车的雷达测速方法和装置，该雷达测速方法采用固定安装至列车并具有安装高度差的第一雷达和第二雷达，其中两部雷达具有一致的探测区域，并包括以下步骤：在列车行进期间，获取分别由两部雷达采集得到的第一及第二多普勒频率；利用安装高度差，代入针对两部雷达的多普勒方程进行联立解算，以解算得到第一或者第二雷达高度值；将解算得到的第一或者第二雷达高度值代入对应的多普勒方程中，计算得到列车的速度。根据本发明专利技术的轨道交通列车及用于轨道交通列车的雷达测速方法和装置，无需依赖于对单部雷达的高度的精确测量，能够在工程实现及实际应用中可提供更为可靠、准确的列车测速结果。结果。结果。

【技术实现步骤摘要】
轨道交通列车及用于轨道交通列车的雷达测速方法和装置


[0001]本专利技术涉及轨道交通列车测速的
，尤其涉及一种轨道交通列车及用于轨道交通列车的雷达测速方法和装置。

技术介绍

[0002]安全和高效是轨道交通装置追求的两大目标，而用于控制列车运行速度的列车运行控制装置是确保列车运行安全、提高列车运行效率的核心子装置。在列车运行自动控制装置中，列车测速、定位是一项关键性的技术，如何可靠获得列车实时的、精确的速度和位置信息至关重要。
[0003]目前，通过雷达测速的方法获得列车运动信息进行列车测速是一种可行的方案。雷达测速的工作原理是基于多普勒效应，测量相对运动的物体反射波的频率差来测量速度的。实际测量中测速雷达被安装在机车车底，雷达天线以与地面成θ角的方向发射雷达波，当列车与地面有相对运动时，接收到的雷达波会产生频移量。设f
d
为多普勒频移量，则如图1所示，存在如下关系式：
[0004][0005]其中，λ为雷达波波长，θ是雷达天线与地面的夹角(雷达波发射角)，V是列车相对于地面的行驶速度，V
r
是V在雷达水平面上的分量。
[0006]单雷达探测通过多普勒频率f
d
、雷达高度H计算列车速度。利用该方法解算列车速度需要精确一致雷达天线相位中心高度。然而实际上，雷达天线相位中心与天线几何中心一般不重合，给雷达高度测量带来了困难。此外，对于不同的列车、不同的铁轨、不同的雷达安装位置都需要对应测量雷达天线相位中心高度。因此，利用单部雷达解算列车速度在实际的工程实现及应用上存在困难，因而难以在实际应用中获取足够可靠、准确的测速结果。
[0007]因此，亟需设计一种新的用于轨道交通列车的雷达测速解决方案，以至少部分缓解或解决现有技术存在的上述问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有的用于轨道交通列车的雷达测速解决方案存在工程实现及实际应用中因雷达天线相位中心高度难以准确测量因而导致的列车测速结果不够可靠和准确的缺陷，提出一种新的轨道交通列车及用于轨道交通列车的雷达测速方法和装置。
[0009]本专利技术是通过采用下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0010]本专利技术提供了一种用于轨道交通列车的雷达测速方法，其特点在于，所述雷达测速方法采用固定安装至所述列车并具有安装高度差的第一雷达和第二雷达，其中第一雷达和第二雷达被配置为具有一致的探测区域；
[0011]并且，所述雷达测速方法包括以下步骤：
[0012]在所述列车行进期间，获取分别由第一雷达和第二雷达采集得到的第一多普勒频率及第二多普勒频率；
[0013]利用所述安装高度差，代入针对第一雷达和第二雷达的第一多普勒方程及第二多普勒方程进行联立解算，以解算得到第一雷达的第一雷达高度值或者第二雷达的第二雷达高度值；
[0014]将解算得到的第一雷达高度值或者第二雷达高度值代入对应的多普勒方程中，计算得到所述列车的速度。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，第一雷达和第二雷达固定安装于一安装工装的表面，所述安装工装安装于所述列车的底部。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述多普勒方程包含多普勒频率、雷达高度值、雷达波长和雷达斜距，所述雷达测速方法还包括以下步骤：
[0017]在所述列车行进期间，通过获取由第一雷达和第二雷达采集得到的雷达回波数据计算得到所述多普勒频率和所述雷达斜距。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，第一多普勒方程及第二多普勒方程分别为下式(2)、(3)；
[0019][0020][0021]其中，H1和H2分别为第一雷达高度值和第二雷达高度值，经由第一雷达的雷达回波数据计算得到的所述多普勒频率和所述雷达斜距分别为f
d1
和R1，经由第二雷达的雷达回波数据计算得到的所述多普勒频率和所述雷达斜距分别为f
d2
和R2；
[0022]联立解算的方程表示为下式(4)；
[0023][0024]其中，所述安装高度差为ΔH＝H2‑
H1。
[0025]本专利技术还提供了一种用于轨道交通列车的雷达测速装置，其特点在于，所述雷达测速装置包括：
[0026]固定安装至所述列车并具有安装高度差的第一雷达和第二雷达，其中第一雷达和第二雷达被配置为具有一致的探测区域；
[0027]预处理模块，所述预处理模块被配置为能够在所述列车行进期间，获取分别由第一雷达和第二雷达采集得到的第一多普勒频率及第二多普勒频率；
[0028]列车速度联合解算模块，所述列车速度联合解算模块被配置为能够通过将所述安装高度差代入针对第一雷达和第二雷达的第一多普勒方程及第二多普勒方程进行联立解算，以解算得到第一雷达的第一雷达高度值或者第二雷达的第二雷达高度值，并将解算得到的第一雷达高度值或者第二雷达高度值代入对应的多普勒方程中，从而计算得到所述列车的速度。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，所述雷达测速装置还包括：
[0030]安装于所述列车的底部的安装工装，所述安装工装的表面固定安装有第一雷达和第二雷达。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，所述多普勒方程包含多普勒频率、雷达高度值、雷达波长和雷达斜距；
[0032]所述预处理模块还被配置为能够在所述列车行进期间，通过获取由第一雷达和第二雷达采集得到的雷达回波数据计算得到所述多普勒频率和所述雷达斜距。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，第一多普勒方程及第二多普勒方程分别为下式(2)、(3)；
[0034][0035][0036]其中，H1和H2分别为第一雷达高度值和第二雷达高度值，经由第一雷达的雷达回波数据计算得到的所述多普勒频率和所述雷达斜距分别为f
d1
和R1，经由第二雷达的雷达回波数据计算得到的所述多普勒频率和所述雷达斜距分别为f
d2
和R2；
[0037]联立解算的方程表示为下式(4)；
[0038][0039]其中，所述安装高度差为ΔH＝H2‑
H1。
[0040]本专利技术还提供了一种轨道交通列车，其特点在于，在所述列车的一节车厢底部安装有如上所述的用于轨道交通列车的雷达测速装置。
[0041]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。
[0042]本专利技术的积极进步效果在于：
[0043]根据本专利技术的轨道交通列车及用于轨道交通列车的雷达测速方法和装置，提供了一种新的雷达测速解决方案，通过利用两部雷达联合测速，并基于两部雷达获取的多普勒信息及二者的高度差对测速数据进行解算，无需依赖于对单部雷达的高度的精确测量，在工程实现及实际应用中可提供更为可靠、准确的列车测速结果。
附图说明
[0044]图1为根据现有技术的单雷达测速方案的示意图。
[0045]图2为根据本专利技术优选实施例的用于轨道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于轨道交通列车的雷达测速方法，其特征在于，所述雷达测速方法采用固定安装至所述列车并具有安装高度差的第一雷达和第二雷达，其中第一雷达和第二雷达被配置为具有一致的探测区域；并且，所述雷达测速方法包括以下步骤：在所述列车行进期间，获取分别由第一雷达和第二雷达采集得到的第一多普勒频率及第二多普勒频率；利用所述安装高度差，代入针对第一雷达和第二雷达的第一多普勒方程及第二多普勒方程进行联立解算，以解算得到第一雷达的第一雷达高度值或者第二雷达的第二雷达高度值；将解算得到的第一雷达高度值或者第二雷达高度值代入对应的多普勒方程中，计算得到所述列车的速度。2.如权利要求1所述的用于轨道交通列车的雷达测速方法，其特征在于，第一雷达和第二雷达固定安装于一安装工装的表面，所述安装工装安装于所述列车的底部。3.如权利要求1所述的用于轨道交通列车的雷达测速方法，其特征在于，所述多普勒方程包含多普勒频率、雷达高度值、雷达波长和雷达斜距，所述雷达测速方法还包括以下步骤：在所述列车行进期间，通过获取由第一雷达和第二雷达采集得到的雷达回波数据计算得到所述多普勒频率和所述雷达斜距。4.如权利要求3所述的用于轨道交通列车的雷达测速方法，其特征在于，第一多普勒方程及第二多普勒方程分别为下式(2)、(3)；程及第二多普勒方程分别为下式(2)、(3)；其中，H1和H2分别为第一雷达高度值和第二雷达高度值，经由第一雷达的雷达回波数据计算得到的所述多普勒频率和所述雷达斜距分别为f
d1
和R1，经由第二雷达的雷达回波数据计算得到的所述多普勒频率和所述雷达斜距分别为f
d2
和R2；联立解算的方程表示为下式(4)；其中，所述安装高度差为ΔH＝H2‑
H1。5.一种用于轨道交通列车的雷达测速装置，其特征在于，所述雷达测速装置包括：固定安装至所述列车并具有安装高度差的第一雷达和第二雷达，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓奇，周媛，陈嘉，顾明，宫俊，张金强，
申请(专利权)人：上海申通中车轨道交通运行安全工程技术研究有限公司上海申通轨道交通检测认证有限公司上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：