一种光纤光栅传感器计轴方法、系统和设备技术方案

本发明专利技术公开了一种光纤光栅传感器计轴方法、系统和设备。包括：分别根据所述光纤光栅传感器中的第一及第二应变检测光栅的实时波长和本次计轴过程中的实时最小波长的差值，得到对应应变检测光栅的阈值对比值；根据阈值对比值和上升阈值或下降阈值的对比，切换对应应变检测光栅的状态；根据两个应变检测光栅的状态，设置计轴状态；根据应变检测光栅状态，分别将第一及第二应变检测光栅的阈值对比值设为第一标识值和第二标识值；更新第一及第二校准值，并根据第一及第二校准值对计轴状态进行校准；根据第一及第二应变检测光栅的状态和校准后的计轴状态，输出带有列车行驶方向的轴数。能够动态校准计轴状态，避免了漏计轴情况。避免了漏计轴情况。避免了漏计轴情况。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤光栅传感器计轴方法、系统和设备


[0001]本专利技术涉及轨道交通信号检测
，特别涉及一种光纤光栅传感器计轴方法、系统和设备。

技术介绍

[0002]计轴设备是保证铁路系统安全运营的最重要的信号检测设备，它通过对车轮轴数的检测判断铁路区段的占用或空闲状态。计轴技术判断区段占用情况的原理如下，对于某一区间，只要计轴传感器对进入区间的列车轴数的计数结果与对离开区间的列车轴数的计数结果不相等，那么就认为此区间被占用，否则认为此区间为空闲状态。
[0003]目前铁路系统中主要采用电磁式计轴传感器以及光纤光栅计轴传感器作为车轮经过检测的主流方案，基于光纤光栅传感技术的计轴传感器具有抗电磁干扰，传输距离长，绝缘耐腐蚀等优势。专利号为CN107921978A的专利技术中提出了基于光纤光栅测量车轮经过时剪切力的变化（光栅粘贴于轨腰）实现计轴的方法；专利号为CN113335338A的专利技术中提出了基于光纤光栅测量车轮经过时垂向力的变化（光栅固定于钢轨底部）实现计轴的方法。专利号为CN113335338A的专利技术中，根据车轮经过时两个应变检测光栅的状态变化组成的序列实现正向轴数和反向轴数的输出（与电磁计轴类似），在实际使用中，不同重量的车轴连续经过时，可能会导致两个应变检测光栅测量得到部分车轴的过车波形部分重叠或者顺序错乱，采用原有的计轴判断方法可能会存在漏记轴，影响行车安全。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，专利技术人做出本专利技术，通过具体实施方式，提供一种光纤光栅传感器计轴方法、系统和设备。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种光纤光栅传感器计轴方法，包括以下步骤：分别根据所述光纤光栅传感器中的第一及第二应变检测光栅的实时波长和本次计轴过程中的实时最小波长的差值，得到对应应变检测光栅的阈值对比值；根据所述阈值对比值和上升阈值或下降阈值的对比，切换对应应变检测光栅的状态；根据两个所述应变检测光栅的状态，设置计轴状态；当有任一所述应变检测光栅状态从0切换至1，同时另一所述应变检测光栅状态未变化且为0时，分别将第一及第二应变检测光栅的阈值对比值设为第一标识值和第二标识值；当第一及第二应变检测光栅的阈值对比值分别大于对应标识值的修正值时，更新第一及第二校准值，并根据第一及第二校准值对所述计轴状态进行校准，分别将第一及第二应变检测光栅的阈值对比值设为第一标识值和第二标识值；根据预设的验证条件，对所述第一及第二应变检测光栅的状态和校准后的所述计轴状态进行验证，验证通过时输出带有列车行驶方向的轴数；
其中，所述更新第一及第二校准值包括：将第一校准值赋给第二校准值，且通过比较第一应变检测光栅的阈值对比值和第二应变检测光栅的阈值对比值，设置第一校准值；所述校准计轴状态包括：当所述第二校准值为2且计轴状态为1时，将计轴状态设为4，当所述第二校准值为2且计轴状态为2时，将计轴状态设为5，当所述第二校准值为1且计轴状态为4时，将计轴状态设为1，当所述第二校准值为1且计轴状态为5时，将计轴状态设为2。
[0006]具体的，根据所述阈值对比值和上升阈值或下降阈值的对比，切换对应应变检测光栅的状态，包括以下步骤：当应变检测光栅的状态为0，且对应的应变检测光栅阈值对比值大于对应的应变检测光栅上升阈值时，所述应变检测光栅的状态切换为1；当应变检测光栅的状态为1，且对应的应变检测光栅阈值对比值小于对应的应变检测光栅下降阈值时，所述应变检测光栅的状态切换为0。
[0007]具体的，根据两个所述应变检测光栅的状态，设置计轴状态之前，包括以下步骤：将计轴状态初始化为0，将第一及第二校准值初始化为0，将标识位初始化为0。
[0008]具体的，根据两个所述应变检测光栅的状态，设置计轴状态，包括以下步骤：当第一及第二应变检测光栅的状态分别为00时，将计轴状态设为0；当计轴状态为0，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为00切换至分别为10时，将计轴状态设为1；当计轴状态为1，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为10切换至分别为11时，将计轴状态设为2；当计轴状态为2，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为11切换至分别为01时，将计轴状态设为3；当计轴状态为0，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为00切换至分别为01时，将计轴状态设为4；当计轴状态为4，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为01切换至分别为11时，将计轴状态设为5；当计轴状态为5，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为11切换至分别为10时，将计轴状态设为6。
[0009]具体的，当有任一所述应变检测光栅状态从0切换至1，同时另一所述应变检测光栅状态未变化且为0时，或当第一及第二应变检测光栅的阈值对比值分别大于对应标识值的修正量时，还包括以下步骤：将标识位设为1，在分别将第一及第二应变检测光栅的阈值对比值设为第一标识值和第二标识值时，将所述标识位设为0。
[0010]具体的，通过比较第一应变检测光栅的阈值对比值和第二应变检测光栅的阈值对比值，设置第一校准值，包括以下步骤：当第一应变检测光栅的阈值对比值大于第二应变检测光栅的阈值对比值时，将第
一校准值设为1，当第一应变检测光栅的阈值对比值不大于第二应变检测光栅的阈值对比值时，将第一校准值设为2。
[0011]具体的，根据预设的验证条件，对所述第一及第二应变检测光栅的状态和校准后的所述计轴状态进行验证，验证通过时输出带有列车行驶方向的轴数，包括以下步骤：当计轴状态为3，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为01切换至分别为00时，输出正向轴数；当计轴状态为6，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为10切换至分别为00时，输出反向轴数。
[0012]可选的，所述方法还包括：当输出带有列车行驶方向的轴数时，开始下一次计轴过程。
[0013]第二方面，本专利技术实施例提供一种光纤光栅传感器计轴系统，包括：阈值对比值获取模块，用于分别根据所述光纤光栅传感器中的第一及第二应变检测光栅的实时波长和本次计轴过程中的实时最小波长的差值，得到对应应变检测光栅的阈值对比值；光栅状态切换模块，用于根据所述阈值对比值和上升阈值或下降阈值的对比，切换对应应变检测光栅的状态；计轴状态设置模块，用于根据两个所述应变检测光栅的状态，设置计轴状态；标识值设置模块，用于当有任一所述应变检测光栅状态从0切换至1，同时另一所述应变检测光栅状态未变化且为0时，分别将第一及第二应变检测光栅的阈值对比值设为第一标识值和第二标识值；当第一及第二应变检测光栅的阈值对比值分别大于对应标识值的修正值时，分别将第一及第二应变检测光栅的阈值对比值设为第一标识值和第二标识值；状态校准值更新模块，用于当第一及第二应变检测光栅的阈值对比值分别大于对应标识值的修正值时，更新第一及第二校准值，所述更新第一及第二校准值包括：将第一校准值赋给第二校准值，且通过比较第一应变检测光栅的阈值对比值和第二应变检测光栅的阈值对比值，设置第一校准值；计轴状态校准模块，用于当第一及第二应变检测光栅的阈值对比值分别大于对应标识值的修正值时，根据第一及第二校准值对所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅传感器计轴方法，其特征在于，包括以下步骤：分别根据所述光纤光栅传感器中的第一及第二应变检测光栅的实时波长和本次计轴过程中的实时最小波长的差值，得到对应应变检测光栅的阈值对比值；根据所述阈值对比值和上升阈值或下降阈值的对比，切换对应应变检测光栅的状态；根据两个所述应变检测光栅的状态，设置计轴状态；当有任一所述应变检测光栅状态从0切换至1，同时另一所述应变检测光栅状态未变化且为0时，分别将第一及第二应变检测光栅的阈值对比值设为第一标识值和第二标识值；当第一及第二应变检测光栅的阈值对比值分别大于对应标识值的修正值时，更新第一及第二校准值，并根据第一及第二校准值对所述计轴状态进行校准，分别将第一及第二应变检测光栅的阈值对比值设为第一标识值和第二标识值；根据预设的验证条件，对所述第一及第二应变检测光栅的状态和校准后的所述计轴状态进行验证，验证通过时输出带有列车行驶方向的轴数；其中，所述更新第一及第二校准值包括：将第一校准值赋给第二校准值，且通过比较第一应变检测光栅的阈值对比值和第二应变检测光栅的阈值对比值，设置第一校准值；所述校准计轴状态包括：当所述第二校准值为2且计轴状态为1时，将计轴状态设为4，当所述第二校准值为2且计轴状态为2时，将计轴状态设为5，当所述第二校准值为1且计轴状态为4时，将计轴状态设为1，当所述第二校准值为1且计轴状态为5时，将计轴状态设为2。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述阈值对比值和上升阈值或下降阈值的对比，切换对应应变检测光栅的状态，包括以下步骤：当应变检测光栅的状态为0，且对应的应变检测光栅阈值对比值大于对应的应变检测光栅上升阈值时，所述应变检测光栅的状态切换为1；当应变检测光栅的状态为1，且对应的应变检测光栅阈值对比值小于对应的应变检测光栅下降阈值时，所述应变检测光栅的状态切换为0。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据两个所述应变检测光栅的状态，设置计轴状态之前，包括以下步骤：将计轴状态初始化为0，将第一及第二校准值初始化为0，将标识位初始化为0。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据两个所述应变检测光栅的状态，设置计轴状态，包括以下步骤：当第一及第二应变检测光栅的状态分别为00时，将计轴状态设为0；当计轴状态为0，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为00切换至分别为10时，将计轴状态设为1；当计轴状态为1，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为10切换至分别为11时，将计轴状态设为2；当计轴状态为2，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为11切换至分别为01时，将计轴状态设为3；当计轴状态为0，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为00切换至分别为01时，将
计轴状态设为4；当计轴状态为4，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为01切换至分别为11时，将计轴状态设为5；当计轴状态为5，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为11切换至分别为10时，将计轴状态设为6。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当有任一所述应变检测光栅状态从0切换至1，同时另一所述应变检测光栅状态未变化且为0时，或当第一及第二应变检测光栅的阈值对比值分别大于对应标识值的修正量时，还包括以下步骤：将标识位设为1，在分别将第一及第二应变检测光栅的阈值对比值设为第一标识值和第二标识值时，将所述标识位设为0。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过比较第一应变检测光栅的阈值对比值和第二应变检测光栅的阈值对比值，设置第一校准值，包括以下步骤：当第一应变检测光栅的阈值对比值大于第二应变检测光栅的阈值对比值时，将第一校准值设为1，当第一应变检测光栅的阈值对比值不大于第二应变检测光栅的阈值对比值时，将第一校准值设为2。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预设的验证条件，对所述第一及第二应变检测光栅的状态和校准后的所述计轴状态进行验证，验证通过时输出带有列车行驶方向的轴数，包括以下步骤：当计轴状态为3，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为01切换至分别为00时，输出正向轴数；当计轴状态为6，且第一及第二应变检测光栅的状态由分别为10切换至分别为00时，输出反向轴数。8.如权利要求1
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7任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当输出带有列车行驶方向的轴数时，开始下一次计轴过程。9.一种光纤光栅传感器计轴系统，其特征在于，包括：阈值对比值获取模块，用于分别根据所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晟，吴春晓，李阳，张璐，王岁儿，林锦峰，张天赋，孙国营，李刚，刘国鹏，姜炜，方建，
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：