一种铁路信号车里程定测校验系统和方法技术方案

本发明专利技术创造提供了一种铁路信号车里程定测校验系统和方法，属于铁路设备领域，铁路信号车里程定测校验系统包括小型可沿铁路轨道移动的信号车，信号车包括底座和轮胎，所述信号车上设置电池、工控机、PLC控制器、摄像头、三维扫描仪、工控屏、编码器、振动传感器、激光器、电机和报警器；信号车运行期间，通过摄像头、三维扫描仪、编码器、振动传感器、激光器进行现场数据采集，根据现场采集到的数据对里程数据进行修正，传送至上位机，以获得准确的铁路里程数据；本发明专利技术还提供一种铁路信号车里程定测校验方法，能够提高铁路里程测量数据的准确性。能够提高铁路里程测量数据的准确性。能够提高铁路里程测量数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路信号车里程定测校验系统和方法


[0001]本专利技术创造属于铁路设备领域，尤其是涉及一种铁路信号车里程定测校验系统和方法。

技术介绍

[0002]铁路信号系统是指挥、控制列车运行的重要系统，是保证铁路运输安全和高效有序运行的关键设备。将车载设备监测信息与地面设备监测信息进行综合分析和对比，用于构建铁路信号综合分析监测系统的方法,目前备受重视。作为基础数据的里程数据的测量，其数据的准确性至关重要，直接影响监测系统的分析结果。目前，采用轨道车车载检测设备进行里程测量，这种方法在遇到颠簸时影响检测数据，如何进一步提高里程数据测量的准确性是需要解决的问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种铁路信号车里程定测校验系统和方法，以提供专用于铁路里程测量的铁路信号车，提高铁路里程测量数据的准确性。
[0004]为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：本专利技术提供一种铁路信号车里程定测校验系统，包括小型可沿铁路轨道移动的信号车，信号车包括底座和轮胎，其特征在于：所述信号车上设置电池、工控机、PLC控制器、摄像头、三维扫描仪、工控屏、编码器、振动传感器、激光器、电机和报警器；所述工控机用于数据处理，工控机连接工控屏、三维扫描仪和摄像头，所述工控屏用于提供人机交互界面，所述三维扫描仪用于测量轨道旁设备，工控机通过无线发射器与上位机建立交互；所述PLC控制器连接所述工控机，PLC控制器的信号输入端连接编码器和振动传感器，PLC控制器的信号输出端连接激光器、电机和报警器；所述编码器设置于轮胎用于里程测量；所述振动传感器设置于信号车用于检测信号车振动，包括分别设置于信号车左侧和右侧的左侧振动传感器和右侧振动传感器；所述电机通过驱动器连接PLC控制器的信号输出端,驱动器用于驱动信号车移动；所述激光器用于指示铁路轨道旁设备安装位置；所述报警器用于发出声光报警。
[0005]进一步的，所述摄像头包括右摄像头、前置摄像头和左摄像头，左摄像头和右摄像头用于拍摄轨道旁设备，前置摄像头用于拍摄铁路轨道上的机车。
[0006]进一步的，所述轮胎包括两个分别设置于信号车两侧的从动轮组，每个从动轮组包括左从动轮和右从动轮，左从动轮和右从动轮分别连接电机，所述编码器分别设置于左从动轮和右从动轮。
[0007]本专利技术还提供一种铁路信号车里程定测校验方法，基于所述的铁路信号车里程定测校验系统，包括以下步骤：S1、里程计算：获取转动数据、电机减速比和轮胎直径，根据转动数据、电机减速比
和轮胎直径计算里程数据，将里程数据发送到上位机；S2、里程校准：包括CPIII校准、RTK校准和往复运动测量校准；所述CPIII校准、RTK校准的方法包括：当信号车行驶多段区间时，将CPIII点作为里程中段校准；当RTK及编码器数据判断当前信号车位置接近CPIII点时，系统根据数据判断，自动减速至校准行驶速度；当根据右摄像头、前置摄像头和左摄像头采集的图像数据判断信号车当前基准面对准目标CPIII点时，信号车自动暂停；根据CPIII点的数据与编码器的实时数据，设定校准误差值；所述往复运动测量校准的方法包括：设定一目标距离，信号车在该目标距离中往复行驶，根据该目标距离的里程数据，测量信号车正向和反向的行驶误差，通过多组行驶误差设定偏差系数。
[0008]进一步的，还包括以下步骤：S3、振动数据修正：获取振动传感器采集的振动数据，和编码器采集的编码里程数据，根据所述振动数据，基于CPIII基桩控制网，对编码里程数据进行修正计算；S4、横向位移校准：获取振动传感器采集的振动数据、编码器采集的编码里程数据和三维扫描仪采集的轨道旁设备限界数据，根据振动数据、编码里程数据对所述轨道旁设备限界数据进行校准。
[0009]进一步的，还包括以下步骤：S5、三维扫描与摄像头图像的识别和匹配：获取摄像头拍摄的图像数据、当前的里程数据和三维扫描仪采集的轨道旁设备限界数据，根据所述图像数据和当前的里程数据对所述轨道旁设备限界数据进行修正。
[0010]进一步的，还包括以下步骤：S6、编码器误差修改正：若单个从动轮对应振动传感器检测到振动值超标，则使用另一侧从动轮编码器计量里程；若两个从动轮对应振动传感器都检测到振动值超标，则使用振动值超标前10ms时刻的速度计算振动前后20ms信号车运行距离，计算公式为：S=V
×
T,其中，S代表信号车运行距离，V代表信号车的速度，T代表振动前后的时刻；进一步的，包括以下步骤：步骤S6中，所述振动值超标的判断方法为：S601、根据振动传感器在平整的平地或坡地上行驶所采集的数据设定振动传感器的环境振动值μ
0 ；S602、根据振动传感器在有石子或有凹坑的平地或坡地上行驶所采集到的数据峰值设定振动传感器的振动值阈值 μ
x
；S603、根据振动传感器实时所回传的数据μ
实
以及所对应的时刻t
实
判断是否振动值超标：若μ
实max
∈【0，μ0】，则判断振动值未超标。
[0011]进一步的，步骤S1中，计算所述里程数据的方法为：设：左从动轮的编码器数据为w1；右从动轮的编码器数据为w2；轮子的直径为D，单位为mm；电子齿轮比的分子为t，电子齿轮比分母为e；电机减速比为k；电机实际转速为sv，单位为r/min；
编码器线数为f，补偿系数为n；当前里程数据为P，单位为mm；信号车实际速度为sr，单位为km/h；则：轮子周长C的计算公式为：C = D
×
π；单圈需要的脉冲数据as的计算公式为：；当前里程数据P的计算公式为： ，单位：mm；所述里程数据P1的计算公式为： ，单位：mm；信号车实际速度sr的计算公式为：，单位：km/h。
[0012]相对于现有技术，本专利技术创造所述的铁路信号车里程定测校验系统和方法具有以下优势：（1）本专利技术创造所述的一种铁路信号车里程定测校验系统，通过信号车在铁路上运行进行铁路里程测量，信号车运行期间，通过摄像头、三维扫描仪、编码器、振动传感器进行现场数据采集，根据现场采集到的数据对里程数据进行修正，传送至上位机，提高里程测量数据的准确性。解决轨道车车载检测设备进行里程测量颠簸时影响检测数据的问题。并且，信号带有激光器指示器，能够指示铁路轨道旁设备安装位置，提高设备安装位置的准确性。
[0013]（2）本专利技术创造所述的本专利技术所述一种铁路信号车里程定测校验方法,对编码器采集的里程数据，通过里程校准、振动数据修正、横向位移校准、编码器误差修改正、三维扫描与摄像头图像的识别和匹配，提高里程数据的准确性。
附图说明
[0014]构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：图1为本专利技术创造实施例所述的里程定测校验系统的架构图；图2为本专利技术创造实施例所述的信号车的结构示意图；图3为本专利技术创造实施例所述的振动数据修正流程图；图4为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路信号车里程定测校验系统，包括小型可沿铁路轨道移动的信号车，信号车包括底座和轮胎，其特征在于：所述信号车上设置电池、工控机、PLC控制器、摄像头、三维扫描仪、工控屏、编码器、振动传感器、激光器、电机和报警器；所述工控机用于数据处理，工控机连接工控屏、三维扫描仪和摄像头，所述工控屏用于提供人机交互界面，所述三维扫描仪用于测量轨道旁设备，工控机通过无线发射器与上位机建立交互；所述PLC控制器连接所述工控机，PLC控制器的信号输入端连接编码器和振动传感器，PLC控制器的信号输出端连接激光器、电机和报警器；所述编码器设置于轮胎用于里程测量；所述振动传感器设置于信号车用于检测信号车振动，包括分别设置于信号车左侧和右侧的左侧振动传感器和右侧振动传感器；所述电机通过驱动器连接PLC控制器的信号输出端,驱动器用于驱动信号车移动；所述激光器用于指示铁路轨道旁设备安装位置；所述报警器用于发出声光报警。2.根据权利要求1所述的铁路信号车里程定测校验系统，其特征在于：所述摄像头包括右摄像头、前置摄像头和左摄像头，左摄像头和右摄像头用于拍摄轨道旁设备，前置摄像头用于拍摄铁路轨道上的机车。3.根据权利要求1所述的铁路信号车里程定测校验系统，其特征在于：所述轮胎包括两个分别设置于信号车两侧的从动轮组，每个从动轮组包括左从动轮和右从动轮，左从动轮和右从动轮分别连接电机，所述编码器分别设置于左从动轮和右从动轮。4.一种铁路信号车里程定测校验方法，基于权利要求1至3任一权利要求所述的铁路信号车里程定测校验系统，其特征在于，包括以下步骤：S1、里程计算：获取转动数据、电机减速比和轮胎直径，根据转动数据、电机减速比和轮胎直径计算里程数据，将里程数据发送到上位机；S2、里程校准：包括CPIII校准、RTK校准和往复运动测量校准；所述CPIII校准、RTK校准的方法包括：当信号车行驶多段区间时，将CPIII点作为里程中段校准；当RTK及编码器数据判断当前信号车位置接近CPIII点时，系统根据数据判断，自动减速至校准行驶速度；当根据右摄像头、前置摄像头和左摄像头采集的图像数据判断信号车当前基准面对准目标CPIII点时，信号车自动暂停；根据CPIII点的数据与编码器的实时数据，设定校准误差值；所述往复运动测量校准的方法包括：设定一目标距离，信号车在该目标距离中往复行驶，根据该目标距离的里程数据，测量信号车正向和反向的行驶误差，通过多组行驶误差设定偏差系数。5.根据权利要求4所述的铁路信号车里程定测校验方法，其特征在于，还包括以下步骤：S3、振动数据修正：获取振动传感器采集的振动数据，和编...

【专利技术属性】
技术研发人员：张望，韩超，马浩，郑军，耿藏军，王雪燕，桂磊，张硕，杨扬戬，尹绍杰，彭文祥，杨晓燕，
申请(专利权)人：中国铁建电气化局集团有限公司浙江大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：