CN103529236B - 一种用计轴传感器计算列车速度的方法 - Google Patents

一种用计轴传感器计算列车速度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用计轴传感器计算列车速度的方法，包括如下步骤：S1：确定用计轴传感器计算车速的有效区间l；S2：在有效区间l内按规律取n个静态仿真位置；S3：分别将车轮置于这n个位置进行静态仿真，计算出每个位置下的感应电动势的有效值Ei（i=1、2…n），并形成li与Ei的对应表格；S4：记列车车轮进入l范围后的ts时刻启动车速检测功能，并检测此时的感应电动势有效值为Es，根据li与Ei的表格进行线性插值得到与Es对应的位置ls；S5：设信号周期为T,与第一次检测时刻间隔Δt=kT(2≤k≤10)时间以后再次启动车速检测功能，并检测此时的感应电动势有效值为Ee，根据li与Ei的表格进行线性插值得到与Ee对应的位置le；S6：根据公式计算出列车车轮经过计轴传感器时的速度。

Description

一种用计轴传感器计算列车速度的方法
技术领域
本发明涉及列车安全运行技术领域，特别涉及一种用计轴传感器计算列车速度的方法。
背景技术
在铁路系统中，为了对铁路网络进行有效的调度，需要实时获取各铁路区段是否有列车占用以及占用时间长短的信息。计轴传感器就是这样一种铁路区段的检测设备，它由电磁传感装置和电子检测器两部分组成，其中电磁传感装置包括励磁线圈、感应线圈和磁芯，具体安装位置可参见图1。当列车车轮经过传感器时会导致感应线圈上的感应电动势会发生变化，对感应电动势的变化进行检测和处理即可获取进入检测区段的轮轴信息，从而判断出区段的占用情况。在检测出区段的占用情况以后，铁路区段被占用的时间成为影响铁路调度的主要因素，利用计轴传感器获取的轮轴信息计算出列车的速度能够为铁路系统调度方案的制定提供依据。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种快速、准确地计算列车速度的方法，从而为铁路系统的安全运营提供有力保障。
为达到上述目的，本发明提出一种用计轴传感器计算列车速度的方法，包括如下步骤：
S1：根据列车车轮与计轴传感器的距离确定用计轴传感器计算车速的有效区间l；
S2：在有效区间l内按规律取n个静态仿真位置；
S3：分别将车轮置于这n个位置进行静态仿真，计算出每个位置下的感应电动势的有效值Ei（i=1、2…n），并形成li与Ei的对应表格；
S4：记列车车轮进入l范围后的ts时刻启动车速检测功能，并检测此时的感应电动势有效值为Es，根据li与Ei的表格进行线性插值得到与Es对应的位置ls；
S5：设信号周期为T,与第一次检测时刻间隔Δt=kT(2≤k≤10)时间以后再次启动车速检测功能，并检测此时的感应电动势有效值为Ee，根据li与Ei的表格进行线性插值得到与Ee对应的位置le；
S6：根据公式计算出列车车轮经过计轴传感器时的速度。
根据本发明提出的一种用计轴传感器计算列车速度的方法，其中，确定用计轴传感器计算车速的有效区间l的步骤为：将列车车轮相对于计轴传感器由近及远置于不同的位置，分别进行静态仿真，直到确定出由列车车轮的出现使得感应电动势有效值的变化量ΔE达到0.1E的位置，记此时车轮的几何中心与计轴传感器的几何中心的距离为l，此区间即为计轴传感器计算车速的有效区间；其中这里的E指的是无车轮经过时，计轴传感器感应线圈上的感应电动势。
根据本发明提出的一种用计轴传感器计算列车速度的方法，其中，所述n个静态仿真位置的分布规律为：
与现有技术相比，本发明计算结果精度高，易于实施，检测范围大，能够有效的检测出列车车速。
附图说明
图1为本发明实施例中计轴传感器装置的安装位置示意图；
图2为本发明实施例中用计轴传感器计算车速的流程图；
图3是本发明实施例中n个静态计算测试位置选取的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创作性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的用计轴传感器计算列车车速的方法是通过利用有限元软件建立仿真模型进行的。如图2所示，为本发明具体实施例的计算方法流程图。如图2所示，本发明所述的用计轴传感器计算列车车速的方法，包括以下步骤：
步骤101：计算测试出无车轮时感应线圈上的感应电动势有效值E；
步骤102：将车轮按照与计轴传感器的距离由近及远置于不同的位置，进行不同位置下的静态计算测试，直到确定出由于车轮的出现使得感应电动势有效值的变化量ΔE达到0.1E的位置，记此时车轮的几何中心与计轴传感器的几何中心的距离为l，此区间即为计轴传感器计算车速的区间；
步骤103:请同时参阅图3，在区间l内取n个静态计算测试位置，这n个位置的分布随着车轮与传感器距离的缩小而密集，若记第i个静态仿真位置与计轴传感器几何中心位置距离为li，这n个位置的分布有如下规律，
步骤104：分别将车轮置于这n个位置进行静态计算测试，计算测试出每个位置下的感应电动势的有效值Ei（i=1、2…n），并形成li与Ei的对应表格；
步骤105：记车轮进入l范围后的t时刻启动车速检测功能，并检测此时的感应电动势有效值为Es，根据li与Ei的表格进行线性插值得到与Es对应的位置ls；
步骤106：设信号周期为T,与第一次检测时刻间隔Δt=kT(2≤k≤10)时间以后再次启动车速检测功能，并检测此时的感应电动势有效值为Ee，根据li与Ei的表格进行线性插值得到与Ee对应的位置le；
步骤107：根据公式计算出列车经过计轴传感器时的速度。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种用计轴传感器计算列车速度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：根据列车车轮与计轴传感器的距离确定用计轴传感器计算车速的有效区间l；
S2：在有效区间l内按规律取n个静态仿真位置；
S3：分别将车轮置于这n个位置进行静态仿真，计算出每个位置下的感应电动势的有效值Ei，i＝1、2…n，并形成li与Ei的对应表格，其中li是第i个静态仿真位置与计轴传感器几何中心位置的距离；
S4：记列车车轮进入l范围后的ts时刻启动车速检测功能，并检测此时的感应电动势有效值为Es，根据li与Ei的表格进行线性插值得到与Es对应的位置ls；
S5：设信号周期为T,与第一次检测时刻间隔Δt＝kT时间以后再次启动车速检测功能，其中2≤k≤10，并检测此时的感应电动势有效值为Ee，根据li与Ei的表格进行线性插值得到与Ee对应的位置le；
S6：根据公式计算出列车车轮经过计轴传感器时的速度。
2.根据权利要求1所述的一种用计轴传感器计算列车速度的方法，其特征在于，确定用计轴传感器计算车速的有效区间l的步骤为：将列车车轮相对于计轴传感器由近及远置于不同的位置，分别进行静态仿真，直到确定出由列车车轮的出现使得感应电动势有效值的变化量ΔE达到0.1E的位置，记此时车轮的几何中心与计轴传感器的几何中心的距离为l，此区间即为计轴传感器计算车速的有效区间；其中这里的E指的是无车轮经过时，计轴传感器感应线圈上的感应电动势。
3.根据权利要求1所述的一种用计轴传感器计算列车速度的方法，其特征在于，所述n个静态仿真位置的分布规律为：i＝2、3…n。
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