CN104964833B - 一种列车自动运行系统的现场检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车自动运行系统的现场检测系统，属于列车技术领域，能够解决现有技术中无法在现场检测ATO对列车的实际驱动情况，导致最终完成的ATO与列车的实际运营要求相差比较大的技术问题。该列车自动运行系统的现场检测系统包括：运行检测模块，根据列车的实时速度和运行时长，获得列车的运行距离；停车检测模块，检测列车停止后，列车车门上的检测点与列车车门所对应的屏蔽门上的感应点之间的横向距离。

Description

一种列车自动运行系统的现场检测系统

技术领域

本发明涉及列车技术领域，具体地说，涉及一种列车自动运行系统的现场检测系统。

背景技术

列车自动运行系统(Automatic Train Operation，简称ATO)可以让列车在无人驾驶(或者有司机监控)的情况下，自动开停车，自动开关门。ATO可以根据自动列车控制装置(Automatic Train Control，简称ATC)或自动列车保障装置(Automatic TrainProtection，简称ATP)等讯号系统所提供的讯号自动加减速，使用ATO可以令列车减少加减速的时间和长度，从而增加列车的班次。

现有技术中，ATO的开发和正式运营时，设计者都需要检测其自动驾驶、精确停车和开关门控制等功能是否实现，以及是否满足各种标准和客户的要求。但是在实验室仅通过软件集成检测或软硬件集成检测完成相关功能检测，实验室中无法模拟出实际的运营情况，最终完成的ATO与列车的实际运营要求相差比较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种列车自动运行系统的现场检测系统，能够解决现有技术中无法在现场检测ATO对列车的实际驱动情况，导致最终完成的ATO与列车的实际运营要求相差比较大的技术问题。

本发明提供了一种列车自动运行系统的现场检测系统，包括：

运行检测模块，根据列车的实时速度和运行时长，获得列车的运行距离；

停车检测模块，检测列车停止后，列车车门上的检测点与列车车门所对应的屏蔽门上的感应点之间的横向距离。

其中，所述运行检测模块包括：

测速装置，设置在列车上，检测列车的实时速度；

计时器，累计列车的运行时长；

处理装置，根据列车的实时速度和运行时长，获得列车的运行距离。

其中，所述处理装置还用于获取列车的初始位置，根据所述列车的运行距离，检测列车的实时位置。

其中，所述运行检测模块还包括：

滤波器，所述滤波器滤除测速装置检测到的实时速度的噪声。

其中，所述列车车门的检测点设置有红外线发射装置，所述屏蔽门的感应点设置有红外线反射装置，当所述列车车门与所述屏蔽门对位准确时，所述检测点与所述感应点相对。

其中，所述停车检测模块具体用于：

计算所述红外线发射装置和所述红外线反射装置之间的距离；

获取预先设置的所述列车车门与所述屏蔽门之间的垂直距离；

根据所述红外线发射装置和所述红外线反射装置之间的距离，结合所述列车车门与所述屏蔽门之间的垂直距离，获得所述红外线发射装置与所述红外线发射装置之间的横向距离。

其中，该系统还包括：

展示模块，展示列车的初始位置、实时速度、运行时长、运行距离，还展示停车后，列车车门的检测点与对应屏蔽门的感应点之间的横向距离。

其中，该系统还包括：

接口检测模块，通过数据接口，获取所述列车自动运行系统的输入输出命令。

其中，所述展示模块还展示来自所述接口检测模块的、所述列车自动运行系统的输入输出命令。

本发明带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种列车自动运行系统的现场检测系统，该现场检测系统包括运行检测模块、停车检测模块等模块，可在列车自动运行系统投入使用之前，现场检测列车自动运行系统对列车的实际驱动情况，减少了列车自动运行系统投入使用后无法适应列车的实际运营要求的可能性，降低了列车自动运行系统的维护成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中的附图做简单的介绍：

图1是本发明实施例提供的现场检测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的运行检测模块的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的停车检测模块的检测示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

本发明提供了一种列车自动运行系统的现场检测系统，如图1所示，该系统包括：

运行检测模块，根据列车的实时速度和运行时长，获得列车的运行距离。如图2所示，该运行检测模块包括测速接口、测速装置、计时器、处理装置等结构。测速装置设置于列车上，包括但不限于加速度计。测速接口连接测速装置和运行检测模块，运行检测模块从测速接口获取测速装置检测到的列车的实时速度和/或实时加速度。而运行检测模块中的计时器对列车的运行时长进行累计，处理装置可根据列车的实时速度和运行时长，经过计算得到列车的运行距离。例如，若知道列车的实时速度，处理装置可通过各时刻的实时速度与运行时长的积分计算，得到列车的运行距离。

其中，本发明实施例中的计时器可通过记录运行检测模块的运行周期数，结合运行的周期时长，累计列车的运行时长。

由于列车是由列车自动运行系统驱动的，一般来说在列车一次加速或减速的过程中，任意两个瞬间的加速度是相等的或者变化是规律的。因此，若测速装置仅包括加速度计，也可很准确、方便地得到列车的实时速度，供处理装置计算列车的运行距离。

列车在开始运行时刻，列车自动运行系统会记录下列车的初始位置，在处理装置计算得到列车的运行距离后，处理装置还可基于初始位置和运行距离，结合工作人员预先输入的列车运行路径，得知列车当前的实际位置。

进一步的，由于列车运行途中，测速装置检测的数据可能会受到传输噪声甚至测速装置本身带来的噪声的影响，降低测速装置检测到的数据的准确程度。为了保证能够根据测速装置检测到的数据，准确地获得列车当前的实际位置和运行距离等参数，运行检测模块还包括滤波器，优选卡尔曼滤波器。卡尔曼滤波器是一种用于时变线性系统的递归滤波器，这种滤波器可将过去的测量估计误差合并到新的测量误差中来估计将来的误差。卡尔曼滤波器对测速装置检测到的数据进行滤除噪声处理，得到有效的实时速度或实时加速度信息。

另外，该列车自动运行系统的现场检测系统还包括展示模块，该展示模块可从运行检测模块获取列车的实时速度、实时加速度、实时位置、初始位置、运行时长、运行距离等信息，向工作人员进行展示、反馈。工作人员可以通过展示模块及时了解列车自动运行系统的现场运营情况，便于工作人员对列车自动运行系统做出实时操作、调整。

为了检测列车能否及时响应列车自动运行系统做出的指示，同时检测列车自动运行系统的输入输出接口是否能够正常工作，如图1所示，该现场检测系统还包括接口检测模块。该接口检测模块通过列车自动运行系统的数据接口，实时监听列车自动运行系统的总线上传输的数据包，并将其中的输入输出命令解析，通过展示模块向工作人员展示。该接口检测模块监听的输入输出命令包括但不限于牵引制动指令、开关门指令、点灯指令等列车上的操作指令。

在现有技术中，在检测列车自动运行系统能否操控列车精确停车时，需要在列车停止后，通过人工拉尺测量得到列车车门与屏蔽门的横向距离，该横向距离表示列车车门与屏蔽门的偏移程度。这样的检测在列车自动运行系统调试阶段需要多次反复进行，即使在列车自动运行系统全部交付使用后，一旦出现停车误差，就需要工作人员立即展开手动检测。这样的反复检测十分浪费人力物力，提高了列车自动运行系统投入运营后的维护、升级成本。

因此，在本发明实施例提供的列车自动运行系统的现场检测系统中，设置有停车检测模块，该停车检测模块可以在每一次列车停止后，检测列车车门的检测点与对应屏蔽门的感应点之间的横向距离。

由于通常列车车门的高度和宽度与屏蔽门基本一致，当列车车门与屏蔽门对位准确时，即列车车门的门框与屏蔽门的门框重叠时，列车车门上的检测点与屏蔽门上的感应点正好相对、完全重叠。因此，通过列车车门上的检测点与屏蔽门上的感应点，可以检测到列车停止后，列车车门与屏蔽门之间的横向距离，检测列车自动运行系统能否驱动列车精确停车。

具体的，在本发明实施例中，列车车门的检测点上设置有红外线发射装置，相应的，屏蔽门的感应点上设置有红外线反射装置。列车车门的检测点上的红外线发射装置发出红外线，屏蔽门上的红外线反射装置在接收到来自列车车门的红外线发射装置发出的红外线后，对列车车门发出的红外线进行反射。列车车门的红外线发射装置接收到来自屏蔽门上的红外线反射装置反射回来的红外线后，停车检测模块可根据红外线发射装置在发出红外线之后、到接收到反射回来的红外线时之间的时间差，计算出红外线发射装置和红外线反射装置之间的距离，进而得到红外线发射装置和红外线反射装置之间的横向距离。

其中，如图3所示，列车车门1到站停车后，列车车门1和屏蔽门2之间的垂直距离L1是工作人员在设计车站、设置屏蔽门时预先设定好的，是确定的。工作人员将列车车门1与屏蔽门2之间的垂直距离L1预先输入停车检测模块，停车检测模块在计算得到位于列车车门1上的红外线发射装置3和位于屏蔽门2上的红外线反射装置4之间的距离L2后，即可结合列车车门1与屏蔽门2之间的垂直距离L1，利用三角形的勾股定理等数学方法进行简单计算，得到红外线发射装置2和红外线反射装置4之间的横向距离L，即列车车门1与对应的屏蔽门2之间的横向距离L。

展示模块可获取停车检测模块通过检测、计算得到的列车车门与对应的屏蔽门之间的横向距离，向工作人员展示，供工作人员了解列车自动运行系统驱动列车停车的精确程度。

对于部分对列车的精确停车要求较高的车站，可在每个屏蔽门上安装红外线反射装置。相应的，每个列车车门上也安装有红外线发射装置。之后，综合考虑各列车车门及其对应的屏蔽门之间的横向距离(例如对各横向距离进行平均计算处理)，可让工作人员更为准确地了解列车自动运行系统驱动列车停车的精确程度，及时对列车自动运行系统进行调试。

其中，对于本发明实施例提供的列车自动运行系统的现场检测系统而言，若工作人员仅需要检测列车自动运行系统的部分功能，可将现场检测系统中的其余模块切出，进行单一的功能检测。例如，若工作人员只需要检测列车自动运行系统驱动列车进行精确停车的能力，可将运行检测模块、接口检测模块等模块切出，仅保留停车检测模块，降低现场检测系统不必要的系统消耗，提高现场检测系统的响应速度。

展示模块除了向工作人员实时展示列车运行过程中获得的一系列信息之外，还可在工作人员的操作下以文本格式导出列车的功能检测结果，供工作人员在线下对列车自动运行系统调试、分析。

需要说明的是，本发明实施例中的运行检测模块、停车检测模块、接口检测模块等模块是基于无线通信的列车自动控制系统(Communication Based Train ControlSystem，简称CBTC)实现的，覆盖了1474.1IEEE Standard for CBTC Performance andFunctional Requirements标准规定的列车自动运行系统功能要求的测试点，完全满足列车自动运行系统的功能检测要求。

综上，本发明实施例提供了一种列车自动运行系统的现场检测系统，该现场检测系统包括运行检测模块、停车检测模块等模块，可在列车自动运行系统投入使用之前，现场检测列车自动运行系统对列车的实际驱动情况，减少了列车自动运行系统投入使用后无法适应列车的实际运营要求的可能性，降低了列车自动运行系统的维护成本。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种列车自动运行系统的现场检测系统，其特征在于，包括：

运行检测模块，根据列车的实时速度和运行时长，获得列车的运行距离；

停车检测模块，检测每一次列车停止后，列车车门上的检测点与列车车门所对应的屏蔽门上的感应点之间的横向距离；

其中，所述列车车门的检测点设置有红外线发射装置，所述屏蔽门的感应点设置有红外线反射装置，当所述列车车门与所述屏蔽门对位准确时，所述检测点与所述感应点相对。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述运行检测模块包括：

测速装置，设置在列车上，检测列车的实时速度；

计时器，累计列车的运行时长；

处理装置，根据列车的实时速度和运行时长，获得列车的运行距离。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述处理装置还用于获取列车的初始位置，根据所述列车的运行距离，检测列车的实时位置。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述运行检测模块还包括：

滤波器，所述滤波器滤除测速装置检测到的实时速度的噪声。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述停车检测模块具体用于：

计算所述红外线发射装置和所述红外线反射装置之间的距离；

获取预先设置的所述列车车门与所述屏蔽门之间的垂直距离；

根据所述红外线发射装置和所述红外线反射装置之间的距离，结合所述列车车门与所述屏蔽门之间的垂直距离，获得所述红外线发射装置与所述红外线发射装置之间的横向距离。

6.根据权利要求3至5任一项所述的系统，其特征在于，还包括：

展示模块，展示列车的初始位置、实时速度、运行时长、运行距离，还展示停车后，列车车门的检测点与对应屏蔽门的感应点之间的横向距离。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

接口检测模块，通过数据接口，获取所述列车自动运行系统的输入输出命令。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述展示模块还展示来自所述接口检测模块的、所述列车自动运行系统的输入输出命令。