CN106428111A - 一种火车车轮检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种火车车轮检测方法及装置，应用于火车管理领域，其中，所述火车车轮检测方法，包括以下步骤：1）定时读取火车车轮信号；2）判断所述火车车轮信号是否大于设定的门限值，若是，则转入步骤3)，若否，则转入步骤S1），其中，所述火车车轮信号为对感应线圈在火车车辆经过时所产生的正负电压信号进行预处理得到的数字信号；3）读取当前时间信息；4）将所述时间信息通过无线网络发送至外部设备，并转入步骤1）；本发明采用无线网络的方式来发送所检测到的火车车轮信号，并且可以根据该信号来实现对火车类型的识别以及火车车辆的判辆，相比现有的车轮传感器或者车轮信号采集装置更为高效和实用。

Description

一种火车车轮检测方法及装置

技术领域

本发明涉及铁路管理技术领域，特别是涉及一种火车车轮检测方法及装置。

背景技术

目前的铁路AEI系统中，需要使用大量的车轮传感器。现有的车轮传感器主要分两类：

一类为安装于铁轨上的车轮检测传感器，业内称之为磁钢，磁钢安装于铁轨内侧，通过电缆方式，将采集的电信号，传递给AEI设备，此类传感器可以精确采集车轮信息，通过车轮信息可以实现车辆判辆和识别车辆类型，不过此种传感器因为有信号电缆，存在着施工布线工作量大，容易引入感应电压损坏后续设备的问题。另一类为安装于轨道中间的传感器，其采用电源供电和无线通信方式，这类采用电池供电的无线车轮检测传感器，几乎没有施工工作量，可以判辆，但无法识别车辆类型。

综上所述，目前的车轮传感器要么存在在现场施工布线上工作量大、容易引入干扰的问题，要么存在所采集的信号无法满足铁路对车辆进行识别的要求的问题，从而导致其不能够很好地满足铁路现场实际需求的问题，需要进行改进。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种火车车轮检测方法及装置，用于解决现有车轮传感器在现场施工布线上工作量大、容易引入干扰以及无法满足现场信号采集要求的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下技术方案：

一种火车车轮检测方法，包括以下步骤：1)定时读取火车车轮信号；2)判断所述火车车轮信号是否大于设定的门限值，若是，则转入步骤3)，若否，则转入步骤S1)，其中，所述火车车轮信号为对感应线圈在火车车辆经过时所产生的正负电压信号进行预处理得到的数字信号；3)读取当前时间信息；4)将所述时间信息通过无线网络发送至外部设备，并转入步骤1)。

在一优选方案中，在步骤2)中，所述对正负电压信号进行预处理得到数字信号的步骤包括：依次对所述正负电压信号进行低通滤波处理和模数转换。

在一优选方案中，在对所述正负电压信号进行低通滤波处理前还包括：对所述正负电压信号进行超电压保护的步骤。

在一优选方案中，所述无线网络为蓝牙无线网络、WIFI无线网络、zigbee无线网络、3G无线通信网络、4G无线通信网络中的一种或多种。

此外，本发明还提供一种火车车轮检测装置，其包括：感应线圈，用于在火车车辆经过时产生火车车轮信号，所述火车车轮信号为正负电压信号；信号变换电路模块，连接于所述感应线圈，用于对所述正负电压信号进行处理得到数字信号；无线通信模块，用于接入无线网络与外部设备进行数据通信；处理器，连接于所述信号变换电路模块和无线通信模块，用于定时读取所述数字信号，判断所述数字信号是否大于设定的门限值，若是，则读取当前时间信息并将所述时间信息通过无线网络发送至外部设备，并返回重新读取所述数字信号；若否，则返回重新读取所述数字信号。

在一优选方案中，所述信号变换电路模块至少包括：用于对依次对所述正负电压信号进行低通滤波处理和模数转换的低通滤波单元和模数转换单元。

在一优选方案中，所述信号变换电路模块还包括：用于在对所述正负电压信号进行低通滤波前对所述正负电压信号进行超电压保护的超电压保护单元。

在一优选方案中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、zigbee模块、3G无线网络通信模块或4G无线网络通信模块中的一种或多种。

在一优选方案中，还包括一电源模块，分别连接于所述处理器、信号变换电路模块及无线通信模块。

在一优选方案中，所述处理器为可编程逻辑处理器。

如上所述，本发明具有以下有益效果：本发明通过对火车车轮信号进行采集，并进行相应的处理来得到该火车车轮经过时间的信息进行记录，并通过无线网络的方式将采集到的信息发送给外部设备，从而为外部设备对火车类型的识别以及火车车辆的判辆提供依据，相比现有的车轮传感器或者车轮信号采集装置更为高效和实用。

附图说明

图1为本发明一种火车车轮检测方法的流程图。

图2为本发明一种火车车轮检测装置的原理图。

图3为本发明火车车轮检测装置中信号变换电路模块的原理图。

图4为本发明一种火车车轮检测装置在一优选实施方式中的原理图。

附图标号说明

1 火车车轮检测装置

11 感应线圈

12 信号变换电路模块

121 超电压保护单元

122 低通滤波单元

123 模数转换单元

13 处理器

14 无线通信模块

15 电源模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供一种火车车轮检测方法，下面对火车车轮检测方法的实现过程进行详细的说明。

步骤S1，定时读取火车车轮信号。

在具体实施中，火车车轮信号包括在有火车车轮经过时产生的信号，以及在没有火车车轮经过时产生的信号。

步骤S2，判断所述火车车轮信号是否大于设定的门限值。

具体的，如果火车车轮信号大于设定的门限值，则转入步骤S3，如果火车车轮信号小于设定的门限值，则转入步骤S1，其中，所述火车车轮信号为由信号变换电路对感应线圈在火车车辆经过时所产生的正负电压信号进行处理得到的数字信号。

在具体实施中，由于在有火车车轮经过和在没有火车车轮经过情况下所产生的信号是不一样的，因此，可以通过将读取到的信号与一预先设定的门限值进行比较来判断该信号是否为在有火车车轮经过下所产生的信号。

具体地，可以通过感应线圈来感应是否有火车车轮经过，从而产生相应的信号，具体可以为，在有火车车轮经过产生正负电压信号，相反则不产生信号。这与现有车轮传感器或磁钢的采集方式是一致的。不同之处在于，这里还需要对感应线圈采集到的火车车轮信号进行信号处理来便于后续检测的实现，即需要对正负电压信号进行预处理，包括至少对正负电压信号进行低通滤波处理和模数转换，以便于进行门限值判断。

在一优选实施方式中，还可以在对所述正负电压信号进行低通滤波处理前设置一对所述正负电压信号进行超电压保护的步骤，以防止雷雨天气或者其它意外情况导致的高电压，从而保护装置。

步骤S3，读取当前时间信息。

在具体实时中，该时间信息为经过的火车车轮的时间，通过这个时间信息可以供外部进行火车车辆判辆和车辆类型识别，解决了现有设备不能两全的问题。

在具体实施中，该时间信息为火车车轮经过磁钢这个时间点的时间。实际应用中，本实施例可以保证每列火车各个车轮时间点的相对时间精度误差低于0.1毫秒以内。

步骤S4，将所述时间信息通过无线网络发送至外部设备，并转入步骤S1。

在实际实施中，可以在每条铁轨安装两个本发明提供的火车车轮采集装置，并保证两个火车车轮采集装置安装距离为已知的某固定距离，该距离通常为27cm±2cm，无线接收处理主机上运行有处理程序，程序接收到各点时间数据以后，根据同一个车轮经过两个磁钢的时间差，按照安装距离除以该时间差，可以计算出当前列车的运行速度；根据速度值，乘以前后轮经过同一个火车车轮采集装置的时间差，可以计算出该车的轴距；根据铁道部发布的火车车型标准轴距表，可以根据该表识别出该车车辆类型。简单来说，本发明先比现有磁钢或者车轮传感器具有更为齐备的信号采集功能，且其还具备现有磁钢或者车轮传感器所不具备的在现场施工安装上的简化性，能够避免现场繁杂的布线施工，实用性较高。

在具体实施中，这里的无线网络可以为蓝牙无线网络、WIFI无线网络、zigbee无线网络等短距离的无线网络通信方式；也可以为3G无线通信网络、4G无线通信网络等远距离的无线网络通信方式。在具体实施时，可以采用上述一种或多种无线网络来进行数据传输。本发明并不限制无线网络的具体实施方式，通过无线网络的方式来发送所采集到的信号可以避免现场繁杂的施工布线。

上述方法通过无线的方式来采集火车车轮信号并对采集到的火车车轮信号进行处理来获取到供外部设备进行火车判辆和火车类型识别的时间信息，从而可以实现判辆和类型识别两种功能的情况下还可以避免现场布线施工困难的问题，从而突破性的提升了产品的实用性。

实施例2

本实施例还提供了一种火车车轮检测装置，如图2，该火车车轮检测装置1包括：感应线圈11，用于在火车车辆经过时产生火车车轮信号，所述火车车轮信号为正负电压信号；信号变换电路模块12，连接于所述感应线圈，用于对所述正负电压信号进行处理得到数字信号；无线通信模块14，用于接入无线网络与外部设备进行数据通信；处理器13，连接于所述信号变换电路模块和无线通信模块，用于定时读取所述数字信号，判断所述数字信号是否大于设定的门限值，若是，则读取当前时间信息并将所述时间信息通过无线网络发送至外部设备，并返回重新读取所述数字信号；若否，则返回重新读取所述数字信号。

在具体实施中，见图3，所述信号变换电路模块是用来对感应线圈产生的正负电压信号进行预处理以便于处理器进行计算处理，信号变换电路模块处理方式的不同也会导致处理器处理的方式不同。具体地，该信号变换电路模块可以包括用于对所述正负电压信号依次进行低通滤波和脉冲转换的低通滤波单元122和模数转换单元123，使得经过信号变换电路模块处理后的正负电压信号变成数字信号，从而便于处理器处理。

进一步地，所述信号变换电路模块中还可以包括一用于在对所述正负电压信号进行低通滤波前对所述正负电压信号进行超电压保护的超电压保护单元121，从而起到保护装置的作用。

在具体实施中，所述无线通信模块为3G无线网络通信模块或和4G无线网络通信模块，从而可以便于将设备进入无线网络中，以向外界发送时间信息。需要理解的是，这里采用3G无线网络通信模块和4G无线网络通信模块仅为一种优选方案，本发明并不限制对接入无线网络的通信方式。

在具体实施中，处理器可以采用可编程逻辑处理器，例如单片机、FPGA等。

此外，在具体实施中，可以在装置中设置电源模块15来为装置提供电源，如图4，当然，也可以通过接外部的市电或者其它供电设备提供的电源。

综上所述，本发明相比现有的车轮信号检测设备更为简单和实用，不仅在功能在上可以同时满足判辆和类型识别，而且还可以不用进行现场布线，采用无线发送的方式，这是现有设备都无法全部具备的，从而大大提升了产生的实用性。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种火车车轮检测方法，其特征在于，包括：

1)定时读取火车车轮信号；

2)判断所述火车车轮信号是否大于设定的门限值，若是，则转入步骤3)，若否，则转入步骤S1)，其中，所述火车车轮信号为对感应线圈在火车车辆经过时所产生的正负电压信号进行预处理得到的数字信号；

3)读取当前时间信息；

4)将所述时间信息通过无线网络发送至外部设备，并转入步骤1)。

2.根据权利要求1所述的火车车轮检测方法，其特征在于：在步骤2)中，所述对正负电压信号进行预处理得到数字信号的步骤包括：依次对所述正负电压信号进行低通滤波处理和模数转换。

3.根据权利要求2所述的火车车轮检测方法，其特征在于：在对所述正负电压信号进行低通滤波处理前还包括：对所述正负电压信号进行超电压保护的步骤。

4.根据权利要求1所述的火车车轮检测方法，其特征在于：所述无线网络为蓝牙无线网络、WIFI无线网络、zigbee无线网络、3G无线通信网络、4G无线通信网络中的一种或多种。

5.一种火车车轮检测装置，其特征在于，包括：

感应线圈，用于在火车车辆经过时产生火车车轮信号，所述火车车轮信号为正负电压信号；

信号变换电路模块，连接于所述感应线圈，用于对所述正负电压信号进行处理得到数字信号；

无线通信模块，用于接入无线网络与外部设备进行数据通信；

处理器，连接于所述信号变换电路模块和无线通信模块，用于定时读取所述数字信号，判断所述数字信号是否大于设定的门限值，若是，则读取当前时间信息并将所述时间信息通过无线网络发送至外部设备，并返回重新读取所述数字信号；若否，则返回重新读取所述数字信号。

6.根据权利要求5所述的火车车轮检测装置，其特征在于：所述信号变换电路模块至少包括：用于对依次对所述正负电压信号进行低通滤波处理和模数转换的低通滤波单元和模数转换单元。

7.根据权利要求6所述的火车车轮检测装置，其特征在于：所述信号变换电路模块还包括：用于在对所述正负电压信号进行低通滤波前对所述正负电压信号进行超电压保护的超电压保护单元。

8.根据权利要求5所述的火车车轮检测装置，其特征在于：所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、zigbee模块、3G无线网络通信模块或4G无线网络通信模块中的一种或多种。

9.根据权利要求6所述的火车车轮检测装置，其特征在于：还包括一电源模块，分别连接于所述处理器、信号变换电路模块及无线通信模块。

10.根据权利要求5-9任一所述的火车车轮检测装置，其特征在于：所述处理器为可编程逻辑处理器。