CN107883978A - 一种车辆里程及速度采集装置及计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明首先提供了一种车辆里程及速度采集装置，包括：防滑器3，测量采集车轮转动次数，转换成速度信号后传输给里程及速度采集器8；里程及速度采集器8，接收速度信号，对速度信号做修正后计算并启记录速度及里程信息，包括可安装软件、进行更新及数据读取的控制模块单元，用于显示相关信息以及进行相应软件操作的显示输出单元，以及进行速度及里程计算的运算单元。本发明进一步提供了一种车辆里程及速度计算方法，采用如前文所述的装置。本发明提供的一种车辆里程及速度采集装置及计算方法，可对速度信号进行修正，以准确计量运行里程和运行速度。

Description

一种车辆里程及速度采集装置及计算方法

技术领域

本发明涉及交通技术领域，尤其是一种车辆里程及速度采集装置及计算方法。

背景技术

目前客车车辆上的速度采集和显示主要依靠防滑器系统的速度信号输出。防滑器系统的速度信号输出的是依据车辆新造时的初始轮径和车轮转速来计算的，车辆使用一段时间后，由于车轮的磨损以及定期进行的旋轮维护，导致轮径变化，防滑器依据初始轮径计算的速度就会产生偏差，最大时误差达到10％，这样导致的支行里程和速度显示不准确的问题，为客车车辆的日常运用和维护带来不便。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供了可对速度信号进行修正，以准确计量运行里程和运行速度的一种车辆里程及速度采集装置及计算方法。

为实现上述目的，本发明首先提供了一种车辆里程及速度采集装置，其技术方案是：

一种车辆里程及速度采集装置，包括：

防滑器，测量采集车轮转动次数，转换成速度信号后传输给里程及速度采集器；

里程及速度采集器，接收速度信号，对速度信号做修正后计算并启记录速度及里程信息，包括可安装软件、进行更新及数据读取的控制模块单元，用于显示相关信息以及进行相应软件操作的显示输出单元，以及进行速度及里程计算的运算单元。

进一步的，还包括与所述防滑器输出端通过RS485通讯线连接通讯转换器，所述通讯转换器通过CAN总线，再将速度信号传输给所述里程及速度采集器。

进一步的，所述通讯转换器的输出端与所述里程及速度采集器的输入端之间连接有网络模块，所述网络模块可将所述速度信号传输给网络终端，进行远程控制。

进一步的，所述里程及速度采集器还包括数据接口，通过数据终端和/或网络终端对所述控制模块单元和/或运算单元的相关软件进行升级维护。

进一步的，所述防滑器通过安装在车轮上的速度传感器收集要车轮的转动次数。

本发明进一步提供了一种车辆里程及速度采集的计算方法，采用如下技术方案：

一种车辆里程及速度的计算方法，采用如前文所述的一种车辆里程及速度采集装置，所述控制模块单元中预存初始轮径D0及当前轮径D，所述防滑器基于原始轮径D0结合转速计算得出的理论速度V0，所述运算单元按照公式一:

V＝V0*D/D0

计算实时的实际运行速度，根据公式二:

Dist(t1,t2)＝(V1+V2)*(t2-t1)/2

计算t1到t2时间段内行驶的里程，其中V1为t1时间点时车辆的速度，V2为t2时间点时车辆的速度。

进一步的，所述当前轮径D为检修时的实测值，每次检修时修正所述控制模块单元中的所述当前轮径D值，通过所述显示输出模块预存在所述控制模块单元中。

进一步的，所述显示输出单元显示列车运行总里程、两个或更多个列车运行分段里程。

进一步的，所述列车运行总里程由多个连续时间段的里程累加得到，数据自装置起一直累加，不能清零。

进一步的，所述控制模块单元中还预存修正系数C，所述实际运行速度采用公式三:

V＝(V0*D/D0)*C

计算，所述修正系数C根据标准速度表的标准结果确定，可通过所述显示输出单元预存在所述控制模块中，并可与所述当前轮径D值做相应的修改。

综上所述，本发明提供的一种车辆里程及速度采集装置及计算方法，与现有技术相比，具有如下优点：

1.采集装置结构简单，体积小，安装简便，不用对原有设备及车辆布线进行改动；

2.通过采集车轮转动次数，并通过对车辆轮对参数修正计算的方式完成车辆的测速功能，增加修正参数和实际轮径，将车辆测量的里程误差减小到1％；

3.准确进行里程和速度采集和计算，有客车车辆的日常运用和维护提供了帮助。

附图说明：

图1：本发明一种车辆里程及速度采集装置的结构示意图；

图2：本发明一种车辆里程及速度采集装置中显示输出单元的显示界面示意图；

其中：车轮1，信号电缆2，防滑器3，RS485通讯线4，通讯转换器5，CAN总线6，网络模块7，里程及速度采集器8

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

本发明首先提供了一种车辆里程及速度采集装置，包括：防滑器3，测量采集车轮转动次数，转换成速度信号后传输给里程及速度采集器8；里程及速度采集器8，接收速度信号，对速度信号做修正后计算并启记录速度及里程信息，包括可安装软件、进行更新及数据读取的控制模块单元，用于显示相关信息以及进行相应软件操作的显示输出单元，以及进行速度及里程计算的运算单元。

如图1所示，车轮1上安装有速度传感器，速度传感器要可采集车轮1的转动次数，通过信号线缆2将采集到的数据传送给防滑器3，防滑器3中设有相应的软件，通过速度传感器采集并传送来的车轮1转动次数以及预存的车轮轮径初始值计算得出相应的车辆运行速度，或速度传感器采集车轮转动次数，可转换成车轮转速，单位时间内的车轮转动次数，车轮每转动一次，车辆运行一个车辆周长的距离，从而可以计算得到车辆的运行速度。防滑器3固定在车底的转向架构架上，可任意固定，以不影响其他部件的安装为准，通过信号电缆与速度传感器连接，接收车轮转动次数的信号。防滑器3的输出端通过RS485通讯线4与通讯转换器5连接，做信号转换，并将转换后的速度信号通过CAN总线6传输给里程及速度采集器8进行实际运行速度和里程的计算。

防滑器3中预存的车轮轮径为初始值，新车轮加工后未经使用的轮径值，车辆在运行中有磨耗以及在检修周期中会旋轮导致轮径变小，在车轮转动次数相同情况下，运行速度及里程就会出现偏差，导致记录数据不准确。因在，需要对防滑器基于初始轮径获得的运行速度进行修正，确保采集到的数据准确。

修正过程在里程及速度采集器8中进行，里程及速度采集器8具有控制模块单元，用于软件的安装、更新及数据读取，还包括显示输出单元，其装配有彩色触摸显示屏，用以显示相关信息，并且具有相应的软件操作设置，如可在显示屏上设置相应的操作界面，进行不同的数据操作，如数据的录入、更新等；还包括运算单元，根据预存信息，对速度及里程时行修正运行，可通过显示输出单元，在运行单元中预存多个系统参数，对采集到的防滑器3的速度信号(原始速度信号)进行修正，确保采集到的数据准确。

为使数据可以与远程的网络终端进行数据远程传输，在通讯转换器5的输出端与里程及速度采集器8的输入端之间连接有网络模块7，网络模块7可将速度信号传输给网络终端，进行远程控制。同时，网络模块7还可集成在里程及速度采集器8内。同时里程及速度采集装置8还集成有数据接口，利用数据终端对控制模块单元内置的软件进行升级维护，和/或提取运行里程和速度的信息，和/或通过网络终端进行相关操作。

本发明进一步提供了一种车辆里程及速度的计算方法，采用如前文所述的一种车辆里程及速度采集装置，控制模块单元中预存初始轮径D0及当前轮径D，防滑器3基于原始轮径D0结合转速(转动次数)计算得出的理论速度V0，运算单元按照

V＝V0*D/D0 (公式一)

计算实时的实际运行速度，根据

Dist(t1,t2)＝(V1+V2)*(t2-t1)/2 (公式二)

计算t1到t2时间段内行驶的里程，其中V1为t1时间点时车辆的速度，V2为t2时间点时车辆的速度。

防滑器3中设置初始轮径D0，而在控制模块单元中预存有初始轮径D0、当前轮径D及修正参数C等参数，用于修正和计算实际的速度及里程数据。其中，初始轮径D0一般为915mm，不同车辆，可能车轮1的初始轮径不同，直接录入到防滑器3和里程和速度采集器8；当前轮径D为车辆的车轮轮径的实测值，在检修时实地测量，每次测量后，通过显示输出模块重新录入到控制模块单元中，取代原数据，使得在下一运行期间内，有效修正速度和里程数据，使之更接近实际速度；由于当前轮径和实际车轮直径存在一定的偏差(检修后的车轮的磨损无法实时测量)，引入修正参数C，可根据标准速度表(可采用机车速度表)的标准结果确定，也可简单处理取1.0，并将C代入到公式一中，进一步修正实际运行速度，得到公式三：

V＝(V0*D/D0)*C (公式三)

在完成检修并实际测量当前轮径参数后，到下一次检修之间，由于车轮的逐渐磨损，将导致速度和里程测量的误差越来越大。因此，公式三中的修正系数C实际上是一个与行驶里程相关的变化量，可以表示为：

C＝f(Dist)

其中Dist为最近一次检修至今的车辆行驶里程。在车辆完成检修，设定了当前轮径，并行驶一定的里程后，可以通过与标准速度信息(通常是机车速度表)进行比较的方法，得到修正系数C与行驶里程Dist的函数关系。将该函数关系置入装置软件中，就可以实现随着行驶里程的增加，自动调整修正系数C的值，使速度计算更加准确。这个比较过程只需进行有限的次数，几次结果的平均值，可以作为经验数据直接置入所有装置软件中，在之后的运行过程中，不需要再进行该比较修正过程

如图2所示，显示输出单元的触摸屏显示界面，为方便用户，同时使界面简洁，在本发明提供的触摸屏中，可显示三个里程数据：总里程、两个分里程，在实际应用中，可显示更多个分里程数据，不做要求和限制，并可分屏显示。其中列车运行总里程为累计里程，由多个连续时间段的里程累加得到，该数据自装置装车起一直累加，显示输出模块和控制模块单元控制，此数据不能清零。两个分里程1、分里种2是列车运行分段里程，用户可根据需要随时进行清零操作。点击触摸屏上的“参数”按钮后会出现一个操作界面用于设置轮径参数和修正系数。本界面设置简洁，用户还可根据需要，具体确定显示的内容和操作功能。在每个分里程数据后，各设有一个“重置”按钮，可对分里程数据清零，重新计算或是手工输入。

在公式二中，

Dist(t1,t2)＝(V1+V2)*(t2-t1)/2，

为计算t1到t2时间段内行驶的里程，其中V1为t1时间点时车辆的速度，V2为t2时间点时车辆的速度。在车辆匀速运行、线性加/减速时，采用公式二可准确计算实际运行里程，在车辆非线性加速或是非线性减速过程中，该方法计算得出的里程数存在偏差，但在整个运行期间，同时存在加速和减速过程，加速过程和减速过程产生的偏差会相互抵消，因此不需要再进行修正。

综上所述，本发明提供的一种车辆里程及速度采集装置及计算方法，与现有技术相比，具有如下优点：

1.采集装置结构简单，体积小，安装简便，不用对原有设备及车辆布线进行改动；

2.通过采集车轮转动次数，并通过对车辆轮对参数修正计算的方式完成车辆的测速功能，增加修正参数和实际轮径，将车辆测量的里程误差减小到1％；

3.准确进行里程和速度采集和计算，有客车车辆的日常运用和维护提供了帮助。

如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种车辆里程及速度采集装置，其特征在于：包括，

防滑器，测量采集车轮转动次数，转换成速度信号后传输给里程及速度采集器；

里程及速度采集器，接收速度信号，对速度信号做修正后计算并启记录速度及里程信息，包括可安装软件、进行更新及数据读取的控制模块单元，用于显示相关信息以及进行相应软件操作的显示输出单元，以及进行速度及里程计算的运算单元。

2.如权利要求1所述的一种车辆里程及速度采集装置，其特征在于：还包括与所述防滑器输出端通过RS485通讯线连接通讯转换器，所述通讯转换器通过CAN总线，再将速度信号传输给所述里程及速度采集器。

3.如权利要求2所述的一种车辆里程及速度采集装置，其特征在于：所述通讯转换器的输出端与所述里程及速度采集器的输入端之间连接有网络模块，所述网络模块可将所述速度信号传输给网络终端，进行远程控制。

4.如权利要求1所述的一种车辆里程及速度采集装置，其特征在于：所述里程及速度采集器还包括数据接口，通过数据终端和/或网络终端对所述控制模块单元和/或运算单元的相关软件进行升级维护。

5.如权利要求1至4任一项所述的一种车辆里程及速度采集装置，其特征在于：所述防滑器通过安装在车轮上的速度传感器收集要车轮的转动次数。

6.一种车辆里程及速度的计算方法，其特征在于：采用如权利要求1至5任一项所述的一种车辆里程及速度采集装置，所述控制模块单元中预存初始轮径D0及当前轮径D，所述防滑器基于原始轮径D0结合转速计算得出的理论速度V0，所述运算单元按照公式一

V＝V0*D/D0

计算实时的实际运行速度，根据公式二

Dist(t1,t2)＝(V1+V2)*(t2-t1)/2

计算t1到t2时间段内行驶的里程，其中V1为t1时间点时车辆的速度，V2为t2时间点时车辆的速度。

7.如权利要求6所述的一种车辆里程及速度的计算方法，其特征在于：所述当前轮径D为检修时的实测值，每次检修时修正所述控制模块单元中的所述当前轮径D值，通过所述显示输出模块预存在所述控制模块单元中。

8.如权利要求6所述的一种车辆里程及速度的计算方法，其特征在于：所述显示输出单元显示列车运行总里程、两个或更多个列车运行分段里程。

9.如权利要求8所述的一种车辆里程及速度的计算方法，其特征在于：所述列车运行总里程由多个连续时间段的里程累加得到，数据自装置起一直累加，不能清零。

10.如权利要求6至9任一项所述的一种车辆里程及速度的计算方法，其特征在于：所述控制模块单元中还预存修正系数C，所述实际运行速度采用公式三

V＝(V0*D/D0)*C

计算，所述修正系数C根据标准速度表的标准结果确定，可通过所述显示输出单元预存在所述控制模块中，并可与所述当前轮径D值做相应的修改。