CN108163011B - 一种铁路列车自校正计轴方法及系统 - Google Patents

一种铁路列车自校正计轴方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁路列车自校正计轴方法及系统,方法包括以下步骤:提取并保存各车轮经过传感器位置生成的触发信号个数以及触发时刻信息;计算并保存车轮经过传感单元生成触发信号的时间间隔信息,并在时间坐标轴上生成最近通过列车的轮轴数据编码模型;将通过车辆的轮轴数据编码模型与现有轮轴数据编码模型进行比较分析,根据所述车辆状态信息计算得到轴数;结合轮轴触发信号个数信息与计算的轴数信息求得准确的通过列车轴数。本发明改变了传统的使用传感器检测列车轴数的技术方案,采用传感器结合轮轴数据编码模型的方式,对列车轴数的检测结果进行自校正,大大提高了轴数计算的准确性,简化了计算复杂程度,并降低了施工难度,利于推广。

Description

一种铁路列车自校正计轴方法及系统
技术领域
本发明涉及轨道列车检测技术领域,具体说涉及一种铁路列车自校正计轴方法及系统。
背景技术
目前应用于运动列车轴数计算的方法主要有利用车轮传感器计算轴数和通过红外对射计算轴数两种。
利用车轮传感器计算轴数:现有基于车轮传感器计算轴数的系统,一般通过安装多对车轮传感器进行车轮检测,其计数准确性必须依靠使用冗余的措施予以保障,其稳定性和精确度的提升受限于车轮传感器的感应距离,灵敏度,抗干扰性等性能参数。同时多组传感器的使用加大了系统的负载及计算复杂程度。
通过红外对射计算轴数:通过红外对射可以利用车厢之间的间隙计算出车厢数目,从而间接计算出车轴数目。此方法虽然实施简单,但受限于天气原因,在雨雪天受干扰程度加大,同时使用局限于普通货车,对于机车头、客车及特种车型使用效果不佳。
综上所述,亟需一种兼顾计数精度和稳定性的轨道列车轴数计算方法。
发明内容
鉴于现有技术的不足,本发明的目的是要提供一种利用车轮传感器检测车轮与磁钢接触时间间隔结合车轮编码反向计算轴数的方法。
本发明的技术方案如下:
一种铁路列车自校正计轴方法,其特征在于包括:
步骤1、在列车通过的过程中,利用设置于轨道上的传感单元提取并保存各车轮经过传感器位置生成的触发信号个数以及触发时刻信息;
步骤2、根据车轮经过传感单元位置生成的触发时刻信息计算并保存任意相邻两车轮经过传感单元生成触发信号的时间间隔信息,并根据所述时间间隔信息在时间坐标轴上生成最近通过列车的轮轴数据编码模型;
步骤3、将得到的通过车辆的轮轴数据编码模型与现有各型号车头、车厢的轮轴数据编码模型进行拟合分析,得到通过列车的车辆状态信息,并根据所述车辆状态信息计算得到轴数;
步骤4、结合步骤1中由传感单元提取的轮轴触发信号个数信息与步骤3中根据车辆状态信息计算的轴数信息,求得准确的通过列车轴数。
进一步地,在所述步骤1之前还包括对现有各型号车头、车厢进行检测,提取并保存现有各型号车头、车厢轮轴数据编码模型的步骤。
进一步地,步骤4中准确的通过列车轴数为传感单元提取的轮抽触发信号个数信息与根据车辆状态信息计算的轴数信息在一定权重比例下的加和;如轴数计算值为非整数,则最终轴数为轴数计算整数位加1。
进一步地,所述传感单元包括相对设置于两侧轨道上的传感器,两传感器位置连线与设置点处轨道切线方向垂直。
本发明的另一目的是提供一种技术上述方法的铁路列车自校正计轴系统,其特征在于系统包括服务器端、通过串口与所述服务器端连接的控制端以及与所述控制端连接的数据采集端;
所述数据采集端采集车轮经过传感器位置生成的触发信号个数以及触发时刻信息,并将上述数据发送至控制端;
所述控制端根据车轮经过传感单元位置生成的触发时刻信息计算并保存任意相邻两车轮经过传感单元生成触发信号的时间间隔信息,并将上述数据发送至服务器端;
所述服务器端根据接收的信息将车轮经过传感单元生成触发信号的时间间隔信息转化为时间坐标轴上的通过列车轮轴数据编码模型,将得到的通过车辆的轮轴数据编码模型与现有各型号车头、车厢的轮轴数据编码模型进行拟合分析,得到通过列车的车辆状态信息,并根据所述车辆状态信息计算得到轴数,并根据轮轴触发信号个数信息以及根据车辆状态信息计算的轴数信息求得准确的通过列车轴数。
进一步地,所述服务器端包括用于存储对现有各型号车头、车厢进行检测后,提取的现有各型号车头、车厢轮轴数据编码模型的数据库。
进一步地,所述准确的通过列车轴数为传感单元提取的轮抽触发信号个数信息与根据车辆状态信息计算的轴数信息在一定权重比例下的加和;如轴数计算值为非整数,则最终轴数为轴数计算整数位加1。
进一步地,所述数据采集端包括相对设置于两侧轨道上的磁钢,两磁钢位置连线与设置点处轨道切线方向垂直。
通过上述技术方案,本发明公开的铁路列车自校正计轴方法及系统改变了传统的使用传感器检测列车轴数的技术方案,采用传感器结合轮轴数据编码模型的方式,对列车轴数的检测结果进行自校正,本方案大大提高了轴数计算的准确性,简化了计算复杂程度,并降低了施工难度,利于推广。
附图说明
为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明计轴方法流程图;
图2为本发明实施例中计轴系统结构图;
图3a为本发明实施例中列车头轮轴数据编码模型;
图3b为本发明实施例中列车厢轮轴数据编码模型;
图4为本发明实施例中通过列车轮轴数据编码模型。
具体实施方式
为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面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:
如图1所示:一种铁路列车自校正计轴方法,其特征在于包括:
步骤1、在列车通过的过程中,利用设置于轨道上的传感单元提取并保存各车轮经过传感器位置生成的触发信号个数以及触发时刻信息。列车行进过程中,传感器感应车轮依次通过,传感器一旦检测到车轮通过即发出一个触发信号,此时记录触发信号发出的时刻信息,令轴数加1。所述传感单元包括相对设置于两侧轨道上的传感器,两传感器位置连线与设置点处轨道切线方向垂直。
步骤2、根据车轮经过传感单元位置生成的触发时刻信息计算并保存任意相邻两车轮经过传感单元生成触发信号的时间间隔信息,并根据所述时间间隔信息在时间坐标轴上生成最近通过列车的轮轴数据编码模型。采集触发时刻信息并将上述时刻信息在时间坐标轴上标注出来,即可得到时间坐标轴上一系列的点,各点表示触发信号生成时刻也就是车轮通过时刻,各点之间的距离即为车轮通过传感单元的时间间隔。上述一系列位于时间坐标轴上的点即为通过列车的轮轴数据编码模型。由列车的轮轴数据编码模型结合机车头或车厢型号以及列车行驶速度计算列车的轴间距参数等。轴间距参数包括轴机车头近轴、车厢近轴间距、机车头远轴、车厢远轴间距、机车头连机车头连接点轴间距等等。
步骤3、将得到的通过车辆的轮轴数据编码模型与现有各型号车头、车厢的轮轴数据编码模型进行拟合分析,得到通过列车的车辆状态信息,并根据所述车辆状态信息计算得到轴数。所述车辆状态信息包括本列机车的组成即包括几节车头和几节车厢等。不同型号机车头、车厢型号,其轮轴数据编码模型也不同,例如常见的机车头为六轴结构,其轮轴数据编码模型如图3a所示,其包括前一轴,前二轴,前三轴,后一轴,后二轴以及后三轴,其轮轴数据编码模型为两组间隔较小的点,每组包括3个轴点。而车头的具体特征可在轴间距比例体现,即在机车匀速通过传感器时,通过计算轴与轴之间的间距,即可提取车头的特征,也可以根据上述特征确定机车头的具体型号。常见车厢为4轴结构,其轮轴数据编码模型如图3b所示。当通过车辆的轮轴数据编码模型与现有各型号车头、车厢的轮轴数据编码模型的误差在允许范围内,即可确认当前通过列车的车头与车厢型号。
步骤4、结合步骤1中由传感单元提取的轮轴触发信号个数信息与步骤3中根据车辆状态信息计算的轴数信息,求得准确的通过列车轴数。进一步地,准确的通过列车轴数为传感单元提取的轮抽触发信号个数信息与根据车辆状态信息计算的轴数信息在一定权重比例下的加和;如轴数计算值为非整数,则最终轴数为轴数计算整数位加1。
具体地,假设传感单元第一传感器检测到的轴数为N1,第二传感器检测到的轴数为N2,通过步骤3计算出的轴数为N3,则通过以下方式求得的准确的通过列车轴数N:
N=αN1+βN2+γN3
其中,α+β+γ=1,作为本发明较佳的实施方案,优选α=β=0.3,γ=0.4。如果计算结果出现小数,则无论小数位多小,均向整数位进位得出轴数。
进一步地,在所述步骤1之前还包括对现有各型号车头、车厢进行检测,提取并保存现有各型号车头、车厢轮轴数据编码模型的步骤。
本发明的另一目的是提供一种技术上述方法的铁路列车自校正计轴系统,如图2所示,系统包括服务器端、通过串口与所述服务器端连接的控制端以及与所述控制端连接的数据采集端;所述数据采集端采集车轮经过传感器位置生成的触发信号个数以及触发时刻信息,并将上述数据发送至控制端;所述控制端根据车轮经过传感单元位置生成的触发时刻信息计算并保存任意相邻两车轮经过传感单元生成触发信号的时间间隔信息,并将上述数据发送至服务器端;所述服务器端根据接收的信息将车轮经过传感单元生成触发信号的时间间隔信息转化为时间坐标轴上的通过列车轮轴数据编码模型,将得到的通过车辆的轮轴数据编码模型与现有各型号车头、车厢的轮轴数据编码模型进行拟合分析,得到通过列车的车辆状态信息,并根据所述车辆状态信息计算得到轴数,并根据轮轴触发信号个数信息以及根据车辆状态信息计算的轴数信息求得准确的通过列车轴数。所述服务器端包括用于存储对现有各型号车头、车厢进行检测后,提取的现有各型号车头、车厢轮轴数据编码模型的数据库。进一步地,所述数据采集端包括相对设置于两侧轨道上的磁钢,两磁钢位置连线与设置点处轨道切线方向垂直。
进一步地,所述准确的通过列车轴数为传感单元提取的轮抽触发信号个数信息与根据车辆状态信息计算的轴数信息在一定权重比例下的加和;如轴数计算值为非整数,则最终轴数为轴数计算整数位加1。
如图4所示,为本发明的一个应用实例,数据采集端采集的信号经控制器转换最终形成如图4所示的轮轴数据编码模型,通过服务器的拟合分析可知,此模型所代表的列车为一辆车头拖曳两节车厢,由服务器数据库中调出车头及车厢的基本信息,从而得到列车的轴数信息。本实施例中传感单元第一传感器检测到的轴数为N1为14,第二传感器检测到的轴数为N2为13,通过步骤3计算出的轴数为N3为14,则通过以下方式求得的准确的通过列车轴数N:
N=αN1+βN2+γN3
作为本发明较佳的实施方案,优选α=β=0.3,γ=0.4,则N=13.7,,计算结果出现小数,则向整数位进位得出轴数N=14。
通过上述技术方案,本发明公开的铁路列车自校正计轴方法及系统改变了传统的使用传感器检测列车轴数的技术方案,采用传感器结合轮轴数据编码模型的方式,对列车轴数的检测结果进行自校正,通过三个轴数参量合同作用大大提高了轴数计算的准确性,简化了计算复杂程度,并降低了施工难度,利于推广。
前面通过红外对射的方式计算轴数,是以车厢数间接推测轴数,我们则是通过轴编码反向推测车厢数目,进而计算得到轴数,以此作为最终轴数的比对参数之一。因此我们在最终计算轴数的时候就有了三个参数即两个车轮传感器计算出的轴数,通过车厢数反推的轴数。大大提升了轴数计算的准确性,简化了计算复杂程度及施工难度。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铁路列车自校正计轴方法,其特征在于包括:
步骤1、在列车通过的过程中,利用设置于轨道上的传感单元提取并保存各车轮经过传感器位置生成的触发信号个数以及触发时刻信息;
步骤2、根据车轮经过传感单元位置生成的触发时刻信息计算并保存任意相邻两车轮经过传感单元生成触发信号的时间间隔信息,并根据所述时间间隔信息在时间坐标轴上生成最近通过列车的轮轴数据编码模型;
步骤3、将得到的通过车辆的轮轴数据编码模型与现有各型号车头、车厢的轮轴数据编码模型进行拟合分析,得到通过列车的车辆状态信息,并根据所述车辆状态信息计算得到轴数;
步骤4、结合步骤1中由传感单元提取的轮轴触发信号个数信息与步骤3中根据车辆状态信息计算的轴数信息,求得准确的通过列车轴数,所述准确的通过列车轴数为传感单元提取的轮抽触发信号个数信息与根据车辆状态信息计算的轴数信息在一定权重比例下的加和;如轴数计算值为非整数,则最终轴数为轴数计算整数位加1。
2.根据权利要求1所述的铁路列车自校正计轴方法,其特征在于在所述步骤1之前还包括对现有各型号车头、车厢进行检测,提取并保存现有各型号车头、车厢轮轴数据编码模型的步骤。
3.根据权利要求1所述的铁路列车自校正计轴方法,其特征在于包括:所述传感单元包括相对设置于两侧轨道上的传感器,两传感器位置连线与设置点处轨道切线方向垂直。
4.一种应用权利要求1所述方法的铁路列车自校正计轴系统,其特征在于系统包括服务器端、通过串口与所述服务器端连接的控制端以及与所述控制端连接的数据采集端;
所述数据采集端采集车轮经过传感器位置生成的触发信号个数以及触发时刻信息,并将上述数据发送至控制端;
所述控制端根据车轮经过传感单元位置生成的触发时刻信息计算并保存任意相邻两车轮经过传感单元生成触发信号的时间间隔信息,并将上述数据发送至服务器端;
所述服务器端根据接收的信息将车轮经过传感单元生成触发信号的时间间隔信息转化为时间坐标轴上的通过列车轮轴数据编码模型,将得到的通过车辆的轮轴数据编码模型与现有各型号车头、车厢的轮轴数据编码模型进行拟合分析,得到通过列车的车辆状态信息,并根据所述车辆状态信息计算得到轴数,并根据轮轴触发信号个数信息以及根据车辆状态信息计算的轴数信息求得准确的通过列车轴数,所述准确的通过列车轴数为传感单元提取的轮抽触发信号个数信息与根据车辆状态信息计算的轴数信息在一定权重比例下的加和;如轴数计算值为非整数,则最终轴数为轴数计算整数位加1。
5.根据权利要求4所述的铁路列车自校正计轴系统,其特征在于所述服务器端包括用于存储对现有各型号车头、车厢进行检测后,提取的现有各型号车头、车厢轮轴数据编码模型的数据库。
6.根据权利要求4所述的铁路列车自校正计轴系统,其特征在于所述数据采集端包括相对设置于两侧轨道上的磁钢,两磁钢位置连线与设置点处轨道切线方向垂直。
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