CN108349514A - 用于求得有轨车辆的速度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于求得有轨车辆的速度的方法，具有以下方法步骤：探测车辆的参考元件(2)，其中，当所述参考元件(2)经过第一探测装置(3a)时，由第一探测装置(3a)生成第一探测信号(4a)；探测所述参考元件(2)，其中，当所述参考元件(2)经过第二探测装置(3b)时，由第二探测装置(3b)生成第二探测信号(4b)；将探测信号(4a，4b)转换成数字式探测脉冲(7a，7b)；求得两个探测脉冲(7a，7b)之间的时间差；其特征在于，通过在异或门(12)中借助异或逻辑运算来对第一和第二探测脉冲(7a，7b)进行逻辑运算，生成异或信号(8)，求得异或信号(8)的持续时间，通过将异或信号(8)的持续时间减半求得两个探测脉冲(7a，7b)之间的时间差。由此在利用现有基础设施并且无需附加安装工作的情况下能够实现更高精度的速度测量。

Description

用于求得有轨车辆的速度的方法

技术领域

本发明涉及一种用于求得有轨车辆的速度的方法，具有以下方法步骤：

·借助第一探测装置探测所述车辆的参考元件，其中，当所述参考元件经过所述第一探测装置时，由所述第一探测装置生成第一探测信号；

·借助沿行驶方向与第一探测装置隔开间距的第二探测装置探测所述参考元件，其中，当所述参考元件经过所述第二探测装置时，由所述第二探测装置生成第二探测信号；

·将所述探测信号转换成数字式探测脉冲；

·求得两个探测脉冲之间的时间差。

背景技术

这种方法例如在Thales Rail Signaling Solutions GmbH(泰勒斯轨道信号解决方案有限公司)的依赖于信号站的速度监控装置AITrac 6420 SSU(速度监控单元)中使用。

在已知的速度求得方法中，成对的探测装置沿轨道安装。当轨道车辆通过探测装置时，在探测装置中感应出信号，该信号被转换成数字脉冲。从探测装置对的两个脉冲信号的上升边沿之间的时间间距和两个探测装置的已知距离可以求得经过的车辆的速度。为了保证速度测量的足够精确性，必须以至少2000mm的距离安装探测装置。因此，为了速度求得，必须以合适的距离安装探测装置。

发明内容

发明任务

本发明的任务是，提出一种用于有轨车辆的速度测量的方法，该方法允许以更高的精度进行速度测量，特别是具有最小的安装工作量。

发明说明

该任务通过根据权利要求1所述的方法来解决。

根据本发明，通过在异或(XOR)门中借助异或逻辑运算来对第一和第二探测脉冲进行逻辑运算，生成异或信号并且求得异或信号的持续时间。通过将异或信号的持续时间减半来求得两个探测脉冲之间的时间差。

与现有技术不同，为了求得时间差不是求出探测脉冲的上升边沿间距，而是求出探测脉冲的中心间距。因此，利用根据本发明方法，即使两个探测脉冲具有不同长度，例如由于两个探测单元的公差或不同的调整，也可以进行精确的速度确定，因为脉冲长度的波动总是围绕在脉冲中心周围出现。

通过应用异或运算，尽管探测脉冲有重叠，仍可以求得探测脉冲的中心，而不输出每个探测脉冲并分析评价探测脉冲相对于彼此的位置。因此，即使探测装置彼此靠近地布置并且存在探测脉冲重叠的危险，根据本发明的方法也可以高精度地确定有轨车辆的速度。

本发明方法的优选变型

优选地，只要异或逻辑运算输出为“真”，二进制计数装置的计数器就以预给定的时钟频率生成计数信号。由计数信号的数量则可求得异或信号的持续时间。因而，通过二进制计数装置的计数器由于在时钟输入端上施加的信号(异或信号)而计数增加来进行计数信号的探测。在知道时钟频率和探测到的计数信号的数量N的情况下，可以求得异或信号的持续时间(N*1/f)

优选，一旦异或逻辑运算输出为“真”，二进制计数装置的计数器就启动。计数器的读取优选在第二探测脉冲结束后进行。

一个特别优选的变型规定，二进制计数装置是计数点、特别是轴计数点的一部分。

此外有利的是，使用轴计数点的传感器作为探测装置。车辆的轴则用作车辆上的参考元件。因此可能的是，通过使用在路段上已存在的基础设施(特别是轴计数点)执行更准确的速度求得，因而无需附加的安装工作。

由于本发明方法借助异或逻辑运算即使在脉冲重叠的情况下也能够求得脉冲中心并且因此能够以高的精度确定车辆的速度，因此，本发明方法的一个特别优选的变型规定，第一和第二探测装置之间的间距被选择得如此小，以致探测脉冲在时间上重叠。

特别优选的是，选择两个探测装置的间距≤148mm，优选≤140mm。这大致相当于传统轴计数点中的探测装置的间距。

优选地，针对同一车辆的不同参考点生成第一和第二数字探测脉冲。为了求得车辆的平均速度，然后将所有参考点的异或信号的持续时间相加，并且通过将异或信号的平均值的持续时间减半来求得两个数字探测脉冲之间的时间差。

从说明书和附图得知本发明的其他优点。根据本发明，前面列举的特征和还要解释的特征也可以分别单独地或者或多个任意组合地被使用。图示的和所说明的实施方式不应被理解为穷举，而是对于解释本发明具有示例性特点。

附图说明

发明和附图的详细说明

图1示出各个方法步骤的简图。

图2示出适用于本发明方法的布置的结构。

图3a示出模拟的第一探测信号。

图3b示出模拟的第二探测信号。

图3c示出数字式第一探测脉冲。

图3d示出数字式第二探测脉冲。

图3e示出图2c和图2d的第一和第二探测脉冲的由探测装置输出的异或信号。

具体实施方式

下面描述在图1中列出的本发明方法的方法步骤：

首先，在两个相互间隔开的探测装置3a，3b处探测附装到有轨车辆1上的参考元件2，其方式是，在探测装置3a，3b中在参考元件经过时分别探测一个模拟的探测信号4a，4b，例如通过感应或光学探测。例如可以使用轴或RFID标签作为参考元件2。探测装置3a，3b则相应地实施为轴计数点的传感器或实施为RFID读取器。在所示的示例中使用计数点5的传感器作为探测装置3a，3b，该计数点与分析评价单元6连接。该计数点5可以是轴计数器的轴计数点或者是探测和计数应答器信号的计数点(取决于使用的参考元件2)。如在图3c，3d中所示，由传感器3a，3b探测到的模拟探测信号4a，4b被计数点5的计数单元11转换成数字探测脉冲7a，7b。

在所示的示例中，模拟探测信号4a，4b分别具有带不同陡度边沿的下降曲线，这例如可能由探测装置3a，3b的不同调整、由元件中的不同公差或者由两个探测装置3a，3b的不同调整引起。相应地，数字探测脉冲7a，7b具有不同的宽度(第一探测脉冲7a的脉冲宽度：A，第二探测脉冲7b的脉冲宽度：B)。此外，在所示的示例中，使用相对彼此的间距d相对较小的探测装置3a，3b，使得两个探测信号4a，4b或探测脉冲7a，7b在时间上重叠，具体说以重叠宽度OL重叠。

分析评价单元6包括异或门12和二进制计数器10。通过异或逻辑运算，在异或门12中生成异或信号8，该信号说明参考元件2分别仅被两个探测装置3a，3b中的一个探测到的那些时间段。从异或信号8的持续时间(总宽度)L求出探测信号4a，4b或者探测脉冲7a，7b的中心点(探测信号4a，4b的中心点＝探测脉冲7a，7b的中心点)的时间差(时间间距)D。

从第一探测脉冲7a的脉冲宽度A和第二探测脉冲7b的脉冲宽度B的总和减去重叠宽度OL计算出异或信号8的总宽度L：

L＝A+B–2OL

所寻求的、探测信号4a，4b或探测脉冲7a，7b的中心点时间差D被计算为：

D＝1/2A-OL+1/2B

或

2D＝A-2OL+B

因而得出：

D＝1/2L

或

V＝d/D＝2d/L

其中，d＝探测装置的间距，v＝要求得的速度(以均匀速度为前提)。

探测信号4a，4b或探测脉冲7a，7b的中心点的时间差D因而等于异或信号8的总宽度L的一半。因此，要求得的速度v是2d/L。

数字式探测脉冲7a，7b被传送给分析评价装置6，其中，借助异或门12进行异或逻辑运算。当异或信号8作用在时钟输入端9上时(异或门的输出为“高”)，即一旦参考元件2仅被两个探测装置3a，3b中的一个探测到，则异或信号8被施加到分析评价单元6的二进制计数装置10的时钟输入端9上，并且，以预给定的时钟频率(优选100kHz-1MHz)生成计数信号。计数信号的数量是异或信号8的总宽度L的度量。模拟信号的探测、探测信号的数字化、异或逻辑运算和计数信号的生成同时执行。因此，在开始进一步的数据处理之前，不必等到参考元件2已被两个探测装置3a，3b都探测到并且探测信号4a，4b完全存在。二进制计数装置10的计数信号的读出例如可以总是在两个异或脉冲之后进行。

附图标记列表

2 参考元件

3a，3b 探测装置

4a，4b 探测信号

5 计数点

6 分析评价单元

7a，7b 探测脉冲

8 异或信号

9 时钟输入端

10 二进制计数装置，分析评价单元的

11 计数点的计数单元

12 异或门

Claims (9)

1.用于求得有轨车辆的速度的方法，具有以下方法步骤：

·借助第一探测装置(3a)探测所述车辆的参考元件(2)，其中，当所述参考元件(2)经过所述第一探测装置(3a)时，由所述第一探测装置(3a)生成第一探测信号(4a)；

·借助沿行驶方向与第一探测装置(3a)隔开间距的第二探测装置(3b)探测所述参考元件(2)，其中，当所述参考元件(2)经过所述第二探测装置(3b)时，由所述第二探测装置(3b)生成第二探测信号(4b)；

·将所述探测信号(4a，4b)转换成数字式探测脉冲(7a，7b)；

·求得两个探测脉冲(7a，7b)之间的时间差；

其特征在于，

通过在异或门(12)中借助异或逻辑运算来对第一和第二探测脉冲(7a，7b)进行逻辑运算，生成异或信号(8)，

求得异或信号(8)的持续时间，并且

通过将异或信号(8)的持续时间减半来求得两个探测脉冲(7a，7b)之间的时间差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

只要异或逻辑运算输出“真”，二进制计数装置(10)的计数器就以预给定的时钟频率生成计数信号，并且，

由计数信号的数量求得所述异或信号(8)的持续时间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，一旦所述异或逻辑运算输出“真”，所述二进制计数装置(10)的计数器就启动。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述二进制计数器(10)是计数点(5)、特别是轴计数点的一部分。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用轴计数点的传感器作为探测装置(3a，3b)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一探测装置和所述第二探测装置(3a，3b)之间的间距被选择得这样小：使得所述探测脉冲(7a，7b)在时间上重叠。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，两个所述探测装置(3a，3b)之间的间距≤148mm，优选≤140mm。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：

针对同一车辆的不同参考点(2)生成第一数字式探测脉冲和第二数字式探测脉冲(7a，7b)，

为了求得车辆的平均速度，将所有参考点(2)的异或信号(8)持续时间相加，并且，通过将异或信号(8)的平均值的持续时间减半求得两个数字式探测脉冲(7a，7b)之间的时间差。

9.轴计数点的使用，用于借助根据前述权利要求之一所述的方法来求得有轨车辆的速度。