CN108622140A - 一种重联车辆方位识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铁路工程车调度技术领域，具体是一种重联车辆方位识别方法。解决了无线重联时，重联工程车联挂方式的确认问题，具体包括以下步骤，101～在工程车的车头安装姿态传感器，恣态传感器安装于前司机室的司机台上，姿态传感器的方向与车辆的车头方向一致。102～将主、从车的角度信息进行比对，通过两个重联车辆的角度差来判定车辆的联挂方式。103～经过人工选择进行重联联挂的从车工号及确认联挂的方式。104～重联车辆之间的联挂方式明确之后，通过主机上的操作控制重联车组的行车方向及换档。本发明使用姿态传感器识别车辆方位的方法简单易行，使两端各一台轨道动力车辆加中间多辆无动力车辆的检修列编组更方便快捷。
Description
技术领域
本发明属于铁路工程车调度技术领域，具体是一种重联车辆方位识别方法。
背景技术
工程车重联指两台或多台同型号的工程车之间的联挂运行，各工程车之间的电路互相联结起来，实现同步控制。重联时，两台或多台同型号的工程车之间的联挂是随机的，重联车辆相互联挂的方式包括车头和车头连接，车尾和车尾连接、车尾和车头相连接三种方式。
车头和车尾联挂称为同向连接。重联车向前行驶时，重联的每台车均为向前行驶；反之，重联车向后行驶时，重联的每台车均为向后行驶。
车头和车头联挂及车尾和车尾联挂均称为反向连接。不论重联车辆向前或者向后行驶时，重联车辆其中一个向前，其中一个必然向后，才能实现重联车辆的行驶的正确性。车头和车头联挂还是车尾和车尾联挂都是反向连接，重联控制器的控制原理是一样的，只需要明确是反向连接即可。
重联后的工程车组可以由一名司机在一台工程车上操纵，控制指令会同步传送到其它重联车，司机操纵的那台工程车称为主车，接受操纵的工程车称为从车。重联运行必须保证主车与从车的同步控制，实现重联工程车牵引、制动的一致性。
由于工程车司机室有两个司机操纵台，分为一端和二端。对于同一端的司机操纵台而言，两台机车重联时可能是同向联挂，也可能是反向联挂。无论在那个司机台操作，无论重联工程车那种联挂方式，重联工程车的行驶方向总是一致的。
主车操纵从车保证行驶方向一致性就要明确重联工程车的联挂方式是同向联挂还是反向联挂。为此，就要先识别重联工程车的方位。
重联电气控制的连接方式分为有线重联和无线重联。有线重联通过工程车两端的电连接器使其电气线路连接起来。因此可以将主、从车的联挂方式通过逻辑控制电路实现，并通过主从车两端电连接器中的电缆传输给重联控制器判断，并确认重联机车的联挂方式。
而无线重联的方式，重联机车之间没有线缆通过电连接器连接。主、从车之间的方向控制信号需要通过无线通讯模块进行传输。因此，需将重联车辆的方位信号直接传输给工程车的重联控制器进行判断，并确认重联机车的联挂方式。再将联挂方式通过通讯传输给无线通讯模块。
发明内容
本发明为了解决无线重联时，重联工程车联挂方式的确认问题，提供一种重联车辆方位识别方法。
本发明采取以下技术方案：一种重联车辆方位识别方法，具体包括以下步骤，
101～在工程车的车头安装姿态传感器，恣态传感器安装于前司机室的司机台上，姿态传感器的方向与车辆的车头方向一致。
102～姿态传感器是以正北方向为基准，当车辆车头指向正北方向停放时，姿态传感器指示的角度为0度，重联的每台工程车都会通过姿态传感器测量到车辆的一个角度信息，恣态传感器通过通讯将车辆角度信息传给本车的微机控制器，重联的主、从车微机控制器之间通过有线连接或无线通讯模块进行重联通讯握手操作，微机控制器可以接收到主、从车姿态传感器发来的角度信息，将主、从车的角度信息进行比对，通过两个重联车辆的角度差来判定车辆的联挂方式。
103～经过人工选择进行重联联挂的从车工号及确认联挂的方式。
104～重联车辆之间的联挂方式明确之后，通过主机上的操作控制重联车组的行车方向及换档。
所述的步骤102中，联挂的方式包括车头和车头连接、车尾和车尾连接、车尾和车头相连接三种方式，车头和车尾联挂，称为同向连接，两个车辆的角度差小于90度或大于270度时，判定为正向连接；车头和车头联挂及车尾和车尾联挂称为反向连接，两个车辆的角度差大于90度小于270度范围时，判定为反向连接。
所述的步骤104中具体方法如下，双机重联且本车为重联主机时，控制器接收司控操作信号并检测本车运行状态和参数，实现对本车行车方向及换档等逻辑控制；同时控制器通过重联485总线向它车提供本车的行驶状态数据。
本车为重联补机且双机正向联挂时，控制器仅接收重联主机传输的发动机调速及逻辑控制信号并确认重联方向，而本车提供的司控操作信号及调速信号兼为无效信号，本车发动机调速及逻辑控制均按主车调速及操作信号执行，控制器控制本车与主车保持运行方向一致档位一致且同步，实现对本车行车方向及换档等逻辑控制，同时控制器通过重联485总线向它车提供本车的行驶状态数据。
本车为重联补机且双机反向联挂时，控制器仅接收重联主机传输的发动机调速及逻辑控制信号并确认重联方向，而本车提供的司控操作信号及调速信号兼为无效信号，本车发动机调速及逻辑控制均按主车调速及操作信号执行，控制器控制本车与主车保持运行方向相反档位一致且同步，实现对本车行车方向及换档等逻辑控制，同时控制器通过重联485总线向它车提供本车的行驶状态数据。
与现有技术相比，本发明使用姿态传感器识别车辆方位的方法简单易行，为工程车无线重联自由联挂提供了基础，使两端各一台轨道动力车辆加中间多辆无动力车辆的检修列编组更方便快捷，使检修列整个进场、施工及退出作业过程中检修列动力始终分布在两端一牵一推，克服了有线重联编组需要动力集中在牵引一端或需在无动力车辆上布线使编组受限且不方便的问题。
附图说明
图1为车头和车尾联挂同向连接示意图；
图2为车尾和车尾联挂反向连接示意图；
图3为车头和车头联挂反向连接示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
一种重联车辆方位识别方法，具体包括以下步骤：
101～在工程车的车头安装姿态传感器，恣态传感器安装于前司机室的司机台上，姿态传感器的方向与车辆的车头方向一致。在工程车的车头安装姿态传感器，由于机车为钢铁制成，对磁性传感器有干扰，因此姿态传感器选择安装位置时，要考虑对传感器信号干扰较小的位置。考虑机车由钢铁制成的特性，将恣态传感器安装于前司机室的司机台上，司机台为玻璃钢材制，司机台正前方为前窗玻璃，有效减少磁场对恣态传感器信号的干扰。
同时，安装时要求姿态传感器的方向与车辆的车头方向一致，这样姿态传感器指示的角度就是车辆的方位角度，即角度对应车辆方位。
102～姿态传感器是以正北方向为基准，当车辆车头指向正北方向停放时，姿态传感器指示的角度为0度，不论车辆如何停放，姿态传感器均能指示车辆偏离正北方向的角度。姿态传感感器通过本身的通讯接口将角度信息传输给车辆的重联控制器。恣态传感器的通讯接口支持RS232，RS485和TTL电平输出接口。输出波特率为2400-115200，输出0°～360 °角度。有线形式。
重联的每台工程车都会通过姿态传感器测量到车辆的一个角度信息，恣态传感器通过通讯将车辆角度信息传给本车的微机控制器，重联的主、从车微机控制器之间通过有线连接或无线通讯模块进行重联通讯握手操作，微机控制器可以接收到主、从车姿态传感器发来的角度信息，将主、从车的角度信息进行比对，通过两个重联车辆的角度差来判定车辆的联挂方式。
通过姿态传感器确认重联联挂方式的具体过程与操作方法为当两车一台为重联主车工况而另一台为重联从车工况时，控制器会通过有线或无线通讯进行通讯握手操作。
联挂的方式包括车头和车头连接、车尾和车尾连接、车尾和车头相连接三种方式，分别如图1，图2，图3所示。车头和车尾联挂，称为同向连接，两个车辆的角度差小于90度或大于270度时，判定为正向连接；车头和车头联挂及车尾和车尾联挂称为反向连接，两个车辆的角度差大于90度小于270度范围时，判定为反向连接。
103～经过人工选择进行重联联挂的从车工号及确认联挂的方式。
姿态传感器是基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量系统。它包含三轴陀螺仪、三轴加速度计（即IMU），三轴电子罗盘等辅助运动传感器，通过内嵌的低功耗ARM处理器输出校准过的角速度，加速度，磁数据等，姿态传感器已广泛应用于航模无人机，机器人，天线云台，聚光太阳能，地面及水下设备等方面。
姿态传感器可以测量被测量物体的三维方位数据。考虑工程车的方位变化是一个二维的变化，且铁路线路坡度都不大，因此选用了工业上2D数字罗盘即可。罗盘支持RS232，RS485与TTL电平输出接口。输出波特率为2400-115200，输出0°～360 °角度。重联控制器通过RS485接口接入姿态传感器。选用无锡北微传感器有限公司的姿态传感器，型号BWD-VG100。传感器支持RS232，RS485与TTL电平输出接口。输出波特率为2400-115200，输出0°～360 °角度。直接将工程车角度信号输出给控制器，控制器按照通讯协议定义读取角度。
104～重联车辆之间的联挂方式明确之后，通过主机上的操作控制重联车组的行车方向及换档。
具体方法如下，双机重联且本车为重联主机时，控制器接收司控操作信号并检测本车运行状态和参数，实现对本车行车方向及换档等逻辑控制；同时控制器通过重联485总线向它车提供本车的行驶状态数据。
本车为重联补机且双机正向联挂时，控制器仅接收重联主机传输的发动机调速及逻辑控制信号并确认重联方向，而本车提供的司控操作信号及调速信号兼为无效信号，本车发动机调速及逻辑控制均按主车调速及操作信号执行，控制器控制本车与主车保持运行方向一致档位一致且同步，实现对本车行车方向及换档等逻辑控制，同时控制器通过重联485总线向它车提供本车的行驶状态数据。
本车为重联补机且双机反向联挂时，控制器仅接收重联主机传输的发动机调速及逻辑控制信号并确认重联方向，而本车提供的司控操作信号及调速信号兼为无效信号，本车发动机调速及逻辑控制均按主车调速及操作信号执行，控制器控制本车与主车保持运行方向相反档位一致且同步，实现对本车行车方向及换档等逻辑控制，同时控制器通过重联485总线向它车提供本车的行驶状态数据。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种重联车辆方位识别方法，其特征在于：具体包括以下步骤，
101～在工程车的车头安装姿态传感器，恣态传感器安装于前司机室的司机台上，姿态传感器的方向与车辆的车头方向一致；
102～姿态传感器是以正北方向为基准，当车辆车头指向正北方向停放时，姿态传感器指示的角度为0度，重联的每台工程车都会通过姿态传感器测量到车辆的一个角度信息，恣态传感器通过通讯将车辆角度信息传给本车的微机控制器，重联的主、从车微机控制器之间通过有线连接或无线通讯模块进行重联通讯握手操作，微机控制器可以接收到主、从车姿态传感器发来的角度信息，将主、从车的角度信息进行比对，通过两个重联车辆的角度差来判定车辆的联挂方式；
103～经过人工选择进行重联联挂的从车工号及确认联挂的方式；
104～重联车辆之间的联挂方式明确之后，通过主机上的操作控制重联车组的行车方向及换档。
2.根据权利要求1所述的重联车辆方位识别方法，其特征在于：所述的步骤102中，联挂的方式包括车头和车头连接、车尾和车尾连接、车尾和车头相连接三种方式，车头和车尾联挂，称为同向连接，两个车辆的角度差小于90度或大于270度时，判定为正向连接；车头和车头联挂及车尾和车尾联挂称为反向连接，两个车辆的角度差大于90度小于270度范围时，判定为反向连接。
3.根据权利要求2所述的重联车辆方位识别方法，其特征在于：所述的步骤104中具体方法如下，双机重联且本车为重联主机时，控制器接收司控操作信号并检测本车运行状态和参数，实现对本车行车方向及换档等逻辑控制；同时控制器通过重联485总线向它车提供本车的行驶状态数据；
本车为重联补机且双机正向联挂时，控制器仅接收重联主机传输的发动机调速及逻辑控制信号并确认重联方向，而本车提供的司控操作信号及调速信号兼为无效信号，本车发动机调速及逻辑控制均按主车调速及操作信号执行，控制器控制本车与主车保持运行方向一致档位一致且同步，实现对本车行车方向及换档等逻辑控制，同时控制器通过重联485总线向它车提供本车的行驶状态数据；
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