CN110001718A - 一种高速动车停车位置识别确认系统 - Google Patents

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时蕾
王纲
张琼洁
智雷勇
李向超
李西安
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    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or vehicle trains
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    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or vehicle trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or vehicle trains
    • B61L25/026—Relative localisation, e.g. using odometer

Abstract

本发明公开了一种高速动车停车位置识别确认系统，包括动车、停车站台、车轨、第一定位装置、第二定位装置、测距装置、处理器、第一信号收发器、第二信号收发器；所述停车站台的一侧设置有车轨；所述第一定位装置、测距装置均设置于车轨的一侧；所述第一信号收发器与第一定位装置、测距装置连接，并设置在车轨附近；所述第二定位装置、第二信号收发器、处理器均设置在动车上。本发明可以实现动车自动停车入站，省去了动车驾驶员的操作；处理器针对动车速度和每节车厢的载重，可以优化制动过程，提高了动车进站停车的效率和安全性。同时本发明采用定位装置确定动车位置，确保动车精确停车。

Description

一种高速动车停车位置识别确认系统
技术领域
本发明属于停车位置识别的技术领域，特别是涉及一种高速动车停车位置识别确认系统。
背景技术
近些年来，数量不断增加的城市人口使人们对于交通工具的要求越来越高，日益严峻的交通问题俨然已经成为城市发展与建设的重点。相比于其他的交通工具，动车具备运行更安全、运量更大、污染小、更节能、省地和全天候等特点，使其在提高公共交通运载能力、改善生态环境和避免交通拥堵等方面具有更大的优势，所以高效运营的轨道动车对于社会的进一步发展与建设提供了坚实的硬件基础。总的来说，大运量、立体化以及高层次的轨道交通系统是近些年来社会交通发展的大趋势。
随着我国经济的高速发展，人们对轨道动车的安全性、准时性和精确性等有了越来越高的要求。而现在动车的启动、行驶和进站停车等操作都必须由驾驶员来完成，这样不仅驾驶员操作复杂，而且不能保证动车能够安全抵达目的地。其中进站停车过程，驾驶员往往不能精准停车，从而直接影响到了上车时间，导致动车运输效率比较低，也影响到了动车准时性。同时随着路网的不断扩大，设计高性能的动车停车系统成为了改善整个网路运营效率的前提条件，所以停车精度具有重大意义，而传统自动控制动车系统停车精度却比较差。基于上述技术问题，本申请提供一种高速动车停车位置识别确认系统。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高速动车停车位置识别确认系统，在动车进站过程中，省去了动车驾驶员的操作，提高了动车进站停车的精度，保证了动车停车过程的安全性，解决了背景技术中提到的技术问题。
本发明提供如下技术方案：
一种高速动车停车位置识别确认系统，包括动车、停车站台、车轨、第一定位装置、第二定位装置、测距装置、处理器、第一信号收发器、第二信号收发器；所述停车站台的一侧设置有车轨；所述第一定位装置、测距装置均设置于车轨的一侧；所述第一信号收发器与第一定位装置、测距装置连接，并设置在车轨附近；所述第二定位装置、第二信号收发器、处理器均设置在动车上，所述第二定位装置、第二信号收发器均与处理器连接。
优选的，所述处理器可以为动车上自带的处理器。
优选的，所述第二定位装置、第二信号收发器、处理器均由动车上的电源进行供电。
优选的，所述第一定位装置为红外线接收器；第二定位装置为红外线发射器。
优选的，所述第一定位装置为红外线发射器器；第二定位装置为红外线接收器。
优选的，所述第一定位装置和第二定位装置预设的位置在竖直方向上重合。
优选的，所述红外线发射器的发射口的截面为圆型，其截面积为s1；所述红外接收器的接收口的截面为为圆型，其截面积为s2。
优选的，在所述动车的停车过程中，所述红外接收器和红外发射器截面逐渐重合，当红外接收器和红外发射器的重合面积超过τ1时，确认已经停车到位。
优选的，在所述动车的停车过程中，所述红外发射器发射的红外线量为b1，红外接收器接收的红外线量为b2；当b2/b1大于或等于预设的阈值τ2时，确认已经停车到位；所述的阈值τ2为0.6-0.9。
优选的，所述高速动车停车位置识别确认系统还包括动车的车速测量装置、加速度测量装置；所述车速测量装置、加速度测量装置均与处理器连接。
优选的，所述车速测量装置、加速度测量装置均设置在动车上；进一步的，所述动车的车速v和加速度a的获取可以直接采用动车上已经得到的数据。
优选的，所述的测距装置检测动车与停车位置的距离为d时，所述处理器控制动车进行减速，并逐渐停车；所述距离d为固定值，距离d的范围为500m-2000m，根据动车速度具体情况设置。
优选的，所述动车上还设置有乘客质量检测装置，以测量此时动车上的乘客质量m；所述动车的质量为定值M。
优选的，所述处理器根据距离d、动车的车速V、加速度a控制动车进行减速，并停靠在预设的位置。
优选的，所述处理器根据距离d、动车的车速V、加速度a、动车的总质量(m+M)控制动车进行减速，并停靠在预设的位置。
优选的，所述停车站台上设置有多个停车站牌，并且每个停车站台与相应的动车车门相对应。
优选的，为了实现高速动车停车过程中的平稳舒适，所述动车的车速V、加速度a之间满足以下关系：
a＝μ·V1/2；
其中，车速V的单位为米/秒，加速度a的单位为m/s2；t为刹车时间，单位为秒；μ为加速度系数，取值范围为0.05-0.21。
与现有技术相比，本发明的高速动车停车位置识别确认系统具有以下优点和效果：
(1)本发明的高速动车停车位置识别确认系统，采用外部定位装置对动车进行精准定位，可以确保动车精准停车。
(2)本发明的高速动车停车位置识别确认系统，利用动车测速装置对动车的实际速度进行测量，针对不同的动车速度采用相应的精准停车策略。
(3)本发明的高速动车停车位置识别确认系统，采用外部检测装置，可以精准的检测动车的位置和动车行驶到所在位置的时刻，辅助动车精准停车。
(4)本发明的高速动车停车位置识别确认系统，每节车厢设置有乘客质量检测装置，可以精确测量每节车厢承载的总质量，针对不同车厢的载重采用相应的停车阻力。
(5)本发明的高速动车停车位置识别确认系统，可以实现动车精准停车入站，省去了动车驾驶员的操作，提高了动车进站停车的精度。
(6)本发明的高速动车停车位置识别确认系统，服务器针对动车速度和载重，可以优化制动过程，缩短制动时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明的高速动车停车位置识别确认系统主结构示意图。
图2是本发明的高速动车停车位置识别确认系统动车车厢主示意图。
图3是本发明的高速动车停车位置识别确认系统流程图。
图4是本发明的高速动车停车位置识别确认系统操作原理图。
图中：1、车轨；2、动车车门；3、动车站牌；4、停车站台；5、动车；6、第二信号收发器；7、第一定位装置；8、第二定位装置；9、第一信号收发器；10、测距装置；11、乘客质量检测装置。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-4所示，一种高速动车停车位置识别确认系统，包括动车5、停车站台4、车轨1、第一定位装置7、第二定位装置8、测距装置10、处理器、第一信号收发器9、第二信号收发器6；所述停车站台4的一侧设置有车轨1；所述第一定位装置7、测距装置10均设置于车轨1的一侧；所述第一信号收发器9与第一定位装置7、测距装置连接10，并设置在车轨1附近；所述第二定位装置8、第二信号收发器6、处理器均设置在动车5上，所述第二定位装置8、第二信号收发器6均与处理器连接。
所述处理器可以为动车5上自带的处理器；所述第二定位装置8、第二信号收发器6、处理器均由动车5上的电源进行供电。
所述第一定位装置7为红外线发射器；第二定位装置8为红外线接收器。所述第一定位装置7和第二定位装置8预设的位置在竖直方向上重合。
所述红外线发射器的发射口的截面为圆型，其截面积为s1；所述红外接收器的接收口的截面为为圆型，其截面积为s2。
在所述动车5的停车过程中，所述红外接收器和红外发射器截面逐渐重合，当红外接收器和红外发射器的重合面积比超过τ1时，确认已经停车到位。所述τ1为大于等于预设的值，该预设的值为0.7-0.85。
所述高速动车5停车位置识别确认系统还包括动车5的车速测量装置、加速度测量装置；所述车速测量装置、加速度测量装置均与处理器连接。
所述车速测量装置、加速度测量装置均设置在动车5上；进一步的，所述动车5的车速v和加速度a的获取可以直接采用动车5上已经得到的数据。
所述的测距装置10检测动车5与停车位置的距离为d时，所述处理器控制动车5进行减速，并逐渐停车；所述距离d为固定值，距离d的范围为500m-2000m，根据动车5速度具体情况设置。
所述动车5上还设置有乘客质量检测装置11，以测量此时动车5上的乘客质量m；所述动车5的质量为定值M。
所述处理器根据距离d、动车5的车速V、加速度a控制动车5进行减速，并停靠在预设的位置。
所述处理器根据距离d、动车5的车速V、加速度a、动车5的总质量(m+M)控制动车5进行减速，并停靠在预设的位置。
所述停车站台4上设置有多个停车站牌3，并且每个停车站牌3与相应的动车车门2相对应。
工作原理：动车在进站停车过程中，测距装置检测到动车的距离，通过两个信号收发器将数据传送到处理器；处理器对数据进行处理分析，判断是否触发精准停车；当检测到动车的距离大于距离d时，不选择触发精准停车；当检测到动车的距离小于或等于距离d时，选择触发精准停车；动车测速装置、动车测加速度装置、乘客质量检测装置将数据传送给处理器；当判断需要精准停车后，处理器对加速度a、速度v、总质量(m+M)的数据进行分析，对制动系统下达停车指令；当动车靠近设定位置，所述红外发射器发射的红外线量为b1，红外接收器接收的红外线量为b2；当b2/b1小于预设的阈值τ2时，处理器根据加速度a、速度v、总质量(m+M)调整制动强度；当b2/b1大于或等于预设的阈值τ2时，确定东停车到位。
实施例2
一种高速动车停车位置识别确认系统，包括动车5、停车站台4、车轨1、第一定位装置7、第二定位装置8、测距装置10、处理器、第一信号收发器9、第二信号收发器6；所述停车站台4的一侧设置有车轨1；所述第一定位装置7、测距装置10均设置于车轨1的一侧；所述第一信号收发器9与第一定位装置7、测距装置连接10，并设置在车轨1附近；所述第二定位装置8、第二信号收发器6、处理器均设置在动车5上，所述第二定位装置8、第二信号收发器6均与处理器连接。
所述处理器可以为动车5上自带的处理器；所述第二定位装置8、第二信号收发器6、处理器均由动车5上的电源进行供电。
所述第一定位装置7为红外线接收器；第二定位装置8为红外线发射器。所述第一定位装置7和第二定位装置8预设的位置在竖直方向上重合。
所述红外线发射器的发射口的截面为圆型，其截面积为s1；所述红外接收器的接收口的截面为为圆型，其截面积为s2。
在所述动车5的停车过程中，所述红外发射器发射的红外线量为b1，红外接收器接收的红外线量为b2；当b2/b1大于或等于预设的阈值τ2时，确认已经停车到位；所述的阈值τ2为0.6-0.9。
所述高速动车5停车位置识别确认系统还包括动车5的车速测量装置、加速度测量装置；所述车速测量装置、加速度测量装置均与处理器连接。
所述车速测量装置、加速度测量装置均设置在动车5上；进一步的，所述动车5的车速v和加速度a的获取可以直接采用动车5上已经得到的数据。
所述的测距装置10检测动车5与停车位置的距离为d时，所述处理器控制动车5进行减速，并逐渐停车；所述距离d为固定值，距离d的范围为500m-2000m，根据动车5速度具体情况设置。
为了实现高速动车停车过程中的平稳舒适，所述动车的车速V、加速度a之间满足以下关系：
a＝μ·V1/2；
其中，车速V的单位为米/秒，加速度a的单位为m/s2；t为刹车时间，单位为秒；μ为加速度系数，取值范围为0.05-0.21。
所述动车5上还设置有乘客质量检测装置11，以测量此时动车5上的乘客质量m；所述动车5的质量为定值M。
所述处理器根据距离d、动车5的车速V、加速度a控制动车5进行减速，并停靠在预设的位置。
为了使动车及时停车，并保证停车制动期间的平稳性和舒适性，
所述处理器根据距离d、动车5的车速V、加速度a、动车5的总质量(m+M)控制动车5进行减速，并停靠在预设的位置。
所述停车站台4上设置有多个停车站牌3，并且每个停车站牌3与相应的动车车门2相对应。所述停车站牌3设置在停车站台4的地面上，并与停车站台4的靠近轨道的一侧边缘保持一定的距离。所述停车站台4上设置有压电发电装置，所述压电发电装置与第一定位装置7、测距装置10连接，以提供电能。
工作原理：动车在进站停车过程中，测距装置检测到动车的距离，通过两个信号收发器将数据传送到处理器；处理器对数据进行处理分析，判断是否触发精准停车；当检测到动车的距离大于距离d时，不选择触发精准停车；当检测到动车的距离小于或等于距离d时，选择触发精准停车；动车测速装置、动车测加速度装置、乘客质量检测装置将数据传送给处理器；当判断需要精准停车后，处理器对加速度a、速度v、总质量(m+M)的数据进行分析，对制动系统下达停车指令；当动车靠近设定位置，所述红外发射器发射的红外线量为b1，红外接收器接收的红外线量为b2；当b2/b1小于预设的阈值τ2时，处理器根据加速度a、速度v、总质量(m+M)调整制动强度；当b2/b1大于或等于预设的阈值τ2时，确定东停车到位。
本发明可以实现动车自动停车入站，省去了动车驾驶员的操作。还有本发明的处理器针对动车速度和每节车厢的载重，可以优化制动过程，缩短制动时间，提高了动车进站停车的效率和安全性。同时本发明采用定位装置确定动车位置，确保动车可以精确停到设定位置。但本着进一步完善其功能的宗旨，设计者对该装置进行了进一步的改良。
测速装置、定位装置、测距装置为本领域的现有技术，此处具不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高速动车停车位置识别确认系统，其特征为：包括动车(5)、停车站台(4)、车轨(1)、第一定位装置(7)、第二定位装置(8)、测距装置(10)、处理器、第一信号收发器(9)、第二信号收发器(6)；所述停车站台(4)的一侧设置有车轨(1)；所述第一定位装置(7)、测距装置(10)均设置于车轨(1)的一侧；所述第一信号收发器(9)与第一定位装置(7)、测距装置(10)连接，并设置在车轨(1)附近；所述第二定位装置(8)、第二信号收发器(6)、处理器均设置在动车(5)上，所述第二定位装置(8)、第二信号收发器(6)均与处理器连接。
2.根据权利要求1所述的一种高速动车停车位置识别确认系统，其特征在于：所述的测距装置(10)检测动车(5)与停车位置的距离为d时，所述处理器控制动车(5)进行减速，并逐渐停车。
3.根据权利要求1或2所述的一种高速动车停车位置识别确认系统，其特征在于：所述距离d为固定值，距离d的范围为500m-2000m。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高速动车停车位置识别确认系统，其特征在于：所述动车(5)上还设置有乘客质量检测装置(11)，以测量此时动车上的乘客质量m；所述动车(5)的质量为定值M。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种高速动车停车位置识别确认系统，其特征在于：所述处理器根据距离d、动车(5)的车速V、加速度a、动车(5)的总质量(m+M)控制动车(5)进行减速，并停靠在预设的位置。
6.根据权利要求1所述的一种高速动车停车位置识别确认系统，其特征在于：所述第一定位装置(7)为红外线接收器；第二定位装置(8)为红外线发射器；所述第一定位装置(7)和第二定位装置(8)预设的位置在竖直方向上重合。
7.根据权利要求5所述的一种高速动车停车位置识别确认系统，其特征在于：在所述动车(5)的停车过程中，所述红外发射器发射的红外线量为b1，红外接收器接收的红外线量为b2；当b2/b1大于或等于预设的阈值τ2时，确认已经停车到位；所述的阈值τ2为0.6-0.9。
8.根据权利要求1所述的一种高速动车停车位置识别确认系统，其特征在于：所述高速动车(5)停车位置识别确认系统还包括动车(5)的车速测量装置、加速度测量装置；所述车速测量装置、加速度测量装置均与处理器连接。
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