CN110461682A - 铁路的速度控制和轨道变换探测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁路的速度控制和轨道变换探测设备，其包括位于假想的三角形的顶点处的三个高频雷达传感器以及用于处理由雷达所探测的信号的数字处理设备，其中在速度控制系统的情况下，两个传感器沿着铁路路径的轴线彼此相距1米的距离，并且检查距离每条铁轨外侧2厘米处的基础设施的地面，并且根据数字处理设备所获得信号的时间偏移来估算列车的准确速度。

Description

铁路的速度控制和轨道变换探测设备
发明目的
所设想的发明涉及一种速度控制和轨道变换探测系统。
对基础设施的地面进行检查可解决两个不同的问题。第一个问题是在不利的条件下测量列车的速度，所述不利的条件比如是雪地环境，通常被用来估算速度的多普勒雷达(Dopplerradar)在此类环境中无法正常工作，原因在于由铁路轨枕和轨道道床所构成的、用于反射雷达信号的二面体(dihedron)会被雪覆盖。第二个问题则是解决了在没有铁路信号设备帮助的情况下当变换点刀片(pointblade)时对所选择轨道的识别。
以上问题中的每一个都借助于一对雷达传感器来解决。在第一个情况下，雷达传感器被安装在列车的纵向的轴线上，其中雷达传感器之间的距离已知；而在第二个情况下，两个雷达模块位于横向的轴线上。
发明领域
本发明的领域是辅助铁路工业(auxiliary railway industry)和支持电子产品工业(supporting electronics industry)。
发明背景
某些现有技术涉及到一些设备，其通过类似手段执行读取装置信息的功能。
在这些设备中，本发明的发明人同样是国际专利PCT/ES2015/070378的发明人，该专利描述的是一种编码装置，用于与路面齐平安装的导轨，其能够被可选地埋藏在使用一层疏水材料(具有1.5厘米宽乘以5厘米深的优选尺寸)处理过的沥青层以下，并且在其内部加工出空腔，这些空腔优选为二面体，原因在于二面体的平面会增强反射信号从而有助于进行探测。
同样，同一发明人已注册了国际专利PCT/IB2016/051159，其详细公开了用于相同目的的其他信息装置。这些信息编码和读取系统具有更多应用，其中传感器无需安装在移动的设备上，并且要编码的信息并不具有确定传感器相对于编码装置的相对位置的功能。
此外，发明人还提交了与所提出的系统类似的系统，其使用了根据PCT/IB2016/057119的雷达技术或者根据PCT/IB2016/057873的光学系统。
但是，这些现有技术均未考虑使用两个雷达传感器来测量列车速度或确定通过变换点刀片来选择轨道的情况。
本申请的发明人并不知晓有任何现有技术涉及到本发明所公开的设备组合或是由本发明的设备组合所提供的优势。
本发明的描述
如果两个传感器被设置在纵向的轴线上，并且彼此之间按已知的距离间隔开，则有可能确定列车的速度。这些传感器中的每一个将其能量集中在一平方厘米的表面上，并且精确地测量从传感器到地面的距离。这样，当列车前进时，这两个传感器中的每一个都获得地面的详细轮廓。而对所获得的两个信号的处理允许探测出在两个轮廓之间存在的时滞，从而获得速度的估值。因为地面并不完全均匀，所以该系统在雪地环境中也能够工作。
如果两个传感器被布置在垂直于路径的轴线上并且检查每条铁轨的外侧，则每个传感器能够在其穿过铁轨时探测到铁轨的存在，从而识别列车是否已变换了轨道。
还有可能将传感器安装在铁轨的内侧，并且先探测哪条铁轨被穿过，由此探测出列车是否已变换了轨道。
在两种情况下，代替使用电磁波，还有可能使用压力波来检查基础设施。
因此，使用按三角形设置的仅三个传感器，其中两个传感器设置在垂直于路径的轴线上，并且其余一个传感器与前述两个传感器中的任一个传感器位于同一轴线上，则有可能解决该问题。
本发明的优选实施方式
所设想的发明涉及一种速度控制和轨道变换探测系统。
该系统以两个主要元件组成：
-三个高频雷达传感器；
-用于对雷达信号进行数字处理的设备。
因此，优选的实施方式包括安装三个高频雷达传感器，这三个高频雷达传感器(其位于列车下方)借助于介电透镜将所辐射的能量集中在一平方厘米的表面上。
这三个传感器位于假想的三角形的顶点处。
在速度控制系统的情况下，两个传感器沿着路径的轴线彼此相距1米的距离，并且检查距离每条铁轨外侧2厘米处的地面。
用于处理雷达信号的数字处理设备探测在两个信号之间的时间偏移，从而在传感器之间的间隔已知的情况下获得速度的估值。
第三个传感器被设置在与路径垂直的轴线上，其高度与前述两个传感器中的第一个传感器的高度相同，并且检查每条铁轨的外侧，用于处理雷达信号的数字处理设备能够在传感器穿过铁轨时探测到铁轨的存在，从而识别出列车是否已变换了轨道。
还有可能将传感器安装在铁轨的内侧，并且先探测哪条铁轨被穿过，由此探测出列车是否已变换了轨道。
在两个情况下，代替使用电磁波，有可能使用压力波来检查基础设施。
本文已充分描述了本发明的实质，要说明的是，除了其实际的实施方式之外，还容易想到能够对以上所阐明的设备组合的细节进行修改，只要这些修改不改变在以上说明书中所确立的并且在所附权利要求书中所概括的基本原理即可。

Claims (4)

1.一种铁路的速度控制和轨道变换探测系统，其特征在于，包括两个主要元件：
-三个高频雷达传感器，其位于假想的三角形的顶点处，其中：
o两个传感器被布置在纵向的轴线上，彼此之间按已知的距离间隔开，所述两个传感器中的每一个传感器将其所辐射的能量集中在面积为大约一平方厘米的表面上，并且精确地测量从传感器到地面的距离，
从而在列车前进时，通过所述两个传感器中的每一个传感器获得地面的详细轮廓；
o第三个传感器被布置在垂直于路径的轴线上，其高度与前述两个传感器中的第一个传感器的高度相同，由此其中每一个传感器都获得在铁轨外侧的地面的详细轮廓，使得用于处理雷达信号的数字处理设备能够在传感器穿过铁轨时探测到所述铁轨的存在，从而识别出所述列车是否已变换了轨道；
-数字处理设备，其用于处理所述雷达信号，所述数字处理设备测量在通过被纵向设置的雷达传感器所获得的地面的轮廓之间存在的时滞，并由此计算所述列车的速度，并且还通过被横向设置的雷达传感器所获得的地面的轮廓来识别对所述铁轨何时被穿过的探测，并因此确定所述列车何时变换了轨道。
2.如权利要求1所述的铁路的速度控制和轨道变换探测系统，其特征在于，在速度控制系统的情况下，使用位于所述纵向的轴线上的两个传感器，所述两个传感器沿着所述路径的轴线彼此相距1米的距离，并且检查距离每条铁轨外侧2厘米处的地面，并且用于处理所述雷达信号的数字处理设备探测在两个信号之间的时间偏移，从而在传感器之间的间隔已知的情况下获得速度的估值。
3.如权利要求1所述的铁路的速度控制和轨道变换探测系统，其特征在于，在轨道控制系统的情况下，使用被设置在垂直于所述路径的轴线上的两个传感器，并且检查每条铁轨的外侧，并且其中用于处理所述雷达信号的数字处理设备在传感器穿过铁轨时探测到所述铁轨的存在。
4.如权利要求1所述的铁路的速度控制和轨道变换探测系统，其特征在于，代替电磁波，使用压力波来检查基础设施。
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