CN110962887B - 列车控制系统、方法及列车 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种列车控制系统、方法及列车，属于自动控制技术领域。其中，所述系统包括：行车滑鼠，行车滑鼠包括：干涉条纹发生器，用于发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹；摄像头，用于拍摄干涉条纹；车速及行车距离获取装置，用于根据干涉条纹获取列车的行车距离和车速，以及将车速和行车距离发送至车载控制器；车载控制器，用于根据车速和行车距离获取列车的状态。由此，通过这种列车控制系统，实现了精确测量列车的瞬时速度和行车距离，并准确判断列车的状态，不仅精准度高，而且不受车速限制，提高了列车行驶的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种列车控制系统、方法及列车。
背景技术
轨道交通作为公共交通的重要组成部分，必须实时监控列车的运行状态，如车速、车轮状态、故障状态等，以保证其安全运行。相关技术中，列车的测速利用光电车轴转速计数器或霍尔车轴转速传感器等测速传感器测量车轮的角速度，进而根据车轮的角速度和车轮半径计算车轮外沿的切线速度，即列车的运行速度，并增加多普勒雷达或激光雷达，测量列车前方物体的反射波的相对速度辅助判断车轮的打滑、空转、停车以及故障问题。
然而，该测速方法，无法单独依靠列车上的测速传感器来判断列车相对真实地面的位移，从而无法检测到车轮的打滑、空转、停车等问题，而在利用多普勒雷达或激光雷达辅助测量时，采用计算径向波的发射到接收的延时来计算列车与前方物体的距离，以及单位时间的距离变化计算瞬时速度，不仅测速精度低，而且在车速大范围变化时，高速测速和低速测速的误差大。
发明内容
本申请提出的列车控制系统、方法及列车，用于解决相关技术中，现有列车测速系统不仅无法单独依靠列车上的测速传感器检测到车轮的打滑、空转、停车等问题，而且测速精度低，在车速大范围变化时，高速测速和低速测速的误差大的问题。
本申请一方面实施例提出的列车控制系统，包括：行车滑鼠，所述行车滑鼠包括：干涉条纹发生器，用于发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹；摄像头，用于拍摄所述干涉条纹；车速及行车距离获取装置，用于根据所述干涉条纹获取所述列车的行车距离和车速，以及将所述车速和所述行车距离发送至车载控制器；所述车载控制器，根据所述车速和所述行车距离获取所述列车的状态。
本申请实施例提供的列车控制系统，包括行车滑鼠和车载控制器，其中行车滑鼠包括干涉条纹发生器、摄像头和车速及行车距离获取装置。干涉条纹发生器用于发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹，摄像头用于拍摄干涉条纹，车速及行车距离获取装置根据干涉条纹获取列车的行车距离和车速，并将车速和行车距离发送至车载控制器，进而车载控制器根据车速和行车距离获取列车的状态。由此，通过行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射激光光束在轨道上形成干涉条纹并拍摄，之后即可根据拍摄到的、列车在摄像头感光时间内经过的干涉条纹的数量，计算出列车的行车距离和车速，从而实现了精确测量列车的瞬时速度和行车距离，并准确判断列车的状态，不仅精准度高，而且不受车速限制，提高了列车行驶的安全性。
可选地，在第一方面实施例的一种可能的实现形式中，所述激光光束的频率为所述摄像头图像传感器扫描频率的3倍以上。
可选地，在第一方面实施例的另一种可能的实现形式中，所述干涉条纹发生器包括：
光源；
与所述光源相连的第一光纤；
与所述光源相连的第二光纤；
与所述第一光纤相连的第一缝隙；
与所述第二光纤相连的第二缝隙。
可选地，在第一方面实施例的另一种可能的实现形式中，所述干涉条纹的数量大于2；
所述根据所述干涉条纹获取所述列车的行车距离和车速，还包括：
根据相邻两个所述干涉条纹之间的距离，获取所述列车的行车距离；
根据所述行车距离及所述激光光束的频率，获取所述列车的车速。
可选地，在第一方面实施例的另一种可能的实现形式中，所述干涉条纹发生器还包括光源控制器，用于根据所述车速对所述光源进行控制。
可选地，在第一方面实施例的再一种可能的实现形式中，所述列车控制系统，还用于：
当所述车速小于第一预设阈值时，所述光源控制器提高所述激光光束的发射频率，减小发射功率，并缩短所述激光光束的脉冲宽度；
当所述车速大于第二预设阈值时，所述光源控制器减小所述激光光束的发射频率，提高反射功率，并增大所述激光光束的脉冲宽度，其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。
可选地，在第一方面实施例的再一种可能的实现形式中，所述摄像头包括第一CMOS图像处理器和第二CMOS图像处理器。
可选地，在第一方面实施例的又一种可能的实现形式中，所述摄像头还包括设置在所述第一CMOS图像处理器之前的第一拍照孔滤镜和设置在所述第二CMOS图像处理器之前的第二拍照孔滤镜。
可选地，在第一方面实施例的又一种可能的实现形式中，所述列车包括多个车轮，所述行车滑鼠为多个，分别设置在所述列车上、靠近所述车轮边缘并且所述行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准所述车轮。
可选地，在第一方面实施例的另一种可能的实现形式中，所述列车控制系统，还用于：
当所述多个行车滑鼠测量的速度不一致时，所述车载控制器判断车轮出现磨损。
可选地，在第一方面实施例的另一种可能的实现形式中，所述行车滑鼠包括：
互为主备的主行车滑鼠和备行车滑鼠。
可选地，在第一方面实施例的再一种可能的实现形式中，所述行车滑鼠包括：
设置在所述列车上、靠近所述车轮边缘并且其中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准所述车轮的多个车轮行车滑鼠；以及
设置在所述列车上并与轨道平行的多个轨道行车滑鼠。
可选地，在第一方面实施例的再一种可能的实现形式中，所述列车控制系统，还用于：
当所述多个轨道行车滑鼠测量的车速不一致时，所述车载控制器判断轨道测速出现异常。
可选地，在第一方面实施例的又一种可能的实现形式中，所述列车控制系统，还用于：
当所述车轮行车滑鼠检测的车速大于所述轨道行车滑鼠的检测的车速时，所述车载控制器判断所述列车出现车轮空转。
可选地，在第一方面实施例的又一种可能的实现形式中，所述列车控制系统，还用于：
当所述车轮行车滑鼠检测的车速小于所述轨道行车滑鼠的检测的车速时，所述车载控制器判断所述列车出现车轮打滑。
本申请另一方面实施例提出的列车控制方法，包括：行车滑鼠中的干涉条纹发生器，发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹；所述行车滑鼠中的摄像头拍摄所述干涉条纹；车速及行车距离获取装置根据所述干涉条纹获取所述列车的行车距离和车速，以及将所述车速和所述行车距离发送至车载控制器；所述车载控制器，根据所述车速和所述行车距离获取所述列车的状态。
本申请实施例提供的列车控制方法，可以通过行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹，并通过行车滑鼠中的摄像头拍摄干涉条纹，之后通过行车滑鼠中的车速及行车距离获取装置根据干涉条纹获取列车的行车距离和车速，并将车速和行车距离发送至车载控制器，进而通过车载控制器根据车速和行车距离获取列车的状态。由此，通过行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射激光光束在轨道上形成干涉条纹并拍摄，之后即可根据拍摄到的、列车在摄像头感光时间内经过的干涉条纹的数量，计算出列车的行车距离和车速，从而实现了精确测量列车的瞬时速度和行车距离，并准确判断列车的状态，不仅精准度高，而且不受车速限制，提高了列车行驶的安全性。
本申请再一方面实施例提出的列车，其包括如前所述的列车控制系统。
本申请实施例提供的列车，包括行车滑鼠和车载控制器，其中行车滑鼠包括干涉条纹发生器、摄像头和车速及行车距离获取装置。干涉条纹发生器用于发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹，摄像头用于拍摄干涉条纹，车速及行车距离获取装置根据干涉条纹获取列车的行车距离和车速，并将车速和行车距离发送至车载控制器，进而车载控制器根据车速和行车距离获取列车的状态。由此，通过行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射激光光束在轨道上形成干涉条纹并拍摄，之后即可根据拍摄到的、列车在摄像头感光时间内经过的干涉条纹的数量，计算出列车的行车距离和车速，从而实现了精确测量列车的瞬时速度和行车距离，并准确判断列车的状态，不仅精准度高，而且不受车速限制，提高了列车行驶的安全性。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例所提供的一种列车控制系统的结构示意图；
图2为光的干涉原理示意图；
图3为本申请实施例所提供的一种行车滑鼠的结构示意图；
图4为运动激光干涉条纹的形成示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种列车控制系统的结构示意图；
图6为双CMOS图像处理器交替拍摄形成连续图像的示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种列车控制系统的结构示意图；
图8为判断车轮磨损的原理示意图；
图9为本申请实施例所提供的列车控制系统的安全冗余设计示意图；
图10为本申请实施例所提供的列车控制方法的流程示意图；
图11为本申请实施例所提供的列车的结构示意图。
附图标记说明：
列车控制系统-10、行车滑鼠-11、干涉条纹发生器-111、摄像头-112、车速及行车距离获取装置113、车载控制器12、列车控制系统-70、行车滑鼠-71、车载控制器-72。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的要素。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
本申请实施例针对现有列车测速系统不仅无法单独依靠列车上的测速传感器检测到车轮的打滑、空转、停车等问题，而且测速精度低，在车速大范围变化时，高速测速和低速测速的误差大的问题，提出一种列车控制系统。
本申请实施例提供的列车控制系统，包括行车滑鼠和车载控制器，其中行车滑鼠包括干涉条纹发生器、摄像头和车速及行车距离获取装置。干涉条纹发生器用于发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹，摄像头用于拍摄干涉条纹，车速及行车距离获取装置根据干涉条纹获取列车的行车距离和车速，并将车速和行车距离发送至车载控制器，进而车载控制器根据车速和行车距离获取列车的状态。由此，通过行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射激光光束在轨道上形成干涉条纹并拍摄，之后即可根据拍摄到的、列车在摄像头感光时间内经过的干涉条纹的数量，计算出列车的行车距离和车速，从而实现了精确测量列车的瞬时速度和行车距离，并准确判断列车的状态，不仅精准度高，而且不受车速限制，提高了列车行驶的安全性。
下面参考附图对本申请提供的列车控制系统、方法及列车进行详细描述。
图1为本申请实施例所提供的一种列车控制系统的结构示意图。
如图1所示，该列车控制系统10，包括：行车滑鼠11、车载控制器12。
其中，行车滑鼠11包括：
干涉条纹发生器111，用于发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹；
摄像头112，用于拍摄干涉条纹；
车速及行车距离获取装置113，用于根据干涉条纹获取列车的行车距离和车速，以及将车速和行车距离发送至车载控制器；
车载控制器12，用于根据车速和行车距离获取列车的状态。
需要说明的是，本申请实施例利用相干光源的衍射现象，通过干涉条纹发生器111按照一定频率发射激光光束，在轨道上形成干涉条纹，并通过摄像头112拍摄干涉条纹，之后通过车速及行车距离获取装置113在拍摄到的多个干涉条纹上选取相同的特征点，根据特征点在不同干涉条纹上的位置，计算出列车的行车距离，进而根据激光光束的发射频率以及列车的行车距离，计算出车速。车载控制器12根据车速及行车距离获取装置113发送的列车的车速和行车距离，获取列车的状态。
在本申请实施例中，车载控制器12可以记录获取到的列车的行车距离，即瞬时位移，并对瞬时位移进行积分，得到列车的位移曲线，形成准确的定位信息；并同时记录列车的瞬时车速，并行车速度曲线。通过列车的速度曲线和位移曲线，不仅可以判断列车当前的行驶状态(停稳、加速行驶、减速行驶、匀速行驶等)，还可以追溯列车的运行记录，以便于排查列车故障。
需要说明的是，光波是以正弦波的形式在介质中传播的，由于光波传播的独立性和线性叠加性，两束或两束以上同频光波相遇时，会根据相位的不同出现光强增强或减弱的现象。下面以相干光(周期及振动方向相同且相位差恒定的光)为例，简要解释一下干涉条纹的产生原理。如图2所示，为光的干涉原理示意图，光源S通过间隔为d的两条狭缝S1和S2产生的两束波长为λ的相干光发生干涉，并在距离为D的屏幕上产生干涉条纹，S1至S2的中点与P点的连线，与S1至S2的中点与O点的连线的夹角为θ，由S1向S2P作垂线，垂线与S2P的交点距S2的距离为δ，现判断距离干涉条纹的中点O为x的P点的光强。
两束光的光程差
所以
每个条纹的宽度
由此可知，当n为偶数时，光程差为波长的整数倍，振幅增大，光强增强，为亮条纹；n为奇数时为暗条纹。故可知，在一定的距离x下亮度是恒定的，且随着x的变化明暗交替出现，即产生干涉条纹。
进一步的，根据相干光源在屏幕上产生干涉条纹的原理，若要在轨道上形成干涉条纹，需要产生两束频率相同、相位差恒定、振动方向一致的相干光源。而由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相位差，因此，可以借助于光学装置(如光导纤维)将一个激光光源发出的光波(源波)分为若干个波。由于这些波来自同一源波，所以，当源波的初位相改变时，各成员波的初位相都随之作相同的改变，从而它们之间的相位差保持不变。同时，各成员波的频率、偏振方向亦与源波一致。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，上述干涉条纹发生器111，可以包括：
光源；
与所述光源相连的第一光纤；
与所述光源相连的第二光纤；
与所述第一光纤相连的第一缝隙；
与所述第二光纤相连的第二缝隙。
如图3所示，为本申请实施例所提供的一种行车滑鼠的结构示意图。在本申请实施例中，L1和L2分别为与光源连接的第一光纤和第二光纤，S1和S2为与第一光纤相连的第一缝隙，S2为与第二光纤相连的第二缝隙。
在本申请实施例中，光源采用单模激光光源，可以利用行车滑鼠的外置激光光源，通过多芯光纤向多个不同的行车滑鼠提供光源。每个行车滑鼠通过内部的第一光纤L1和第二光纤L2将激光源分成两路干涉激光源，之后分别通过相距一定距离的第一缝隙S1和第二缝隙S2，在轨道梁的表面上反射激光束，在反射面上形成干涉条纹。
需要说明的是，光纤的参数、第一缝隙和第二缝隙之间的间隙大小等可以根据实际需要选取，比如可以选用波长为850纳米、1310纳米或1550纳米的光纤，而不局限于此，并根据所选用的光纤的波长，选取与光纤波长匹配的激光光源。例如，采用的光纤的波长为850纳米，那么激光光源的波长也要为850纳米。第一光纤、第二光纤的长度可以选取1米，第一缝隙和第二缝隙直接的间隙可以是1毫米。
在本申请实施例中，摄像头112中的图像处理器可以采用高速互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)图像处理器，高速COMS图像处理器可以以每秒1000帧至5000帧，甚至更高的速率采集图像。
进一步的，本申请实施例采用的光源为可控激光光源，控制激光光束的发射频率的脉冲信号的脉冲宽度从飞秒到微秒可调。为保证每帧图像可以感光两个以上的干涉条纹，需要保证激光光束的发射频率为CMOS图像处理器扫描频率的3倍以上。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，所述激光光束的频率为所述摄像头图像传感器扫描频率的3倍以上。
进一步的，通过摄像头112拍摄到多个干涉条纹之后，即可对拍摄到的图像进行处理，以获取到列车的行车距离和车速。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，所述干涉条纹的数量大于2；
所述根据所述干涉条纹获取所述列车的行车距离和车速，还包括：
根据相邻两个所述干涉条纹之间的距离，获取所述列车的行车距离；
根据所述行车距离及所述激光光束的频率，获取所述列车的车速。
举例来说，如图4所示，为运动激光干涉条纹的形成示意图。假设行车滑鼠与轨道间的距离为D，激光光束的波长为λ，第一缝隙和第二缝隙间的距离为d，CMOS感光帧开始时刻为t0，T1时刻发送激光束，到达轨道时间为t1，并在轨道上形成干涉条纹1并成像；T2时刻发送再次发送激光束，到达轨道时间为t2，在轨道形成干涉条纹2并成像。之后车速及行车距离获取装置113对采集到的干涉条纹图像进行图像处理，首先寻找特征点x和干涉条纹中心，根据条纹数量，确定特征点x在干涉条纹1上的位置
确定特征点x在干涉条纹2上的位置
其中，n1和n2分别为x1和x2距干涉条纹中心的干涉条纹的数量，那么列车从T1时刻至T2时刻的行车距离为L＝x1+x2，车速为V＝L/(T2-T1)。
进一步的，如图4所示，一个CMOS时间帧包括感光帧和消隐帧，当CMOS时间帧处于感光帧时，CMOS图像处理器进行感光；当CMOS时间帧处于消隐帧时，CMOS图像处理器停止感光，对感光帧内采集到的信息进行处理，以生成图像数据。因此，当使用一个CMOS图像处理器采集干涉条纹图像时，会造成消隐帧内产生的干涉条纹无法被采集到，从而可以采用两个CMOS图像处理器交替拍摄的方式，保证可以采集到所有干涉条纹。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，摄像头112包括第一CMOS图像处理器和第二CMOS图像处理器，以及设置在所述第一CMOS图像处理器之前的第一拍照孔滤镜和设置在所述第二CMOS图像处理器之前的第二拍照孔滤镜。
需要说明的是，如图5所示，为本申请实施例提供的另一种列车控制系统的结构示意图，行车滑鼠11的摄像头中包含两个CMOS图像处理器，以及分别设置在两个CMOS图像处理器之前的两个拍照孔滤镜。拍照孔滤镜可以滤除杂光，以使得拍摄到的图像更加清晰。在本申请实施例中，第一CMOS图像处理器与第二CMOS图像处理器在成像时间上互相补充，一个CMOS图像处理器处在消隐帧时，另一个处在感光帧进行感光，保证随时都有一个CMOS图像处理器在感光拍照，之后通过车速及行车距离获取装置113对两个CMOS图像处理器采集到的图像进行拼接，形成连续图像。其中，车速及行车距离获取装置113可以利用ARMCORTEX A9处理器，将两个CMOS图像处理器采集到的图像拼接成连续图像。如图6所示，为双CMOS图像处理器交替拍摄形成连续图像的示意图。
进一步的，本申请实施例的激光光源可以采用可控激光光源，并根据实时车速调整激光光源的发射频率、脉冲宽度等，以使得车速大范围变化时，也可以拍摄到清晰的干涉条纹图像，提高测量精度。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，干涉条纹发生器111还包括光源控制器，用于根据所述车速对所述光源进行控制。
在本申请实施例中，可以预设车速第一预设阈值和第二预设阈值，并根据实时车速与第一预设阈值和第二预设阈值的关系，调整激光光束的发射频率和脉冲宽度。
具体的，当所述车速小于第一预设阈值时，所述光源控制器提高所述激光光束的发射频率，减小发射功率，并缩短所述激光光束的脉冲宽度；
当所述车速大于第二预设阈值时，所述光源控制器减小所述激光光束的发射频率，提高发射功率，并增大所述激光光束的脉冲宽度，其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。
需要说明的是，当车速小于第一预设阈值时，可以确定当前列车为低速行驶，并提高激光光束的发射频率，减小发射功率，以及缩短激光光束的脉冲宽度，以使得CMOS图像处理器采集到的每帧图像都包含足够多的干涉条纹，并通过缩短激光光束的脉冲宽度，保证各干涉条纹间不产生重叠；当车速大于第二预设阈值时，可以确定当前列车为高速行驶，并减小激光光束的发射频率，提高发射功率，以及增大激光光束的脉冲宽度，以使得CMOS图像处理器采集到的每帧图像都包含足够多的干涉条纹，并且列车高速行驶时，单位时间内通过的距离较大，因此可以适当减小激光光束的发射频率，并增大激光光束的脉冲宽度，以在保证各干涉条纹间不产生重叠的同时，提高拍摄到的干涉条纹的清晰度，即提高图像分辨率，进一步提高测量精度。
在本申请实施例一种可能的实现形式中，如图5所示，激光光源的发射频率、脉冲宽度等还可以通过车速及行车距离获取装置113或车载控制器12进行控制。
需要说明的是，第一预设阈值和第二预设阈值可以根据实际需要或者经验预设，本申请实施例对此不做限定。
本申请实施例提供的列车控制系统，包括行车滑鼠和车载控制器，其中行车滑鼠包括干涉条纹发生器、摄像头和车速及行车距离获取装置。干涉条纹发生器用于发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹，摄像头用于拍摄干涉条纹，车速及行车距离获取装置根据干涉条纹获取列车的行车距离和车速，并将车速和行车距离发送至车载控制器，进而车载控制器根据车速和行车距离获取列车的状态。由此，通过行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射激光光束在轨道上形成干涉条纹并拍摄，之后即可根据拍摄到的、列车在摄像头感光时间内经过的干涉条纹的数量，计算出列车的行车距离和车速，从而实现了精确测量列车的瞬时速度和行车距离，并准确判断列车的状态，不仅精准度高，而且不受车速限制，提高了列车行驶的安全性。
在本申请一种可能实现形式中，列车控制系统可以包括多个行车滑鼠，并根据多个行车滑鼠的测量结果，判断列车的状态。或者在多个行车滑鼠的测量结果不同时，校正测量结果，以提高测量的精确性。
下面结合图7，对本申请实施例提供的列车控制系统进行进一步说明。
图7为本申请实施例所提供的另一种列车控制系统的结构示意图。
如图7所示，该列车控制系统70，包括：多个行车滑鼠71和车载控制器72。
其中，多个行车滑鼠71分别设置在所述列车上、靠近所述车轮边缘并且行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准所述车轮，车载控制器72可以根据多个行车滑鼠71获取的行车距离和车速信息，确定列车的状态。
具体的，车载控制器72可以根据多个行车滑鼠71获取的车速信息，确定车轮的磨损情况。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，当多个行车滑鼠71测量的速度不一致时，所述车载控制器判断车轮出现磨损。
需要说明的是，在本申请实施例一种可能的实现形式中，行车滑鼠71设置在列车上、靠近车轮边缘，并且行车滑鼠71中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准车轮，以使得干涉条纹发生器发射的激光光束可以在车轮表面形成干涉条纹，进而通过行车滑鼠71获取车轮表面的线速度，即得到列车的瞬时车速。由于列车在行驶过程中，各车轮的转速相同，若各行车滑鼠71获取到的各车轮的线速度不同，则可以确定车轮的半径不同，即有车轮出现磨损。在确定出车轮出现磨损情况时，车载控制器72可以发出“车轮磨损”报警信息，以使得列车营运人员可以及时了解列车的故障信息，并及时进行维修。
进一步的，在本申请实施例另一种可能实现形式中，还可以根据设置在列车上、靠近车轮边缘并且行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准车轮的行车滑鼠71是否可以接收到车轮的反射光线，以使得CMOS图像处理器可以拍摄到干涉条纹并进行正常测量，来判断车轮的磨损情况。
具体的，可以通过在行车滑鼠71上设置感光窗口，使得车轮半径在预设的范围内时，感光窗口可以接收到车轮的反射光线，从而确定车轮未出现磨损，或磨损程度较小，无需进行报警；而当车轮半径不在预设的范围内时，感光窗口无法接收到车轮的反射光线，，从而确定车轮出现磨损情况严重，需要进行报警。
如图8所示，为判断车轮磨损的原理示意图。当车轮半径在圆1和圆2之间时，反射光线1和2在行车滑鼠的感光窗口下限和上限之间，能够正常测量车轮表面的线速度；当车轮半径小于2时，反射光线3不能被感光窗口接收，此时可以确定车轮磨损严重，报并进行警处理。另外，对于胎压过低、车轮爆胎、车轮丢失的情况，感光窗口也不能正常接收车轮表面的反射光线，也可以进行报警处理。
进一步的，为了进一步准确判断列车的状态及故障信息，如列车停稳、正向行驶、逆向行驶、车轮空转、打滑等，列车控制系统中还可以包括车轮行车滑鼠和轨道行车滑鼠，分别用来测量车轮的行驶速度和列车相对于地面的实际行驶速度。即在本申请实施例中可能的实现形式中，所述行车滑鼠包括：
设置在所述列车上、靠近所述车轮边缘并且其中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准所述车轮的多个车轮行车滑鼠；以及
设置在所述列车上并与轨道平行的多个轨道行车滑鼠。
其中，车轮行车滑鼠安装在列车车厢下方、靠近车轮边缘，并且其中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准车轮表面，以使干涉条纹发生器发射的激光光束可以在车轮表面形成干涉条纹；轨道行车滑鼠也安装在列车车厢下方，并且与轨道平行，即保证轨道行车滑鼠发射的激光光束可以对准轨道且与轨道表面垂直。另外，车轮行车滑鼠与车轮之间，以及轨道行车滑鼠与轨道之间需要保持一定的安全距离，以防止列车颠簸使得行车滑鼠接触地面或车轮，引起的碰撞损坏。
需要说明的是，本申请实施例中的车轮行车滑鼠与车轮之间的距离，以及轨道行车滑鼠与轨道之间的距离是可调的，实际使用时，可以根据实际需要调节车轮行车滑鼠与车轮之间的距离，以及轨道行车滑鼠与轨道之间的距离，本申请实施例对此不做限定。比如，车轮行车滑鼠与车轮之间的安全距离，以及轨道行车滑鼠与轨道之间的安全距离可以是1米。
在本申请实施例中，车载控制器72可以根据多个车轮行车滑鼠和多个轨道行车滑鼠的测量结果，判断列车的状态。具体可以分为以下几种情况。
情况一
当所述多个轨道行车滑鼠测量的车速不一致时，所述车载控制器判断轨道测速出现异常。
可以理解的是，当列车正常行驶时，列车各部位相对于地面的速度是相同的，因此若多个轨道行车滑鼠测量的车速不一致，则可以确定轨道测速出现异常，并可以发出报警信息，以使得列车维修人员可以及时对轨道测速模块进行检修。
情况二
当所述车轮行车滑鼠检测的车速大于所述轨道行车滑鼠的检测的车速时，所述车载控制器判断所述列车出现车轮空转。
可以理解的是，当列车正常行驶时，车轮的线速度和列车相对于地面的速度是相同的，即车轮行车滑鼠检测的车速与轨道行车滑鼠检测的车速应当相同。若车轮行车滑鼠检测的车速大于轨道行车滑鼠的检测的车速，则可以确定车轮在转动而列车并没有运行，或运行速度小于车轮的转动速度，即可以确定列车出现车轮空转。
情况三
当所述车轮行车滑鼠检测的车速小于所述轨道行车滑鼠的检测的车速时，所述车载控制器判断所述列车出现车轮打滑。
可以理解的是，当列车正常行驶时，车轮的线速度和列车相对于地面的速度是相同的，即车轮行车滑鼠检测的车速与轨道行车滑鼠检测的车速应当相同。若车轮行车滑鼠检测的车速小于轨道行车滑鼠的检测的车速，则可以确定列车相对于地面产生了位移，而车轮却没有在转动，或车轮的转动速度小于列车的运行速度，即可以确定列车出现车轮打滑。
情况四
当所述车轮行车滑鼠检测的车速与所述轨道行车滑鼠的检测的车速均为0时，所述车载控制器判断所述列车停稳。
情况五
当所述车轮行车滑鼠检测的车速与所述轨道行车滑鼠的检测的车速均为正向速度时，所述车载控制器判断所述列车前行；当所述车轮行车滑鼠检测的车速与所述轨道行车滑鼠的检测的车速均为反向速度时，所述车载控制器判断所述列车后退。
需要说明的是，在本申请实施例一种可能的实现形式中，可以将列车的前进方向预设为正向车速的方向，若检测到的车速方向与预设的速度方向相符，则确定车速方向为正向，即列车前行；反之，列车后退。
进一步的，为了提高列车控制系统对列车状态判断的可靠性，可以对列车控制系统进行安全冗余设计，即列车控制系统可以包括两套行车滑鼠和两套车载控制器，并对两套车载控制器的判断结果进行裁决，以降低列车控制系统发生误判的几率。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，所述行车滑鼠包括：
互为主备的主行车滑鼠和备行车滑鼠。
如图9所示，为本申请实施例所提供的列车控制系统的安全冗余设计示意图。在本申请实施例中，可以采用2乘2取二的方法实现安全冗余设计。如图9所示，A系车载和B系车载控制器为分别设置在车头和车尾的车载控制器，互为主备关系。A系的两套轨道行车滑鼠测量列车相对于轨道的速度；A系的两套车轮行车滑鼠测量车轮表面的线速度和车轮半径。B系的两套轨道行车滑鼠测量列车相对于轨道的速度；B系的两套车轮行车滑鼠测量车轮表面的线速度和测量车轮半径。集中激光光源为A系和B系的行车滑鼠提供光源，并且A系和B系采用不同波长的激光源，以防止共因失败，提高环境适应能力。对于多行车滑鼠的应用场景，激光光束的发射功率、频率和脉冲宽度控制由车载控制器集中控制，不再由行车滑鼠内置的车速及行车距离获取装置控制。对于单独使用的行车滑鼠的应用场景，激光光源可以由行车滑鼠内部的车速及行车距离获取装置控制。
本申请实施例提供的列车控制系统，包括多个车轮行车滑鼠和轨道行车滑鼠，以及车载控制器，其中车轮行车滑鼠可以检测车轮表面的线速度以及车轮的磨损程度，轨道行车滑鼠可以检测列车相对于轨道的行驶速度，之后车载控制器可以根据车轮行车滑鼠和轨道行车滑鼠的检测结果，确定列车的状态、车轮的磨损情况，以及车轮空转、打滑等故障信息，并且通过主备行车滑鼠实现安全冗余设计。由此，通过多个行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射激光光束在轨道上形成干涉条纹并拍摄，之后即可根据拍摄到的、列车在摄像头感光时间内经过的干涉条纹的数量，计算出各行车滑鼠检测到的列车的行车距离和车速，从而不仅实现了精确测量列车的瞬时速度和行车距离，准确判断列车的状态，而且可以及时检测到车轮的磨损、空转、打滑等故障信息并进行报警，进一步提高了列车行驶的安全性。
为了实现上述实施例，本申请还提出一种列车控制方法。
下面基于上述列车控制装置，对本申请实施例提供的列车控制方法进行详细说明。
图10为本申请实施例提供的一种列车控制方法的流程示意图。
如图10所示，该列车控制方法，包括以下步骤：
步骤1001，行车滑鼠中的干涉条纹发生器，发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹。
需要说明的是，本申请实施例利用相干光源的衍射现象，通过干涉条纹发生器按照一定频率发射激光光束，在轨道上形成干涉条纹。
进一步的，根据相干光源在屏幕上产生干涉条纹的原理，若要在轨道上形成干涉条纹，需要产生两束频率相同、相位差恒定、振动方向一致的相干光源。而由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相位差，因此，可以借助于光学装置(如光导纤维)将一个激光光源发出的光波(源波)分为若干个波。由于这些波来自同一源波，所以，当源波的初位相改变时，各成员波的初位相都随之作相同的改变，从而它们之间的相位差保持不变。同时，各成员波的频率、偏振方向亦与源波一致。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，上述干涉条纹发生器，可以包括：
光源；
与所述光源相连的第一光纤；
与所述光源相连的第二光纤；
与所述第一光纤相连的第一缝隙；
与所述第二光纤相连的第二缝隙。
进一步的，本申请实施例的激光光源可以采用可控激光光源，并根据实时车速调整激光光源的发射频率、脉冲宽度等，以使得车速大范围变化时，也可以拍摄到清晰的干涉条纹图像，提高测量精度。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，干涉条纹发生器还包括光源控制器，上述步骤1001，还可以包括：
所述光源控制器根据所述车速对所述光源进行控制。
在本申请实施例中，可以预设车速第一预设阈值和第二预设阈值，并根据实时车速与第一预设阈值和第二预设阈值的关系，调整激光光束的发射频率和脉冲宽度。
具体的，当所述车速小于第一预设阈值时，所述光源控制器提高所述激光光束的发射频率，减小发射功率，并缩短所述激光光束的脉冲宽度；
当所述车速大于第二预设阈值时，所述光源控制器减小所述激光光束的发射频率，提高发射功率，并增大所述激光光束的脉冲宽度，其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。
在本申请实施例中，可以预设车速第一预设阈值和第二预设阈值，并根据实时车速与第一预设阈值和第二预设阈值的关系，调整激光光束的发射频率和脉冲宽度。
具体的，当所述车速小于第一预设阈值时，所述光源控制器提高所述激光光束的发射频率，减小发射功率，并缩短所述激光光束的脉冲宽度；
当所述车速大于第二预设阈值时，所述光源控制器减小所述激光光束的发射频率，提高发射功率，并增大所述激光光束的脉冲宽度，其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。
步骤1002，所述行车滑鼠中的摄像头拍摄所述干涉条纹。
需要说明的是，通过干涉条纹发生器按照一定频率发射激光光束，在轨道上形成干涉条纹之后，即可控制摄像头拍摄干涉条纹。
在本申请实施例中，摄像头中的图像处理器可以采用高速互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)图像处理器，高速COMS图像处理器可以以每秒1000帧至5000帧，甚至更高的速率采集图像。
进一步的，本申请实施例采用的光源为可控激光光源，控制激光光束的发射频率的脉冲信号的脉冲宽度从飞秒到微秒可调。为保证每帧图像可以感光两个以上的干涉条纹，需要保证激光光束的发射频率为CMOS图像处理器扫描频率的3倍以上。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，所述激光光束的频率为所述摄像头图像传感器扫描频率的3倍以上。
进一步的，如图4所示，一个CMOS时间帧包括感光帧和消隐帧，当CMOS时间帧处于感光帧时，CMOS图像处理器进行感光；当CMOS时间帧处于消隐帧时，CMOS图像处理器停止感光，对感光帧内采集到的信息进行处理，以生成图像数据。因此，当使用一个CMOS图像处理器采集干涉条纹图像时，会造成消隐帧内产生的干涉条纹无法被采集到，从而可以采用两个CMOS图像处理器交替拍摄的方式，保证可以采集到所有干涉条纹。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，所述摄像头包括第一CMOS图像处理器和第二CMOS图像处理器，以及设置在所述第一CMOS图像处理器之前的第一拍照孔滤镜和设置在所述第二CMOS图像处理器之前的第二拍照孔滤镜。
需要说明的是，拍照孔滤镜可以滤除杂光，以使得拍摄到的图像更加清晰。在本申请实施例中，可以控制第一CMOS图像处理器与第二CMOS图像处理器在成像时间上互相补充，一个CMOS图像处理器处在消隐帧时，另一个处在感光帧进行感光，保证随时都有一个CMOS图像处理器在感光拍照，之后通过车速及行车距离获取装置对两个CMOS图像处理器采集到的图像进行拼接，形成连续图像。
步骤1003，行车滑鼠中的车速及行车距离获取装置根据所述干涉条纹获取所述列车的行车距离和车速，以及将所述车速和所述行车距离发送至车载控制器。
在本申请实施例中，在通过摄像头拍摄到多个干涉条纹之后，即可通过行车滑鼠中的车速及行车距离获取装置对拍摄到的图像进行处理，以获取到列车的行车距离和车速，并将结果发送给车载控制器。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，所述干涉条纹的数量大于2；
所述根据所述干涉条纹获取所述列车的行车距离和车速，还包括：
根据相邻两个所述干涉条纹之间的距离，获取所述列车的行车距离；
根据所述行车距离及所述激光光束的频率，获取所述列车的车速。
举例来说，如图4所示，为运动激光干涉条纹的形成示意图。假设行车滑鼠与轨道间的距离为D，激光光束的波长为λ，第一缝隙和第二缝隙间的距离为d，CMOS感光帧开始时刻为t0，T1时刻发送激光束，到达轨道时间为t1，并在轨道上形成干涉条纹1并成像；T2时刻发送再次发送激光束，到达轨道时间为t2，在轨道形成干涉条纹2并成像。之后车速及行车距离获取装置113对采集到的干涉条纹图像进行图像处理，首先寻找特征点x和干涉条纹中心，根据条纹数量，确定特征点x在干涉条纹1上的位置
确定特征点x在干涉条纹2上的位置
其中，n1和n2分别为x1和x2距干涉条纹中心的干涉条纹的数量，那么列车从T1时刻至T2时刻的行车距离为L＝x1+x2，车速为V＝L/(T2-T1)。
步骤1004，所述车载控制器，根据所述车速和所述行车距离获取所述列车的状态。
在本申请实施例中，在通过行车滑鼠中的车速及行车距离获取装置获取到行车距离和车速之后，即可将行车距离和车速发送给车载控制器，通过车载控制器根据车速及行车距离获取装置发送的列车的车速和行车距离，获取列车的状态。
在本申请实施例中，可以记录获取到的列车的行车距离，即瞬时位移，并对瞬时位移进行积分，得到列车的位移曲线，形成准确的定位信息；并同时记录列车的瞬时车速，并行车速度曲线。通过列车的速度曲线和位移曲线，不仅可以判断列车当前的行驶状态(停稳、加速行驶、减速行驶、匀速行驶等)，还可以追溯列车的运行记录，以便于排查列车故障。
进一步的，列车控制方法还可以根据多个行车滑鼠的测量结果，判断列车的状态。或者在多个行车滑鼠的测量结果不同时，校正测量结果，以提高测量的精确性。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，所述列车包括多个车轮，所述行车滑鼠为多个，分别设置在所述列车上、靠近所述车轮边缘并且所述行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准所述车轮。
进一步的，车载控制器可以根据多个行车滑鼠获取的行车距离和车速信息，确定列车的状态。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，上述步骤1004，还可以包括：
当所述多个行车滑鼠测量的速度不一致时，所述车载控制器判断车轮出现磨损。
需要说明的是，在本申请实施例一种可能的实现形式中，可以通过设置在车轮边上的行车滑鼠获取车轮表面的线速度，进而得到列车的瞬时车速。由于列车在行驶过程中，各车轮的转速相同，若各行车滑鼠获取到的各车轮的线速度不同，则可以确定车轮的半径不同，即有车轮出现磨损。在确定出车轮出现磨损情况时，通过车载控制器发出“车轮磨损”报警信息，以使得列车营运人员可以及时了解列车的故障信息，并及时进行维修。
进一步的，在本申请实施例另一种可能实现形式中，还可以根据设置在车轮边上的行车滑鼠是否可以接收到车轮的反射光线，以使得CMOS图像处理器可以拍摄到干涉条纹并进行正常测量，来判断车轮的磨损情况。
具体的，可以通过在行车滑鼠上设置感光窗口，使得车轮半径在预设的范围内时，感光窗口可以接收到车轮的反射光线，从而确定车轮未出现磨损，或磨损程度较小，无需进行报警；而当车轮半径不在预设的范围内时，感光窗口无法接收到车轮的反射光线，，从而确定车轮出现磨损情况严重，需要进行报警。
进一步的，为了进一步准确判断列车的状态及故障信息，如列车停稳、正向行驶、逆向行驶、车轮空转、打滑等，该列车控制方法还可以通过车轮行车滑鼠和轨道行车滑鼠分别测量车轮的行驶速度和列车相对于地面的实际行驶速度。即在本申请实施例中可能的实现形式中，所述行车滑鼠包括：
设置在所述列车上、靠近所述车轮边缘并且其中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准所述车轮的多个车轮行车滑鼠；以及
设置在所述列车上并与轨道平行的多个轨道行车滑鼠。
其中，车轮行车滑鼠安装在列车车厢下方、靠近车轮边缘，并且其中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准车轮表面，以使干涉条纹发生器发射的激光光束可以在车轮表面形成干涉条纹；轨道行车滑鼠也安装在列车车厢下方，并且与轨道平行，即保证轨道行车滑鼠发射的激光光束可以对准轨道且与轨道表面垂直。另外，车轮行车滑鼠与车轮之间，以及轨道行车滑鼠与轨道之间需要保持一定的安全距离，以防止列车颠簸使得行车滑鼠接触地面，引起的碰撞损坏。
需要说明的是，本申请实施例中的车轮行车滑鼠与车轮之间的距离，以及轨道行车滑鼠与轨道之间的距离是可调的，实际使用时，可以根据实际需要调节车轮行车滑鼠与车轮之间的距离，以及轨道行车滑鼠与轨道之间的距离，本申请实施例对此不做限定。比如，车轮行车滑鼠与车轮之间的安全距离，以及轨道行车滑鼠与轨道之间的安全距离可以是1米。
在本申请实施例中，可以根据多个车轮行车滑鼠和多个轨道行车滑鼠的测量结果，判断列车的状态。具体可以分为以下几种情况。
情况一
当所述多个轨道行车滑鼠测量的车速不一致时，所述车载控制器判断轨道测速出现异常。
情况二
当所述车轮行车滑鼠检测的车速大于所述轨道行车滑鼠的检测的车速时，所述车载控制器判断所述列车出现车轮空转。
情况三
当所述车轮行车滑鼠检测的车速小于所述轨道行车滑鼠的检测的车速时，所述车载控制器判断所述列车出现车轮打滑。
情况四
当所述车轮行车滑鼠检测的车速与所述轨道行车滑鼠的检测的车速均为0时，所述车载控制器判断所述列车停稳。
情况五
当所述车轮行车滑鼠检测的车速与所述轨道行车滑鼠的检测的车速均为正向车速时，所述车载控制器判断所述列车前行；当所述车轮行车滑鼠检测的车速与所述轨道行车滑鼠的检测的车速均为反向速度时，所述车载控制器判断所述列车后退。
需要说明的是，在本申请实施例一种可能的实现形式中，可以将列车的前进方向预设为正向车速的方向，若检测到的车速方向与预设的车速方向相符，则确定车速方向为正向，即列车前行；反之，列车后退。
进一步的，为了提高该列车控制方法对列车状态判断的可靠性，可以对进行安全冗余设计，即可以通过两套行车滑鼠和两套车载控制器，并对两套车载控制器的判断结果进行裁决，以降低该列车控制方法发生误判的几率。即在本申请实施例一种可能的实现形式中，所述行车滑鼠包括：
互为主备的主行车滑鼠和备行车滑鼠。
在本申请实施例中，可以采用2乘2取二的方法实现安全冗余设计。如图9所示，A系车载控制器和B系车载控制器为分别设置在车头和车尾的车载控制器，互为主备关系。A系的两套轨道行车滑鼠测量列车相对于轨道的速度；A系的两套车轮行车滑鼠测量车轮表面的线速度和车轮半径。B系的两套轨道行车滑鼠测量列车相对于轨道的速度；B系的两套车轮行车滑鼠测量车轮表面的线速度和测量车轮半径。集中激光光源为A系和B系的行车滑鼠提供光源，并且A系和B系采用不同波长的激光源。
本申请实施例提供的列车控制方法，可以通过行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹，并通过行车滑鼠中的摄像头拍摄干涉条纹，之后通过行车滑鼠中的车速及行车距离获取装置根据干涉条纹获取列车的行车距离和车速，并将车速和行车距离发送至车载控制器，进而通过车载控制器根据车速和行车距离获取列车的状态。由此，通过行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射激光光束在轨道上形成干涉条纹并拍摄，之后即可根据拍摄到的、列车在摄像头感光时间内经过的干涉条纹的数量，计算出列车的行车距离和车速，从而实现了精确测量列车的瞬时速度和行车距离，并准确判断列车的状态，不仅精准度高，而且不受车速限制，提高了列车行驶的安全性。
为了实现上述实施例，本申请还提出一种列车。
图11是本申请实施例所提供的列车的结构示意图。
如图11所示，该列车包括如前所述的列车控制系统。
本申请实施例提供的列车，包括行车滑鼠和车载控制器，其中行车滑鼠包括干涉条纹发生器、摄像头和车速及行车距离获取装置。干涉条纹发生器用于发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹，摄像头用于拍摄干涉条纹，车速及行车距离获取装置根据干涉条纹获取列车的行车距离和车速，并将车速和行车距离发送至车载控制器，进而车载控制器根据车速和行车距离获取列车的状态。由此，通过行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射激光光束在轨道上形成干涉条纹并拍摄，之后即可根据拍摄到的、列车在摄像头感光时间内经过的干涉条纹的数量，计算出列车的行车距离和车速，从而实现了精确测量列车的瞬时速度和行车距离，并准确判断列车的状态，不仅精准度高，而且不受车速限制，提高了列车行驶的安全性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (20)
1.一种列车控制系统，其特征在于，包括：
行车滑鼠，所述行车滑鼠包括：
干涉条纹发生器，用于发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹，所述干涉条纹发生器包括光源和光源控制器，用于根据车速对所述光源进行控制；当所述车速小于第一预设阈值时，所述光源控制器提高所述激光光束的发射频率，减小发射功率，并缩短所述激光光束的脉冲宽度；当所述车速大于第二预设阈值时，所述光源控制器减小所述激光光束的发射频率，提高发射功率，并增大所述激光光束的脉冲宽度，其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
摄像头，用于拍摄所述干涉条纹；
车速及行车距离获取装置，用于根据所述干涉条纹获取所述列车的行车距离和车速，以及将所述车速和所述行车距离发送至车载控制器；
所述车载控制器，用于根据所述车速和所述行车距离获取所述列车的状态。
2.如权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，所述激光光束的频率为所述摄像头的图像处理器扫描频率的3倍以上。
3.如权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，所述干涉条纹发生器还包括：
与所述光源相连的第一光纤；
与所述光源相连的第二光纤；
与所述第一光纤相连的第一缝隙；
与所述第二光纤相连的第二缝隙。
4.如权利要求1-3任一所述的列车控制系统，其特征在于，所述干涉条纹的数量大于2；
所述根据所述干涉条纹获取所述列车的行车距离和车速，还包括：
根据相邻两个所述干涉条纹之间的距离，获取所述列车的行车距离；
根据所述行车距离及所述激光光束的频率，获取所述列车的车速。
5.如权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，所述摄像头包括第一CMOS图像处理器和第二CMOS图像处理器。
6.如权利要求5所述的列车控制系统，其特征在于，所述摄像头还包括设置在所述第一CMOS图像处理器之前的第一拍照孔滤镜和设置在所述第二CMOS图像处理器之前的第二拍照孔滤镜。
7.如权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，所述列车包括多个车轮，所述行车滑鼠为多个，分别设置在所述列车上、靠近所述车轮边缘并且所述行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准所述车轮。
8.如权利要求7所述的列车控制系统，其特征在于，当所述多个行车滑鼠测量的车速不一致时，所述车载控制器判断车轮出现磨损。
9.如权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，所述行车滑鼠包括：
互为主备的主行车滑鼠和备行车滑鼠。
10.如权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，所述行车滑鼠包括：
设置在所述列车上、靠近车轮的边缘并且其中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准所述车轮的多个车轮行车滑鼠；以及
设置在所述列车上并与轨道平行的多个轨道行车滑鼠。
11.如权利要求10所述的列车控制系统，其特征在于，当所述多个轨道行车滑鼠测量的车速不一致时，所述车载控制器判断轨道测速出现异常。
12.如权利要求10所述的列车控制系统，其特征在于，当所述车轮行车滑鼠检测的车速大于所述轨道行车滑鼠的检测的车速时，所述车载控制器判断所述列车出现车轮空转。
13.如权利要求10所述的列车控制系统，其特征在于，当所述车轮行车滑鼠检测的车速小于所述轨道行车滑鼠的检测的车速时，所述车载控制器判断所述列车出现车轮打滑。
14.一种列车控制方法，其特征在于，包括：
行车滑鼠中的干涉条纹发生器，发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹，所述干涉条纹发生器还包括光源和光源控制器；所述行车滑鼠中的干涉条纹发生器，发射激光光束以在轨道上形成干涉条纹之前，还包括：所述光源控制器根据车速对所述光源进行控制；当所述车速小于第一预设阈值时，所述光源控制器提高所述激光光束的发射频率，减小发射功率，并缩短所述激光光束的脉冲宽度；当所述车速大于第二预设阈值时，所述光源控制器减小所述激光光束的发射频率，提高发射功率，并增大所述激光光束的脉冲宽度，其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
所述行车滑鼠中的摄像头拍摄所述干涉条纹；
所述行车滑鼠中的车速及行车距离获取装置根据所述干涉条纹获取所述列车的行车距离和车速，以及将所述车速和所述行车距离发送至车载控制器；
所述车载控制器，根据所述车速和所述行车距离获取所述列车的状态。
15.如权利要求14所述的列车控制方法，其特征在于，所述干涉条纹的数量大于2；
所述根据所述干涉条纹获取所述列车的行车距离和车速，还包括：
根据相邻两个所述干涉条纹之间的距离，获取所述列车的行车距离；
根据所述行车距离及所述激光光束的频率，获取所述列车的车速。
16.如权利要求14所述的列车控制方法，其特征在于，所述列车包括多个车轮，所述行车滑鼠为多个，分别设置在所述列车上、靠近所述车轮边缘并且所述行车滑鼠中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准所述车轮；
当所述多个行车滑鼠测量的速度不一致时，所述车载控制器判断车轮出现磨损。
17.如权利要求14所述的列车控制方法，其特征在于，所述行车滑鼠包括：设置在所述列车上、靠近车轮的边缘并且其中的干涉条纹发生器发射的激光光束对准所述车轮的多个车轮行车滑鼠，以及设置在所述列车上并与轨道平行的多个轨道行车滑鼠；
当所述多个轨道行车滑鼠测量的车速不一致时，所述车载控制器判断轨道测速出现异常。
18.如权利要求17所述的列车控制方法，其特征在于，当所述车轮行车滑鼠检测的车速大于所述轨道行车滑鼠的检测的车速时，所述车载控制器判断所述列车出现车轮空转。
19.如权利要求17所述的列车控制方法，其特征在于，当所述车轮行车滑鼠检测的车速小于所述轨道行车滑鼠的检测的车速时，所述车载控制器判断所述列车出现车轮打滑。
20.一种列车，其特征在于，包括如权利要求1-13任一项所述的列车控制系统。
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