CN112026856B - 一种轨道交通列车运行速度智能计算方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种轨道交通列车运行速度智能计算方法，包括：位移传感器获取钢轨动态位移数据；得到位移数据最大值A和最小值B，根据A和B绝对值大小，确定关键常数C；根据关键常数C，获取第一关键时刻t1；根据第一起始时刻t0、第一关键时刻t1、列车车辆定距L和线路设计速度V1，得到第二起始时刻t2，以t2为起点，获取第二关键时刻t3；根据列车车辆定距L、t1和t3，计算得到列车运行速度V2。本发明在轨道减振产品减振性能测试、轨道交通环境振动源强测试等多种情景中应用，可准确获取列车通过测试断面时刻的运行速度。本发明对列车车辆轮对通过的时间间隙进行智能提取，实现了对列车通过时刻运行速度的智能计算，经循环可获取不同车次通过时刻的运行速度。

Description

一种轨道交通列车运行速度智能计算方法和系统

技术领域

本发明涉及的是轨道交通技术领域,特别涉及一种轨道交通列车运行速度智能计算方法和系统。

背景技术

在轨道交通领域，当进行轨道减振产品减振性能测试时，要求用于对比的减振轨道测试断面和非减振轨道测试断面具有相同的列车通过速度，因此测试过程中需要获取列车通过测试断面时的运行速度；当进行环境振动源强类比测试时，要求类比测试断面列车通过时的运行速度为线路设计速度的75％～125％，因此测试过程中同样需要获取列车通过测试断面时的运行速度。

对列车运行速度的测量，现有技术已比较成熟，主要有采用转速传感器(包括磁电传感器、霍尔传感器和光电传感器等)和线速传感器的测速方法，大多基于车载传感器进行。由于专业细分、部门管辖分工等种种原因，在前述轨道减振产品减振性能测试、环境振动源强测试两种情景中，往往无法获取准确的列车运行速度资料。

此外，在前述轨道减振产品减振性能测试、环境振动源强测试两种情景中，通常需要获取多次列车通过时的测试数据，要求对多次列车通过时刻的数据进行分析，获得各次列车通过时的运行速度，为了提高计算效率有必要开发可循环运行的智能计算方法。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的方法。

一种轨道交通列车运行速度智能计算方法，包括：

S100.通过位移传感器和信号采集设备，获取过车时段的钢轨动态位移数据，获取的动态位移数据包含位移数据和时间数据两列；

S200.对获取的位移数据进行比较分析，得到其最大值A和最小值B；

S300.比较位移数据最大值A和最小值B绝对值大小，根据最大值A和最小值B绝对值大小，确定关键常数C；

S400.根据关键常数C，以第一起始时刻t0为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取该位移数据对应的时刻，记为第一关键时刻t1；

S500.根据第一起始时刻t0、第一关键时刻t1、列车车辆定距L和线路设计速度V1，得到第二起始时刻t2，以第二起始时刻t2为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取该位移数据对应的时刻，记为第二关键时刻t3；

S600.根据列车车辆定距L、时刻t1和时刻t3，计算得到列车运行速度V2。重复执行S100-S600。

进一步地，S100中，动态位移数据包括钢轨的垂向或横向动态位移数据。

进一步地，S300中，关键常数C确定方法为：关键常数C确定方法为：比较A和B的绝对值的大小，当A的绝对值大于B的绝对值时，关键常数C取A的(1/3～1/2)倍；当B的绝对值大于A的绝对值时，关键常数C取B的(1/3～1/2)倍。

进一步地，第二起始时刻t2计算方法为：

t2＝t0+t1+a*L/V1

其中，a的取值范围为0.8～0.9，t0为第一起始时刻，t1为第一关键时刻，L为列车车辆定距，V1为线路设计速度。

进一步地，S600中，列车运行速度V2计算公式为：

V2＝L/(t3-t1)

本发明还公开了一种轨道交通列车运行速度智能计算系统，包括：轨道位移采集模块、数值比较模块、关键时刻获取模块、运行速度计算模块；其中：

轨道位移采集模块，用于获取过车时段的钢轨动态位移数据，获取的动态位移数据包含位移和时间两列；

数值比较模块，对获取的钢轨动态位移数据进行比较分析，得到位移数据的最大值A和最小值B；比较最大值A和最小值B绝对值大小，根据最大值A和最小值B绝对值大小，确定关键常数C；

关键时刻获取模块，根据第一起始时刻t0、列车车辆定距L和线路设计速度V1和关键常数C，获取第一关键时刻t1和第二关键时刻t3；

运行速度计算模块，根据列车车辆定距L、第一关键时刻t1和第二关键时刻t3，得到轨道交通列车运行速度V2。

进一步地，关键时刻获取模块具体工作方法为：

根据关键常数C，以第一起始时刻t0为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取该位移数据对应的第一关键时刻t1；

根据第一起始时刻t0、第一关键时刻t1、列车车辆定距L和线路设计速度V1，得到第二起始时刻t2，以第二起始时刻t2为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取该位移数据对应的第二关键时刻t3。

进一步地，列车运行速度V2计算公式为：

V2＝L/(t3-t1)

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明公开的一种轨道交通列车运行速度智能计算方法和系统，能在轨道减振产品减振性能测试、环境振动源强测试等情景中应用，可准确获取列车通过测试断面时刻的运行速度。取代了通过人工逐个从钢轨位移数据图中读取轮对通过时刻，进而计算列车运行速度的方式，对列车车辆轮对通过的时间间隙进行智能提取，进而实现了对列车通过时刻运行速度的智能化计算。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例1中，一种轨道交通列车运行速度智能计算方法流程图；

图2为本发明实施例1中，钢轨动态位移数据包含位移和时间两列；

图3为本发明实施例1中，最大值A大于最小值B的绝对值时，动态位移数据时程图；

图4为本发明实施例2中，最大值A小于最小值B的绝对值时，动态位移数据时程图；

图5为本发明实施例2中，一种轨道交通列车运行速度智能计算系统结构图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1

本实施例公开了一种轨道交通列车运行速度智能计算方法，如图1，包括：

S100.通过位移传感器和信号采集设备，获取过车时段的钢轨动态位移数据，获取的动态位移数据包含位移数据和时间数据两列。

具体的，在一些优选实施例中，位移数据包括钢轨的垂向或横向动态位移数据。具体的，获取的动态位移数据如图2。

S200.对获取的钢轨动态位移数据进行比较分析，得到位移数据最大值A和最小值B；具体的利用图2中的位移数据和时间数据，以时间数据为横坐标，位移数据为纵坐标，形成动态位移数据时程图，如图3和图4。

S300.比较最大值A和最小值B绝对值大小，根据最大值A和最小值B绝对值大小，确定关键常数C。

在一些优选实施例中，通过大量实验，关键常数C确定方法为：比较A和B的绝对值的大小，当A绝对值大于B绝对值时，确定关键常数范围C取A的(1/3～1/2)倍；当B绝对值大于A绝对值时，确定关键常数范围C取B的(1/3～1/2)倍。

如图3，当最大值A的绝对值大于最小值B绝对值时，关键常数C取A/3；当最大值A的绝对值小于最小值A绝对值时，关键常数C取B/3。

S400.根据关键常数C，以第一起始时刻t0为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取该位移数据对应时刻，记为第一关键时刻t1。在本实施例中，如图2和3，利用关键常数C，当位移数据第一次出现在关键常数C时，获取第一关键时刻t1。

S500.根据第一起始时刻t0、时刻t1、列车车辆定距L和线路设计速度V1，得到第二起始时刻t2，以第二起始时刻t2为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取当前该位移数据对应的时刻，记为第二关键时刻t3。

在本实施例中，第二起始时刻t2最小时刻计算方法为：

t2＝t0+t1+a*L/V1

其中，经过大量试验，a的取值范围为0.8～0.9，t0为第一起始时刻，t1为第一关键时刻，L为列车车辆定距，V1为线路设计速度。

得到第二起始时刻t2后，如图2和图3，以第二起始时刻t2为起点，当位移数据中出现第一个数值无线接近关键常数C时，获取当前钢轨位移数据对应的第二关键时刻t3。

S600.根据列车车辆定距L、时刻t1和时刻t3，计算得到列车运行速度V2,重复执行S100-S600。

在本实施例中，列车运行速度V2计算公式为：

V2＝L/(t3-t1)

本实施例公开的一种轨道交通列车运行速度智能计算方法，能在轨道减振产品减振性能测试、环境振动源强测试等情景中应用，可准确的获取列车通过测试断面时刻的运行速度。取代了通过人工逐个从钢轨位移数据图中读取轮对通过时刻，进而计算列车运行速度的方式，对车辆轮对通过的时间间隙进行智能提取，经循环可获取不同车次通过时刻的运行速度。

实施例2

本实施例公开了一种轨道交通列车运行速度智能计算系统，其特征在于，包括：轨道位移采集模块1、数值比较模块2、关键时刻获取模块3、运行速度计算模块4；其中：

轨道位移采集模块1，通过位移传感器和信号采集设备，获取过车时段的钢轨动态位移数据，获取的动态位移数据包含位移数据和时间数据两列；动态位移数据具体表格图已在实施例1的图2中进行描述，在此不再进行赘述。

数值比较模块2，对获取的钢轨动态位移数据进行比较分析，得到位移数据最大值A和最小值B；比较最大值A和最小值B绝对值大小，根据最大值A和最小值B绝对值大小，确定关键常数C。

在本实施例中，关键常数C确定方法为：比较A和B的绝对值的大小，当A的绝对值大于B的绝对值时，关键常数C取A的(1/3～1/2)倍；当B的绝对值大于A时，关键常数C取B的(1/3～1/2)倍。

关键时刻获取模块3，根据关键常数C，获取第一关键时刻t1和第二关键时刻t3。

第一关键时刻t1获取方法为：以第一起始时刻t0为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取当前钢轨位移数据对应的时刻，记为第一关键时刻t1。

第二关键时刻t3获取方法为：根据第一起始时刻t0、时刻t1、列车车辆定距L和线路设计速度V1，得到第二起始时刻t2，以第二起始时刻t2为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取当前钢轨位移数据对应的第二关键时刻t3。

具体的，第二起始时刻t2计算方法为：

t2＝t0+t1+a*L/V1

其中，a的取值范围为0.8～0.9，t0为第一起始时刻，t1为第一关键时刻，L为列车车辆定距，V1为线路设计速度。

得到第二起始时刻t2后，如图2和图3，以第二起始时刻t2为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取该位移数据对应的时刻，记为第二关键时刻t3。

运行速度计算模块4，根据列车车辆定距L、第一关键时刻t1和第二关键时刻t3，得到轨道交通列车运行速度V2。

在本实施例中，列车运行速度V2计算公式为：

V2＝L/(t3-t1)。

本实施例公开的一种轨道交通列车运行速度智能计算系统，能在轨道减振产品减振性能测试、环境振动源强测试等情景中应用，可准确获取列车通过测试断面时刻的运行速度。取代了通过人工逐个从钢轨位移数据图中读取轮对通过时刻，进而计算列车运行速度的方式，对车辆轮对通过的时间间隙进行智能提取，进而实现了对列车通过时刻运行速度的智能化计算，经循环可获取不同车次通过时刻的运行速度。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。

对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (4)

1.一种轨道交通列车运行速度智能计算方法，其特征在于，包括：

S100.通过位移传感器和信号采集设备，获取过车时段的钢轨动态位移数据，获取的动态位移数据包含位移数据和时间数据两列；

S200.对获取的位移数据进行比较分析，得到其最大值A和最小值B；

S300.比较位移数据最大值A和最小值B绝对值大小，根据最大值A和最小值B绝对值大小，确定关键常数C；

S400.根据关键常数C，以第一起始时刻t0为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取该位移数据对应的时刻，记为第一关键时刻t1；

S500.根据第一起始时刻t0、第一关键时刻t1、列车车辆定距L和线路设计速度V1，得到第二起始时刻t2，以第二起始时刻t2为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取该位移数据对应的时刻，记为第二关键时刻t3；第二起始时刻t2计算方法为：

t2＝t0+t1+a*L/V1

其中，a的取值范围为0.8～0.9，t0为第一起始时刻，t1为第一关键时刻，L为列车车辆定距，V1为线路设计速度；

S600.根据列车车辆定距L、时刻t1和时刻t3，计算得到列车运行速度V2，重复执行S100-S600，列车运行速度V2计算公式为：

V2＝L/(t3-t1)。

2.如权利要求1的一种轨道交通列车运行速度智能计算方法，其特征在于，S100中，位移数据包括钢轨的垂向或横向动态位移数据。

3.如权利要求1的一种轨道交通列车运行速度智能计算方法，其特征在于，S300中，关键常数C确定方法为：比较A和B的绝对值的大小，当A的绝对值大于B的绝对值时，关键常数C取A的(1/3～1/2)倍；当B的绝对值大于A的绝对值时，关键常数C取B的(1/3～1/2)倍。

4.一种轨道交通列车运行速度智能计算系统，其特征在于，包括：轨道位移采集模块、数值比较模块、关键时刻获取模块、运行速度计算模块；其中：

轨道位移采集模块，用于获取列车通过时段的钢轨动态位移数据，获取的动态数据包含位移、时间两列；

数值比较模块，对获取的钢轨动态位移数据进行比较分析，得到位移数据的最大值A和最小值B；比较最大值A和最小值B绝对值大小，根据最大值A和最小值B绝对值大小，确定关键常数C；

关键时刻获取模块，根据第一起始时刻t0、列车车辆定距L和线路设计速度V1和关键常数C，获取第一关键时刻t1和第二关键时刻t3；关键时刻获取模块具体工作方法为：

根据关键常数C，以第一起始时刻t0为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取该位移数据对应的第一关键时刻t1；

根据第一起始时刻t0、第一关键时刻t1、列车车辆定距L和线路设计速度V1，得到第二起始时刻t2，以第二起始时刻t2为起点，当位移数据中出现第一个数值无限接近关键常数C时，获取该位移数据对应的第二关键时刻t3; 第二起始时刻t2计算方法为：

t2＝t0+t1+a*L/V1

其中，a的取值范围为0.8～0.9，t0为第一起始时刻，t1为第一关键时刻，L为列车车辆定距，V1为线路设计速度；

运行速度计算模块，根据列车车辆定距L、第一关键时刻t1和第二关键时刻t3，得到轨道交通列车运行速度V2；列车运行速度V2计算公式为：

V2＝L/(t3-t1) 。

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