CN112082570A - 一种红外测距式列车里程计及列车里程计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外测距式列车里程计，其包括红外测距传感器，采集列车底部距离轨枕和地面的距离；信号处理模块，数据处理模块，无线通信模块和供电模块。采用本方案的红外测距式列车里程计计算列车行驶里程的方法包括以下步骤：S1：微红外测距传感器以1KHz的频率测出距离值H、判断距离值H是否在轨枕值域A(a1，a2)内、记录列车行驶过程中经过的轨枕、计算列车行驶的里程K＝S·C。本方案避免了传统计数器对轮对进行里程统计时出现的误差，提高了里程计算的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种红外测距式列车里程计及列车里程计算方法。
背景技术
里程计作为一种轨道交通应用的测速、测距传感器，由于其价格低廉，技术成熟得到了广泛应用，其工作原理是安装在车轮轮轴上，通过测量车轮转速得到列车运行速度，将列车运行速度乘以时间就能得到里程，因此车轮的转动决定里程计的性能。实际应用时，测速轮对会出现空转、滑行和车轮磨损三种情况，这将造成里程计统计里程时出现误差。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种精度高的红外测距式列车里程计及列车里程计算方法
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
提供一种红外测距式列车里程计，其包括：
红外测距传感器，红外测距传感器安装在列车的底部，采集列车底部距离轨枕和地面的距离，生成距离信号；
信号处理模块，信号处理模块与红外测距传感器连接，信号处理模块将距离信号处理成数字信号，发送给数据处理模块；
数据处理模块，数据处理模块与信号处理模块电连接，数据处理模块利用数字信号计算列车行驶的里程；
无线通信模块，无线通信模块与列车驾驶室和车站管理中心无线连接，无线通信模块将列车行驶的里程发送给列车驾驶室和车站管理中心；
供电模块，供电模块与红外测距传感器、信号处理模块、数据处理模块和无线通信模块电连接，供电模块为红外测距传感器、信号处理模块、数据处理模块和无线通信模块供电。
进一步地，信号处理模块包括：
信号放大器和A/D转换器，信号放大器和A/D转换器将距离信号放大和模数转换后发送给数据处理模块。
进一步地，数据处理模块包括：
串行数据接口，串行数据接口与信号处理模块和微型处理器连接，串行数据接口接收数据处理模块发出的数字信号，并发送给微型处理器；
微型处理器，微型处理器运行列车里程计算程序，利用数字信号计算列车行驶的里程。
进一步地，供电模块为震动电池，震动电池利用列车行驶时的震动发电。
一种红外测距式列车里程计计算列车行驶里程的方法，其包括以下步骤：
S1：微型处理器控制红外测距传感器以1KHz的频率向地面发射红外线，测出距离地面和轨枕的距离值H，生成距离信号；
S2：距离信号经过信号处理模块处理成数字信号，发送给微型处理器；
S3：判断距离值H是否在轨枕值域A(a1，a2)内；
S4：若a1≤H≤a2，则距离值H落入轨枕值域A内，否则未落入轨枕值域A内；
S5：重复步骤S1-S4，红外测距传感器采集一段时间T内距离值H，若存在一段时间t内采集的距离值均落入轨枕值域A内，则列车经过一个轨枕；否则列车未经过轨枕，且t1＞T≥t，t＝L/V，其中L为轨枕的宽度，V为列车行驶的速度，t1为轨道上相邻两条轨枕之间的距离；
S6：列车行驶过程中，将经过轨枕的数量进行叠加，得到列车行驶过程中经过轨枕的总量S，计算列车行驶的里程K＝S·C，C＝t1+L。
进一步地，a1＝0，a2＝h+1/2h1，h为红外测距传感器安装位置距离轨枕的垂直距离，h1为轨枕的高度。
本发明的有益效果为：本方案通过不断测量红外传感器与其下方轨道地基和轨枕之间的距离，通过距离变化判断轨枕数量，进而可利用轨枕数量乘以相邻轨枕之间的距离得到新增里程，进而实现列车行驶里程的计算。考虑到轨道环境十分复杂，地面和轨枕并非完全平整，常有轨枕破损的情况发生，且有可能存在轨道异物，为避免轨枕破损、轨道异物等情况干扰里程计数，设置红外距离传感器与轨枕之间距离的判断值域，消除轨枕破损和轨枕上的异物导致的距离数据波动对计算结果的影响，并且设定时间段判定，消除轨道地基上凸出的异物对距离数据波动的影响。避免了传统计数器对轮对进行里程统计时出现的误差，提高了里程计算的准确性。
附图说明
图1为红外测距式列车里程计的原理框图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，本方案的红外测距式列车里程计包括：
红外测距传感器，红外测距传感器安装在列车的底部，采集列车底部距离轨枕和地面的距离，生成距离信号；
信号处理模块，信号处理模块与红外测距传感器连接，信号处理模块将距离信号处理成数字信号，发送给数据处理模块；信号处理模块包括：
信号放大器和A/D转换器，信号放大器和A/D转换器将距离信号放大和模数转换后发送给数据处理模块。
数据处理模块，数据处理模块与信号处理模块电连接，数据处理模块利用数字信号计算列车行驶的里程；数据处理模块包括：
串行数据接口，串行数据接口与信号处理模块和微型处理器连接，串行数据接口接收数据处理模块发出的数字信号，并发送给微型处理器；
微型处理器，微型处理器运行列车里程计算程序，利用数字信号计算列车行驶的里程。
无线通信模块，无线通信模块与列车驾驶室和车站管理中心无线连接，无线通信模块将列车行驶的里程发送给列车驾驶室和车站管理中心；
供电模块，供电模块与红外测距传感器、信号处理模块、数据处理模块和无线通信模块电连接，供电模块为红外测距传感器、信号处理模块、数据处理模块和无线通信模块供电。供电模块为震动电池，震动电池利用列车行驶时的震动发电。
采用本方案的红外测距式列车里程计计算列车行驶里程的方法包括以下步骤：
S1：微型处理器控制红外测距传感器以1KHz的频率向地面发射红外线，测出距离地面和轨枕的距离值H，生成距离信号；
S2：距离信号经过信号处理模块处理成数字信号，发送给微型处理器；
S3：判断距离值H是否在轨枕值域A(a1，a2)内，a1＝0，a2＝h+1/2h1，h为红外测距传感器安装位置距离轨枕的垂直距离，h1为轨枕的高度；
S4：若a1≤H≤a2，则距离值H落入轨枕值域A内，否则未落入轨枕值域A内；
S5：重复步骤S1-S4，红外测距传感器采集一段时间T内距离值H，若存在一段时间t内采集的距离值均落入轨枕值域A内，则列车经过一个轨枕；否则列车未经过轨枕，且t1＞T≥t，t＝L/V，其中L为轨枕的宽度，V为列车行驶的速度，t1为轨道上相邻两条轨枕之间的距离；
S6：列车行驶过程中，将经过轨枕的数量进行叠加，得到列车行驶过程中经过轨枕的总量S，计算列车行驶的里程K＝S·C，C＝t1+L。
本方案通过不断测量红外传感器与其下方轨道地基和轨枕之间的距离，通过距离变化判断轨枕数量，进而可利用轨枕数量乘以相邻轨枕之间的距离得到新增里程，进而实现列车行驶里程的计算。
考虑到轨道环境十分复杂，地面和轨枕并非完全平整，常有轨枕破损的情况发生，且有可能存在轨道异物，为避免轨枕破损、轨道异物等情况干扰里程计数，设置红外距离传感器与轨枕之间距离的判断值域，消除轨枕破损和轨枕上的异物导致的距离数据波动对计算结果的影响。
并且设定时间段判定，消除轨道地基上凸出的异物对距离数据波动的影响。避免了传统计数器对轮对进行里程统计时出现的误差，提高了里程计算的准确性。
Claims (6)
1.一种红外测距式列车里程计，其特征在于，包括：
红外测距传感器，所述红外测距传感器安装在列车的底部，采集列车底部距离轨枕和地面的距离，生成距离信号；
信号处理模块，所述信号处理模块与红外测距传感器连接，所述信号处理模块将距离信号处理成数字信号，发送给数据处理模块；
数据处理模块，所述数据处理模块与信号处理模块电连接，所述数据处理模块利用数字信号计算列车行驶的里程；
无线通信模块，所述无线通信模块与列车驾驶室和车站管理中心无线连接，所述无线通信模块将列车行驶的里程发送给列车驾驶室和车站管理中心；
供电模块，所述供电模块与红外测距传感器、信号处理模块、数据处理模块和无线通信模块电连接，所述供电模块为红外测距传感器、信号处理模块、数据处理模块和无线通信模块供电。
2.根据权利要求1所述的红外测距式列车里程计，其特征在于，所述信号处理模块包括：
信号放大器和A/D转换器，所述信号放大器和A/D转换器将距离信号放大和模数转换后发送给数据处理模块。
3.根据权利要求1所述的红外测距式列车里程计，其特征在于，所述数据处理模块包括：
串行数据接口，所述串行数据接口与信号处理模块和微型处理器连接，所述串行数据接口接收数据处理模块发出的数字信号，并发送给微型处理器；
微型处理器，所述微型处理器运行列车里程计算程序，利用数字信号计算列车行驶的里程。
4.根据权利要求1所述的红外测距式列车里程计，其特征在于，所述供电模块为震动电池，所述震动电池利用列车行驶时的震动发电。
5.一种采用权利要求1-4任一项所述的红外测距式列车里程计计算列车行驶里程的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：微型处理器控制红外测距传感器以1KHz的频率向地面发射红外线，测出距离地面和轨枕的距离值H，生成距离信号；
S2：距离信号经过信号处理模块处理成数字信号，发送给微型处理器；
S3：判断距离值H是否在轨枕值域A(a1，a2)内；
S4：若a1≤H≤a2，则距离值H落入轨枕值域A内，否则未落入轨枕值域A内；
S5：重复步骤S1-S4，红外测距传感器采集一段时间T内距离值H，若存在一段时间t内采集的距离值均落入轨枕值域A内，则列车经过一个轨枕；否则列车未经过轨枕，且t1＞T≥t，t＝L/V，其中L为轨枕的宽度，V为列车行驶的速度，t1为轨道上相邻两条轨枕之间的距离；
S6：列车行驶过程中，将经过轨枕的数量进行叠加，得到列车行驶过程中经过轨枕的总量S，计算列车行驶的里程K＝S·C，C＝t1+L。
6.根据权利要求5所述的红外测距式列车里程计计算列车行驶里程的方法，其特征在于，所述a1＝0，a2＝h+1/2h1，h为红外测距传感器安装位置距离轨枕的垂直距离，h1为轨枕的高度。
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|---|---|---|---|---|
| CN115626200A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-01-20 | 成都劳杰斯信息技术有限公司 | 一种铁路机车实时定位方法及系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09170921A (ja) * | 1995-12-21 | 1997-06-30 | Sekisui Chem Co Ltd | 枕木測量装置 |
| CN102033138A (zh) * | 2010-10-18 | 2011-04-27 | 同济大学 | 一种基于轨道特征的车速测量装置 |
| CN102865878A (zh) * | 2011-07-05 | 2013-01-09 | 杭州市电力局 | 一种里程计及电动汽车里程采集系统 |
| CN108556876A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-21 | 北京交通大学 | 一种新型列车测速测距设备及方法 |
| CN109515471A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-26 | 四川拓绘科技有限公司 | 一种移动状态下的非接触式轨枕识别方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09170921A (ja) * | 1995-12-21 | 1997-06-30 | Sekisui Chem Co Ltd | 枕木測量装置 |
| CN102033138A (zh) * | 2010-10-18 | 2011-04-27 | 同济大学 | 一种基于轨道特征的车速测量装置 |
| CN102865878A (zh) * | 2011-07-05 | 2013-01-09 | 杭州市电力局 | 一种里程计及电动汽车里程采集系统 |
| CN108556876A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-21 | 北京交通大学 | 一种新型列车测速测距设备及方法 |
| CN109515471A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-26 | 四川拓绘科技有限公司 | 一种移动状态下的非接触式轨枕识别方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 廖进等: "车载式地铁轨道缺陷巡检系统设计", 《现代城市轨道交通》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115626200A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-01-20 | 成都劳杰斯信息技术有限公司 | 一种铁路机车实时定位方法及系统 |
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