CN112389504B - 一种机车定位检测方法、装置、服务器以及系统 - Google Patents

一种机车定位检测方法、装置、服务器以及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种机车定位检测方法、装置、服务器以及系统，包括：当机车经过检测区域时，采集机车的车轮切割磁感应线圈产生的电流信号；当机车经过或者停止在检测区域时，采集车轨垂直于车轨平面方向上的加速度信号；根据所述电流信号以及所述加速度信号，判断机车在检测区域内的位置状态，通过采集检测区域内的电流信号以及加速度信号判定机车的位置状态，解决了由于信号干扰或者检测精度较低导致机车位置检测不便的问题，而且电流信号以及加速度信号的采集可以不破坏原有的车轨结构。

Description

一种机车定位检测方法、装置、服务器以及系统
技术领域
本发明涉及机车检测领域，特别是涉及一种机车定位检测方法、装置、服务器以及系统。
背景技术
在机车进行调度和管理的过程中，需要对进站机车的位置进行检测，现有的检测方法包括：轨道电路定位检测、GPS检测、射频定位检测以及车轴计数等检测方式，由于受到铁路现场工况、信号干扰等条件影响，现有的检测方法存在可靠性不佳以及不便于施工管理的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种机车定位检测方法、装置、服务器以及系统，用于解决现有技术中机车定位存在的可靠性不佳的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种机车定位检测方法，包括：当机车经过检测区域时，采集机车的车轮切割磁感应线圈产生的电流信号；当机车经过或者停止在检测区域时，采集车轨垂直于车轨平面方向上的加速度信号；根据所述电流信号以及所述加速度信号，判断机车在检测区域内的位置状态。
可选的，当机车经过检测区域时，采集机车的车轮切割磁感应线圈产生的电流信号的步骤包括：设定电流信号的阈值，当采集到的电流信号的数值大于或者等于所述电流信号的阈值时，则判定所述机车经过检测区域。
可选的，当机车经过检测区域时，采集机车的车轮切割磁感应线圈产生的电流信号的步骤还包括：在所述检测区域内的至少两个位置采集所述电流信号，所述至少两个位置沿着所述车轨的延伸方向设置，根据产生电流信号的时序，确定机车的行驶方向。
可选的，根据所述电流信号以及所述加速度信号，判断机车在检测区域内的位置状态的步骤包括：设定电流信号的阈值，当采集到的电流信号的数值大于或者等于所述电流信号的阈值时，则判定机车经过所述检测区域；设定电流信号的阈值，当采集到的电流信号的数值小于所述电流信号的阈值时，则判定机车未经过所述检测区域；设定加速度信号的阈值，当采集到的电流信号的数值小于所述电流信号的阈值且采集到的加速度信号的数值大于或者等于所述加速度信号的阈值，则判定机车停止在所述检测区域。
一种机车定位检测方法，包括：当机车经过检测区域时，采集机车的车轮切割磁感应线圈产生的电流信号；当采集到所述电流信号时，则开启车轨的加速度信号的采集；设定加速度信号的阈值；当采集到的加速信号的数值大于或者等于所述加速度信号的阈值时，则判定机车位于所述检测区域上方；当采集到加速度信号的数值小于所述加速度信号的阈值，则判定机车驶离所述检测区域。
可选的，当采集到的加速信号的数值大于或者等于所述加速度信号的阈值时，则判定机车位于所述检测区域上方的步骤后还包括：设定电流信号的阈值，并延时检测电流信号；当电流信号的数值大于或者等于所述电流信号的阈值时，则判断机车经过所述检测区域；当在电流信号的数值小于所述电流信号的阈值时，则判断机车停止在所述检测区域，并关闭车轨的加速度信号的采集。
一种机车定位检测装置，包括：用于磁感应车轮并产生电流信号的磁感应线圈、用于采集车轨的加速度信号的加速度传感器、用于提供能源的电池模块、用于信号处理的处理模块以及用于传输信号的无线模块，且所述磁感应线圈、所述加速度传感器、所述电池模块、所述处理模块以及所述无线模块之间信号连接；当电流信号的数值大于电流信号的阈值时，机车定位检测装置开机，处理模块接收所述电流信号；当采集到所述加速度信号的数值小于所述加速度信号的阈值，则判定机车驶离所述机车定位检测装置，并将电流信号以及加速度信号通过无线模块发送，关机机车定位检测装置；当采集到所述加速度信号的数值大于或者等于所述加速度信号的阈值，判断机车位于机车定位检测装置上方，并延时检测电流信号直至电流信号的数值小于电流信号的阈值，将电流信号以及加速度信号通过无线模块发送，关机机车定位检测装置。
一种服务器，包括信号接收模块以及存储模块，所述接收模块用于接收电流信号以及加速度信号，所述存储模块用于存储电流信号以及加速度信号。
一种机车定位检测系统，其特征在于，包括车轨网络、机车定位检测装置和服务器，所述车轨网络包括主干路段以及岔路段，所述主干路段以及岔路段分别设有至少一个所述机车定位检测装置，所述服务器分别与所述机车定位检测装置信号连接。
如上所述，本发明的机车定位检测方法、装置、服务器以及系统，具有以下有益效果：
通过采集检测区域内的电流信号以及加速度信号判定机车的位置状态，解决了由于信号干扰或者检测精度较低导致机车位置检测不便的问题，而且电流信号以及加速度信号的采集可以不破坏原有的车轨结构；
通过将多个机车定位检测装置设置于车轨的不同位置，进而将相应的电流信号和/或加速度信号传输给服务器，完成机车位置检测无线管理。
附图说明
图1显示为本发明实施例1提供的机车定位检测方法的流程示意图。
图2显示为本发明实施例1中S30的流程示意图。
图3显示为本发明实施例2提供的机车定位检测方法的流程示意图。
图4显示为本发明实施例3提供的机车定位检测装置的流程示意图。
图5显示为本发明实施例4提供的机车定位检测系统的流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1，实施例1提供一种机车定位检测方法，包括：
S10：当机车经过检测区域时，机车的车轮处于运动状态，并将切割磁感应线圈的磁感线，进而产生电流，采集机车的车轮切割磁感应线圈产生的电流信号；
S20：当机车经过或者停止在检测区域时，机车的自重会对车轨产生压力，进而导致车轨发生弹性沉降，进而采集车轨垂直于车轨平面方向上的加速度信号；
S30：根据所述电流信号以及所述加速度信号，判断机车在检测区域内的位置状态，所述位置状态包括机车经过检测区域、机车停留在检测区域以及机车为经过检测区域，解决了由于信号干扰或者检测精度较低导致机车位置检测不便的问题，而且电流信号以及加速度信号的采集可以不破坏原有的车轨结构，例如，用于检测电流信号的磁感应线圈以及用于检测加速度信号的加速度传感器可以设置在车轨的枕木上，经过检测后可以在本地进行信号调理然后发送至服务器，也可以直接发送至服务器，避免了有线通信导致线路施工和传输不便的问题。
为避免信号干扰，当机车经过检测区域时，采集机车的车轮切割磁感应线圈产生的电流信号的步骤包括：设定电流信号的阈值，当采集到的电流信号的数值大于或者等于所述电流信号的阈值时，则判定所述机车经过检测区域，提高了电流信号检测的精确性。
为了进一步判定机车的运行方向，S10还包括：在所述检测区域内的至少两个位置采集所述电流信号，所述至少两个位置沿着所述车轨的延伸方向设置，根据产生电流信号的时序，确定机车的行驶方向，例如，机车的运动方向为由先触发电流信号的位置运动至后触发电流信号的位置，在实施过程中，还可以通过检测电流信号产生的次数以及频率来计算机车运行的时间、机车的轮距以及机车的轮数。
请参阅图2，为了进一步判定机车的位置状态S30包括：
S301：设定电流信号的阈值，当采集到的电流信号的数值大于或者等于所述电流信号的阈值时，则判定机车经过所述检测区域，当车轮切割磁感应线圈的磁感线时，会产生电流信号，当电流信号的数值大于电流信号的阈值时，则判定机车正在经过检测区域；
S302：当采集到的电流信号的数值小于所述电流信号的阈值时，则判定机车未经过所述检测区域；
S303：持续或者延时采集电流信号，设定加速度信号的阈值，当采集到的电流信号的数值小于所述电流信号的阈值且采集到的加速度信号的数值大于或者等于所述加速度信号的阈值，则判定机车停止在所述检测区域，解决了磁感应线圈只能采集机车动态运动进行位置判定的问题，当机车处于停止时，也能够通过车轨的沉降或者车轨的加速度来确定机车对车轨有压力，进而确定机车处于停止在检测区域。
请参阅图3，实施例2提供一种机车定位检测方法，包括：
S11：当机车经过检测区域时，采集机车的车轮切割磁感应线圈产生的电流信号；
S21：当采集到所述电流信号时，则开启车轨的加速度信号的采集；
S31：设定加速度信号的阈值，当采集到的加速信号的数值大于或者等于所述加速度信号的阈值时，则判定机车位于所述检测区域上方；
S32：当采集到加速度信号的数值小于所述加速度信号的阈值，则判定机车驶离所述检测区域，关闭加速度信号的采集。
为了提高机车位置检测的精确性，当采集到的加速信号的数值大于或者等于所述加速度信号的阈值时，则判定机车位于所述检测区域上方的步骤后还包括：
S33：设定电流信号的阈值，并延时检测电流信号；
S41：当电流信号的数值大于或者等于所述电流信号的阈值时，则判断机车经过所述检测区域；
S42：当在电流信号的数值小于所述电流信号的阈值时，则判断机车停止在所述检测区域，并关闭加速度信号的采集。当没有机车经过时，即没有车轮切割磁感应线圈时，所述的检测方法处于未激活状态，当有机车经过时，车轮开始切割磁感应线圈，进而产生电流信号，并将产生电流信号的时序作为开启采集加速度信号的开始节点，避免加速度信号持续采集造成的持续工作，当判定机车驶离或者停止在所述检测区域时，关闭加速度信号的采集，有效提高了检测效率，并对检测工序进行高效的时序安排。
请参阅图4，实施例3提供一种机车定位检测装置，包括：用于磁感应车轮并产生电流信号的磁感应线圈、用于采集车轨的加速度信号的加速度传感器、用于提供能源的电池模块、用于信号处理的处理模块以及用于传输信号的无线模块，且所述磁感应线圈、所述加速度传感器、所述电池模块、所述处理模块以及所述无线模块之间信号连接；当电流信号的数值大于电流信号的阈值时，机车定位检测装置开机，处理模块接收所述电流信号；当采集到所述加速度信号的数值小于所述加速度信号的阈值，则判定机车驶离所述机车定位检测装置，并将电流信号以及加速度信号通过无线模块发送，关机机车定位检测装置；当采集到所述加速度信号的数值大于或者等于所述加速度信号的阈值，判断机车位于机车定位检测装置上方，并延时检测电流信号直至电流信号的数值小于电流信号的阈值，将电流信号以及加速度信号通过无线模块发送，关机机车定位检测装置。通过将多个所述机车定位检测装置设置于车轨上，进而通过机车定位检测装置采集不同位置的电流信号以及加速度信号，来判断机车对应到机车定位检测装置所在的检测区域的运行状态，例如，经过、驶离、未经过或者停止，当车轮切割磁感应线圈时，产生电流信号，对机车定位检测装置进行开机，而未产生电流信号时，则进行待机状态，提高了电池模块的能耗续航，而且所述机车定位检测装置采用单元式的设计，能够相互独立设置于车轨相对应的位置，并对不同位置进行编号，通过接收不同位置的机车定位检测装置所采集到的电流信号以及加速度信号，完成机车定位，在解决现有技术中，由于需要有线传输，给布线施工、管理以及维护带来诸多不便，在本实施例中，无线模块可以采用基于rola的通信方案，无线发送采用433MHz频段，传输距离无障碍可达5000m，而且通过时序和逻辑控制，优化了开机以及待机状况的切换，提高了电池模块的续航能力，便于维护和管理。处理模块可以采用各种可以实现可调节数字信号的单元，例如各种单片机、微控制器、DSP(数字信号处理器)、FPGA(Field－ProgrammableGate Array，即现场可编程门阵列)、上位机或者中央处理器(CPU，Central ProcessingUnit)，在本实施例中，控制器可采用单片机，通过对单片机进行编程可以实现各种控制功能，比如在本实施例中，实现电流信号、加速度信号的采集、处理和解调功能，而且管理无线模块以及电池模块，单片机具有方便接口调用、便于控制的优点。
在实施过程中，在所述检测区域内的至少两个位置采集所述电流信号，所述至少两个位置沿着所述车轨的延伸方向设置，根据产生电流信号的时序，确定机车的行驶方向，例如，机车的运动方向为由先触发电流信号的位置运动至后触发电流信号的位置，在实施过程中，还可以通过检测电流信号产生的次数以及频率来计算机车运行的时间、机车的轮距以及机车的轮数。
实施例4还提供一种服务器，包括信号接收模块以及存储模块，所述接收模块用于接收电流信号以及加速度信号，所述存储模块用于存储电流信号以及加速度信号，所述服务器可在云端运行电流信号以及加速度信号的调理和运算，并完成相应的存储工作，为了便于管理以及便于数据通信，还可以相应地设置信号接受中继器。
请参阅图5，实施例4提供一种机车定位检测系统，包括车轨网络02、机车定位检测装置03和服务器01，所述车轨网络02包括主干路段以及岔路段，所述主干路段以及岔路段分别设有至少一个所述机车定位检测装置03，所述服务器分别与所述机车定位检测装置信号连接。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种机车定位检测方法，其特征在于，包括：
当机车经过检测区域时，采集机车的车轮切割磁感应线圈产生的电流信号；
当机车经过或者停止在检测区域时，采集车轨垂直于车轨平面方向上的加速度信号；
根据所述电流信号以及所述加速度信号，判断机车在检测区域内的位置状态；
根据所述电流信号以及所述加速度信号，判断机车在检测区域内的位置状态的步骤包括，设定电流信号的阈值，当采集到的电流信号的数值大于或者等于所述电流信号的阈值时，则判定机车经过所述检测区域；当采集到的电流信号的数值小于所述电流信号的阈值时，则判定机车未经过所述检测区域；设定加速度信号的阈值，当采集到的电流信号的数值小于所述电流信号的阈值且采集到的加速度信号的数值大于或者等于所述加速度信号的阈值，则判定机车停止在所述检测区域；
用于检测电流信号的磁感应线圈以及用于检测加速度信号的加速度传感器设置在车轨的枕木上。
2.根据权利要求1所述的机车定位检测方法，其特征在于，当机车经过检测区域时，采集机车的车轮切割磁感应线圈产生的电流信号的步骤包括：
设定电流信号的阈值，当采集到的电流信号的数值大于或者等于所述电流信号的阈值时，则判定所述机车经过检测区域。
3.根据权利要求1或者2所述的机车定位检测方法，其特征在于，当机车经过检测区域时，采集机车的车轮切割磁感应线圈产生的电流信号的步骤还包括：
在所述检测区域内的至少两个位置采集所述电流信号，所述至少两个位置沿着所述车轨的延伸方向设置，根据产生电流信号的时序，确定机车的行驶方向。
4.一种机车定位检测方法，其特征在于，包括：
当机车经过检测区域时，采集机车的车轮切割磁感应线圈产生的电流信号；
当采集到所述电流信号时，则开启车轨的加速度信号的采集，其中，所述加速度信号为垂直于车轨平面方向上的加速度信号；
设定加速度信号的阈值，当采集到的加速信号的数值大于或者等于所述加速度信号的阈值时，则判定机车位于所述检测区域上方；
当采集到加速度信号的数值小于所述加速度信号的阈值，则判定机车驶离所述检测区域，关闭加速度信号的采集；
用于检测电流信号的磁感应线圈以及用于检测加速度信号的加速度传感器设置在车轨的枕木上。
5.根据权利要求4所述的机车定位检测方法，其特征在于，当采集到的加速信号的数值大于或者等于所述加速度信号的阈值时，则判定机车位于所述检测区域上方的步骤后还包括：
设定电流信号的阈值，并延时检测电流信号；
当电流信号的数值大于或者等于所述电流信号的阈值时，则判断机车经过所述检测区域；
当在电流信号的数值小于所述电流信号的阈值时，则判断机车停止在所述检测区域，并关闭加速度信号的采集。
6.一种机车定位检测装置，其特征在于，包括：
用于磁感应车轮并产生电流信号的磁感应线圈、用于采集车轨的加速度信号的加速度传感器、用于提供能源的电池模块、用于信号处理的处理模块以及用于传输信号的无线模块，且所述磁感应线圈、所述加速度传感器、所述电池模块、所述处理模块以及所述无线模块之间信号连接，其中，所述加速度信号为垂直于车轨平面方向上的加速度信号；
当电流信号的数值大于电流信号的阈值时，机车定位检测装置开机，处理模块接收所述电流信号；
当采集到所述加速度信号的数值小于所述加速度信号的阈值，则判定机车驶离所述机车定位检测装置，并将电流信号以及加速度信号通过无线模块发送，关机机车定位检测装置；
当采集到所述加速度信号的数值大于或者等于所述加速度信号的阈值，判断机车位于机车定位检测装置上方，并延时检测电流信号直至电流信号的数值小于电流信号的阈值，将电流信号以及加速度信号通过无线模块发送，关机机车定位检测装置；
将多个所述机车定位检测装置设置于车轨上，通过机车定位检测装置采集不同位置的电流信号以及加速度信号，以判断机车对应到机车定位检测装置所在的检测区域的运行状态。
7.根据权利要求6所述机车定位检测装置，其特征在于，在所述检测区域内的至少两个位置采集所述电流信号，所述至少两个位置沿着所述车轨的延伸方向设置，根据产生电流信号的时序，确定机车的行驶方向。
8.一种服务器，其特征在于，包括信号接收模块以及存储模块，所述接收模块用于接收如权利要求1-5任一项所述机车定位检测方法中的电流信号以及加速度信号，所述存储模块用于存储如权利要求1-5任一项所述机车定位检测方法中的电流信号以及加速度信号。
9.一种机车定位检测系统，其特征在于，包括车轨网络、机车定位检测装置和服务器，所述车轨网络包括主干路段以及岔路段，所述主干路段以及岔路段分别设有至少一个如权利要求6或7所述机车定位检测装置，所述服务器分别与所述机车定位检测装置信号连接。
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