CN114179869A

CN114179869A - 用于列车测速的方法、装置和列车

Info

Publication number: CN114179869A
Application number: CN202111597604.5A
Authority: CN
Inventors: 李淑娜
Original assignee: Traffic Control Technology TCT Co Ltd
Current assignee: Traffic Control Technology TCT Co Ltd
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2041-12-24
Also published as: CN114179869B

Abstract

本申请实施例提供一种用于列车测速的方法、装置和列车，其中，所述方法包括：通过第一速度传感器测量列车在当前周期的第一速度；通过第二速度传感器测量列车在当前周期的第二速度；根据当前周期的加速度值，确定列车在当前周期的第三速度；在所述第一速度与第二速度的差值未满足预设条件的情况下，将所述第三速度分别与第一速度和第二速度进行比较，以获取当前周期的列车车速。本申请利用当前周期的加速度值，在任意一个速度传感器发生故障时，仍然能够实现正常的列车测速，从而极大地提高了列车测速的可靠性和准确性。

Description

用于列车测速的方法、装置和列车

技术领域

本申请涉及轨道交通技术领域，例如涉及一种用于列车测速的方法、装置和列车。

背景技术

目前，在轨道交通应用中，列车对速度检测的要求越来越高，测速可靠性和准确性已经成为影响列车行车安全及运营性能的重要指标。为了提高列车测速的准确性，现有的一种列车测速系统，包括两个同步运行的测速子系统，每一测速子系统包括速度传感器、可编程逻辑器件和CPU，所述速度传感器安装于列车车轮；在每一测速子系统中，所述速度传感器用于采集车轮齿数并向所述可编程逻辑器件发送脉冲信号，所述可编程逻辑器件用于以第一预设频率采样所述脉冲信号以统计脉冲数量，并以第二预设频率对计数值进行锁存，所述CPU用于以所述第二预设频率获取所述可编程逻辑器件锁存的所述计数值，根据所述计数值计算所述列车的速度；若在同一时刻两个所述CPU计算出的速度的误差在预设范围内，则判定测速结果无异常，并输出所述列车的速度。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

现有技术在进行列车测试时，必须要求两个速度传感器均处于正常工作状态，一旦两个速度传感器中的任意一个速度传感器发生故障，就会导致列车测速失败，从而极大地降低了列车测速的可靠性和准确性。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种用于列车测速的方法、装置和列车，以在两个速度传感器中的任意一个速度传感器发生故障时，仍然可以实现列车测速。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种用于列车测速的方法，包括：

通过第一速度传感器测量列车在当前周期的第一速度；

通过第二速度传感器测量列车在当前周期的第二速度；

根据当前周期的加速度值，确定列车在当前周期的第三速度；

在所述第一速度与第二速度的差值未满足预设条件的情况下，将所述第三速度分别与第一速度和第二速度进行比较，以获取当前周期的列车车速。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种用于列车测速的装置，包括：

第一测速模块，被配置为通过第一速度传感器测量列车在当前周期的第一速度；

第二测速模块，被配置为通过第二速度传感器测量列车在当前周期的第二速度；

第三测速模块，被配置为根据当前周期的加速度值，确定列车在当前周期的第三速度；

速度比较模块，被配置为在所述第一速度与第二速度的差值未满足预设条件的情况下，将所述第三速度分别与第一速度和第二速度进行比较，以获取当前周期的列车车速。

根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，包括处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在运行所述程序指令时，执行如本申请所述的用于列车测速的方法。

根据本申请实施例的第四个方面，提供了一种列车，包括如本申请所述的用于列车测速的装置。

本申请实施例提供的用于列车测速的方法、装置和列车，可以实现以下技术效果：

本申请利用当前周期的加速度值，确定列车在当前周期的第三速度，从而在第一速度与第二速度的差值未满足预设条件，即两个速度传感器中的任意一个速度传感器发生故障时，通过第三速度与第一速度或第二速度进行比较，最终确定出当前周期的列车车速，使得在任意一个速度传感器发生故障时，仍然能够实现正常的列车测速，从而极大地提高了列车测速的可靠性和准确性。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例提供的一个用于列车测速的方法的示意图；

图2是本申请实施例提供的确定列车在当前周期的第三速度的方法的示意图；

图3是本申请实施例提供的判断第一速度与第二速度的差值是否满足预设条件的方法的示意图；

图4是本申请实施例提供的将第三速度分别与第一速度和第二速度进行比较，以获取当前周期的列车车速的方法的示意图；

图5是本申请实施例提供的另一个用于列车测速的方法的示意图；

图6是本申请实施例提供的一个用于列车测速的装置的示意图；

图7是本申请实施例提供的另一个用于列车测速的装置的示意图。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在现有的列车测速方法中，一般原理是通过速度传感器采集脉冲信号，进而根据脉冲信号的数量计算出列车在当周期的走形距离，在根据当周期的走形距离和周期时间计算出列车的运行速度。在具体应用中，通常会设置两个速度传感器以相互进行速度有效性的校验，即如果两个速度传感器测速值的差值在允许范围内，则判定测速有效并输出最终的测速值，如果两个速度传感器的测速值偏差大于容忍值测速失败。同时，每个速度传感器会设置两路脉冲信号以判定该速度传感器本身是否处于正常工作状态。

具体而言，两个速度传感器可以是光电式速度传感器或霍尔式速度传感器，两个速度传感器可以安装于所述列车的不同车轮上，例如，霍尔式速度传感器是利用霍尔元件通过磁场产生脉冲进行计数，并通过以下公式计算出列车速：

v＝πdn/Nt；

其中，d为车轮直径，n为总脉冲数，N为测速齿盘的总齿数，t为周期时间。

在实现本申请的过程中，申请人发现，在现有的列车测速方法中，必须要求两个速度传感器均处于正常工作状态，一旦两个速度传感器中的任意一个速度传感器发生故障，就会导致列车测速失败，从而极大地降低了列车测速的可靠性和准确性；此外，在现有的列车测速方法中，只能通过一个速度传感器的两路脉冲判断该速度传感器是否发生断线，有很大的局限性，并且在两个速度传感器中的任意一个速度传感器发生故障时，无法判断出具体是哪一个速度传感器发生了故障，哪一个速度传感器是正常运行的。

针对上述问题，结合图1所示，本申请实施例中提供了一种用于列车测速的方法，包括：

步骤101：通过第一速度传感器测量列车在当前周期的第一速度。

步骤102：通过第二速度传感器测量列车在当前周期的第二速度。

在本申请的实施例中，本申请的列车测速系统分别采集第一速度传感器和第二速度传感器的总计四路脉冲数量值，进而根据四路脉冲数量值分别计算出第一速度传感器对应的列车在当前周期的第一速度，以及第二速度传感器对应的列车在当前周期的第二速度。

步骤103：根据当前周期的加速度值，确定列车在当前周期的第三速度。

在本申请的实施例中，本申请的列车自动保护系统(Automatic TrainProtection，ATP)通过采集加速度计的加速度信息，根据当前周期的加速度值和上一周期的列车车速进行融合计算，确定列车在当前周期的第三速度。

步骤104：在第一速度与第二速度的差值未满足预设条件的情况下，将第三速度分别与第一速度和第二速度进行比较，以获取当前周期的列车车速。

在本申请的实施例中，在第一速度与第二速度的差值未满足预设条件的情况下，本申请的列车测速系统可以判断出两个速度传感器中的任意一个速度传感器发生了故障，此时，通过第三速度和第一速度或第三速度和第二速度，计算出当前周期的列车车速。

采用本申请实施例提供的用于列车测速的方法，利用当前周期的加速度值，确定列车在当前周期的第三速度，从而在第一速度与第二速度的差值未满足预设条件，即两个速度传感器中的任意一个速度传感器发生故障时，通过第三速度与第一速度或第二速度进行比较，最终确定出当前周期的列车车速，使得在任意一个速度传感器发生故障时，仍然能够实现正常的列车测速，从而极大地提高了列车测速的可靠性和准确性。

可选地，结合图2所示，根据当前周期的加速度值，确定列车在当前周期的第三速度，包括：

步骤201：获取加速度计在当前周期生成的加速度原始报文。

步骤202：对加速度原始报文进行解析，计算当前周期的加速度值。

步骤203：根据上一周期的列车车速和当前周期的加速度值，计算当前周期的第三速度。

可选地，结合图3所示，判断第一速度与第二速度的差值是否满足预设条件，包括：

步骤301：计算第一速度与第三速度的差值的第一绝对值。

步骤302：计算第二速度与第三速度的差值的第二绝对值。

步骤303：判断第一绝对值和第二绝对值是否小于等于预设的偏差阈值；若是，则判定满足预设条件；若否，则判定未满足预设条件。

在本申请的实施例中，本申请的列车测速系统会在每个时间周期内计算第一速度与第三速度的差值的第一绝对值，以及第二速度与第三速度的差值的第二绝对值，在第一绝对值和第二绝对值均小于等于预设的偏差阈值时，即可以认为第一速度传感器、第二速度传感器和加速度计均处正常工作状态，在第一绝对值大于预设的偏差阈值时，即可以认为第一速度传感器或第二速度传感出现了断线故障。

这样，通过由加速度计计算出当前周期的第三速度，利用数据偏差作为判断第一速度传感器或第二速度传感出现故障的依据，从而提高了故障诊断的可靠性和精确性。

可选地，本申请的用于列车测速的方法，还包括：

在第一速度与第二速度的差值满足预设条件的情况下，将第一速度、第二速度和第三速度进行求平均计算，以平均值作为当前周期的列车车速。

这样，在第一速度传感器、第二速度传感器和加速度计均处正常工作状态的情况下，通过将第三速度进行融合计算，能更好地提高列车测速的准确性。

可选地，结合图4所示，将第三速度分别与第一速度和第二速度进行比较，以获取当前周期的列车车速，包括：

步骤401：计算第一速度与第三速度的差值的第一绝对值。

步骤402：计算第一速度与第三速度的差值的第二绝对值。

在本申请的实施例中，本申请的列车测速系统会在每个时间周期内计算第一速度与第三速度的差值的第一绝对值，以及第二速度与第三速度的差值的第二绝对值。

步骤403：判断第一绝对值是否小于等于第二绝对值；若是，则执行步骤404；若否，则执行步骤405。

在本申请的实施例中，本申请的列车测速系统根据第一绝对值和第二绝对值进行比较，进而判断出第三速度是更接近于第一速度，还是第三速度是更接近于第二速度。

步骤404：根据第一速度与第三速度，计算当前周期的列车车速。

在本申请的实施例中，如果第三速度更接近于第一速度，则可以认为第二传感器出现断线故障，第一传感器正常工作，进而根据第一速度与第三速度，计算当前周期的列车车速，例如将第一速度与第三速度的平均值作为当前周期的列车车速。

步骤405：根据第二速度与第三速度，计算当前周期的列车车速。

在本申请的实施例中，如果第三速度更接近于第二速度，则可以认为第一传感器出现断线故障，第二传感器正常工作，进而根据第二速度与第三速度，计算当前周期的列车车速，例如将第二速度与第三速度的平均值作为当前周期的列车车速。

这样，将通过利用加速度计计算出的第三速度分别第一速度和第二速度，能够在两个速度传感器中的任意一个速度传感器发生故障时，通过第三速度配合正常工作速度传感器计算得到列车车速，从保证了测速的可靠性与准确性。

针对上述问题，结合图5所示，本申请实施例中提供了一种用于列车测速的方法，包括：

步骤501：通过第一速度传感器测量列车在当前周期的第一速度。

步骤502：通过第二速度传感器测量列车在当前周期的第二速度。

步骤503：在当前周期的第一速度和/或第二速度为0且通过当前周期的加速度值计算的速度值大于速度配置值的情况下，确定第一速度传感器和/或第二速度传感器处于断线故障状态。

步骤504：在确定第一速度传感器和第二速度传感器处于断线故障状态的情况下，停止列车测速并生成报警信息。

在本申请的实施例中，本申请的列车测速系统利用加速度计的加速度值计算的速度值对具体哪一个速度传感器发生了断线进行判断。具体而言，当速度传感器的两路脉冲值均为0，但是当前周期的加速度值计算的速度值大于速度配置值的情况下，则认为计算出速度为0的第一速度传感器和/或第二速度传感器处于断线故障状态，并且断线故障不可恢复。同时，若两个速度传感器均处于断线故障状态时，就会停止列车测速并生成报警信息，以使得列车驾驶员能够迅速采取措施，避免出现列车行驶故障。

这样，通过在每个速度传感器会设置两路脉冲信号以判定该速度传感器本身是否处于正常工作状态之外，额外地利用加速度值对速度传感器的工作状态进行判断，从而能够具体的地准确判断出发生断线故障的速度传感器，更加灵活的对断线故障进行定位和判断。

结合图6所示，本申请实施例提供一种用于列车测速的装置，包括：

第一测速模块601，被配置为通过第一速度传感器测量列车在当前周期的第一速度；

第二测速模块602，被配置为通过第二速度传感器测量列车在当前周期的第二速度；

第三测速模块603，被配置为根据当前周期的加速度值，确定列车在当前周期的第三速度；

速度比较模块604，被配置为在第一速度与第二速度的差值未满足预设条件的情况下，将第三速度分别与第一速度和第二速度进行比较，以获取当前周期的列车车速。

可选地，速度比较模块604，具体被配置为：

计算第一速度与第三速度的差值的第二绝对值；

计算第一速度与第三速度的差值的第三绝对值；

判断第二绝对值是否小于等于第三绝对值；

若是，则根据第一速度与第三速度，计算当前周期的列车车速；

若否，则根据第二速度与第三速度，计算当前周期的列车车速。

可选地，第三测速模块603，具体被配置为：

获取加速度计在当前周期生成的加速度原始报文；

对加速度原始报文进行解析，计算当前周期的加速度值；

根据上一周期的列车车速和当前周期的加速度值，计算当前周期的第三速度。

可选地，速度比较模块604，具体被配置为：

计算第一速度与第二速度的差值的第一绝对值；

判断第一绝对值是否小于预设的偏差阈值；

若是，则判定满足预设条件；

若否，则判定未满足预设条件。

可选地，速度比较模块604，还被配置为：

可选地，装置还包括断线诊断模块，被配置为：

在当前周期的第一速度和/或第二速度为0且通过当前周期的加速度值计算的速度值大于速度配置值的情况下，确定第一速度传感器和/或第二速度传感器处于断线故障状态。

可选地，所述断线诊断模块，具体被配置为：

在确定所述第一速度传感器和第二速度传感器处于断线故障状态的情况下，停止列车测速并生成报警信息。

结合图7所示，本公开实施例提供一种电子设备，包括处理器(processor)700和存储器(memory)701。可选地，该装置还可以包括通信接口(Communication Interface)702和总线703。其中，处理器700、通信接口702、存储器701可以通过总线703完成相互间的通信。通信接口702可以用于信息传输。处理器700可以调用存储器701中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于列车测速的方法。

此外，上述的存储器701中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

存储器701作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器700通过运行存储在存储器701中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中用于列车测速的方法。

存储器701可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器701可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。

本申请实施例提供了一种列车，包含上述的用于列车测速的装置。

本申请实施例提供了一种存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述用于耗材购买的方法。

上述的存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。

本申请实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种用于列车测速的方法，其特征在于，包括：

通过第一速度传感器测量列车在当前周期的第一速度，通过第二速度传感器测量列车在当前周期的第二速度；

在所述第一速度与第二速度的差值未满足预设条件的情况下，将所述第三速度分别与第一速度和第二速度进行比较，获取比较结果；

根据所述比较结果，通过所述第一速度与第三速度获取当前周期的列车车速，或者，通过所述第二速度与第三速度获取当前周期的列车车速。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第三速度分别与第一速度和第二速度进行比较，获取比较结果，包括：

计算所述第一速度与第三速度的差值的第一绝对值；

计算所述第二速度与第三速度的差值的第二绝对值；

将所述第一绝对值与第二绝对值进行比较，获取比较结果。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述比较结果，通过所述第一速度与第三速度获取当前周期的列车车速，或者，通过所述第二速度与第三速度获取当前周期的列车车速，包括：

在所述第一绝对值小于等于所述第二绝对值的情况下，根据所述第一速度与第三速度，计算当前周期的列车车速；

在所述第一绝对值大于所述第二绝对值的情况下，根据所述第二速度与第三速度，计算当前周期的列车车速。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前周期的加速度值，确定列车在当前周期的第三速度，包括：

获取加速度计在当前周期生成的加速度原始报文；

对所述加速度原始报文进行解析，计算当前周期的加速度值；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述第一速度与第二速度的差值是否满足所述预设条件，包括：

计算所述第一速度与第三速度的差值的第一绝对值；

计算所述第二速度与第三速度的差值的第二绝对值；

判断所述第一绝对值和第二绝对值是否小于等于预设的偏差阈值；

若是，则判定满足预设条件；

若否，则判定未满足预设条件。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述第一速度与第二速度的差值满足预设条件的情况下，将所述第一速度、第二速度和第三速度进行求平均计算，以平均值作为当前周期的列车车速。

7.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在当前周期的第一速度和/或第二速度为0，且通过当前周期的加速度值计算的速度值大于速度配置值的情况下，确定所述第一速度传感器和/或第二速度传感器处于断线故障状态。

8.一种用于列车测速的装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于，所述处理器被配置为在运行所述程序指令时，执行如权利要求1至7任一项所述的用于列车测速的方法。

10.一种列车，其特征在于，包括如权利要求8所述的用于列车测速的装置。