CN114454926A - 一种基于计轴传感器确定车列长度的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于计轴传感器确定车列长度的方法及系统，方法包括：获取车列经过第一计轴传感器的第一计轴信息；获取车列经过第一计轴传感器的实时位移信息；根据所述第一计轴信息和所述实时位移信息确定车列长度。本发明的基于计轴传感器确定车列长度的方法及系统，基于采集计轴传感器信息和车列位移信息能够实时测量车列长度，精度高。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，特别涉及一种基于计轴传感器确定车列长度的方法及系统。
背景技术
车列（通常由多节车厢连挂组成的列车）长度计算通常应用在编组站场内。车列长度主要用于安全防护距离的判断。目前的车列长度判断方法主要有两种，一种是从计划信息中获取车列长度，另一种是利用轨道电路的占用出清状态确定车列长度。采用轨道电路确定车列的具体方法为：以匀速驶入轨道电路区段，通过联锁系统检测该轨道电路是否出清，判断占用时间与出清时间的差值，利用“速度*时间”计算相应的车列长度。
采用计划信息获取车列长度，当计划信息错误或不足时，无法及时正确的获取车列长度信息。并且，缺少对现场的车列长度进行校验的过程。现场实时测量车列长度通常采用轨道电路方式，但是轨道电路的占用、出清判断具有受到轨道电路延时和相关的联锁系统延时的影响，并且延时长度不确定，车列长度测量存在较大误差。
因此，亟需一种实时、准确地确定车列长度的方案。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于计轴传感器确定车列长度的方法，包括：
获取车列经过第一计轴传感器的第一计轴信息；
获取车列经过第一计轴传感器的实时位移信息；
根据所述第一计轴信息和所述实时位移信息确定车列长度。
进一步地，方法包括：
获取车列首端车轮经过第一计轴传感器的首端计轴信息；
获取车列末端车轮经过第一计轴传感器的尾端计轴信息；
根据首端计轴信息获取对应的首端位移信息，所述首端位移信息为车列首端车轮经过第一计轴传感器时的位移信息；
根据尾端计轴信息获取对应的尾端位移信息，所述尾端位移信息为车列尾端车轮经过第一计轴传感器时的位移信息；
根据所述尾端位移信息和所述首端位移信息之差，确定所述车列长度。
进一步地，方法还包括：
获取车列经过第二计轴传感器的第二计轴信息；
所述第二计轴传感器设置在所述第一计轴传感器前方，所述第二计轴传感器与所述第一计轴传感器之间形成测距区间；
根据所述第一计轴信息和所述第二计轴信息实时判断车列在所述测距区间的出清状态。
进一步地，所述测距区间的长度大于车厢长度，小于车厢长度的两倍。
进一步地，根据所述第一计轴信息和所述第二计轴信息实时判断车列在所述测距区间的出清状态包括：
根据第一计轴信息确定车列车轮经过第一计轴传感器的第一计数信息；
根据第二计轴信息确定车列车轮经过第二计轴传感器的第二计数信息；
根据第一计数信息与第二计数信息之差确定车列在所述测距区间的出清状态。
进一步地，根据第一计数信息与第二计数信息之差确定车列在所述测距区间的出清状态包括：
第一计数信息与第二计数信息之差大于等于2时，判定车列正在通过所述测距区间。
进一步地，根据第一计数信息与第二计数信息之差确定车列在所述测距区间的出清状态包括：
第一计数信息等于第二计数信息时，判定车列已经出清所述测距区间。
进一步地，方法还包括：
根据所述第一计轴信息和所述实时位移信息确定车列的车厢长度。
进一步地，方法还包括：
根据所述第一计轴信息和所述实时位移信息确定车列的速度；
所述第一计轴信息包含计轴时刻信息。
进一步地，
所述第一计轴传感器和所述第二计轴传感器为铁磁传感器；
所述获取车列经过第一计轴传感器的第一计轴信息为通过有线传输通道获取第一计轴信息。
进一步地，
获取车列经过第一计轴传感器的实时位移信息包括：
地面设备通过与车列进行无线通信，获取车列的实时位移信息。
本发明还提供一种基于计轴传感器确定车列长度的系统，包括：
计轴信息采集单元，用于获取车列经过第一计轴传感器的第一计轴信息；
位移信息采集单元，用于获取车列经过第一计轴传感器的实时位移信息；
车列长度确定单元，用于根据所述第一计轴信息和所述实时位移信息确定车列长度。
进一步地，系统包括：
所述计轴信息采集单元，用于：
获取车列首端车轮经过第一计轴传感器的首端计轴信息；
获取车列末端车轮经过第一计轴传感器的尾端计轴信息；
所述位移信息采集单元，用于：
根据首端计轴信息获取对应的首端位移信息，所述首端位移信息为车列首端车轮经过第一计轴传感器时的位移信息；
根据尾端计轴信息获取对应的尾端位移信息，所述尾端位移信息为车列尾端车轮经过第一计轴传感器时的位移信息；
所述车列长度确定单元，用于根据所述尾端位移信息和所述首端位移信息之差，确定所述车列长度。
进一步地，
所述计轴信息采集单元还用于获取车列经过第二计轴传感器的第二计轴信息；
所述第二计轴传感器设置在所述第一计轴传感器前方，所述第二计轴传感器与所述第一计轴传感器之间形成测距区间；
所述车列长度确定单元用于根据所述第一计轴信息和所述第二计轴信息实时判断车列在所述测距区间的出清状态。
本发明还提供一种基于计轴传感器确定车列长度的系统，所述系统包括至少一个处理器以及至少一个存储器；
所述存储器存储执行上述方法的计算机程序，所述处理器调用存储器中的所述计算机程序以执行上述方法。
本发明的基于计轴传感器确定车列长度的方法及系统，基于采集计轴传感器信息和车列位移信息能够实时测量车列长度，精度高。进一步地，采用两组间隔设置的计轴传感器形成占用测距区间，能够简便快速地判断车列出清，从而及时获取车列整体长度。相比于使用轨道电路出清的方式，本发明使用计轴传感器进行测长，不但可以测量整车列长，也可以测量每节车长，能够满足现场对超长车辆的检测需求。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例的车列首端车轮进入测距区间的车列位置示意图；
图2示出了根据本发明实施例的车列尾端车轮进入测距区间的车列位置示意图；
图3示出了根据本发明实施例的测距区间小于车厢长度的传感器位置示意图；
图4示出了根据本发明实施例的测距区间大于一个车厢长度而小于两个车厢长度的传感器位置示意图；
图5示出了根据本发明实施例的车列尾端车轮出清测距区间的车列位置示意图；
图6示出了根据本发明实施例的一种基于计轴传感器确定车列长度的系统的结构示意图；
图7示出了根据本发明实施例的另一种基于计轴传感器确定车列长度的系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种基于计轴传感器确定车列长度的方法，包括以下步骤：
获取车列经过第一计轴传感器的第一计轴信息；
获取车列经过第一计轴传感器的实时位移信息；
根据第一计轴信息和实时位移信息确定车列长度。
其中，第一计轴信息为车列经过第一计轴传感器时，第一计轴传感器生成的触发信息，该计轴信息中包含有时刻信息，即传感器被触发的时刻。实时位移信息中也包含时刻信息，反应车列在不同时刻的位置。实时采集车列经过第一计轴传感器时的一系列第一计轴信息（每个车轮经过第一计轴传感器都会触发产生第一计轴信息），根据各个第一计轴信息的时刻信息与实时位移信息的时刻信息相对应，可以知道每个第一计轴信息对应的车列位置，从而可以根据首尾车轮的位置差获取车列长度。本发明实施例中，车列长度是指整列车列的长度。一般来说，一列车列由多个车列车厢组成，车厢长度为每个车厢的长度。
具体地，确定车列长度的判定过程为:
获取车列首端车轮经过第一计轴传感器的首端计轴信息；获取车列末端车轮经过第一计轴传感器的尾端计轴信息；根据首端计轴信息获取对应的首端位移信息，首端位移信息为车列首端车轮经过第一计轴传感器时的位移信息；根据尾端计轴信息获取对应的尾端位移信息，尾端位移信息为车列尾端车轮经过第一计轴传感器时的位移信息；根据所述尾端位移信息和所述首端位移信息之差，确定所述车列长度。尾端位移信息和首端位移信息之差可以确定首端车轮和尾端车轮之间的距离，车列长度基本与该距离相同。进一步地，也可以根据经验在该距离的基础上增加首端车轮和车列头之间的距离以及尾端车轮和车列尾之间的距离，已获得精确的车列长度。或者，根据首端车轮和尾端车轮之间的距离和车厢数量确定车列车型，根据车型确定精确的车列长度。
由于车列车厢的前轮与后轮之间具有一定间隔，前轮经过第一计轴传感器后，第一计轴传感器无法确定后方是否还有车轮要经过，从而无法在车列尾端车轮经过第一计轴传感器后立即判断出车列完全经过测距区间的传感器。当然，可以设置一定时延内没有车轮继续经过第一计轴传感器，则认为车列完全经过了，从而根据尾端车轮经过时的第一计轴信息来计算车列长度。但采用时延方式降低了判断车列长度的实时性，并且有可能与后方来车造成混淆。因此，本发明实施例优选地，还设置有第二计轴传感器，与第一计轴传感器配合使用，以便快速准确地判断出车列完全经过了第一计轴传感器的情况。
具体地，第二计轴传感器设置在第一计轴传感器前方，与第一计轴传感器之间形成测距区间。如图1所示，传感器A为第一计轴传感器，传感器B为第二计轴传感器，车列按照从传感器A到传感器B的方向运行。本发明实施例的前方是按照车列运行方向的前方，即车列先经过第一计轴传感器，再经过第二计轴传感器。后方与此相反。本发明实施例中的“第一”、“第二”仅用于区分相同类型的不同对象，如区分两个计轴传感器，便于说明计轴传感器在判断某一方向车列的长度确定过程。当车列反向经过时，传感器B可以作为第一计轴传感器，传感器A可以作为第二计轴传感器，车列长度确定原理与正向相同。
如图1所示，车列经过时，获取车列经过第一计轴传感器（传感器A）的第一计轴信息，获取车列经过第二计轴传感器（传感器B）的第二计轴信息；根据第一计轴信息和第二计轴信息实时判断车列在测距区间的出清状态。测距区间为传感器A与传感器B之间的区域。车列出清后，可以根据第一计轴信息确定车列长度。图1中，车列首端车轮经过传感器A时，传感器A发送触发信息到地面控制中心的车列长度确定系统，作为第一计轴信息。收到第一计轴信息时，表示已经有车列经过该测距区间，记录此时车列发送的走行位移信息值（表示为X1）。
本发明实施例中，车列采用无线通信方式实时把自身走行的位移信息发送给地面设备。示例性地，地面设备为一种基于计轴传感器确定车列长度的系统（简称车列长度确定系统），包括计轴信息采集单元、位移信息采集单元和车列长度确定单元。其中，走行位移值即实时位移信息通过位移信息采集单元发送到车列长度确定单元，计轴信息（包括第一计轴信息、第二计轴信息等）通过计轴信息采集单元发送给车列长度确定单元，由车列长度确定单元确定车列长度。不失一般性地，车列长度确定系统集成在地面控制中心。车列具有走行位移传感器。车列和车列长度确定系统都具有用于无线通信的天线。
车列每100mS发送一次自己的走行位移，因此在10m/S（编组站场内限速为12m/S）的速度下，车长的误差为1米，一般一节车厢的车长为11米，因此满足测长需要，速度越慢，误差越小。
车列不断运行，实时把走行位移值发送给车列长度确定系统。如图2所示，车列尾端车轮经过传感器A时，车列位移值为X2，此时，尾端车轮刚好到达车列位移值为X1时的首端车轮所在位置，即传感器A处。车列长度L=X2-X1。
同理，车列各个车轮经过传感器A时，车列长度确定系统实时采集第一计轴信息和对应的实时位移信息，根据这两个信息可以累加计算车列经过传感器A的长度。进而，根据第一计轴信息和实时位移信息可以确定车列的每个车厢长度。即，根据每节车厢的前轮和后轮经过第一计轴传感器的第一计轴信息和对应的实时位移信息，可以确定前轮和后轮的位移差，从而确定该节车厢的长度。本发明实施例的车列长度确定方法，可以在获取车列长度的同时，精确获取车厢长度，对于不同类型（可能具有不同换长）的车列或者不同类型车厢拼接而成的车列，能够获取车列的详细长度信息，也可以用于计数车厢，判断车厢类型等。
进一步地，还可以根据第一计轴信息和实时位移信息确定车列的速度。由于第一计轴信息包含计轴时刻信息，根据第一计轴信息对应的实时位移信息可以确定两个第一计轴信息之间的位移差，即走行距离；根据两个第一计轴信息的时刻信息可以确定时刻差，即走行时间；通过走行距离和走行时间可以确定列车速度。列车的运行方向可以根据第一计轴传感器和第二计轴传感器的触发先后关系确定。
进一步地，测距区间的长度大于车厢长度且小于车厢长度的两倍。示例性地，测距区间长度为1.5倍车厢长度，方便施工。本发明实施例通过设置间距为1.5倍车厢长度的两个计轴传感器，可以迅速判断最后一节车厢进入测距区间。理由如下：
如图3所示，传感器A和传感器B之间的测距区间长度为0.5倍车厢长度。传感器的计数特征为：计数A-计数B = 0，那么存在一节车辆跨在两个个计轴传感器两端的可能，因此根本无法判断是否还有后续车轮进入，因此只能通过设置较长延时来判定车列已经完全进入。其中，计数A为传感器A的车轮计数信息，即第一计数信息。计数B为传感器B的车轮计数信息，即第二计数信息。
因此，本发明实施例中，采用大于一个车厢长度而小于两个车厢长度的测距区间，如图4所示。在此基础上，根据所述第一计轴信息和第二计轴信息实时判断车列在所述测距区间的出清状态，包括：根据第一计轴信息确定车列车轮经过第一计轴传感器的第一计数信息；根据第二计轴信息确定车列车轮经过第二计轴传感器的第二计数信息；根据第一计数信息与第二计数信息之差确定车列在所述测距区间的出清状态。
具体地，第一计数信息与第二计数信息之差大于等于2时，判定车列正在通过所述测距区间。第一计数信息等于第二计数信息时，判定车列已经出清所述测距区间。示例性地，传感器A和传感器B技术特征为：计数A - 计数B >=2，则为车列一直驶入，直到传感器A和传感器B 的计数A = 计数B，如图5所示，证明后续没有车轮经过，证明车列已经完全走出（出清）测距区间，完成本次测量。
本发明实施例的述第一计轴传感器和第二计轴传感器均为铁磁传感器，在另外的实施例中，也可以采用激光等计轴传感方式。本发明实施例优选地采用铁磁传感器，能够提高系统的可用性。相比于激光传感器，铁磁传感器受雨雪、大雾等天气影响小，也基本不受传感器表面污渍影响。相比于轨道电路，铁磁传感器能够避免因电气参数干扰而误判断出清状态的情况。在轨道安装两组铁磁传感器，当车轮经过该传感器时把检测到的车轮经过信息发给车列长度确定系统，由车列长度确定系统的车列长度确定单元确定车列长度。第一计轴传感器和第二计轴传感器均采用有线方式与地面设备连接，如光纤、通信电缆等。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种基于计轴传感器确定车列长度的系统，即车列长度确定系统，能够用于实现上述任一实施例的基于计轴传感器确定车列长度的方法。如图6所示，系统包括：计轴信息采集单元，用于获取车列经过第一计轴传感器的第一计轴信息；位移信息采集单元，用于获取车列经过第一计轴传感器的实时位移信息；车列长度确定单元，用于根据第一计轴信息和所述实时位移信息确定车列长度。
具体地，计轴信息采集单元，用于获取车列首端车轮经过第一计轴传感器的首端计轴信息，获取车列末端车轮经过第一计轴传感器的尾端计轴信息；位移信息采集单元，用于根据首端计轴信息获取对应的首端位移信息。其中，首端位移信息为车列首端车轮经过第一计轴传感器时的位移信息；根据尾端计轴信息获取对应的尾端位移信息，尾端位移信息为车列尾端车轮经过第一计轴传感器时的位移信息。车列长度确定单元用于根据尾端位移信息和首端位移信息之差，确定所述车列长度。
进一步地，计轴信息采集单元还用于获取车列经过第二计轴传感器的第二计轴信息；第二计轴传感器设置在所述第一计轴传感器前方，第二计轴传感器与所述第一计轴传感器之间形成测距区间；车列长度确定单元用于根据第一计轴信息和第二计轴信息实时判断车列在测距区间的出清状态：第一计数信息与第二计数信息之差大于等于2时，判定车列正在通过测距区间，第一计数信息等于第二计数信息时，判定车列已经出清测距区间。
车列长度确定单元还用于根据所述第一计轴信息和所述实时位移信息确定车列的车厢长度，以及根据所述第一计轴信息和所述实时位移信息确定车列的速度。
进一步地，车列长度确定系统还包括计轴传感器，具体为上述第一计轴传感器和第二计轴传感器。示例性地，计轴传感器均为铁磁传感器，且均与计轴信息采集单元通过有线传输通道连接。
在本发明的方法可以是由计算机或嵌入式程序控制的系统来实现。因此，与之相对应地，本发明的实施例中还提供了另一种基于计轴传感器确定车列长度的系统，如图7所示，系统包括至少一个处理器以及至少一个存储器；存储器存储执行以上本发明任意实施例方法的计算机程序，处理器调用存储器中计算机程序以执行本发明任意实施例方法。
进一步地，存储器可与一个或多个处理器通信连接，存储器中存储有可被一个或多个处理器执行的指令，指令被一个或多个处理器执行，以使一个或多个处理器能够实现本发明的方法。
本发明的基于计轴传感器确定车列长度的方法及系统，基于采集计轴传感器信息和车列位移信息能够测量车列长度，精度高。进一步地，采用两组间隔设置的传感器形成占用测距区间，能够简便快速地判断车列出清，实时性强，并能够用于测量车厢长度、列车速度、方向等。用简单可靠的传感器布设结构实现了稳定、可靠、丰富的车列信息获取。采用电磁传感器抗干扰性强，可维护性强。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (15)
1.一种基于计轴传感器确定车列长度的方法，其特征在于，包括：
获取车列经过第一计轴传感器的第一计轴信息；
获取车列经过第一计轴传感器的实时位移信息；
根据所述第一计轴信息和所述实时位移信息确定车列长度。
2.根据权利要求1所述的基于计轴传感器确定车列长度的方法，其特征在于，包括：
获取车列首端车轮经过第一计轴传感器的首端计轴信息；
获取车列末端车轮经过第一计轴传感器的尾端计轴信息；
根据首端计轴信息获取对应的首端位移信息，所述首端位移信息为车列首端车轮经过第一计轴传感器时的位移信息；
根据尾端计轴信息获取对应的尾端位移信息，所述尾端位移信息为车列尾端车轮经过第一计轴传感器时的位移信息；
根据所述尾端位移信息和所述首端位移信息之差，确定所述车列长度。
3.根据权利要求2所述的基于计轴传感器确定车列长度的方法，其特征在于，还包括：
获取车列经过第二计轴传感器的第二计轴信息；
所述第二计轴传感器设置在所述第一计轴传感器前方，所述第二计轴传感器与所述第一计轴传感器之间形成测距区间；
根据所述第一计轴信息和所述第二计轴信息实时判断车列在所述测距区间的出清状态。
4.根据权利要求3所述的基于计轴传感器确定车列长度的方法，其特征在于，
所述测距区间的长度大于车厢长度，小于车厢长度的两倍。
5.根据权利要求4所述的基于计轴传感器确定车列长度的方法，其特征在于，根据所述第一计轴信息和所述第二计轴信息实时判断车列在所述测距区间的出清状态包括：
根据第一计轴信息确定车列车轮经过第一计轴传感器的第一计数信息；
根据第二计轴信息确定车列车轮经过第二计轴传感器的第二计数信息；
根据第一计数信息与第二计数信息之差确定车列在所述测距区间的出清状态。
6.根据权利要求5所述的基于计轴传感器确定车列长度的方法，其特征在于，根据第一计数信息与第二计数信息之差确定车列在所述测距区间的出清状态包括：
第一计数信息与第二计数信息之差大于等于2时，判定车列正在通过所述测距区间。
7.根据权利要求5所述的基于计轴传感器确定车列长度的方法，其特征在于，根据第一计数信息与第二计数信息之差确定车列在所述测距区间的出清状态包括：
第一计数信息等于第二计数信息时，判定车列已经出清所述测距区间。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的基于计轴传感器确定车列长度的方法，其特征在于，还包括：
根据所述第一计轴信息和所述实时位移信息确定车列的车厢长度。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的基于计轴传感器确定车列长度的方法，其特征在于，还包括：
根据所述第一计轴信息和所述实时位移信息确定车列的速度；
所述第一计轴信息包含计轴时刻信息。
10.根据权利要求3-7中任一项所述的基于计轴传感器确定车列长度的方法，其特征在于，
所述第一计轴传感器和所述第二计轴传感器为铁磁传感器；
所述获取车列经过第一计轴传感器的第一计轴信息为通过有线传输通道获取第一计轴信息。
11.根据权利要求1-7中任一项所述的基于计轴传感器确定车列长度的方法，其特征在于，
获取车列经过第一计轴传感器的实时位移信息包括：
地面设备通过与车列进行无线通信，获取车列的实时位移信息。
12.一种基于计轴传感器确定车列长度的系统，其特征在于，包括：
计轴信息采集单元，用于获取车列经过第一计轴传感器的第一计轴信息；
位移信息采集单元，用于获取车列经过第一计轴传感器的实时位移信息；
车列长度确定单元，用于根据所述第一计轴信息和所述实时位移信息确定车列长度。
13.根据权利要求12所述的基于计轴传感器确定车列长度的系统，其特征在于，包括：
所述计轴信息采集单元，用于：
获取车列首端车轮经过第一计轴传感器的首端计轴信息；
获取车列末端车轮经过第一计轴传感器的尾端计轴信息；
所述位移信息采集单元，用于：
根据首端计轴信息获取对应的首端位移信息，所述首端位移信息为车列首端车轮经过第一计轴传感器时的位移信息；
根据尾端计轴信息获取对应的尾端位移信息，所述尾端位移信息为车列尾端车轮经过第一计轴传感器时的位移信息；
所述车列长度确定单元，用于根据所述尾端位移信息和所述首端位移信息之差，确定所述车列长度。
14.根据权利要求13所述的基于计轴传感器确定车列长度的系统，其特征在于，
所述计轴信息采集单元还用于获取车列经过第二计轴传感器的第二计轴信息；
所述第二计轴传感器设置在所述第一计轴传感器前方，所述第二计轴传感器与所述第一计轴传感器之间形成测距区间；
所述车列长度确定单元用于根据所述第一计轴信息和所述第二计轴信息实时判断车列在所述测距区间的出清状态。
15.一种基于计轴传感器确定车列长度的系统，其特征在于，所述系统包括至少一个处理器以及至少一个存储器；
所述存储器存储执行权利要求1－11任一项所述方法的计算机程序，所述处理器调用存储器中的所述计算机程序以执行权利要求1－11任一项所述的方法。
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