FR3115753A1 - Dispositif et procédé d’estimation de vitesse de train sur la base de signaux de vibration - Google Patents
Dispositif et procédé d’estimation de vitesse de train sur la base de signaux de vibration Download PDFInfo
- Publication number
- FR3115753A1 FR3115753A1 FR2110723A FR2110723A FR3115753A1 FR 3115753 A1 FR3115753 A1 FR 3115753A1 FR 2110723 A FR2110723 A FR 2110723A FR 2110723 A FR2110723 A FR 2110723A FR 3115753 A1 FR3115753 A1 FR 3115753A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- sampling
- sensor
- signals
- train speed
- vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 62
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000006854 communication Effects 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
- H04Q9/04—Arrangements for synchronous operation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
- B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
- B61L25/021—Measuring and recording of train speed
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/02—Devices characterised by the use of mechanical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/64—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance
- G01P3/80—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using auto-correlation or cross-correlation detection means
- G01P3/803—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using auto-correlation or cross-correlation detection means in devices of the type to be classified in G01P3/66
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
- B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
- H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
- H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
- H04Q2209/84—Measuring functions
- H04Q2209/845—Measuring functions where the measuring is synchronized between sensing devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
L’invention concerne un dispositif et un procédé d’estimation de vitesse de train. Une vibration dans une bande de fréquences propres subie par un train lorsqu’il avance est échantillonnée au moyen de premier et deuxième capteurs à la même fréquence d’échantillonnage, pour obtenir un premier ensemble et un deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage respectivement ; un premier ensemble et un deuxième ensemble de signaux de vibration sont obtenus sur la base du premier ensemble et du deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage respectivement, et le premier ensemble et le deuxième ensemble de signaux de vibration sont soumis à une analyse par corrélation croisée, pour obtenir une différence d’échantillonnage cible ; et une vitesse de train est calculée sur la base de la différence d’échantillonnage cible. Le dispositif et le procédé d’estimation de vitesse de train selon la présente invention peuvent surveiller précisément la vitesse de train en temps réel sans avoir recours à aucun capteur de vitesse ou GNSS. Figure 1
Description
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne une estimation de vitesse de train, en particulier un dispositif et un procédé d’estimation de vitesse de train sur la base de signaux de vibration.
Etat de la technique antérieur
Dans un train de chemins de fer, afin de détecter des défauts dans des composants rotatifs du train, il est généralement nécessaire d’effectuer une surveillance précise de la vitesse de marche en temps réel du train. Actuellement, la surveillance de la vitesse du train utilise des capteurs de vitesse ou est basée sur le système mondial de positionnement par satellite (GNSS). Cependant, les capteurs de vitesse présentent une consommation d’énergie et des coûts de matériel relativement élevés, tandis que les systèmes basés sur un GNSS présentent des exigences très strictes en termes de conditions de signaux, et dans des cas de figure présentant de mauvaises conditions de signaux, tels que des tunnels, il arrive souvent que la vitesse de train en temps réel ne puisse pas être obtenue avec précision.
En réponse au problème ci-dessus, la présente invention a pour objet un dispositif et un procédé d’estimation de vitesse de train, qui estiment la vitesse de train en temps réel par échantillonnage et analyse d’un signal de vibration de manière synchrone.
Selon un aspect de la présente invention, un dispositif d’estimation de vitesse de train est proposé, comprenant : au moins une paire de capteurs, comprenant un premier capteur et un deuxième capteur agencés dans la direction d’avancement d’un train, le premier capteur et le deuxième capteur étant configurés pour échantillonner, à la même fréquence d’échantillonnage, une vibration dans une bande de fréquences propres subie par le train lorsqu’il avance, afin d’obtenir un premier ensemble de signaux d’échantillonnage et un deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage respectivement ; et un processeur, configuré pour obtenir un premier ensemble de signaux de vibration et un deuxième ensemble de signaux de vibration sur la base du premier ensemble de signaux d’échantillonnage et du deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage respectivement, et soumettre le premier ensemble de signaux de vibration et le deuxième ensemble de signaux de vibration à une analyse par corrélation croisée, pour obtenir une différence d’échantillonnage cible ; la différence d’échantillonnage cible obtient une corrélation croisée maximale entre le premier ensemble de signaux de vibration et le deuxième ensemble de signaux de vibration, et le processeur est configuré pour calculer une vitesse de train sur la base de la différence d’échantillonnage cible.
Selon un autre aspect de la présente invention, un procédé d’estimation de vitesse de train est proposé, comprenant : l’échantillonnage, à la même fréquence d’échantillonnage, d’une vibration dans une bande de fréquences propres subie par le train lorsqu’il avance au moyen d’un premier capteur et d’un deuxième capteur dans au moins une paire de capteurs, afin d’obtenir un premier ensemble de signaux d’échantillonnage et un deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage respectivement, dans lequel le premier capteur et le deuxième capteur sont agencés dans la direction d’avancement du train ; l’obtention d’un premier ensemble de signaux de vibration et d’un deuxième ensemble de signaux de vibration sur la base du premier ensemble de signaux d’échantillonnage et du deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage respectivement, et le fait de soumettre le premier ensemble de signaux de vibration et le deuxième ensemble de signaux de vibration à une analyse par corrélation croisée, pour obtenir une différence d’échantillonnage cible, dans lequel la différence d’échantillonnage cible obtient une corrélation croisée maximale entre le premier ensemble de signaux de vibration et le deuxième ensemble de signaux de vibration ; et le calcul d’une vitesse de train sur la base de la différence d’échantillonnage cible.
Selon les principes de la présente invention, la vitesse de train en temps réel peut être surveillée précisément sans avoir recours à aucun capteur de vitesse ou GNSS. Par comparaison avec l’art antérieur, le dispositif et le procédé d’estimation de vitesse de train selon la présente invention peuvent réduire la consommation d’énergie lors d’une estimation de vitesse de train en temps réel, avoir une précision plus élevée qu’un procédé d’estimation d’une vitesse de train basé sur un GNSS, et sont particulièrement appropriés pour l’estimation d’une vitesse de train souterrain dans des conditions de signaux non GNSS. En outre, le dispositif et le procédé d’estimation de vitesse de train selon la présente invention sont appropriés pour des véhicules ferroviaires de différents types tels que des trains souterrains, des trains à unités multiples, des trains à grande vitesse et des trains aériens, et ne seront pas affectés par des facteurs tels que le type de train et le type de voie.
Brève description des figures
Les attributs et avantages de la présente invention deviendront apparents sur la base de la description détaillée ci-dessous de modes de réalisation illustratifs compris en association avec les dessins. Dans les dessins :
Claims (10)
- Dispositif d’estimation de vitesse de train, comprenant :
au moins une paire de capteurs, comprenant un premier capteur et un deuxième capteur agencés dans la direction d’avancement d’un train, le premier capteur et le deuxième capteur étant configurés pour échantillonner, à la même fréquence d’échantillonnage, une vibration dans une bande de fréquences propres subie par le train lorsqu’il avance, afin d’obtenir un premier ensemble de signaux d’échantillonnage et un deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage respectivement ; et
un processeur, configuré pour obtenir un premier ensemble de signaux de vibration et un deuxième ensemble de signaux de vibration sur la base du premier ensemble de signaux d’échantillonnage et du deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage respectivement, et soumettre le premier ensemble de signaux de vibration et le deuxième ensemble de signaux de vibration à une analyse par corrélation croisée, pour obtenir une différence d’échantillonnage cible ; la différence d’échantillonnage cible obtient une corrélation croisée maximale entre le premier ensemble de signaux de vibration et le deuxième ensemble de signaux de vibration, et le processeur est configuré pour calculer une vitesse de train sur la base de la différence d’échantillonnage cible. - Dispositif d’estimation de vitesse de train selon la revendication 1, dans lequel le processeur est en outre configuré pour obtenir une bande de fréquences caractéristiques du premier ensemble de signaux d’échantillonnage et du deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage ayant une amplitude supérieure à un seuil dans une plage de basses fréquences, et filtrer le premier ensemble de signaux d’échantillonnage et le deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage dans la bande de fréquences caractéristiques, afin d’obtenir le premier ensemble de signaux de vibration et le deuxième ensemble de signaux de vibration.
- Dispositif d’estimation de vitesse de train selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, avant que le premier capteur et le deuxième capteur n’effectuent l’échantillonnage, le premier capteur est en outre configuré pour envoyerimpulsions initiales standard, oùest un nombre entier naturel supérieur ou égal à 1, et le deuxième capteur est en outre configuré pour envoyer une impulsion initiale de retour à chaque fois qu’il reçoit l’impulsion initiale standard ;
si le premier capteur reçoitdites impulsions initiales de retour, alors le premier capteur est en outre configuré pour envoyer une impulsion de synchronisation standard et commencer l’échantillonnage ;
si le deuxième capteur reçoit l'impulsion de synchronisation standard, alors le deuxième capteur est en outre configuré pour commencer l’échantillonnage et envoyer une impulsion de synchronisation de retour ; et
si le premier capteur reçoit l’impulsion de synchronisation de retour, alors le premier capteur est en outre configuré pour continuer l’échantillonnage. - Dispositif d’estimation de vitesse de train selon la revendication 3, dans lequel
si le premier capteur ne reçoit pas l’impulsion de synchronisation de retour, alors le premier capteur est en outre configuré pour arrêter l’échantillonnage, et revenir à la sous-étape d’envoi desimpulsions initiales standard ; et
si le deuxième capteur reçoit l’impulsion de synchronisation standard à nouveau, alors le deuxième capteur est en outre configuré pour arrêter l’échantillonnage, et puis revenir à la sous-étape de commencement de l’échantillonnage et d’envoi de l’impulsion de synchronisation de retour. - Dispositif d’estimation de vitesse de train selon la revendication 3 ou 4, dans lequel, après que le premier capteur et le deuxième capteur ont achevé l’échantillonnage, le premier capteur est en outre configuré pour calculer une différence de temps de début d’échantillonnage sur la base d’une différence de temps entre l’envoi de l’impulsion initiale standard et la réception de l’impulsion initiale de retour correspondante par le premier capteur, et aligner le premier ensemble de signaux d’échantillonnage sur le deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage sur la base de la différence de temps de début d’échantillonnage.
- Dispositif d’estimation de vitesse de train selon la revendication 1 ou 3, dans lequel différentes paires de capteurs dans l’au moins une paire de capteurs sont configurées pour utiliser différentes bandes de fréquences de canal sans fil pour la communication.
- Dispositif d’estimation de vitesse de train selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le processeur est en outre configuré pour déterminer si la vitesse de train calculée est dans une plage spécifique, et ignorer la vitesse de train si la vitesse de train n’est pas dans la plage spécifique.
- Procédé d’estimation de vitesse de train, comprenant :
l’échantillonnage, à la même fréquence d’échantillonnage, d’une vibration dans une bande de fréquences propres subie par le train lorsqu’il avance au moyen d’un premier capteur et d’un deuxième capteur dans au moins une paire de capteurs, afin d’obtenir un premier ensemble de signaux d’échantillonnage et un deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage respectivement, le premier capteur et le deuxième capteur étant agencés dans la direction d’avancement du train ;
l’obtention d’un premier ensemble de signaux de vibration et d’un deuxième ensemble de signaux de vibration sur la base du premier ensemble de signaux d’échantillonnage et du deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage respectivement, et le fait de soumettre le premier ensemble de signaux de vibration et le deuxième ensemble de signaux de vibration à une analyse par corrélation croisée, pour obtenir une différence d’échantillonnage cible, dans lequel la différence d’échantillonnage cible obtient une corrélation croisée maximale entre le premier ensemble de signaux de vibration et le deuxième ensemble de signaux de vibration ; et
le calcul d’une vitesse de train sur la base de la différence d’échantillonnage cible. - Procédé d’estimation de vitesse de train selon la revendication 8, comprenant en outre :
l’obtention d’une bande de fréquences caractéristiques du premier ensemble de signaux d’échantillonnage et du deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage ayant une amplitude supérieure à un seuil dans une plage de basses fréquences ; et
le filtrage du premier ensemble de signaux d’échantillonnage et du deuxième ensemble de signaux d’échantillonnage dans la bande de fréquences caractéristiques, afin d’obtenir le premier ensemble de signaux de vibration et le deuxième ensemble de signaux de vibration. - Procédé d’estimation de vitesse de train selon la revendication 8, comprenant en outre :
avant que le premier capteur et le deuxième capteur n’effectuent l’échantillonnage, l’envoi par le premier capteur deimpulsions initiales standard, oùest un nombre entier naturel supérieur ou égal à 1, et l’envoi par le deuxième capteur d’une impulsion initiale de retour à chaque fois qu’il reçoit l’impulsion initiale standard ;
si le premier capteur reçoitdites impulsions initiales de retour, alors le premier capteur envoie une impulsion de synchronisation standard et commence l’échantillonnage ;
si le deuxième capteur reçoit l'impulsion de synchronisation standard, alors le deuxième capteur commence l’échantillonnage et envoie une impulsion de synchronisation de retour ; et
si le premier capteur reçoit l’impulsion de synchronisation de retour, alors le premier capteur continue l’échantillonnage.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011209740.8 | 2020-11-03 | ||
CN202011209740.8A CN114441792A (zh) | 2020-11-03 | 2020-11-03 | 基于振动信号的列车速度估算装置及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3115753A1 true FR3115753A1 (fr) | 2022-05-06 |
Family
ID=81184209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR2110723A Pending FR3115753A1 (fr) | 2020-11-03 | 2021-10-11 | Dispositif et procédé d’estimation de vitesse de train sur la base de signaux de vibration |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220135095A1 (fr) |
CN (1) | CN114441792A (fr) |
DE (1) | DE102021211835A1 (fr) |
FR (1) | FR3115753A1 (fr) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116443081B (zh) * | 2023-06-15 | 2023-09-05 | 西南交通大学 | 基于动力学响应的轨道列车运行间距实时自动获取方法 |
CN118004244A (zh) * | 2024-01-26 | 2024-05-10 | 武汉理工大学 | 列车行驶方向检测方法、装置、设备及存储介质 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2392983A (en) * | 2002-09-13 | 2004-03-17 | Bombardier Transp Gmbh | Remote system condition monitoring |
US9292409B2 (en) * | 2013-06-03 | 2016-03-22 | Infineon Technologies Ag | Sensor interfaces |
GB2516663A (en) * | 2013-07-29 | 2015-02-04 | Siemens Rail Automation Holdings Ltd | Train speed determination |
US9634715B2 (en) * | 2014-02-18 | 2017-04-25 | Allegro Microsystems, Llc | Signaling between master and slave components using a shared communication node of the master component |
WO2016115443A1 (fr) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | International Electronic Machines Corp. | Détection de dynamique de véhicule anormale |
US10559138B2 (en) * | 2015-12-18 | 2020-02-11 | Ge Global Sourcing Llc | Sensor signal processing system and method |
US11129220B2 (en) * | 2018-12-28 | 2021-09-21 | Westinghouse Air Brake Technologies Corporation | Vehicle communication via multiple wireless communication links |
EP3792141A1 (fr) * | 2019-09-13 | 2021-03-17 | Nabtesco Corporation | Dispositif de surveillance d'état de chemin de fer |
-
2020
- 2020-11-03 CN CN202011209740.8A patent/CN114441792A/zh active Pending
-
2021
- 2021-09-26 US US17/485,460 patent/US20220135095A1/en active Pending
- 2021-10-11 FR FR2110723A patent/FR3115753A1/fr active Pending
- 2021-10-20 DE DE102021211835.6A patent/DE102021211835A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220135095A1 (en) | 2022-05-05 |
DE102021211835A1 (de) | 2022-05-05 |
CN114441792A (zh) | 2022-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FR3115753A1 (fr) | Dispositif et procédé d’estimation de vitesse de train sur la base de signaux de vibration | |
EP2656104B1 (fr) | Procede et dispositif de suivi de variation de terrain | |
CN101498788B (zh) | 一种逆合成孔径雷达的目标转角估计和横向定标方法 | |
FR2718874A1 (fr) | Procédé de surveillance de trafic pour la détection automatique d'incident de véhicules. | |
FR2901366A1 (fr) | Procede de detection des reflecteurs d'une implusion electromagnetique | |
CN114280322B (zh) | 基于光栅阵列传感器的车辆定位测速系统及方法 | |
EP2681585B1 (fr) | Procede de detection et de caracterisation d'une cible mobile sur une image radar | |
CN108646248A (zh) | 一种针对低速运动声源的被动声学测速测距方法 | |
CN102141611A (zh) | 斜视合成孔径雷达多普勒模糊数快速测定方法 | |
EP0715184B1 (fr) | Procédé et dispositif pour déterminer la vitesse d'un mobile au moyen d'un radar ou sonar à compression d'impulsion | |
US20070024497A1 (en) | Navigation signal receiving apparatus and navigation signal receiving method | |
EP3907522A3 (fr) | Procédés et systèmes pour déterminer des paramètres d'alignement d'un capteur de radar | |
FR3111710A1 (fr) | Procédé et système d’estimation d’une déviation angulaire d’un axe de guidage de référence, d’une position et d’une vitesse d’un aéronef. | |
EP0594474A1 (fr) | Procédé et dispositif de trajectographie passive d'objets sous-marins | |
EP1324065B1 (fr) | Procédé de localisation passive d'une cible et notamment de localisation air-air | |
EP1620749B1 (fr) | Procédé pour déterminer des réponses impulsionnelles d'un milieu vis-à-vis de la transmission d'ondes entre différents points | |
EP0818692B1 (fr) | Procédé de détermination du module de la vitesse du porteur d'un radar | |
CA2013522A1 (fr) | Mesure de la stabilite en emission-reception d'un radar | |
EP3710857A1 (fr) | Procédé, module et système de détermination d'un profil de célérité d'ondes sonores dans une colonne d'eau | |
WO2020031506A1 (fr) | Dispositif de traitement de signal et procédé de traitement de signal | |
CN109143210B (zh) | 一种声呐信号起始点实时跟踪方法、装置及声呐 | |
FR3115877A1 (fr) | Procédé de détermination de la vitesse débitante d’écoulement d’un fluide dans une conduite | |
EP3195007B1 (fr) | Procédé radar pour estimation de la taille de blocs rocheux en chute | |
FR3084750A1 (fr) | Procede et dispositif de detection par ondes radar, en particulier ondes radar polarisees. | |
CN115754960A (zh) | 一种路面内部积水检测定位方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20240426 |