RU2293671C2 - Methods of and device for determining speed of rail vehicle - Google Patents

Methods of and device for determining speed of rail vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2293671C2
RU2293671C2 RU2002117332/11A RU2002117332A RU2293671C2 RU 2293671 C2 RU2293671 C2 RU 2293671C2 RU 2002117332/11 A RU2002117332/11 A RU 2002117332/11A RU 2002117332 A RU2002117332 A RU 2002117332A RU 2293671 C2 RU2293671 C2 RU 2293671C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acceleration
vehicle
speed
unit
braking
Prior art date
Application number
RU2002117332/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002117332A (en
Inventor
Андрей Михайлович Никонов (RU)
Андрей Михайлович Никонов
Ян Владиславович Глущенко (RU)
Ян Владиславович Глущенко
В чеслав Дмитриевич Пузанков (RU)
Вячеслав Дмитриевич Пузанков
Борис Израилевич Гинзбург (RU)
Борис Израилевич Гинзбург
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения" filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения"
Priority to RU2002117332/11A priority Critical patent/RU2293671C2/en
Publication of RU2002117332A publication Critical patent/RU2002117332A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2293671C2 publication Critical patent/RU2293671C2/en

Links

Landscapes

  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

FIELD: railway transport; rail vehicle control systems.
SUBSTANCE: proposed method is based on calculated of peripheral speed and acceleration of all wheelsets, measuring linear acceleration in direction of vehicle movement, setting of driving conditions and calculation of vehicle speed at acceleration and braking. Proposed device contains four wheelset speed transducers whose outputs are connected with corresponding inputs of four differentiators, longitudinal linear acceleration transducer, unit generating vehicle motion signal and unit determining maximum and minimum speeds of wheelsets. Inputs of units determining maximum and minimum speeds of wheelsets are coupled with outputs of wheelset speed transducers. Device contains two compensating linear acceleration transducers, speed calculating and vehicle acceleration calculating units, two units generating corrections for calculation of acceleration of vehicles.
EFFECT: provision of efficiency of acceleration and braking process in wide range of change of adhesion coefficient owing to more accurate accounting of slipping or wedging of wheel and also protection of wheel roll surfaces from slides and well pads.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области систем управления транспортных средств, в частности рельсового транспорта.The invention relates to the field of vehicle control systems, in particular rail transport.

Преимущественное использование предлагаемого изобретения - системы управления движением пассажирского и грузового железнодорожного транспорта.The predominant use of the invention is a control system for the movement of passenger and freight rail transport.

Современный этап развития рельсовых транспортных средств характеризуется все большим внедрением на них автоматизированных и автоматических систем управления, обеспечивающих им более высокие эксплуатационные показатели.The current stage of development of rail vehicles is characterized by an ever-increasing introduction of automated and automatic control systems on them, providing them with higher performance indicators.

Одно из направлений этого развития связано с созданием адаптивных систем разгона и торможения, позволяющих автоматизировать регулирование проскальзывания колес. Это дает возможность предотвратить пробуксовывание или блокировку колес на рельсах с высоким коэффициентом скольжения, достигнуть наилучшего сцепления в различных условиях эксплуатации, а следовательно, реализовать оптимальное замедление транспортного средства и тормозной путь.One of the directions of this development is associated with the creation of adaptive systems of acceleration and braking, which automate the regulation of wheel slippage. This makes it possible to prevent slipping or blocking of wheels on rails with a high slip coefficient, to achieve the best grip in various operating conditions, and therefore to realize optimal vehicle deceleration and braking distance.

Использование в транспортных средствах таких систем управления, получивших название противобуксовочных и антиблокировочных систем, обеспечивает не только эффективность процесса разгона и торможения в широком диапазоне изменения коэффициента сцепления, но и за счет исключения пробуксовывания или заклинивания колеса, обеспечивает защиту поверхности катания колес от ползунов и наваров. Последнее обстоятельство имеет исключительно важное значение для железнодорожного транспорта, так как нарушение поверхности катания колеса оказывает вредное разрушающее воздействие, как на ходовую часть, так и на железнодорожный путь.The use of such control systems in vehicles, called anti-slip and anti-lock systems, provides not only the efficiency of the acceleration and braking process in a wide range of adhesion coefficients, but also due to the exclusion of slipping or jamming of the wheel, it protects the surface of the wheels from sliders and fat. The latter circumstance is extremely important for railway transport, since violation of the wheel's rolling surface has a harmful destructive effect both on the running gear and on the railway track.

Одной из наиболее важных проблем при создании антиблокировочных и противобуксовочных систем является точность измерения степени проскальзывания колесных пар, что связано с необходимостью точного измерения скорости транспортного средства.One of the most important problems when creating anti-lock and traction control systems is the accuracy of measuring the degree of slippage of wheel sets, which is associated with the need to accurately measure vehicle speed.

Известны системы управления движением, в которых в качестве скорости транспортного средства используется скорость колесной пары, имеющей в настоящий момент наименьшую (в режиме разгона) или наибольшую (в режиме торможения) скорость вращения [1, 2]. Однако, поскольку все колесные пары всегда находятся в условиях действия на них крутящего момента двигателя или тормозного усилия, использование данного способа не позволяет с необходимой степенью точности измерить реальную скорость движения транспортного средства.Known motion control systems in which the speed of the vehicle uses the speed of the wheelset, which currently has the lowest (in acceleration mode) or highest (in braking mode) rotation speed [1, 2]. However, since all wheel sets are always in conditions of the engine torque or braking force acting on them, the use of this method does not allow to measure the actual vehicle speed with the necessary degree of accuracy.

Известны системы управления, в которых задача определения скорости транспортного средства решается за счет сравнения угловых скоростей вращения тормозящихся и свободно вращающейся колесных пар. Недостаток очевиден - не все колеса участвуют в разгоне или торможении и, следовательно, их эффективность уменьшается.Known control systems in which the task of determining the speed of a vehicle is solved by comparing the angular speeds of rotation of braking and freely rotating wheel pairs. The disadvantage is obvious - not all wheels are involved in acceleration or braking and, therefore, their effectiveness is reduced.

Известны также способы измерения скорости движения транспортного средства, основанные на использовании локационных методов измерения скорости, а также способы вычисления скорости на основе информации о линейном ускорении в направлении движения транспортного средства [3, 4, 5]. Первые способы весьма дорогостоящие и практически непригодны для рельсового транспорта. Способы же вычисления скорости транспортного средства на основе измерения линейного ускорения требуют решения таких задач, как:There are also known methods of measuring vehicle speed, based on the use of location-based methods of measuring speed, as well as methods of calculating speed based on information about linear acceleration in the direction of vehicle movement [3, 4, 5]. The first methods are very expensive and practically unsuitable for rail transport. The methods for calculating the vehicle speed based on linear acceleration measurements require solving such problems as:

- компенсации составляющей ускорения силы тяжести из-за не горизонтальности дороги (пути);- compensation of the component of the acceleration of gravity due to the non-horizontal road (path);

- выбора момента задания начальной скорости транспортного средства в процедуре интегрирования;- choosing the moment of setting the initial vehicle speed in the integration procedure;

- компенсации накапливающихся ошибок из-за наличия ошибок датчика линейных ускорений.- compensation for cumulative errors due to the presence of errors of the linear acceleration sensor.

В связи с этим, в современных системах управления наибольшее распространение получил косвенный метод вычисления скорости транспортного средства Vтс [4], в соответствии с выражением:In this regard, in modern control systems, the indirect method for calculating the vehicle speed V tf [4] is most widely used, in accordance with the expression:

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
- среднее ускорение колесных пар;Where
Figure 00000003
- average acceleration of wheel sets;

к(t)]i - ускорение i-го колеса;[a to (t)] i is the acceleration of the i-th wheel;

(Vк)m - окружная скорость колеса, соответствующая минимальной (при разгоне) или максимальной (при торможении) из окружных скоростей колес (колесных пар) в момент начала данного режима движения;(V k ) m is the peripheral speed of the wheel corresponding to the minimum (during acceleration) or maximum (during braking) of the peripheral speeds of the wheels (wheelsets) at the beginning of this mode of movement;

tн - момент начала соответствующего режима движения;t n - the moment of the beginning of the corresponding mode of movement;

t - время движения транспортного средства.t is the vehicle travel time.

Нетрудно видеть, что данный метод дает завышенное (при разгоне) или заниженное (при торможении) значение скорости Vтс, так как в режиме разгона ускорение колеса всегда больше ускорения транспортного средства, а в режиме торможения всегда меньше его.It is easy to see that this method gives an overestimated (during acceleration) or underestimated (during braking) value of the speed V tf , since in acceleration mode the acceleration of the wheel is always greater than the acceleration of the vehicle, and in braking mode it is always less than it.

Задачей данного изобретения является исключение указанных выше недостатков существующих в настоящее время способов измерения скорости движения транспортного средства.The objective of the invention is to eliminate the above disadvantages of the currently existing methods of measuring vehicle speed.

Для более точного измерения скорости движения транспортного средства (в режимах разгона и торможения) в заявляемом способе ее предлагается вычислять в соответствии с выражением:For a more accurate measurement of the vehicle speed (in acceleration and braking modes) in the claimed method, it is proposed to calculate it in accordance with the expression:

Figure 00000004
Figure 00000004

где aтс - ускорение транспортного средства.where a tf is the acceleration of the vehicle.

В режиме установившегося движения (на выбеге) скорость транспортного средства предлагается вычислять в соответствии с выражением Vтс=(Vк)max, где (Vк)max - максимальная из окружных скоростей колесных пар.In the steady-state mode (on coast), the vehicle speed is proposed to be calculated in accordance with the expression V tc = (V k ) max , where (V k ) max is the maximum circumferential speed of the wheelset.

Для исключения влияния наклона пути на точность измерения ускорение транспортного средства в данном способе предлагается измерять три линейных ускорения: одно - в направлении движения транспортного средства и два дополнительных (компенсационных) ускорения, в направлениях, расположенных под углом ±α (например, ±45°) к направлению движения. При этом ускорение транспортного средства атс вычисляется в соответствии со следующим выражением:In order to exclude the influence of the path inclination on the measurement accuracy, the vehicle’s acceleration in this method proposes to measure three linear accelerations: one in the direction of the vehicle’s movement and two additional (compensation) accelerations in the directions located at an angle of ± α (for example, ± 45 °) to the direction of movement. In this case, the vehicle acceleration a tc is calculated in accordance with the following expression:

Figure 00000005
Figure 00000005

где а0 - линейное ускорение в направлении движения транспортного средства;where a 0 - linear acceleration in the direction of movement of the vehicle;

a1, a2 - компенсационные линейные ускорения.a 1 , a 2 - compensation linear acceleration.

Выбор знака в выражении для определения aтс определяется исходя из выражения:The choice of the sign in the expression for determining a tf is determined based on the expression:

Figure 00000006
Figure 00000006

где

Figure 00000007
Where
Figure 00000007

Для компенсации ошибок датчиков линейных ускорений (а0, a1, а2) и исключения их влияния на точность вычисления скорости транспортного средства в заявляемом способе предлагается использовать метод коррекции, основанный на периодическом (через время Тп) снятии крутящего (в режиме разгона) или тормозного (в режиме торможения) момента на время (Тр), достаточное для приведения окружной скорости и ускорения колеса к скорости и ускорению транспортного средства, и вычислении уточненного значения скорости транспортного средства в соответствии с выражением Vтс|у=Vн, где Vтс|у - скорость транспортного средства в момент уточнения, Vн - окружная скорость свободно вращающейся колесной пары. При этом значение скорости (Vтс|у) используется в качестве начального значения в выражении (2) для расчета скорости движения транспортного средства вплоть до момента нового уточнения скорости. В связи с тем, что в момент уточнения скорости Vтс ускорение свободно вращающейся колесной пары равно ускорению транспортного средства, в заявляемом способе предлагается вычислять поправку (aпоп1) к расчету ускорения транспортного средства (в соответствии с выражением (3)) по формуле апоп1=aкн|утс, где акн|у - ускорение нетормозящейся колесной пары в момент уточнения, и вычислять значение атс в соответствии с выражением:To compensate for the errors of linear acceleration sensors (a 0 , a 1 , a 2 ) and to exclude their influence on the accuracy of calculating the vehicle speed in the present method, it is proposed to use a correction method based on periodic (over time T p ) removal of torque (in acceleration mode) or braking (braking mode) at the moment of time (T p) which is sufficient to bring the peripheral speed and the wheel acceleration to the speed and acceleration of the vehicle and calculating the adjusted value of the vehicle speed in accordance with the expression V are | y = V n , where V tf | y is the speed of the vehicle at the time of refinement, V n is the peripheral speed of a freely rotating wheelset. In this case, the speed value (V tf | y ) is used as the initial value in expression (2) to calculate the speed of the vehicle until the moment the speed is updated again. Due to the fact that at the time of specifying the speed V tc, the acceleration of a freely rotating wheel pair is equal to the acceleration of the vehicle, the proposed method proposes to calculate the correction (a pop1 ) to the calculation of the acceleration of the vehicle (in accordance with expression (3)) by the formula a pop1 = a kn | s at ts, where a book | y is the acceleration of the non-braking wheelset at the time of refinement, and calculate the value of a TC in accordance with the expression:

Figure 00000008
Figure 00000008

где (атс)о - значение ускорения транспортного средства, вычисленное в соответствии с выражением (3).where (a tf ) o is the value of the acceleration of the vehicle, calculated in accordance with expression (3).

При этом значение поправки (aпоп1) остается неизменным до момента следующего уточнения.In this case, the value of the correction (a pop1 ) remains unchanged until the moment of the next refinement.

Проведенные исследования показали, что время Тп должно находиться в диапазоне 6...8 с, а время ТР должно равняться 1,5...2,0 с.The studies showed that the time T p should be in the range of 6 ... 8 s, and the time T P should be 1.5 ... 2.0 s.

В связи с тем, что для обеспечения необходимой точности вычисления скорости транспортного средства Vтс, требуется очень высокая степень точности установки датчика линейных ускорений ао по направлению движения транспортного средства, в заявляемом способе предлагается система компенсации неточности его установки, основанная на измерении в режиме остановки транспортного средства (при Vтс=0) поправки (aпоп2) в соответствии с выражением:Due to the fact that to ensure the necessary accuracy in calculating the vehicle speed V tf , a very high degree of accuracy of installation of the linear acceleration sensor and about the direction of movement of the vehicle is required, the claimed method proposes a system for compensating for the inaccuracy of its installation, based on measurement in stop mode vehicle (at V tf = 0) amendments (a pop2 ) in accordance with the expression:

Figure 00000009
Figure 00000009

где N - число измерений линейного ускорения транспортного средства и учета этой поправки при расчете ускорения транспортного средства.where N is the number of measurements of the linear acceleration of the vehicle and taking this correction into account when calculating the acceleration of the vehicle.

При этом выражение (5) примет следующий вид:In this case, expression (5) will take the following form:

Figure 00000010
Figure 00000010

Устройство, которое реализует данный способ определения скорости рельсового транспортного средства, приведено на фиг.1.A device that implements this method of determining the speed of a rail vehicle is shown in FIG.

Оно включает четыре датчика скорости колесных пар 1...4, выходы которых соединены с соответствующими входами четырех дифференциаторов 5...8, датчик продольного линейного ускорения 9, блок задания режима движения транспортного средства 10, блок определения минимальной и максимальной скоростей колесных пар 11, входы которого связаны с выходами датчиков скорости колесных пар 1...4, два компенсационных датчика линейных ускорений 12 и 13, блоки вычисления скорости 14 и ускорения 15 транспортного средства, два блока выработки поправок для расчета ускорения транспортного средства 16 и 17, выходы которых соединены с соответствующими входами блока вычисления ускорения 15, блок выбора момента уточнения скорости и ускорения транспортного средства 18 вход которого соединен с выходом блока задания режима движения 10, а выход связан с соответствующими входами блока 16 выработки поправки и блока 14 вычисления скорости транспортного средства и блок выработки управляющих сигналов 19, входы которого соединены с выходами блока выбора момента уточнения 18 и блока задания режима движения 10.It includes four wheel speed sensors 1 ... 4, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of four differentiators 5 ... 8, a longitudinal linear acceleration sensor 9, a unit for specifying the driving mode of the vehicle 10, a unit for determining the minimum and maximum speeds of the wheel pairs 11 , the inputs of which are connected with the outputs of the wheel speed sensors 1 ... 4, two compensation linear acceleration sensors 12 and 13, blocks for calculating the speed 14 and acceleration 15 of the vehicle, two blocks for generating corrections for calculating the accelerator vehicle 16 and 17, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the acceleration calculation unit 15, the vehicle speed and acceleration timing selection unit 18, the input of which is connected to the output of the driving mode setting unit 10, and the output is connected to the corresponding inputs of the amendment generating unit 16 and unit 14 for calculating the vehicle speed and the block for generating control signals 19, the inputs of which are connected to the outputs of the block for selecting the moment of refinement 18 and the block for setting the driving mode 10.

Выход блок определения минимальной и максимальной скоростей колесных пар 11 соединен с входом блока вычисления скорости транспортного средства 14.The output unit for determining the minimum and maximum speeds of the wheelsets 11 is connected to the input of the unit for calculating the speed of the vehicle 14.

Выходы датчиков вращения колесных пар 1...4 и дифференциаторов 5...8 соединены с соответствующими входами блока вычисления скорости транспортного средства 14. Выходы датчиков линейного ускорения 9, 12, 13 связаны с соответствующими входами блока вычисления ускорения транспортного средства 15, а выход блока 15 соединен с соответствующими входами блока вычисления скорости транспортного средства 14 и вторым входом блока 16.The outputs of the rotation sensors of the wheelsets 1 ... 4 and the differentiators 5 ... 8 are connected to the corresponding inputs of the vehicle speed calculation unit 14. The outputs of the linear acceleration sensors 9, 12, 13 are connected to the corresponding inputs of the vehicle acceleration calculation unit 15, and the output block 15 is connected to the corresponding inputs of the unit for calculating the speed of the vehicle 14 and the second input of the block 16.

Третий вход блока 16 связан с выходом датчика продольного линейного ускорения 9, а его четвертый вход соединен с выходом блока задания режима движения 10.The third input of block 16 is connected to the output of the longitudinal linear acceleration sensor 9, and its fourth input is connected to the output of the block for setting the driving mode 10.

При этом входы блока 17 выработки поправки связаны с выходами датчика продольного линейного ускорения 9, блока задания режима движения 10 и блока вычисления скорости 14, а выход блока 10 соединен также с соответствующим входом блока вычисления скорости 14.The inputs of the correction generating unit 17 are connected to the outputs of the longitudinal linear acceleration sensor 9, the motion mode setting unit 10 and the speed calculating unit 14, and the output of the block 10 is also connected to the corresponding input of the speed calculating unit 14.

Работа устройства определения скорости движения рельсового транспортного средства во всех режимах движения происходит в следующей последовательности.The operation of the device for determining the speed of a rail vehicle in all driving modes occurs in the following sequence.

В режиме стоянкиIn parking mode

Во время стоянки транспортного средства на выходе блока 10 формируется сигнал «Стоянка», поступающий на вход блока вычисления скорости 14. При этом на выходе блока 14 формируется сигнал Vтс=0, который поступает на вход блока расчета поправки 17. В течение всего времени стоянки в блоке 17 рассчитывается (в соответствии с выражением 6) значение апоп2. В момент трогания блок 10 формирует сигнал «разгон», при поступлении которого в блоке 17 заканчивается расчет апоп2, его значение запоминается до следующей остановки и поступает на вход блока вычисления ускорения 15.When the vehicle is parked, the “Parking” signal is generated at the output of block 10, which is fed to the input of the speed calculation unit 14. At the same time, the signal V tc = 0 is generated at the output of block 14, which is fed to the input of the calculation calculation block of amendment 17. During the entire parking time in block 17 is calculated (in accordance with expression 6) the value of a pop2 . At the moment of starting, block 10 generates a “acceleration” signal, upon receipt of which calculation 17 ends in block 17 and pop2 , its value is stored until the next stop and goes to the input of acceleration calculation block 15.

В режиме разгонаIn overclocking mode

Сигнал «разгон» с выхода блока 10 поступает также на входы блоков 14, 16, 18 и 19. В момент его прихода на выходе блока 16 формируется начальное значение поправки aпоп2=0, в блоке 18 запускается таймер, отсчитывающий время Тп до очередного уточнения скорости и ускорения транспортного средства.The “acceleration” signal from the output of block 10 also arrives at the inputs of blocks 14, 16, 18, and 19. At the time of its arrival, the initial value of the correction a pop2 = 0 is generated at the output of block 16, a timer is started in block 18, which counts the time T p until the next refinement of the speed and acceleration of the vehicle.

С момента начала движения сигналы с выходов датчиков линейного ускорения 9, 12 и 13 поступают на входы блока 15, на выходе которого формируется сигнал ускорения транспортного средства атс, рассчитываемый в соответствии с выражением (7).Since the beginning of the movement of the linear acceleration signals from the outputs of the sensors 9, 12 and 13 are fed to the inputs 15, whose output signal is generated and the vehicle acceleration are calculated in accordance with expression (7).

Сигнал aтс с выхода блока 15 поступает на вход блока 14, на остальные входы которого поступают сигналы окружной скорости (Vк) и ускорения (ак) колесных пар с датчиков 1...4 и дифференциаторов 5...8. Сигналы Vк с выходов датчиков 1...4 поступают на вход блока 11, где определяются минимальное и максимальное значения окружной скорости колесных пар транспортного средства, которые также поступают на вход блока 14. На выходе блока 14, в соответствии с выражениями (3) и (4) формируется сигнал скорости движения транспортного средства Vтс.The signal a tc from the output of block 15 is fed to the input of block 14, the remaining inputs of which receive signals of peripheral speed (V k ) and acceleration (a k ) of the wheel pairs from sensors 1 ... 4 and differentiators 5 ... 8. The signals V k from the outputs of the sensors 1 ... 4 are fed to the input of block 11, where the minimum and maximum values of the peripheral speed of the wheelsets of the vehicle are determined, which also go to the input of block 14. At the output of block 14, in accordance with expressions (3) and (4) a vehicle speed signal V tf is generated.

По истечении времени Тп на выходе блока 18 формируется сигнал «начало режима уточнения», который поступает на вход блока выработки управляющих команд 19. При поступлении этого сигнала и наличии на втором входе блока 19 сигнала наличия режима «разгона» на его выходе формируется команда на отключение двигателя на одной из осей транспортного средства. Одновременно с этим в блоке 18 запускается таймер, отсчитывающий время Тр, достаточное для торможения колесной пары до скорости транспортного средства.After the time T p has passed, at the output of block 18, a signal “start of the refinement mode” is generated, which is fed to the input of the block for generating control commands 19. Upon receipt of this signal and the presence of a signal of the presence of the “acceleration” mode at the second input of block 19, a command is generated at its output engine shutdown on one of the axles of the vehicle. At the same time, in block 18, a timer starts, counting the time T p sufficient to brake the wheelset to the vehicle speed.

По окончании времени Тр на выходе блока 18 формируется сигнал «окончания режима уточнения», который поступает на входы блока выработки управляющих команд 19, блока выработки поправки 16 и блока расчета скорости транспортного средства 14. При этом на выходе блока 19 формируется команда на включение отключенного двигателя, в блоке 16 рассчитывается новое значение поправки aпоп1 а в блоке 14 в соответствии с выражением Vтс|у=Vн рассчитывается уточненное значение скорости транспортного средства, которое в дальнейшем используется в качестве начального значения при расчете Vтс в соответствии с выражением (2).At the end of time T p, the output of block 18 generates a signal "end of the refinement mode", which is fed to the inputs of the block for generating control commands 19, the block for generating amendments 16 and the block for calculating the speed of the vehicle 14. At the same time, the output of block 19 generates a command to turn off engine, in block 16 calculates the new value of the correction a pop1 and in block 14 in accordance with the expression V TC | y = V n the calculated value of the vehicle speed is calculated, which is subsequently used as the initial value in the calculation of V tf in accordance with expression (2).

В режиме установившегося движенияSteady state

В режиме «установившегося движения» (при отсутствии режимов разгона и торможения), определяемого блоком 10, скорость транспортного средства, сигнал которой формируется на выходе блока 14, равна максимальной окружной скорости колесной пары, поступающей в блок 14 с выхода блока 11.In the "steady-state motion" mode (in the absence of acceleration and braking modes) determined by block 10, the speed of the vehicle, the signal of which is generated at the output of block 14, is equal to the maximum peripheral speed of the wheelset entering block 14 from the output of block 11.

В режиме торможенияIn braking mode

В режиме торможения, сигнал наличия которого формируется на выходе блока 10, работа устройства определения скорости транспортного средства Vтс аналогична его работе в режиме торможения, за исключением того, что по окончании времени Тп на выходе блока 19 формируется команда на отключение торможения одной из колесных пар, которая снимается через время Тр.In the braking mode, the presence signal of which is generated at the output of block 10, the operation of the vehicle speed detecting device V tc is similar to its operation in the braking mode, except that at the end of the time T p , a command is generated at the output of block 19 to disable the braking of one of the wheel steam, which is removed after time T r .

При этом в блоке 16 рассчитывается новое значение поправки aпоп1, а в блоке 14 в соответствии с выражением Vтс|у=Vн рассчитывается уточненное значение скорости транспортного средства, которое в дальнейшем используется в качестве начального значения при расчете Vтс в соответствии с выражением (2).At the same time, in block 16, a new correction value a pop1 is calculated , and in block 14, in accordance with the expression V tc | y = V n the calculated value of the vehicle speed is calculated, which is subsequently used as the initial value in the calculation of V tf in accordance with expression (2).

Предлагаемое устройство в настоящее время внедрено на опытном высокоскоростном электропоезде «Сокол-250» и его испытания подтвердили эффективность заложенных в него решений.The proposed device is currently implemented on the Sokol-250 experimental high-speed electric train and its tests have confirmed the effectiveness of the solutions incorporated into it.

Источники информацииInformation sources

1. Л.В.Гуткин, Ю.Н.Дымант, А.И.Иванов. «Электропоезд ЭР 200». - М.: Транспорт, 1981, 192 с.1. L.V. Gutkin, Yu.N. Dymant, A.I. Ivanov. "Electric train ER 200". - M.: Transport, 1981, 192 p.

2. Авторское свидетельство №1772022, СССР.2. Copyright certificate No. 1772022, USSR.

3. Фрумкин А.К., Попов А.И., Алышев И.И. Современные антиблокировочные и противобуксовочные системы грузовых автомобилей, автобусов, прицепов. - М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1990.3. Frumkin A.K., Popov A.I., Alyshev I.I. Modern anti-lock braking and traction control systems for trucks, buses, trailers. - M.: TSNIITEIavtoprom, 1990.

4. Техническое описание антиблокировочной системы фирмы SAB WABCO - High Performances New Generation, SWS2000 Wheel Slide Protection Equipment, 1996 - прототип.4. Technical description of the anti-lock braking system of SAB WABCO company - High Performances New Generation, SWS2000 Wheel Slide Protection Equipment, 1996 - prototype.

5. ABS/ASR «D» - Антиблокировочная система для грузовых автомобилей и автобусов, WABCO Fahrzeugbremsen, 1999 г. (Copyright WABCO 1998).5. ABS / ASR “D” - Anti-lock braking system for trucks and buses, WABCO Fahrzeugbremsen, 1999 (Copyright WABCO 1998).

Claims (5)

1. Способ определения скорости рельсового транспортного средства, основанный на вычислении окружной скорости и ускорения всех колесных пар, измерении линейного ускорения в направлении движения транспортного средства, задании режима его движения и вычислении скорости движения транспортного средства в режимах разгона и торможения в соответствии с выражением:1. The method of determining the speed of a rail vehicle, based on the calculation of the peripheral speed and acceleration of all wheelsets, measuring the linear acceleration in the direction of movement of the vehicle, setting the mode of its movement and calculating the speed of the vehicle in acceleration and braking modes in accordance with the expression:
Figure 00000011
Figure 00000011
где (Vк)о - скорость колесной пары в момент начала разгона или торможения;where (V to ) about - the speed of the wheelset at the time of the start of acceleration or braking; атс - ускорение транспортного средства; tн - момент начала разгона или торможения, а в режиме установившегося движения Vтс вычисляется в соответствии с выражением Vтс=(Vк)max), где (Vк)max - максимальная из окружных скоростей колесных пар, отличающийся тем, что в нем измеряют два компенсационных ускорения в направлениях, смещенных в вертикальной плоскости относительно направления движения транспортного средства на угол ±α, и вычисляют ускорение транспортного средства (атс) в соответствии со следующим выражением:and TC - acceleration of the vehicle; t n - the moment of the start of acceleration or braking, and in the steady-state mode V tf is calculated in accordance with the expression V tf = (V k ) max ), where (V k ) max is the maximum of the peripheral speeds of the wheelsets, characterized in that it is measured in two directions of acceleration compensation, offset in the vertical plane with respect to the vehicle travel direction at an angle of ± α, and calculating the vehicle acceleration (a n) in accordance with the following expression:
Figure 00000012
Figure 00000012
где а0 - линейное ускорение, измеряемое в направлении движения транспортного средства; а1 а2 - компенсационные линейные ускорения; g - ускорение силы тяжести; α - угол установки компенсационных датчиков; апоп1 и апоп2 - поправочные значения, при этом знак в выражении для определения атс определяют согласно выражению:where a 0 is the linear acceleration measured in the direction of movement of the vehicle; and 1 a 2 - compensation linear acceleration; g is the acceleration of gravity; α is the installation angle of the compensation sensors; and pop1 and a pop2 are correction values, while the sign in the expression for determining a tf is determined according to the expression:
Figure 00000013
Figure 00000013
где
Figure 00000014
Where
Figure 00000014
к)ср - среднее ускорение торможения колесных пар.(a k ) cf is the average acceleration of braking of the wheelsets.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в режиме торможения транспортного средства периодически (через время Тп1) снимают тормозное усилие с одной из колесных пар на время (Тр1), достаточное для ее разгона до истинной скорости, приравнивают скорость транспортного средства к скорости нетормозящейся колесной пары в соответствии с выражением Vтс|у1=Vн1, где Vтс|у1 - скорость транспортного средства в момент уточнения; Vн1 - окружная скорость нетормозящейся колесной пары, и вычисляют поправку (апоп1) к расчету ускорения транспортного средства в соответствии с выражением апоп1кн|у1тс, где акн|у1 - ускорение нетормозящейся колесной пары в момент уточнения, при этом значение поправки (aпоп1) остается неизменным до момента следующего уточнения.2. A method according to claim 1, characterized in that the vehicle braking mode periodically (after the time T n1) to remove the braking force from one wheel pair at a time (T p1), for a sufficient acceleration to its true speed, vehicle speed equate means to the speed of non-braking wheelset in accordance with the expression V TC | y1 = V n1 , where V tf | y1 - vehicle speed at the time of clarification; V n1 - the peripheral speed of the non-braking wheelset, and calculate the correction (a pop1 ) to calculate the acceleration of the vehicle in accordance with the expression a pop1 = a kn | y1-a tc , where a kn | y1 is the acceleration of the non-braking wheelset at the time of refinement, while the correction value (a pop1 ) remains unchanged until the next refinement. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в режиме разгона транспортного средства периодически (через время Тп2) снимают крутящий момент с одной из колесных пар на время (Тр2), достаточное для ее замедления до истинной скорости, приравнивают скорость транспортного средства к скорости неразгоняющейся колесной пары в соответствии с выражением Vтс|у2=Vн2 где Vтс|у2 - скорость транспортного средства в момент уточнения; Vн2 - окружная скорость неразгоняющейся колесной пары, и вычисляют поправку (aпоп1) к расчету ускорения транспортного средства в соответствии с выражением апоп1кн|у2тс, где аКН|у2 - ускорение неразгоняющейся колесной пары в момент уточнения, при этом значение поправки (апоп1) остается неизменным до момента следующего уточнения.3. A method according to claim 1, characterized in that in the acceleration mode, the vehicle periodically (after the time T n2) remove torque from one wheel pair at a time (T p2) sufficient for its deceleration to the true velocity, vehicle speed equate means for speed of non-accelerated wheelset in accordance with the expression V tf | y2 = V n2 where V tf | y2 - vehicle speed at the time of refinement; V n2 is the peripheral speed of the non-accelerating wheelset, and calculate the correction (a pop1 ) to calculate the acceleration of the vehicle in accordance with the expression a pop1 = a kn | y2-a tc , where a KN | y2 is the acceleration of the non-accelerating wheelset at the time of refinement, while the correction value (a pop1 ) remains unchanged until the next refinement. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в режиме остановки транспортного средства (при Vтс=0) вычисляют поправку (апоп2) на неточность измерения линейного ускорения в направлении движения транспортного средства (а0) в соответствии с выражением:4. A method according to claim 1, characterized in that the stop mode of the vehicle (at V = 0 tf) calculating a correction (a pop2) for linear acceleration measurement inaccuracy in the direction of vehicle movement (0) in accordance with the expression:
Figure 00000015
где N - число измерений линейного ускорения транспортного средства.
Figure 00000015
where N is the number of measurements of the linear acceleration of the vehicle.
5. Устройство определения скорости рельсового транспортного средства, содержащее четыре датчика скорости колесных пар, выходы которых соединены с соответствующими входами четырех дифференциаторов, датчик продольного линейного ускорения, блок формирования сигнала режима движения транспортного средства и блок определения максимальной и минимальной скоростей колесных пар, входы которого связаны с выходами датчиков скорости колесных пар, отличающееся тем, что в него введены два компенсационных датчика линейных ускорений, блоки вычисления скорости и ускорения транспортного средства, два блока выработки поправок для расчета ускорения транспортного средства, выходы которых соединены с соответствующими входами блока вычисления ускорения, блок выбора момента уточнения скорости и ускорения транспортного средства, вход которого соединен с выходом блока задания режима движения, а выход связан с соответствующими входами первого блока выработки поправки и блока вычисления скорости транспортного средства, блок выработки управляющих сигналов, входы которого соединены с выходами блока выбора момента приведения и блока задания режима движения, причем выход блока определения максимальной и минимальной скоростей колесных пар соединен с соответствующим входом блока вычисления скорости транспортного средства, выходы датчиков скорости колесных пар и дифференциаторов соединены с соответствующими входами блока вычисления скорости транспортного средства, выходы датчиков линейного ускорения связаны с соответствующими входами блока вычисления ускорения транспортного средства, выход блока вычисления ускорений соединен с соответствующими входами блока вычисления скорости транспортного средства и вторым входом первого блока выработки поправки, его третий вход связан с выходом датчика продольного линейного ускорения, а его четвертый вход соединен с выходом блока задания режима движения, при этом входы второго блока выработки поправки связаны с выходами датчика продольного линейного ускорения, блока задания режима движения и блока вычисления скорости, а выход блока задания режима движения соединен с соответствующим входом блока вычисления скорости.5. A device for determining the speed of a rail vehicle, comprising four wheel pair speed sensors, the outputs of which are connected to the respective inputs of four differentiators, a longitudinal linear acceleration sensor, a vehicle driving mode signal generating unit and a maximum and minimum wheel pair speed determination unit, the inputs of which are connected with the outputs of the wheel speed sensors, characterized in that two compensation linear acceleration sensors are introduced into it, blocks of calculation vehicle speed and acceleration, two blocks for generating corrections for calculating the vehicle’s acceleration, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the acceleration calculating unit, a unit for selecting the moment for updating the vehicle’s speed and acceleration, the input of which is connected to the output of the driving mode setting unit, and the output is connected with the corresponding inputs of the first amendment generating unit and the vehicle speed calculating unit, the control signal generating unit, the inputs of which are connected to the odes of the driving moment selection unit and the driving mode setting unit, the output of the maximum and minimum wheel pair determination unit being connected to the corresponding input of the vehicle speed calculating unit, the outputs of the wheel pair speed sensors and differentiators connected to the corresponding inputs of the vehicle speed calculating unit, the sensor outputs linear acceleration are associated with the corresponding inputs of the vehicle acceleration calculation unit, the output of the calculation unit is accelerated it is connected to the corresponding inputs of the vehicle speed calculating unit and the second input of the first amendment generating unit, its third input is connected to the output of the longitudinal linear acceleration sensor, and its fourth input is connected to the output of the driving mode setting unit, while the inputs of the second amendment generating unit are connected with the outputs of the longitudinal linear acceleration sensor, the motion mode setting unit and the speed calculation unit, and the output of the motion mode setting unit is connected to the corresponding input of the calculation unit speed.
RU2002117332/11A 2002-06-28 2002-06-28 Methods of and device for determining speed of rail vehicle RU2293671C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002117332/11A RU2293671C2 (en) 2002-06-28 2002-06-28 Methods of and device for determining speed of rail vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002117332/11A RU2293671C2 (en) 2002-06-28 2002-06-28 Methods of and device for determining speed of rail vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002117332A RU2002117332A (en) 2004-02-27
RU2293671C2 true RU2293671C2 (en) 2007-02-20

Family

ID=36294623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002117332/11A RU2293671C2 (en) 2002-06-28 2002-06-28 Methods of and device for determining speed of rail vehicle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2293671C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109131281A (en) * 2018-07-16 2019-01-04 华东师范大学 A kind of pilotless automobile automatic safety parking method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Техническое описание антиблокировочной системы фирмы SAB WABCO. - High Performances New Generation, SWS2000 Wheel Slide Protection Equipment. 1996. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109131281A (en) * 2018-07-16 2019-01-04 华东师范大学 A kind of pilotless automobile automatic safety parking method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002117332A (en) 2004-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102991489B (en) To idle running and the skid safe locomotive velocity measuring ranging system and method that detect and compensate
TWI502200B (en) Train speed measuring device and method
JP3158038B2 (en) Tire pressure drop detector
JP2004037255A (en) Method and apparatus for estimating mass of vehicle, and method and apparatus for estimating gradient using the method
WO2007074980A1 (en) Apparatus for measuring railroad track parameters
CN111032459A (en) Method and device for determining braking-related actual values of a rail vehicle using a central sensor system for carrying out deceleration-controlled braking
CN111051164B (en) Method and device for ascertaining actual values of a train set related to braking
KR20140064986A (en) Method for estimating the rolling resistance of a vehicle wheel
US20190111787A1 (en) Method for calculating the advance speed of a railway vehicle
JP2000211487A (en) Skid control device for rolling stock
CN112224213B (en) Method for monitoring wheel friction force and estimating maximum friction force in real time
JP2008102121A (en) Vehicle
JP2018179573A (en) Travel running speed and position detection method of railway vehicle and stop duration determination method
RU2293671C2 (en) Methods of and device for determining speed of rail vehicle
CN111232019A (en) Traction brake distribution method, device, system, medium and railway vehicle
CN110525441B (en) Gradient detection method and system and vehicle
ES2224343T3 (en) PROCEDURE INTENDED TO APPRECIATE THE SPEED OF A VEHICLE OR A VEHICLE ASSOCIATION.
JP2001206210A (en) Method and device for detecting stopping state of vehicle
US11834083B2 (en) System and method for calculating advance speed of a vehicle
JP2005517848A (en) Method for determining mountain road travel of a vehicle equipped with an all-wheel drive device
JP2003004758A (en) Vehicle speed measuring apparatus and method
JP2023520169A (en) Method for estimating longitudinal acceleration of at least one rail vehicle
US9764750B1 (en) Apparatus and method of reducing slip/slide of railcar
KR101158301B1 (en) Device and Method for Estimating the Offset Value of a Longitudinal Acceleration Sensor
JP2002510037A (en) Method and apparatus for determining a correction value for wheel speed

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070629