RU2743642C1 - Device for measuring the speed of a rail vehicle - Google Patents
Device for measuring the speed of a rail vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2743642C1 RU2743642C1 RU2020126016A RU2020126016A RU2743642C1 RU 2743642 C1 RU2743642 C1 RU 2743642C1 RU 2020126016 A RU2020126016 A RU 2020126016A RU 2020126016 A RU2020126016 A RU 2020126016A RU 2743642 C1 RU2743642 C1 RU 2743642C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- speed
- vibration transducer
- rail vehicle
- frequency pulse
- pulse signals
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения скорости рельсового транспортного средства.The invention relates to measuring equipment and can be used to determine the speed of a rail vehicle.
Известно устройство измерения скорости движения электровозов, содержащее червячный редуктор, соединенный с осью вращения колесной пары, и промежуточные механические связи, через которые вращение колесной пары передается на регистрирующее устройство (скоростемер) [Электровоз ВЛ80С Руководство по эксплуатации, М.: Транспорт, 1990, с. 21-22].A known device for measuring the speed of movement of electric locomotives, containing a worm gear connected to the axis of rotation of the wheelset, and intermediate mechanical links through which the rotation of the wheelset is transmitted to the recording device (speed meter) [Electric locomotive VL80S Operation Manual, M .: Transport, 1990, p. ... 21-22].
Недостатком указанного устройства являются большие погрешности измерения скорости рельсового транспортного средства при наличии проскальзывания колес. Это обусловлено тем, что при проскальзывании колес относительно рельса нарушается функциональная зависимость между угловой скоростью вращения колесной пары и линейной скоростью перемещения рельсового транспортного средства.The disadvantage of this device is large errors in measuring the speed of a rail vehicle in the presence of wheel slip. This is due to the fact that when the wheels slip relative to the rail, the functional relationship between the angular speed of rotation of the wheelset and the linear speed of movement of the rail vehicle is violated.
Известна локомотивная система определения скорости движения и пройденного пути, которая содержит три приемо-излучающих устройства, каждое из которых включает блок СВЧ излучателя с передающей антенной и блок приемника отраженного СВЧ излучения с приемной антенной и усилителем, и программируемый микропроцессор с двумя блоками корреляционно-экстремальной обработки, два блока расчета текущей скорости, блок определения направления движения, блок селекции выходной скорости, блок ввода базовых значений и начальных условий и интегратор. Программируемый микропроцессор включает два блока корреляционно-экстремальной обработки, два блока расчета текущей скорости, блок определения направления движения, блок селекции выходной скорости, блок ввода базовых значений и начальных условий и интегратор. Все приемно-излучающие устройства расположены на локомотиве последовательно вдоль оси рельса и излученные сигналы отражаются от подстилающего балласта, воспринимаются и анализируются специальным программным обеспечением (патент RU 2378654 С1, МПК G01P 3/64, опубликовано 10.01.2010).Known locomotive system for determining the speed and distance traveled, which contains three receiving-emitting devices, each of which includes a microwave emitter unit with a transmitting antenna and a receiver unit for reflected microwave radiation with a receiving antenna and an amplifier, and a programmable microprocessor with two units of correlation-extreme processing , two blocks for calculating the current speed, a block for determining the direction of movement, a block for selecting an output speed, a block for entering basic values and initial conditions and an integrator. The programmable microprocessor includes two blocks of correlation-extreme processing, two blocks for calculating the current speed, a block for determining the direction of movement, a block for selecting an output speed, a block for entering basic values and initial conditions, and an integrator. All receiving and emitting devices are located on the locomotive sequentially along the rail axis and the emitted signals are reflected from the underlying ballast, perceived and analyzed by special software (patent RU 2378654 C1, IPC G01P 3/64, published 10.01.2010).
Недостатком данного изобретения является сложное схемное решение. Кроме этого неоднородность и нестабильность структуры балласта, а также зависимость от погодных условий приводят к неточности измерений.The disadvantage of this invention is a complex circuit design. In addition, the heterogeneity and instability of the ballast structure, as well as the dependence on weather conditions, lead to inaccurate measurements.
Известен способ путевой навигации и измерения скорости локомотива по геометрии железнодорожного пути, в котором используется РЛС малой дальности с высоким разрешением по дальности за счет использования широкополосных зондирующих сигналов, а в качестве реперов отражающей поверхности используется подкладки с болтами для крепления рельсов к шпалам или к специальному основанию по всей длине пути (патент RU 2679268 С1, МПК G01P 3/64, опубликовано 06.02.2019).There is a known method of track navigation and measuring the speed of a locomotive by the geometry of a railway track, in which a short-range radar with a high range resolution is used due to the use of broadband sounding signals, and pads with bolts are used as reference points of the reflecting surface to fasten the rails to the sleepers or to a special base along the entire length of the path (patent RU 2679268 C1, IPC G01P 3/64, published 02/06/2019).
Недостатком данного изобретения является невозможность измерения отраженного сигнала в условиях полного покрытия снежным покровом элементов рельсового крепления.The disadvantage of this invention is the impossibility of measuring the reflected signal under conditions of complete snow cover of the rail fastening elements.
Известно устройство для измерения скорости рельсового транспортного средства, принятое за прототип, в котором в качестве отметчика времени прохождения рельсовым транспортным средством начала и конца базового расстояния известной длины, равного расстоянию между осями колес рельсового транспортного средства, на буксах колес установлены датчики ускорений. Выходы датчиков соединены с входами измерителя временных интервалов, измеритель определяет промежутки времени между электрическими импульсами, возникающими на датчиках ускорений при последовательном прохождении двумя соседними колесами транспортного средства одного и того же стыка рельсов (заявка на патент RU 96100645 А, МПК G01P 3/42, опубликовано 10.04.1998).A device for measuring the speed of a rail vehicle is known, taken as a prototype, in which acceleration sensors are installed on the axle boxes of the wheels as a marker of the time the rail vehicle passes the beginning and end of the base distance of a known length, equal to the distance between the axles of the wheels of the rail vehicle. The sensor outputs are connected to the inputs of the time interval meter, the meter determines the time intervals between the electrical impulses arising on the acceleration sensors when two adjacent vehicle wheels pass the same rail joint (patent application RU 96100645 A, IPC G01P 3/42, published 04/10/1998).
Недостатком данной заявки на изобретение является низкая помехоустойчивость измерения, особенно в условиях нестационарных режимов тяги, а также невозможность использования на бесстыковых участках пути.The disadvantage of this application for the invention is the low noise immunity of the measurement, especially in the conditions of unsteady modes of thrust, as well as the impossibility of using on continuous sections of the track.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности измерений путевой скорости, повышение помехоустойчивости измерений, возможность определения скорости при нестационарных режимах тяги, определение скорости на бесстыковом пути или на участке пути между рельсовыми стыками, а также независимость работы устройства от погодных условий.The technical result of the claimed invention is to improve the accuracy of measurements of the ground speed, increase the noise immunity of measurements, the ability to determine the speed in unsteady modes of thrust, to determine the speed on a continuous track or on a track section between rail joints, as well as the independence of the device from weather conditions.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения скорости движения рельсового транспортного средства, включающем приемно-излучающее устройство, установленное на буксах колесных пар железнодорожной тележки, на одну из букс одной колесной пары установлен механизм задания высокочастотных импульсных сигналов и опорный вибропреобразователь для их регистрации, находящийся в непосредственной близости от механизма задания высокочастотных импульсных сигналов, а на одну из букс другой колесной пары установлен принимающий вибропреобразователь с возможностью регистрации высокочастотных импульсных сигналов и передачи их на устройство обработки с узкополосным фильтром, установленное на рельсовом транспортном средстве, для определения времени от момента регистрации высокочастотных импульсных сигналов опорным вибропреобразователем до момента их регистрации принимающим вибропреобразователем и расчета скорости движения рельсового транспортного средства.The specified technical result is achieved by the fact that in a device for measuring the speed of a rail vehicle, including a receiving-emitting device installed on the axle boxes of the wheelsets of the railway bogie, a mechanism for setting high-frequency pulse signals and a reference vibration transducer for their registration are installed on one of the axle boxes of one wheel pair located in the immediate vicinity of the mechanism for setting high-frequency pulse signals, and a receiving vibration transducer is installed on one of the axle boxes of the other wheelset with the ability to register high-frequency pulse signals and transmit them to a processing device with a narrow-band filter installed on a rail vehicle to determine the time from the moment registration of high-frequency pulse signals by the reference vibration transducer until the moment of their registration by the receiving vibration transducer and the calculation of the speed of the rail vehicle.
На фиг. 1 схематически изображено устройство для измерения скорости движения рельсового транспортного средства.FIG. 1 schematically shows a device for measuring the speed of a rail vehicle.
На фиг. 2 изображен вид сверху фиг. 1.FIG. 2 is a top view of FIG. one.
На фиг. 3 изображена одна из форм высокочастотного импульсного сигнала, реализуемая механизмом задания высокочастотных импульсных сигналов.FIG. 3 shows one of the forms of a high-frequency pulse signal, implemented by the mechanism for setting high-frequency pulse signals.
Устройство для измерения скорости движения рельсового транспортного средства установлено на буксах колесных пар 1 и 2 железнодорожной тележки 3. На одну из букс 4 одной колесной пары 1 установлен механизм 5 задания высокочастотных импульсных сигналов и опорный вибропреобразователь 6 для их регистрации, находящийся в непосредственной близости от механизма 5 задания высокочастотных импульсных сигналов. На одну из букс 7 другой колесной пары 2 установлен принимающий вибропреобразователь 8 с возможностью регистрации сигналов и передачи их на устройство 9 обработки с узкополосным фильтром, установленное на рельсовом транспортном средстве 10, для определения времени от момента регистрации высокочастотных импульсных сигналов опорным вибропреобразователем 6 до момента их регистрации принимающим вибропреобразователем 8 и расчета скорости движения рельсового транспортного средства.A device for measuring the speed of a rail vehicle is installed on axle boxes of
Изобретение работает следующим образом. Механизм 5 задания высокочастотных импульсных сигналов (далее по тексту - сигналов) непрерывно реализует сигналы (например, по форме, представленной на фиг. 3), регистрируемые опорным вибропреобразователем 6, находящимся в непосредственной близости от механизма 5 задания высокочастотных импульсных сигналов. Далее сигналы распространяются от механизма 5 задания сигналов по пути букса-ось-колесо-рельс-колесо-ось-букса. Принимающий вибропреобразователь 8 регистрирует данные сигналы, при этом устройство 9 обработки сигналов отфильтровывает их узкополосным фильтром, и регистрирует время (t) от момента регистрации сигналов опорным вибропреобразователем 6 до момента регистрации сигналов принимающим вибропреобразователем 8.The invention works as follows. The mechanism 5 for setting high-frequency pulsed signals (hereinafter referred to as signals) continuously implements signals (for example, in the form shown in Fig. 3) recorded by the reference vibration transducer 6 located in close proximity to the mechanism 5 for setting high-frequency pulse signals. Further, the signals propagate from the mechanism 5 for setting the signals along the path axle-axle-wheel-rail-wheel-axle-axle-box. The receiving vibration transducer 8 registers these signals, while the
Для неподвижного транспортного средства время распространения (tрасп) сигнала от момента регистрации сигнала опорным вибропреобразователем 6 до момента регистрации сигнала принимающим вибропреобразователем 8 составит:For a stationary vehicle, the propagation time (t dec ) of the signal from the moment the signal is recorded by the reference vibration transducer 6 to the moment the signal is recorded by the receiving
где: ∑l - сумма всех расстояний по пути передачи сигнала между опорным 5 и принимающим 8 вибропреобразователямиwhere: ∑l - the sum of all distances along the signal transmission path between the reference 5 and the receiving 8 vibration transducers
∑l=l+…+ln, (постоянная величина), например:∑l = l +… + l n , (constant value), for example:
∑l=l1+l2+l3+l4+l5+l6+l7 (фиг. 1), где;∑l = l 1 + l 2 + l 3 + l 4 + l 5 + l 6 + l 7 (Fig. 1), where;
l1 - расстояние от механизма 5 задания высокочастотных импульсных сигналов до внутреннего кольца буксового подшипника;l 1 - distance from the mechanism 5 for setting high-frequency pulse signals to the inner ring of the axle-box bearing;
l2 - расстояние от внутреннего кольца буксового подшипника до ступицы колеса (фиг. 2);l 2 - the distance from the inner ring of the axle box bearing to the wheel hub (Fig. 2);
l3 - расстояние от ступицы колеса до точки контакта колеса колесной пары 1 с рельсом;l 3 is the distance from the wheel hub to the point of contact of the wheel of the
l4 - расстояние между точками контакта колес колесных пар 1 и 2 с рельсом;l 4 - the distance between the points of contact of the wheels of
l5 - расстояние от точки контакта колеса колесной пары 2 с рельсом до ступицы колеса;l 5 - distance from the point of contact of the wheel of the
l6 - расстояние от ступицы колеса до внутреннего кольца буксового подшипника (фиг. 2);l 6 - the distance from the wheel hub to the inner ring of the axle box bearing (Fig. 2);
l7 - расстояние от внутреннего кольца буксового подшипника до принимающего вибропреобразователя 8.l 7 - distance from the inner ring of the axle box bearing to the receiving
- скорость распространения сигнала по пути букса-ось-колесо-рельс-колесо-ось-букса (постоянная величина), которая будет определяться для режима движения и стоянки: - the speed of signal propagation along the path axle-axle-wheel-rail-wheel-axle-axle-axle (constant value), which will be determined for the mode of movement and parking:
где: х - расстояние, которое проедет рельсовое транспортное средство от момента регистрации сигнала опорным вибропреобразователем 6 до момента регистрации сигнала принимающим вибропреобразователем 8.where: x is the distance that the rail vehicle will travel from the moment the signal is recorded by the reference vibration transducer 6 to the moment the signal is registered by the receiving
tстоянки - промежуток времени между регистрацией сигнала опорным 6 и принимающим 8 вибропреобразователями при стоянке рельсового транспортного средства;t parking - the time interval between the registration of the signal by the reference 6 and the receiving 8 vibration transducers when the rail vehicle is parked;
tдвиж - промежуток времени между регистрацией сигнала опорным 6 и принимающим 8 вибропреобразователями во время движения рельсового транспортного средства.t movement - the time interval between the registration of the signal by the reference 6 and the receiving 8 vibration transducers during the movement of the rail vehicle.
Из формулы 2:From formula 2:
Для рельсового транспортного средства, находящегося на стоянке, время (tстоянки) от момента регистрации сигнала опорным вибропреобразователем 6 до момента регистрации сигнала принимающим вибропреобразователем 8 составит:For a rail vehicle parked, the time (t of parking ) from the moment the signal is recorded by the reference vibration transducer 6 to the moment the signal is recorded by the
где: - абсолютное время регистрации сигнала принимающим вибропреобразователем 6 на стоянке;Where: - absolute time of signal registration by the receiving vibration transducer 6 at the parking lot;
- абсолютное время регистрации сигнала опорным вибропреобразователем 8 на стоянке. - absolute time of signal registration by the
Время (tстоянки) будет постоянной величиной. Для рельсового транспортного средства, находящегося в движении, время (tдвиж) от момента регистрации сигнала опорным вибропреобразователем 6 до момента регистрации сигнала принимающим вибропреобразователем 8 составит:The time (t of parking ) will be constant. For a rail vehicle in motion, the time (t Motion) of points in the reference signal detection vibrator 6 to the registration
где: - абсолютное время регистрации сигнала принимающим вибропреобразователем 6 при движении;Where: - the absolute time of signal registration by the receiving vibration transducer 6 during movement;
- абсолютное время регистрации сигнала опорным вибропреобразователем 8 при движении. - absolute time of registration of the signal by the
Затем устройство обработки сигнала с узкополосным фильтром передает информацию о скорости в систему управления рельсового транспортного средства. Скорость рассчитывается по формуле:Then, the signal processing device with a notch filter transmits the speed information to the control system of the rail vehicle. The speed is calculated using the formula:
При этом когда рельсовое транспортное средство движется таким образом, что принимающий вибропреобразователь 8 находится перед механизмом 5 задания высокочастотных импульсных сигналов, значение х будет положительным, а когда принимающий вибропреобразователь 8 находится за механизмом 5 высокочастотных импульсных сигналов, значение х будет отрицательным.In this case, when the rail vehicle moves in such a way that the
Предлагаемое устройство для измерения скорости движения рельсового транспортного средства позволит более точно определять скорость при нестационарных режимах тяги, на бесстыковом пути или на участке пути между рельсовыми стыками, не будет зависеть от погодных условий.The proposed device for measuring the speed of a rail vehicle will make it possible to more accurately determine the speed in non-stationary modes of traction, on a continuous track or on a track section between rail joints, will not depend on weather conditions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126016A RU2743642C1 (en) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Device for measuring the speed of a rail vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126016A RU2743642C1 (en) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Device for measuring the speed of a rail vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2743642C1 true RU2743642C1 (en) | 2021-02-20 |
Family
ID=74666268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020126016A RU2743642C1 (en) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | Device for measuring the speed of a rail vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2743642C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793551C1 (en) * | 2022-11-14 | 2023-04-04 | Владимир Васильевич Чернявец | Locomotive speed meter |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2110803C1 (en) * | 1996-01-10 | 1998-05-10 | Остроменский Петр Иванович | Device for measurement of motion speed of railway transport facility |
RU2653767C1 (en) * | 2014-07-23 | 2018-05-14 | Сименс Аг Эстеррайх | Method and device for determining absolute velocity of a rail vehicle |
CN108572259A (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-25 | 华东交通大学 | A kind of novel locomotive speed measuring device |
RU189255U1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-05-17 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | REVERSIBLE SPEED SENSOR |
-
2020
- 2020-07-30 RU RU2020126016A patent/RU2743642C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2110803C1 (en) * | 1996-01-10 | 1998-05-10 | Остроменский Петр Иванович | Device for measurement of motion speed of railway transport facility |
RU2653767C1 (en) * | 2014-07-23 | 2018-05-14 | Сименс Аг Эстеррайх | Method and device for determining absolute velocity of a rail vehicle |
CN108572259A (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-25 | 华东交通大学 | A kind of novel locomotive speed measuring device |
RU189255U1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-05-17 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | REVERSIBLE SPEED SENSOR |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793551C1 (en) * | 2022-11-14 | 2023-04-04 | Владимир Васильевич Чернявец | Locomotive speed meter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017211068A1 (en) | Accurate speed-measuring system and method for rail transit vehicle | |
JP3434429B2 (en) | Railway navigation system and method for determining railroad track identifiers | |
US5440923A (en) | Drivable slope-sensitive unit for measuring curvature and crossfall of ground surfaces | |
AU2005265414B2 (en) | Apparatus for detecting hunting and angle of attack of a rail vehicle wheelset | |
US3517307A (en) | Track profile and gauge measuring system | |
JPH11503520A (en) | Method and apparatus for non-contact measurement of road or rail distortion | |
KR100976055B1 (en) | Track Distortion Measuring and Monitoring System | |
CN103115581A (en) | Multifunctional rail measuring system and method thereof | |
WO2007074980A1 (en) | Apparatus for measuring railroad track parameters | |
RU2743642C1 (en) | Device for measuring the speed of a rail vehicle | |
RU2679268C1 (en) | Method of way navigation and measuring speed of a locomotive according to geometry of a railway | |
CN106476851A (en) | Train running speed detection method based on non-fragment orbit and system | |
US4353068A (en) | Method for calibrating beam emitter type speed sensor for railroad rolling stock | |
RU2110803C1 (en) | Device for measurement of motion speed of railway transport facility | |
RU95850U1 (en) | SYSTEM FOR DETERMINING ACCELERATION AND SPEED OF MOVEMENT, LOCATION AND PASSED BY ROLLING STOCK | |
JP3430001B2 (en) | Vehicle position measuring device | |
KR101135880B1 (en) | Location measurement system and its method for railroad car using gps and imu | |
RU2747750C1 (en) | Method and device for precise positioning of railway vehicles | |
RU2803018C1 (en) | Device for automatic determination of the depth of the road track | |
Wrobel | Multi-function LIDAR Sensors for Non-contact Speed and Track Geometry Measurement in Rail Vehicles | |
Tsumura et al. | An experimental system for processing movement information of vehicle | |
CN113511236B (en) | High-precision sensing equipment and sensing method for motion state of rail transit train | |
RU2808856C1 (en) | Railroad engine system for determining speed and distance travelled | |
SU994327A2 (en) | Apparatus for determining specific resistance to rail vehicle motion | |
RU2282197C1 (en) | Autonomous on board device for determining position and velocity of rail vehicle |