專利名稱：基于網(wǎng)絡(luò)分布式冗余架構(gòu)的列車測(cè)速定位的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及城市軌道交通領(lǐng)域，尤其涉及基于網(wǎng)絡(luò)分布式冗余架構(gòu)的列車測(cè)速定位的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
列車控制系統(tǒng)是城市軌道交通保障行車安全、提高運(yùn)輸效率和運(yùn)營管理水平的重要設(shè)施。其中列車的測(cè)速定位子系統(tǒng)是列車控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，其主要任務(wù)是向列車控制系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的列車速度和位置信息。
目前國內(nèi)外的城市軌道交通車載的測(cè)速定位系統(tǒng)多采用單一定位方式，但是其結(jié)構(gòu)簡單，測(cè)速定位可用性和精度較低，且僅適用于固定閉塞分區(qū)的信號(hào)系統(tǒng)。
隨著城市軌道交通朝著快捷、舒適的方向發(fā)展，基于通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC)已經(jīng)成為了信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。由于CBTC采用移動(dòng)閉塞模式，對(duì)列車測(cè)速定位的精度和可靠性提出了更高的要求，單一方式的測(cè)速與定位系統(tǒng)已不能滿足該需求。
從列車信息來源劃分，現(xiàn)有城市軌道交通測(cè)速定位技術(shù)主要分為如下幾種:
I)從車軸獲取列車運(yùn)動(dòng)信息:通過將測(cè)量轉(zhuǎn)速的傳感器(如光電式編碼器、霍爾傳感器等)安裝于車軸上，測(cè)速定位系統(tǒng)通過處理車軸傳感器輸出數(shù)字信號(hào)，結(jié)合輪徑值就能計(jì)算出列車的速度。但是，該方法由于不是直接測(cè)量車體的運(yùn)動(dòng)信息，會(huì)受車輪異常運(yùn)動(dòng)，如滑行、空轉(zhuǎn)、抱死、蛇形等，以及輪徑磨損等情況而產(chǎn)生誤差。
2)直接測(cè)量車體運(yùn)動(dòng)信息:雷達(dá)測(cè)速是一種直接測(cè)量車體運(yùn)動(dòng)信息的方法。根據(jù)多普勒效應(yīng)的原理，利用發(fā)射波和反射波之間產(chǎn)生頻差，通過測(cè)量頻差就可以計(jì)算出列車的運(yùn)行速度，再對(duì)速度進(jìn)行積分濾波等處理就能得出位置信息。但是，由于雷達(dá)是直接測(cè)量的車體運(yùn)動(dòng)信息，其測(cè)量結(jié)果不受車輪異常運(yùn)動(dòng)情況，但由于受安裝誤差、電磁干擾和車體抖動(dòng)等因素的影響，會(huì)造成測(cè)速測(cè)距性能的下降。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供基于網(wǎng)絡(luò)分布式冗余架構(gòu)的列車測(cè)速定位的方法及系統(tǒng)，提高了列車測(cè)速與定位的準(zhǔn)確性及可靠性。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
基于網(wǎng)絡(luò)分布式冗余架構(gòu)的列車測(cè)速定位的方法，該方法包括:通過列車首尾兩端且具有相同物理結(jié)構(gòu)的第一測(cè)速定位控制單元與第二測(cè)速定位控制單元并行工作，獲得并顯示最終結(jié)果，具體的:列車第一測(cè)速定位控制單元中的第一中央處理單元CPU判斷第一應(yīng)答器信息處理單元BPU是否出現(xiàn)故障，若所述第一 BPU工作正常，則接收其發(fā)送的由地面應(yīng)答器反饋的地址信息；否則接收第二測(cè)速定位控制單元中的第二 BPU發(fā)送的地址信息；
所述第一 CPU接收到地址信息后，向第一速度傳感器信息處理單元SPU發(fā)送查詢報(bào)文，并接收到所述第一 SPU反饋的第一輪軸速度傳感器OPG與第一雷達(dá)測(cè)速傳感器RD測(cè)量到的列車速度信息、里程信息自檢信息；
所述第一 CPU根據(jù)第一 OPG的自檢信息判斷其是否發(fā)生故障；并根據(jù)第一 OPG與第一 RD測(cè)量到的自檢信息和速度信息，與閾值的大小關(guān)系判斷所述第一 OPG與第一 RD測(cè)量的速度信息是否可靠；若所述第一 OPG發(fā)生故障或第一 OPG與第一 RD測(cè)量的速度信息不可靠，則丟棄所述第一 SPU反饋的數(shù)據(jù)，向列車尾端的第二 SPU發(fā)送查詢報(bào)文并接收其反饋第二 OPG與第二 RD測(cè)量到的列車速度信息、里程信息和自檢信息；
所述第一 CPU結(jié)合車載電子地圖及接收到的地址信息，對(duì)接收到的里程信息的累積誤差進(jìn)行修正，獲得列車當(dāng)前位置信息；所述第一 CPU根據(jù)接收到的速度信息及自檢信息確定最大速度值，并將該速度值作為列車當(dāng)前行駛速度。
基于網(wǎng)絡(luò)分布式冗余架構(gòu)的列車測(cè)速定位的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:設(shè)置在列車首尾兩端且具有相同物理結(jié)構(gòu)的第一測(cè)速定位控制單元與第二測(cè)速定位控制單元；
其中，每一測(cè)速定位控制單元均包括:中央處理單元CPU、速度傳感器信息處理單元SPU、應(yīng)答器信息處理單元BPU、輪軸速度傳感器OPG與雷達(dá)測(cè)速傳感器RD、人機(jī)顯示界面DMI ;所述DMI與CPU輸出端相連，CPU的輸入端與SPU及BPU的輸出端相連；所述SPU輸入端與OPG及RD的輸出端相連；
所述第一測(cè)速定位控制單元中的第一 SPU與第二測(cè)速定位控制單元中的第二 SPU通過第一 RS485總線相連，且該總線的兩端分別與第一 CPU與第二 CPU的輸入端連接；第一BPU與第二 BPU通過第二 RS485總線相連，且該總線的兩端分別與第一 CPU與第二 CPU的輸入端連接。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，通過組合的方式對(duì)列車速度及位置信息進(jìn)行測(cè)量，有效的提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性；另一方面，在不增加測(cè)速定位傳感器的條件下，通過冗余網(wǎng)絡(luò)的形式將列車首尾兩端的傳感器信息實(shí)現(xiàn)共享，提高了系統(tǒng)的可靠性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于網(wǎng)絡(luò)分布式冗余架構(gòu)的列車測(cè)速定位的方法的流程圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種CPU與SPU、BPU的通信機(jī)制的示意圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種RD工作狀態(tài)判定方法的流程圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于網(wǎng)絡(luò)分布式冗余架構(gòu)的列車測(cè)速定位的方法的流程圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的基于網(wǎng)絡(luò)分布式冗余架構(gòu)的列車測(cè)速定位的系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明由兩套完全相同的冗余設(shè)備構(gòu)成，分別安裝于列車的首尾兩端。按照安裝端頭不同，可以劃分為第一測(cè)速定位控制單元與第二測(cè)速定位控制單元。每套測(cè)速定位控制單元均包括:中央處理單元(CPU)、速度傳感器信息處理單元(SPU)、應(yīng)答器信息處理單元(BPU)、輪軸速度傳感器(0PG)、雷達(dá)測(cè)速傳感器(RD)與人機(jī)顯示界面(DMI)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。在本發(fā)明實(shí)施例中，CPU負(fù)責(zé)完成速度和位置信息的安全處理以及傳感器狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。兩端的CPU通過RS485總線分別與兩端的SPU和BPU連接。為了保證各單元之間通信的實(shí)時(shí)性，SPU與BPU在兩個(gè)不同的RS485總線上，如圖中所示的第一網(wǎng)線和第二網(wǎng)線。RD安裝于車廂底部，RD與SPU之間通過RS485總線連接。OPG安裝于車軸軸端處，OPG與SPU之間通過屏蔽電纜連接。SPU負(fù)責(zé)完成RD和OPG所測(cè)量的列車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息的原始處理。DMI用于顯示0PG、RD以及BPU的狀態(tài)，其通過以太網(wǎng)和CPU連接。另外，本發(fā)明實(shí)施例中的測(cè)速定位控制單元中還包括BPU天線，其安裝于車廂底部，BPU通過同軸電纜和BPU天線連接，BPU天線通過向下發(fā)射無線電波來查詢當(dāng)前安裝位置下方是否有應(yīng)答器，當(dāng)BPU天線經(jīng)過按一定間隔設(shè)置于軌面的應(yīng)答器時(shí)，應(yīng)答器會(huì)因受到無線電波的激勵(lì)向外以無線電波的形式反饋預(yù)先設(shè)置在應(yīng)答器中的信息，BPU通過BPU天線接收來自應(yīng)答器的信息，并將其解析，最后以報(bào)文的形式發(fā)送給CPU處理。
實(shí)施例一
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于網(wǎng)絡(luò)分布式冗余架構(gòu)的列車測(cè)速定位的方法的流程圖。如圖1所示，主要包括如下步驟:
步驟11、列車第一測(cè)速定位控制單元中的第一中央處理單元CPU判斷第一應(yīng)答器信息處理單元BPU是否出現(xiàn)故障，若所述第一 BPU工作正常，則接收其發(fā)送的由地面應(yīng)答器反饋的地址信息；否則接收第二測(cè)速定位控制單元中的第二 BPU發(fā)送的地址信息。
本發(fā)明實(shí)施例中包括列車首尾兩端且具有相同物理結(jié)構(gòu)的第一測(cè)速定位控制單元與第二測(cè)速定位控制單元。每一測(cè)速定位控制單元均包括:中央處理單元(CPU)、速度傳感器信息處理單元(SPU)、應(yīng)答器信息處理單元(BPU)、輪軸速度傳感器(0PG)、雷達(dá)測(cè)速傳感器(RD)與人機(jī)顯示界面(DMI)。
所述第一測(cè)速定位控制單元與第二測(cè)試定位控制單元可并行工作，即當(dāng)?shù)谝粶y(cè)速定位控制單元使用步驟11的方式進(jìn)行工作時(shí)，第二測(cè)試定位控制單元也使用同樣的方法工作。本發(fā)明實(shí)施例僅以第一測(cè)速定位控制單元中的第一 CPU進(jìn)行測(cè)速及定位的方法為例進(jìn)行說明。
在系統(tǒng)工作時(shí)，第一 CPU可以通過采集所在端頭的司機(jī)鑰匙狀態(tài)來決定是否被激活，如果采集到司機(jī)鑰匙為開啟，則該CPU處于在線狀態(tài)，否則處于離線狀態(tài)。第一 SPU與BPU始終處于在線狀態(tài)，根據(jù)第一 SPU與第一 BPU處理信息的特點(diǎn)(SPU為連續(xù)式，BPU為離散式)，第一 CPU與第一 BPU之間采用事件觸發(fā)的方式進(jìn)行通信。即第一 BPU在接受到應(yīng)答器信息后，主動(dòng)向第一 CPU發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文。第一 BPU在狀態(tài)正常的情況下應(yīng)周期性的向第一 CPU發(fā)送“心跳”報(bào)文，以便第一 CPU進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。第一 CPU與第一 SPU、第一 BPU的通信機(jī)制如圖3所示，第一 SPU與第一 CPU之間采用查詢-應(yīng)答的方式進(jìn)行通信，第一 CPU周期性的給第一 SPU發(fā)送查詢報(bào)文或者在收到第一 BPU的應(yīng)答器數(shù)據(jù)報(bào)文后給第一 SPU發(fā)送查詢報(bào)文，第一 SPU在收到第一 CPU的查詢報(bào)文后，立刻響應(yīng)，回傳當(dāng)前列車速度信息及里程息。
基于上述通信方式，第一 CPU需確保在經(jīng)過地面應(yīng)答器時(shí)可順利的接受到第一BPU發(fā)送的應(yīng)答器中預(yù)先存儲(chǔ)的地址信息，進(jìn)而向第一 SPU發(fā)送查詢報(bào)文，再根據(jù)第一 SPU返回的信息完成列車的測(cè)速與定位。
通常情況下，第一 CPU默認(rèn)接收第一 BPU發(fā)送的由地面應(yīng)答器反饋的地址信息，但是，若第一 BPU發(fā)生故障，所述第一 CPU則將“地址信息”的來源切換至尾端的第二 BPU。
第一 CPU對(duì)第一 BPU工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)主要采用如下兩種方法:1)所述第一 CPU按照車載電子地圖中的應(yīng)答器布置，對(duì)所經(jīng)過的應(yīng)答器設(shè)置距離窗口，如果在設(shè)置的距離窗口內(nèi)沒有收到應(yīng)答器信息，則判定所述第一 BPU出現(xiàn)故障；2)所述第一 CPU按照所述第一 BPU心跳報(bào)文的發(fā)送周期，對(duì)所述第一 BPU的心跳信息進(jìn)行超時(shí)檢測(cè)，如果在預(yù)設(shè)的時(shí)間內(nèi)沒有接收到心跳報(bào)文，則判定所述第一 BPU出現(xiàn)故障。
另外，本發(fā)明實(shí)施例中的第一測(cè)速定位控制單元還包括:第一 BPU天線，它安裝在車廂底部，用于接收并轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)答器發(fā)送的地址信息至第一 BPU ;具體的:第一 BPU可通過同軸電纜和第一 BPU天線連接，第一 BPU天線通過發(fā)射無線電波來查詢當(dāng)前安裝位置下方是否有應(yīng)答器，當(dāng)?shù)谝?BPU天線經(jīng)過按一定間隔設(shè)置于軌面的應(yīng)答器時(shí)，應(yīng)答器會(huì)因受到無線電波的激勵(lì)向外以無線電波的形式反饋預(yù)先設(shè)置在應(yīng)答器中的地址信息，第一 BPU接收第一 BPU天線發(fā)送的來自應(yīng)答器的地址信息，并將其解析，最后以報(bào)文的形式發(fā)送給第一CPU處理。
步驟12、所述第一 CPU向第一速度傳感器信息處理單元SPU發(fā)送查詢報(bào)文，并接收到所述第一 SPU反饋的第一輪軸速度傳感器OPG與第一雷達(dá)測(cè)速傳感器RD測(cè)量到的列車速度 目息、里程/[目息和自檢彳目息。
當(dāng)所述第一 CPU接受第一或第二 BPU發(fā)送的地址信息后，向本端的第一 SPU發(fā)送查詢報(bào)文，第一 SPU將接收到的第一 OPG與第一 RD將測(cè)量到的列車速度信息與里程信息作為響應(yīng)消息發(fā)送第一 CPU。
下面詳細(xì)介紹第一 OPG與第一 RD測(cè)量速度信息、里程信息和自檢信息的方法。
第一 RD利用多普勒效應(yīng)，通過計(jì)算其向軌面發(fā)射的射頻無線電波和反射的無線電波的頻率差來計(jì)算當(dāng)前列車 的運(yùn)動(dòng)速度，通過對(duì)速度求積分，從而計(jì)算出當(dāng)前列車的運(yùn)動(dòng)距離。第一 RD以報(bào)文的形式周期性的向第一 SPU發(fā)送實(shí)時(shí)的測(cè)量結(jié)果。由于雷達(dá)測(cè)量結(jié)果受安裝角度的影響較大，第一 SPU需根據(jù)雷達(dá)校正因子對(duì)第一 RD的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正，其中雷達(dá)校正因子由第一 CPU以報(bào)文的形式發(fā)送給第一 SPU，同時(shí)，還發(fā)送自檢信息至第一SPU。
第一 OPG將測(cè)量到的列車車軸的轉(zhuǎn)動(dòng)信息以數(shù)字信號(hào)(方波)的發(fā)送給第一 SPU，第一 SPU通過硬件接口電路，將其轉(zhuǎn)化為第一 SPU中央處理器能夠處理的數(shù)字信號(hào)，中央處理器通過計(jì)算該數(shù)字信號(hào)的頻率和方波個(gè)數(shù)結(jié)合被測(cè)車輪的輪徑值計(jì)算出當(dāng)前OPG所測(cè)量到的列車速度信息和里程信息，其中輪徑值由第一 CPU以報(bào)文的形式發(fā)送給第一 SPU。
其中速度值的計(jì)算公式如下:
權(quán)利要求
1.基于網(wǎng)絡(luò)分布式冗余架構(gòu)的列車測(cè)速定位的方法，其特征在于，該方法包括:通過列車首尾兩端且具有相同物理結(jié)構(gòu)的第一測(cè)速定位控制單元與第二測(cè)速定位控制單元并行工作，獲得并顯示最終結(jié)果，具體的:列車第一測(cè)速定位控制單元中的第一中央處理單元CPU判斷第一應(yīng)答器信息處理單元BPU是否出現(xiàn)故障，若所述第一 BPU工作正常，則接收其發(fā)送的由地面應(yīng)答器反饋的地址信息；否則接收第二測(cè)速定位控制單元中的第二 BPU發(fā)送的地址信息； 所述第一 CPU接收到地址信息后，向第一速度傳感器信息處理單元SPU發(fā)送查詢報(bào)文，并接收到所述第一 SPU反饋的第一輪軸速度傳感器OPG與第一雷達(dá)測(cè)速傳感器RD測(cè)量到的列車速度/[目息、里程/[目息自檢/[目息； 所述第一 CPU根據(jù)第一 OPG的自檢信息判斷其是否發(fā)生故障；并根據(jù)第一 OPG與第一RD測(cè)量到的自檢信息和速度信息，與閾值的大小關(guān)系判斷所述第一OPG與第一RD測(cè)量的速度信息是否可靠；若所述第一 OPG發(fā)生故障或第一 OPG與第一 RD測(cè)量的速度信息不可靠，則丟棄所述第一 SPU反饋的數(shù)據(jù)，向列車尾端的第二 SPU發(fā)送查詢報(bào)文并接收其反饋第二OPG與第二 RD測(cè)量到的列車速度信息、里程信息和自檢信息； 所述第一 CPU結(jié)合車載電子地圖及接收到的地址信息，對(duì)接收到的里程信息的累積誤差進(jìn)行修正，獲得列車當(dāng)前位置信息；所述第一 CPU根據(jù)接收到的速度信息及自檢信息確定最大速度值，并將該速度值作為列車當(dāng)前行駛速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一CPU判斷第一BPU是否出現(xiàn)故障的步驟包括: 所述第一 CPU按照車載電子地圖中的應(yīng)答器布置，對(duì)所經(jīng)過的應(yīng)答器設(shè)置距離窗口，如果在設(shè)置的距離窗口內(nèi)沒有收到應(yīng)答器信息，則判定所述第一 BPU出現(xiàn)故障； 或者，所述第一 CPU按照所述第一 BPU心跳報(bào)文的發(fā)送周期，對(duì)所述第一 BPU的心跳信息進(jìn)行超時(shí)檢測(cè)，如果在預(yù)設(shè)的時(shí)間內(nèi)沒有接收到心跳報(bào)文，則判定所述第一 BPU出現(xiàn)故障。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一CPU接收第一或第二 BPU發(fā)送的由地面應(yīng)答器反饋的地址信息的步驟包括: 車廂底部的第一或第二 BPU天線發(fā)射無線電波來查詢當(dāng)前位置下方是否有應(yīng)答器； 當(dāng)?shù)谝换虻诙?BPU天線經(jīng)過按一定間隔設(shè)置于軌面的應(yīng)答器時(shí)，應(yīng)答器受到無線電波的激勵(lì)向外反饋預(yù)先設(shè)置在應(yīng)答器中的地址信息，并由第一或第二 BPU天線接收后發(fā)送至對(duì)應(yīng)的第一或第二 BPU ； 所述第一或第二 BPU解析應(yīng)答器反饋的地址信息，并以報(bào)文的形式發(fā)送給所述第一CPU。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一CPU根據(jù)第一 OPG的自檢信息判斷其是否發(fā)生故障的步驟包括:所述第一 OPG根據(jù)測(cè)量到的速度信息判斷被測(cè)車軸是否發(fā)生空轉(zhuǎn)打滑:當(dāng)被測(cè)車軸測(cè)量的加速度IatjrcI大于閾值八。時(shí)，判定被測(cè)車軸發(fā)生空轉(zhuǎn)打滑；所述第一 OPG將測(cè)量的所有車軸的發(fā)送空轉(zhuǎn)打滑的結(jié)果作為自檢信息發(fā)送至第一 CPU ；所述第一 CPU判斷所述第一 OPG測(cè)量的所有車軸發(fā)生空轉(zhuǎn)打滑的結(jié)果是否一致，若是，則所述第一 OPG工作正常，否則，判定其發(fā)生故障。
所述第一 CPU根據(jù)第一 OPG與第一 RD測(cè)量到的自檢信息和速度信息，與閾值的大小關(guān)系判斷所述第一 OPG與第一 RD測(cè)量的信息是否可靠具體包括:當(dāng)根據(jù)自檢信息確定所述第一OPG測(cè)量的所有車軸均未發(fā)生空轉(zhuǎn)打滑且第一 RD工作正常時(shí)，則比較所述第一 OPG測(cè)量的每一車軸速度值Vtjrcn與第一 RD測(cè)量的速度Vkd間的滑移率I r0PG_ED I與閾值Ra間的大小，其中，WD= Vfv ;若I I <Ra，則判定其測(cè)量的信息可靠，否則判定其測(cè)量的信息vRD不可靠。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一CPU根據(jù)接收到的速度信息及自檢信息確定最大速度值，并將該速度值作為列車當(dāng)前行駛速度包括: 當(dāng)根據(jù)自檢信息確定第一或第二 OPG測(cè)量的所有車軸均未發(fā)生空轉(zhuǎn)打滑，且對(duì)應(yīng)的第一或第二 RD工作正常時(shí)，若所述第一或第二 OPG測(cè)量的每一車軸速度值Vtjrcn,與第一或第二RD測(cè)量的速度Vkd間的滑移率|r<)rc_KD|小于閾值Ra，則將所述第一或第二 OPG測(cè)量的所有車軸速度值，與對(duì)應(yīng)的第一或第二 RD測(cè)量所得的速度值中的最大值作為列車當(dāng)前行駛速度； 當(dāng)根據(jù)自檢信息確定所述第一或第二 OPG測(cè)量的所有車軸均未發(fā)生空轉(zhuǎn)打滑，若所述對(duì)應(yīng)的第一或第二 RD測(cè)量的速度Vkd小于閾值Vmin，則將所述第一或第二 OPG測(cè)量的所有車軸速度值中的最大值作為列車當(dāng)前行駛速度； 當(dāng)根據(jù)自檢信息確定所述第一或第二 OPG測(cè)量的所有車軸均發(fā)生空轉(zhuǎn)打滑，且對(duì)應(yīng)的第一或第二 RD工作正常時(shí)，將所述第一或第二 RD測(cè)量的速度Ved作為列車當(dāng)前行駛速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一CPU對(duì)接收到的里程信息的累積誤差進(jìn)行修正，獲得列車當(dāng)前位置信息的步驟包括: 從接收到的第一或第二 SPU發(fā)送的第一或第二 0PG，以及對(duì)應(yīng)的第一或第二 RD測(cè)量到里程信息中確定可靠里程值；具體的:當(dāng)?shù)谝换虻诙?OPG測(cè)量的所有車軸均未發(fā)生空轉(zhuǎn)打滑，且對(duì)應(yīng)的第一或第二 RD工作正常時(shí)，若所述第一或第二 OPG測(cè)量的所有車軸里程值中的最大值與最小值之差小于閾值S a，則所述第一或第二 OPG測(cè)量的所有車軸里程值中的最大值作為可靠里程值；當(dāng)所述第一或第二 OPG測(cè)量的所有車軸均發(fā)生空轉(zhuǎn)打滑，且對(duì)應(yīng)的第一或第二 RD工作正常時(shí)，則將第一或第二 RD測(cè)量的里程值Sed作為可靠里程值； 結(jié)合車載電子地圖及接收到的地址信息對(duì)所述可靠里程值的累積誤差進(jìn)行修正，獲得列車當(dāng)前位置信息: L_Lbpu+Sbpu+ Δ Sopg+ Δ Sed ； 其中Lbpu表示第一 BPU天線到列車首端車鉤的距離或第二 BPU天線到列車尾端車鉤的距離；3_表示當(dāng)前應(yīng)答器在電子地圖中映射的位置；ASwe表示未發(fā)生空轉(zhuǎn)打滑時(shí)，第一或第二 OPG在經(jīng)過應(yīng)答器后測(cè)量得到的列車相對(duì)里程；Δ Sed表示發(fā)生空轉(zhuǎn)打滑時(shí)，第一或第二 RD在經(jīng)過應(yīng)答器后測(cè)量得到的列車相對(duì)里程。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該方法還包括判斷所述第一或第二 RD是否工作正常，其包括: 若所述第一或第二 RD的自檢信息正常，所述第一或第二 RD的加速度|aKD|過不超過閾值A(chǔ)e，且所述第一或第二 RD測(cè)量的速度Vkd不小于閾值Vmin時(shí)，則判定其工作正常。
8.基于網(wǎng)絡(luò)分布式冗余架構(gòu)的列車測(cè)速定位的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:設(shè)置在列車首尾兩端且具有相同物理結(jié)構(gòu)的第一測(cè)速定位控制單元與第二測(cè)速定位控制單元; 其中，每一測(cè)速定位控制單元均包括:中央處理單元CPU、速度傳感器信息處理單元SPU、應(yīng)答器信息處理單元BPU、輪軸速度傳感器OPG與雷達(dá)測(cè)速傳感器RD ;所述CPU的輸入端與SPU及BPU的輸出端相連；所述SPU輸入端與OPG及RD的輸出端相連； 所述第一測(cè)速定位控制單元中的第一 SPU與第二測(cè)速定位控制單元中的第二 SPU通過第一 RS485總線相連，且該總線的兩端分別與第一 CPU與第二 CPU的輸入端連接；第一 BPU與第二 BPU通過第二 RS485總線相連，且該總線的兩端分別與第一 CPU與第二 CPU的輸入端連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括: 與所述CPU相連的人機(jī)顯示界面DMI ； 以及設(shè)置在列車車廂底部的BPU天線，其輸出端與BPU的輸入端相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述OPG為多通道傳感器，安裝于車軸軸端處。 `
全文摘要
本發(fā)明公開了基于網(wǎng)絡(luò)分布式冗余架構(gòu)的列車測(cè)速定位的方法及系統(tǒng)，其中，該方法包括通過列車首尾兩端且具有相同物理結(jié)構(gòu)的第一測(cè)速定位控制單元與第二測(cè)速定位控制單元并行工作，獲得并顯示最終結(jié)果；通過組合的方式對(duì)列車速度及位置信息進(jìn)行測(cè)量，有效的提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性；另一方面，在不增加測(cè)速定位傳感器的條件下，通過冗余網(wǎng)絡(luò)的形式將列車首尾兩端的傳感器信息實(shí)現(xiàn)共享，提高了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)B61L25/02GK103192853SQ20131009258
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者李博, 郜洪民, 尹遜政, 賈學(xué)祥, 李亮, 王芃, 孟軍, 陳寧寧, 徐杰, 賈鵬 申請(qǐng)人:中國鐵道科學(xué)研究院, 中國鐵道科學(xué)研究院通信信號(hào)研究所, 北京市華鐵信息技術(shù)開發(fā)總公司, 北京銳馳國鐵智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司