列車輪徑的校準方法及校準系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種列車輪徑的校準方法及校準系統(tǒng)，該方法包括如下步驟：步驟S11：脈沖測距裝置的計數(shù)器和速度計的計數(shù)器分別對脈沖測距裝置脈沖和速度計脈沖計數(shù)，開始計數(shù)時，同時記錄脈沖測距裝置脈沖計數(shù)初始值和速度計脈沖計數(shù)初始值；步驟S12：列車行駛一定時間后，同時記錄脈沖測距裝置脈沖計數(shù)值和速度計脈沖計數(shù)值；步驟S13：根據(jù)所述脈沖測距裝置脈沖計數(shù)值和所述脈沖測距裝置脈沖計數(shù)初始值獲得列車累計行進距離；步驟S14：根據(jù)所述速度計脈沖計數(shù)值和所述速度計脈沖計數(shù)初始值兩者之差、以及所述列車累計行進距離得出列車的輪徑。使得列車能夠在行駛過程中隨時進行輪徑校驗，提高了輪徑校驗的精確度。
【專利說明】列車輪徑的校準方法及校準系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及列車輪徑校準領(lǐng)域，尤其是列車輪徑的校準方法及校準系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在城市軌道交通應(yīng)用系統(tǒng)中，對列車進行測速是通過速度計實現(xiàn)的，速度計的工作原理:車輪轉(zhuǎn)動一圈會產(chǎn)生固定個數(shù)的脈沖，列車行駛一段距離后，根據(jù)列車的輪徑、速度計計數(shù)器所計得的個數(shù)可以獲知行駛的路程，進一步獲取列車的速度，因此，列車輪徑直接影響到測量結(jié)果的精確性。
[0003]由于在列車行進過程中，可能造成列車的車輪磨損，輪徑也因此會發(fā)生變動，現(xiàn)有的輪徑校準方法中，需要預(yù)先鋪設(shè)在軌道上的兩個或多個專用的輪徑校準信標，通過兩個信標確定用于測速的距離，根據(jù)經(jīng)過兩個信標的過程中產(chǎn)生的脈沖來計算列車輪徑，但是這種方法存在以下缺點:1)用于輪徑校準的信標安裝的位置必須有很高的精度，這將增加工程難度和信標成本；2)信標查詢設(shè)備在鎖定信標的位置時會產(chǎn)生一定偏差，影響輪徑校準計算結(jié)果的精度；3)—般情況下，信標被安置在轉(zhuǎn)換軌的平直軌道上，用于在列車進入正線前進行輪徑校準，如果列車在中途系統(tǒng)制動后重啟，則無法再次進行輪徑校準；4)在輪徑校準過程中，若出現(xiàn)空轉(zhuǎn)打滑等現(xiàn)象，則直接影響輪徑校準的精度。
[0004]綜上所述，目前急需一種列車輪徑的校準方法及校準系統(tǒng)能夠解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種列車輪徑的校準方法及校準系統(tǒng)，使得列車能夠在行駛過程中隨時進行輪徑校驗，并且在出現(xiàn)列車的車輪空轉(zhuǎn)打滑的情況下不影響輪徑校驗的結(jié)果，提高了輪徑校驗的精確度。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種列車輪徑的校準方法，該方法包括如下步驟:
[0007]步驟Sll:脈沖測距裝置的計數(shù)器和速度計的計數(shù)器分別對脈沖測距裝置脈沖和速度計脈沖計數(shù)，開始計數(shù)時，同時記錄脈沖測距裝置脈沖計數(shù)初始值RD-CNTtl和速度計脈沖計數(shù)初始值SSjNTtl ；
[0008]步驟S12:列車行駛一定時間后，同時記錄脈沖測距裝置脈沖計數(shù)值RD_CNTi和速度計脈沖計數(shù)值SSjNTi ；
[0009]步驟S13:根據(jù)所述脈沖測距裝置脈沖計數(shù)值RD_CNTi和所述脈沖測距裝置脈沖計數(shù)初始值RD-CNTtl獲得列車累計行進距離S ；
[0010]步驟S14:根據(jù)所述速度計脈沖計數(shù)值SS_CNTi和所述速度計脈沖計數(shù)初始值SS_CNT0兩者之差、以及所述列車累計行進距離S得出列車的輪徑WHEEL_DIAM。
[0011]作為優(yōu)選，在步驟S14后還包括校準驗證方法:重復(fù)步驟S11-S14，再次計算列車的輪徑，若連續(xù)兩個輪徑進行比對后的差值在允許范圍內(nèi)，則完成校驗；否則，繼續(xù)重復(fù)步驟SI 1-S14，直到連續(xù)兩次輪徑差值落入允許范圍內(nèi)。[0012]作為優(yōu)選，在步驟Sll之前還包括步驟SlO:設(shè)定一工作條件，判斷脈沖測距裝置是否滿足工作條件，若否，則等待一段時間后再次判斷；若是，則進入步驟S11。
[0013]作為優(yōu)選，在對所述脈沖測距裝置脈沖和速度計脈沖計數(shù)之前，計算列車的即時加速度Ai,當所述即時加速度Ai大于預(yù)定加速度Amin時才開始計數(shù)；并且，對所述脈沖測距裝置脈沖和速度計脈沖計數(shù)過程中，持續(xù)周期判斷即時加速度Ai是否滿足大于預(yù)定加速度Amin，若不滿足，則返回步驟SlO ;所述即時加速度Ai的計算公式為:
[0014]Ai= (V1-Vi^1)A (O
[0015]其中，H1是脈沖測距裝置提供的本周期和上周期的測速值；T為一個周期的時間。
[0016]作為優(yōu)選，步驟S12中累計行進距離S的計算公式為:
[0017]S= (RD-CNT1-RD-CNT0) XRD_PULSE_DIST (2)
[0018]其中，脈沖測距裝置單脈沖距離(RD_PULSE_DIST)表示脈沖測距裝置輸出的一個脈沖的列車的位移。
[0019]作為優(yōu)選，步驟S14中列車的輪徑WHEEL_DIAM計算公式如下:
[0020]SS_PULSE_DIST=S / (SS-CNT1-SS-CNTci) (3)
[0021]WHEEL_DIAM=S S_PULSE_DIST X SS_CNT_1CYC/PI (4)
[0022]其中，速度計單脈沖距離SS_PULSE_DIST表示速度計輸出的一個脈沖的列車的位移，由累計行進距離S除以該距離內(nèi)速度計累計的脈沖個數(shù)得出；速度計單圈脈沖個數(shù)ss_CNT_1CYC表示車輪轉(zhuǎn)動一圈、速度計輸出的脈沖個數(shù)；PI表示一個圓周率。
[0023]一種列車輪徑的校準系統(tǒng)，包括:脈沖測距裝置，所述脈沖測距裝置的第一輸出端輸出脈沖測距裝置脈沖、第二輸出端輸出脈沖測距裝置質(zhì)量評估狀態(tài)；
[0024]速度計,輸出端輸出速度計脈沖；
[0025]車載控制系統(tǒng)，包括第一計數(shù)器，輸入端連接脈沖測距裝置的第一輸出端并對接收到的脈沖測距裝置脈沖進行計數(shù)；通信口，輸入端連接脈沖測距裝置的第二輸出端并接收脈沖測距裝置質(zhì)量評估狀態(tài)；第二計數(shù)器，輸入端連接速度計的輸出端并對接收到的速度計脈沖進行計數(shù)。
[0026]作為優(yōu)選，使用上述任意一項所述的校準方法。
[0027]作為優(yōu)選，所述的脈沖測距裝置為多普勒雷達。
[0028]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下突出優(yōu)點:
[0029]1.本發(fā)明通過脈沖測距裝置的計數(shù)、速度計的計數(shù)實現(xiàn)輪徑的測量校準，首先根據(jù)脈沖測距裝置的計數(shù)結(jié)果計算出列車的行駛距離，接著根據(jù)該行駛距離以及速度計的計數(shù)結(jié)果計算出列車的實際輪徑，克服了現(xiàn)有技術(shù)中通過安置信標來進行車輪校驗使得難度成本大的問題，并且列車行駛過程中可以隨時進行輪徑校準，靈活度增大。
[0030]2.本發(fā)明通過重復(fù)輪徑校準步驟的方法，對輪徑校準的結(jié)果進行校驗，保證了輪徑校準的正確性，提高了精確度。
[0031]3.本發(fā)明通過設(shè)定一預(yù)定加速度Amin，并周期性地判斷列車的實際加速度是否大于該預(yù)定加速度Amin，保證列車在大于該預(yù)定加速度Amin時才能進行輪徑校準，即只有當列車處于牽引或輕度制動的情況下才可以進行輪徑校準，確保輪徑校準只在車輪不出現(xiàn)打滑的情況下才進行，過濾了該打滑現(xiàn)象后進一步提高了精確度?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明實施例的列車輪徑的校準系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0033]圖2為本發(fā)明實施例的列車輪徑的校準方法的流程圖；
[0034]圖3為本發(fā)明實施例的列車行駛過程中用于計數(shù)的脈沖測距裝置脈沖和速度計脈沖示意圖。
【具體實施方式】
[0035]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0036]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0037]圖1示出了本發(fā)明實施例的一種列車輪徑的校準系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，包括:脈沖測距裝置3，脈沖測距裝置3的第一輸出端輸出脈沖測距裝置脈沖、第二輸出端輸出脈沖測距裝置質(zhì)量評估狀態(tài)；速度計2，輸出端輸出速度計脈沖；車載控制系統(tǒng)1，包括第一計數(shù)器11，輸入端連接脈沖測距裝置3的第一輸出端并對接收到的脈沖測距裝置脈沖進行計數(shù)；通信口 13，輸入端連接脈沖測距裝置3的第二輸出端并接收脈沖測距裝置質(zhì)量評估狀態(tài)；第二計數(shù)器12，輸入端連接速度計2的輸出端并對接收到的速度計脈沖進行計數(shù)。
[0038]作為優(yōu)選，本發(fā)明實施例中的脈沖測距裝置為多普勒雷達。
[0039]圖2示出了本發(fā)明實施例的列車輪徑的校準方法的流程圖，該方法的步驟包括:
[0040]步驟Sll:脈沖測距裝置的計數(shù)器和速度計的計數(shù)器分別對脈沖測距裝置脈沖和速度計脈沖計數(shù)，開始計數(shù)時，記錄脈沖測距裝置脈沖計數(shù)初始值RD-CNTtl和速度計脈沖計數(shù)初始值SSjNTtl ；
[0041]步驟S12:列車行駛一定時間后，記錄脈沖測距裝置脈沖計數(shù)值RD_CNTi和速度計脈沖計數(shù)值SSjNTi ；
[0042]步驟S13:根據(jù)所述脈沖測距裝置脈沖計數(shù)值RD_CNTi和所述脈沖測距裝置脈沖計數(shù)初始值RDjNTtl獲得累計行進距離S ；
[0043]步驟S14:根據(jù)所述速度計脈沖計數(shù)值SS_CNTi和所述速度計脈沖計數(shù)初始值SS_CNT0兩者之差、以及所述累計行進距離S得出列車的輪徑WHEEL_DIAM。
[0044]圖3為本發(fā)明實施例的列車行駛過程中用于計數(shù)的脈沖測距裝置脈沖和速度計脈沖的示意圖，列車以位置A為計數(shù)的基準點，在位置A處脈沖測距裝置脈沖計數(shù)初始值為RD_CNT0,速度計脈沖計數(shù)初始值為SS-CNTtl,列車行駛至位置B，在位置B處脈沖測距裝置脈沖計數(shù)值為RDjNTi,速度計脈沖計數(shù)值為SS_CNTi;位置A和位置B之間的累計行進距離為S0
[0045]具體而言，結(jié)合圖1至圖3，在步驟SlO中，脈沖測距裝置3通過第二輸出端周期地輸出質(zhì)量評估狀態(tài)，車載控制系統(tǒng)I的通信口 13接收該質(zhì)量評估狀態(tài)、速度等數(shù)據(jù)，車載控制系統(tǒng)I首先設(shè)定一工作條件，判斷脈沖測距裝置是否滿足工作條件，若否，則等待一段時間后再次判斷；直到脈沖測距裝置滿足工作條件時，計算列車的即時加速度Ai,當所述即時加速度Ai大于預(yù)定加速度Amin，進入步驟SI I。對列車的即時加速度Ai的判斷，使得只有列車處于牽引或輕度制動的情況下才進行輪徑校準，預(yù)定加速度Amin的值的選取，可參考列車提供的最差制動率和線路上的實測參數(shù)，并留取足夠的裕量，當列車的即時加速度Ai大于預(yù)定加速度Amin時，列車的車輪不會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象；即時加速度Ai的計算公式為:
[0046]Ai= (V1-Vi^1)A (O
[0047]其中，ViJg是脈沖測距裝置3提供的本周期和上周期的精確測速值；T為一個周期的時間。
[0048]在步驟Sll中，參看圖1，脈沖測距裝置3的第一輸出端輸出脈沖測距裝置脈沖，車載控制系統(tǒng)I的第一計數(shù)器11接收該脈沖測距裝置脈沖并對其進行計數(shù)，速度計2的輸出端輸出速度計脈沖，車載控制系統(tǒng)I的第二計數(shù)器12接收該速度計脈沖并對其進行計數(shù)，參看圖3，開始計數(shù)時，列車行駛至位置A處，以位置A為計數(shù)的基準點，在位置A處脈沖測距裝置脈沖計數(shù)初始值為RD-CNTtl,速度計脈沖計數(shù)初始值為SS-CNTtl,列車的計數(shù)方式為在脈沖測距裝置脈沖計數(shù)初始值RD-CNTtl和速度計脈沖計數(shù)初始值SS-CNTtl的基礎(chǔ)上逐個進行累計；同時，第一計數(shù)器11和第二計數(shù)器12分別對脈沖測距裝置脈沖和速度計脈沖計數(shù)的過程中，持續(xù)周期判斷即時加速度Ai是否大于預(yù)定加速度Amin，若否，則進入步驟S10，重新判斷脈沖測距裝置是否滿足工作條件；一旦返回步驟SlO后，在重新執(zhí)行步驟Sll時，計數(shù)的基準點也將重新設(shè)定，也即返回步驟SlO后，相當于重新執(zhí)行本發(fā)明實施例方法所述的S10-S14步驟。
[0049]可以理解，步驟SlO以及在步驟Sll過程中的即時加速度Ai的判斷，目的是為了保證列車在大于該預(yù)定加速度Amin時才能進行輪徑校準，即只有當列車處于牽引或輕度制動的情況下才可以進行 輪徑校準，確保輪徑校準只在車輪不出現(xiàn)打滑的情況下才進行，過濾了該打滑現(xiàn)象后進一步提高精確度，本實施例也可以不執(zhí)行步驟SlO以及在計數(shù)過程中對即時加速度Ai的判斷，同樣可以克服現(xiàn)有技術(shù)中通過安置信標來進行車輪校驗使得難度成本大的問題，并且實現(xiàn)列車在行駛過程中可隨時進行輪徑校準。
[0050]在步驟S12中，參看圖3，一段時間后，列車行駛至位置B，在位置B處脈沖測距裝置脈沖計數(shù)值為RDjNTi,速度計脈沖計數(shù)值為SS_CNTi;位置A和位置B之間的累計行進距離為S。
[0051]在步驟S13中，根據(jù)第一計數(shù)器11得到的脈沖測距裝置脈沖計數(shù)值RD_CNTi和脈沖測距裝置脈沖計數(shù)初始值RD-CNTtl獲得累計行進距離S，之后執(zhí)行步驟S13 ;其中累計行進距離S的計算公式為:
[0052]S= (RD-CNT1-RD-CNTtl) XRD_PULSE_DIST (2)
[0053]其中，脈沖測距裝置單脈沖距離RD_PULSE_DIST表示脈沖測距裝置輸出的一個脈沖的列車的位移。
[0054]可選的，車載控制系統(tǒng)I中設(shè)定一預(yù)定距離，若計算所得的累計行進距離S小于預(yù)定距離時，返回步驟S11，重新設(shè)定計數(shù)基準點開始計數(shù)；預(yù)定距離的選定，根據(jù)系統(tǒng)對輪徑校準的精度要求、速度計分辨率(即車輪轉(zhuǎn)動一圈對應(yīng)的脈沖個數(shù))等，一般情況下，系統(tǒng)對輪徑校準的精度要求越高，則預(yù)定距離越長，相對誤差就會越小，若速度計分辨率較高，則可選擇稍短一點的預(yù)定距離。
[0055]在步驟S14中，根據(jù)第二計數(shù)器12得到的速度計脈沖計數(shù)值SS_CNTi和所述的速度計脈沖計數(shù)初始值SSjNTtl之差、以及累計行進距離S得出列車的輪徑WHEEL_DIAM，列車的輪徑WHEEL_DIAM計算公式如下:
[0056]SS_PULSE_DIST=S / (SS-CNT1-SS-CNTci) (3)
[0057]WHEEL_DIAM=SS_PULSE_DIST X SS_CNT_1CYC/PI (4)
[0058]其中，速度計單脈沖距離SS_PULSE_DIST表示速度計輸出的一個脈沖的列車的位移，由累計行進距離S除以該距離內(nèi)速度計累計的脈沖個數(shù)得出；速度計單圈脈沖個數(shù)ss_CNT_1CYC表示車輪轉(zhuǎn)動一圈、速度計輸出的脈沖個數(shù)；PI表示一個圓周率。
[0059]在本實施例中，在步驟S14后還包括校準驗證方法，該方法重復(fù)步驟S10-S14，再次計算列車的輪徑，將本次得到的輪徑與上一次所得的輪徑作差，若兩個輪徑進行比對后的差值在允許范圍內(nèi)，則完成校驗；否則，繼續(xù)重復(fù)步驟S10-S14，直到連續(xù)兩次輪徑差值落入允許范圍內(nèi)，該允許范圍的選擇根據(jù)誤差允許范圍、列車理論輪徑范圍等設(shè)定。校準驗證方法通過重復(fù)輪徑校準步驟的方法，對輪徑校準的結(jié)果進行校驗，保證了輪徑校準的正確性，提高了精確度。
[0060]本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.列車輪徑的校準方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟Sll:脈沖測距裝置的計數(shù)器和速度計的計數(shù)器分別對脈沖測距裝置脈沖和速度計脈沖計數(shù)，開始計數(shù)時，同時記錄脈沖測距裝置脈沖計數(shù)初始值(RD-CNTtl)和速度計脈沖計數(shù)初始值(SSjNTtl)； 步驟S12:列車行駛一定時間后，同時記錄脈沖測距裝置脈沖計數(shù)值(RD_CNTi)和速度計脈沖計數(shù)值(SSjNTi)； 步驟S13:根據(jù)所述脈沖測距裝置脈沖計數(shù)值(RDjNTi)和所述脈沖測距裝置脈沖計數(shù)初始值(RDJ^NTci)獲得列車累計行進距離(S)； 步驟S14:根據(jù)所述速度計脈沖計數(shù)值(SS_CNTi)和所述速度計脈沖計數(shù)初始值(SS_CNT0)兩者之差、以及所述列車累計行進距離(S)得出列車的輪徑(WHEEL_DIAM)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準方法，其特征在于，在步驟S14后還包括校準驗證方法:重復(fù)步驟S11-S14，再次計算列車的輪徑，若連續(xù)兩個輪徑進行比對后的差值在允許范圍內(nèi)，則完成校驗；否則，繼續(xù)重復(fù)步驟SI 1-S14，直到連續(xù)兩次輪徑差值落入允許范圍內(nèi)。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的校準方法，其特征在于，在步驟Sll之前還包括步驟SlO:設(shè)定一工作條件，判斷脈沖測距裝置是否滿足工作條件，若否，則等待一段時間后再次判斷；若是，則進入步驟SI I。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準方法，其特征在于，在對所述脈沖測距裝置脈沖和速度計脈沖計數(shù)之前，計算列車的即時加速度(Ai),當所述即時加速度(Ai)大于預(yù)定加速度(Amin)時才開始計數(shù)；并且，對所述脈沖測距裝置脈沖和速度計脈沖計數(shù)過程中，持續(xù)周期判斷即時加速度(Ai)是否滿足大于預(yù)定加速度(Amin)，若不滿足，則返回步驟S10;所述即時加速度(Ai)的計算公式為: Ai= (V1-Vi^1)A (O 其中，VpVp1是脈沖測距裝置提供的本周期和上周期的測速值；τ為一個周期的時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準方法，其特征在于，步驟S12中累計行進距離(S)的計算公式為: S= (RD-CNT1-RD-CNT0) XRD_PULSE_DIST (2) 其中，脈沖測距裝置單脈沖距離(RD_PULSE_DIST)表示脈沖測距裝置輸出的一個脈沖的列車的位移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準方法，其特征在于，步驟S14中列車的輪徑(WHEEL_DIAM)計算公式如下: SS_PULSE_DIST=S / (SS-CNT1-SS-CNT0) (3)
WHEEL_DIAM=SS_PULSE_DIST X SS_CNT_1CYC/PI (4) 其中，速度計單脈沖距離(SS_PULSE_DIST)表示速度計輸出的一個脈沖的列車的位移，由累計行進距離(S)除以該距離內(nèi)速度計累計的脈沖個數(shù)得出；速度計單圈脈沖個數(shù)(SS_CNT_1CYC)表示車輪轉(zhuǎn)動一圈、速度計輸出的脈沖個數(shù)；PI表示一個圓周率。
7.列車輪徑的校準系統(tǒng)，其特征在于，包括: 脈沖測距裝置，所述脈沖測距裝置的第一輸出端輸出脈沖測距裝置脈沖、第二輸出端輸出脈沖測距裝置質(zhì)量評估狀態(tài)； 速度計，輸出端輸出速度計脈沖；車載控制系統(tǒng)，包括第一計數(shù)器，輸入端連接脈沖測距裝置的第一輸出端并對接收到的脈沖測距裝置脈沖進行計數(shù)；通信口，輸入端連接脈沖測距裝置的第二輸出端并接收脈沖測距裝置質(zhì)量評估狀態(tài)；第二計數(shù)器，輸入端連接速度計的輸出端并對接收到的速度計脈沖進行計數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的校準系 統(tǒng)，其特征在于，使用如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的校準方法。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的校準系統(tǒng)，其特征在于，所述的脈沖測距裝置為多普勒雷達。
【文檔編號】B61K9/12GK103754236SQ201410038768
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】許明, 李煥逸, 張鑫 申請人:浙江眾合機電股份有限公司