一種城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)方法
【專(zhuān)利摘要】一種城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)方法,該方法包括:建立包含線路站點(diǎn)公里標(biāo)和站間距的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件;實(shí)時(shí)測(cè)量距上次停車(chē)點(diǎn)列車(chē)運(yùn)行的里程;采用環(huán)形滑動(dòng)搜索匹配的方法計(jì)算連續(xù)k個(gè)相鄰兩次停車(chē)點(diǎn)列車(chē)運(yùn)行的里程與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件中連續(xù)k個(gè)站間距之差滿足規(guī)定的誤差范圍,確定匹配的連續(xù)k個(gè)站點(diǎn);取當(dāng)前列車(chē)運(yùn)行距上次停車(chē)點(diǎn)之間的里程與已識(shí)別的上次停車(chē)點(diǎn)的站點(diǎn)公里標(biāo)之和,得到列車(chē)實(shí)時(shí)運(yùn)行的公里標(biāo)。該方法不依賴于列車(chē)信號(hào)系統(tǒng)、線路上的感應(yīng)裝置等任何外部條件,即可快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)城市軌道交通列車(chē)運(yùn)行所在位置公里標(biāo)的定標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)列車(chē)上對(duì)鋼軌故障的在線監(jiān)測(cè)所必須的故障位置的公里標(biāo)定標(biāo)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)方法,特別涉及用于在運(yùn)營(yíng)列車(chē)上對(duì)城市軌道交通線路鋼軌傷損、波磨等進(jìn)行檢測(cè)和故障診斷技術(shù)中所必須的公里標(biāo)的自動(dòng)定標(biāo)的方法,屬于故障診斷技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]城市軌道交通線路站間距相對(duì)較短,列車(chē)運(yùn)行密度大,一條城市軌道交通線路長(zhǎng)度短則十幾公里,長(zhǎng)則數(shù)十公里,有幾十個(gè)站區(qū)間,而允許的軌道養(yǎng)護(hù)作業(yè)窗口時(shí)間短,任務(wù)量大,如何快速有效地找到線路中傷損點(diǎn)或存在異常波磨等工況惡化的區(qū)間,并準(zhǔn)確給出傷損點(diǎn)或工況惡化區(qū)間的公里標(biāo),從而有針對(duì)性地進(jìn)行軌道養(yǎng)護(hù)并提高軌道養(yǎng)護(hù)作業(yè)效率是需要研究解決的問(wèn)題。
[0003]關(guān)于公里標(biāo)定標(biāo),目前的方法主要有人工方式和自動(dòng)方式兩種。
[0004]通過(guò)人工巡道或者通過(guò)手推式軌檢小車(chē),找到軌道傷損點(diǎn)并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作,這種方法是通過(guò)人工的方法來(lái)定標(biāo)需要養(yǎng)護(hù)的區(qū)間的公里標(biāo),很顯然效率低下。
[0005]采用專(zhuān)用儀器設(shè)備進(jìn)行公里標(biāo)定標(biāo)屬于自動(dòng)方式,根據(jù)檢索,目前主要有以下幾種自動(dòng)方法:
[0006]發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)“一種在線鋼軌斷裂車(chē)載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)裝置及定標(biāo)方法”(申請(qǐng)?zhí)?2012105577567),需要依賴GPS信號(hào)接收機(jī)實(shí)現(xiàn)地理位置與公里標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,而且在城市軌道交通線路中大部分是隧道的情況下,無(wú)法接收到GPS信號(hào),所以此方法在城市軌道交通中不適用。
[0007]發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)“一種基于高鐵線性標(biāo)志、衛(wèi)星、里程儀的里程定位方法”(申請(qǐng)?zhí)?2012102640889),是通過(guò)里程儀、衛(wèi)星、高鐵線路上的線性標(biāo)志三個(gè)外部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集后再進(jìn)行計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)公里標(biāo)定標(biāo)的,而其中的高分辨率光電里程儀需要安裝在軌道車(chē)某輪軸外側(cè),衛(wèi)星接收機(jī)也需要安裝在軌道車(chē)上,高鐵線性標(biāo)志需要安裝在線路上,三種外部輸入條件缺一不可,因此這種方法的局限性在于過(guò)度依賴外部設(shè)備,只能在專(zhuān)用的軌道檢測(cè)車(chē)上使用,且不能適用于線路大部分為隧道的城市軌道交通運(yùn)營(yíng)列車(chē)上。
[0008]發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)“鐵路空間公里標(biāo)定位方法”(申請(qǐng)?zhí)?2013104882459),是一種建立地理地圖數(shù)據(jù)與公里標(biāo)之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的定位方法,而未涉及到如何在車(chē)輛行進(jìn)過(guò)程中得到車(chē)輛行進(jìn)所在位置的具體公里標(biāo)點(diǎn)。
[0009]發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)“線路公里標(biāo)參照點(diǎn)位置的獲取方法及車(chē)載設(shè)備”(申請(qǐng)?zhí)?201110043620X),首先需要接收來(lái)自無(wú)線閉塞中心的地理位置信息包,然后才能進(jìn)行采用專(zhuān)利中提到的方法確定線路公里標(biāo)參照點(diǎn)位置。此方法也必須依賴于從信號(hào)系統(tǒng)(即無(wú)線閉塞中心)中獲取信息,而無(wú)法獨(dú)立工作實(shí)現(xiàn)公里標(biāo)定標(biāo)。
[0010]實(shí)用新型專(zhuān)利“一種軌道交通車(chē)輛走行部及鋼軌故障車(chē)載在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?2009200739840),是一種在北京、上海、廣州、深圳軌道交通和地鐵系統(tǒng)得到成功應(yīng)用的軌道交通車(chē)輛走行部及鋼軌故障車(chē)載在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)。遺憾的是,該系統(tǒng)由于不具備軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)功能,在應(yīng)用中受到局限,有補(bǔ)充此項(xiàng)功能的需要。
[0011]針對(duì)上述已知技術(shù)方案的不足,本發(fā)明提出一種城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)方法,在專(zhuān)利“一種軌道交通車(chē)輛走行部及鋼軌故障車(chē)載在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?2009200739840)基礎(chǔ)上,采用本發(fā)明公里標(biāo)定標(biāo)方法,不依賴于列車(chē)信號(hào)系統(tǒng)條件、也不依賴于線路上的感應(yīng)裝置等任何外部條件,即可實(shí)現(xiàn)城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)列車(chē)上對(duì)鋼軌故障的在線監(jiān)測(cè)所必須的故障位置的公里標(biāo)定標(biāo)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明的目的是提供一種城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)方法,在實(shí)用新型專(zhuān)利“一種軌道交通車(chē)輛走行部及鋼軌故障車(chē)載在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?2009200739840)的公知技術(shù)條件基礎(chǔ)上采用本方法,能夠快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)城市軌道交通列車(chē)運(yùn)行所在位置公里標(biāo)的定標(biāo)。該方法不需要在城軌列車(chē)上增加其它專(zhuān)門(mén)的裝置硬件,避免采用公知的其它方法或必須依賴于信號(hào)系統(tǒng)所提供的列車(chē)位置信息而信號(hào)系統(tǒng)因安全問(wèn)題很難將信息傳輸?shù)狡渌强刂葡到y(tǒng)中的不足,或依賴于GPS接收機(jī)獲取地理位置坐標(biāo)信息而在城市軌道交通線路中大部分位于隧道中的情況下無(wú)法獲得的不足。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:在專(zhuān)利“一種軌道交通車(chē)輛走行部及鋼軌故障車(chē)載在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?2009200739840)所具備硬件條件基礎(chǔ)上,采用下列的方法和步驟實(shí)現(xiàn)一種基于站間距和里程計(jì)數(shù)的定標(biāo),本方法既不需要接收來(lái)自本系統(tǒng)之外的信息,也不需要在軌道上或車(chē)輛上加裝額外的設(shè)備產(chǎn)生信號(hào),所需要的外部條件僅僅是城市軌道交通線路設(shè)計(jì)施工時(shí)就已經(jīng)確定并作為設(shè)計(jì)圖紙和地鐵運(yùn)營(yíng)基礎(chǔ)信息的線位圖,而這些信息可以預(yù)先獲取之后寫(xiě)入城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)方法的系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件中。
[0014]—種城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)方法:由于城市軌道交通的車(chē)輛是在規(guī)定的“上行線路”和“下行線路”上單向運(yùn)行的,即同一列車(chē)往返運(yùn)行(即上行、下行)分別在不同的線路上,不可能在同一條線路上正向、逆向行車(chē);各車(chē)站、各線路的站間距是各不相同的,在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件中事先建立各線路各車(chē)站(i = 0?η-1)站點(diǎn)公里標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)GZ序列:GZ(I)、GZ(2)、……、GZ (i )、……、GZ (η ),和各車(chē)站之間實(shí)際的站間距基礎(chǔ)數(shù)據(jù)SZ序列:SZ (I )、SZ
(2)、……、SZ(i)、……、SZ(n),列車(chē)運(yùn)行時(shí)通過(guò)“一種軌道交通車(chē)輛走行部及鋼軌故障車(chē)載在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)”已有的、由安裝在車(chē)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器輸出并經(jīng)變換得到的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)M*FN的累計(jì)脈沖數(shù)JS(i)、車(chē)輪每轉(zhuǎn)一周發(fā)生的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)數(shù)M和已知的該軸車(chē)輪的輪徑D,計(jì)算相繼兩次在車(chē)站停車(chē)的停車(chē)點(diǎn)之間的里程為測(cè)量所得的站間距LC(i)=3i*D*JS
(i)/M,將測(cè)量所得站間距LC(i)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的實(shí)際各車(chē)站的站間距SZ(i)逐個(gè)對(duì)比,當(dāng)測(cè)量所得站間距LC(i)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的i車(chē)站的站間距SZ(i)之差滿足規(guī)定的誤差范圍時(shí),即可確定當(dāng)前站點(diǎn)為i車(chē)站,并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)基于站間距和里程計(jì)數(shù)的城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo);進(jìn)而根據(jù)從第i站點(diǎn)開(kāi)始隨時(shí)測(cè)試的繼續(xù)行車(chē)的里程LC(i),實(shí)時(shí)確定某時(shí)刻對(duì)應(yīng)的某事件發(fā)生的位置距離i站點(diǎn)的里程為L(zhǎng)C(i)。該方法適用于城市軌道交通線路的公里標(biāo)定標(biāo),因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ň€路普遍站間距較短,而且相鄰幾個(gè)站間距完全相等的概率非常低,采用連續(xù)幾個(gè)站間距進(jìn)行搜索對(duì)比可以避免發(fā)生站點(diǎn)誤判及事件發(fā)生位置(距離某站點(diǎn)的行車(chē)前方距離)誤判。
[0015]一種基于站間距和里程計(jì)數(shù)的城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)的具體方法為:
[0016]I)根據(jù)城市軌道交通線路線位圖建立城市軌道交通線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件,包括車(chē)站中心點(diǎn)公里標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)組GZ(i),以及站點(diǎn)序號(hào)ZH(i),式中,i = 0?n,即某線路共有n+1個(gè)站占.V ,
[0017]2)根據(jù)車(chē)站中心點(diǎn)公里標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)組GZ(i),分別按實(shí)際的上、下行線路,順序建立各線路行車(chē)方向的所有站點(diǎn)相鄰站的站間距數(shù)組SZ(j);式中,j = 0?n,即某線路共有n+1個(gè)站點(diǎn),對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)站的站間距SZ(O) =0;
[0018]3)識(shí)別停車(chē)時(shí)刻和計(jì)算站間行車(chē)?yán)锍?列車(chē)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速脈沖信息,是對(duì)應(yīng)車(chē)輪每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生M個(gè)脈沖的信息,當(dāng)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速頻率為FN時(shí),轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)為M*FN;識(shí)別轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)M*FN的頻率為接近于O的時(shí)刻即為停車(chē)時(shí)刻;當(dāng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)FN或M*FN大于O時(shí)起,對(duì)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)M*FN進(jìn)行累加計(jì)數(shù),記錄得到某時(shí)刻的里程累加計(jì)數(shù)值JS(i),將里程累加計(jì)數(shù)值JS(i)按以下方法換算為站間行車(chē)?yán)锍蘈C(i):
[0019]LC(i)=Ji*D*JS(i)/M;
[0020]式中,D為轉(zhuǎn)速傳感器所在輪對(duì)的輪徑;
[0021]轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)也可以是來(lái)自于安裝在電機(jī)或齒輪箱上的轉(zhuǎn)速傳感器,但需要將電機(jī)或齒輪箱上的轉(zhuǎn)速脈沖頻率F按齒輪傳動(dòng)比變換成等效輪對(duì)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的頻率M*FN;
[0022]4)測(cè)量各個(gè)站間里程值的方法為:將列車(chē)從第i個(gè)停車(chē)點(diǎn)運(yùn)行到第i+Ι個(gè)停車(chē)點(diǎn)之間的站間里程累加計(jì)數(shù)值JS(i)換算所得到的站間里程LC(i)為第i站到第i+Ι站的里程;在換算完成后立即對(duì)里程計(jì)數(shù)值JS( i)清零,并記錄停車(chē)序號(hào)TH( i);當(dāng)列車(chē)再次開(kāi)始運(yùn)行,SP當(dāng)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)M*FN的頻率再次大于O時(shí),立即再次啟動(dòng)里程累加計(jì)數(shù),直到下一次停車(chē)點(diǎn),如此循環(huán),逐步得到連續(xù)η個(gè)站間里程值LC(i),i = O?η ;
[0023]5)建立緩存空間FIFO的方法:由于測(cè)試開(kāi)始時(shí)可能列車(chē)已經(jīng)在運(yùn)行途中,故從第I次出現(xiàn)停車(chē)狀態(tài)的測(cè)試起始站點(diǎn)開(kāi)始,取連續(xù)k個(gè)停車(chē)點(diǎn)產(chǎn)生的代表k-Ι段站間距的里程值LC(i)代入S(i),i = l?k-Ι,存入緩存空間FIFO,其中k為2?η任意數(shù)字,可根據(jù)城市軌道交通線路站間距SZ(i)之間差別的大小調(diào)整,k數(shù)字越大,則對(duì)比識(shí)別的精度越高,但同時(shí)搜索范圍也越大,搜索算法耗時(shí)也越來(lái)越大,一般取k = 4;
[0024]6)緩存空間FIFO更新的方法:當(dāng)測(cè)試的停車(chē)次數(shù)大于k時(shí),每停車(chē)一次均更新一次FIFO,更新時(shí)將前述最后一個(gè)算起的倒數(shù)k-Ι個(gè)站間距向前平移,即將首個(gè)站間距推出FIFO,將新產(chǎn)生的站間距寫(xiě)為第k個(gè)站間距S(k);
[0025]7)濾除轉(zhuǎn)速信號(hào)臨界抖動(dòng)或停車(chē)時(shí)超限折回影響的方法:為了剔除轉(zhuǎn)速信號(hào)臨界抖動(dòng)或停車(chē)時(shí)超限(超過(guò)車(chē)站中心線)折回(反向移動(dòng)到車(chē)站中心線)所致的影響,若某個(gè)站間距LC(k)的距離小于線路上的最短站間距則拋棄,或還將站間距LC(k)減去超限折返的行駛距離;
[0026]8)序列站間距匹配分析確認(rèn)k個(gè)停車(chē)站點(diǎn)的方法是:將從測(cè)試起點(diǎn)站開(kāi)始連續(xù)k次停車(chē)產(chǎn)生的k-Ι個(gè)站間距S(1)、S(2)、……、S(k-l)與線路所有站點(diǎn)相鄰站的站間距數(shù)組SZ
(1)、SZ(2)、……、SZ(j)、……、SZ(n)進(jìn)行環(huán)形滑動(dòng)搜索匹配;
[0027]如果匹配成功,S卩I?k-Ι個(gè)站間距S(I)?S(k-l)與SZ(j)數(shù)組中的連續(xù)k-Ι個(gè)數(shù)值均符合規(guī)定的誤差范圍,則確定、計(jì)算k-Ι段數(shù)據(jù)中每段數(shù)據(jù)的開(kāi)始站點(diǎn)、結(jié)束站點(diǎn)、開(kāi)始樣本流水號(hào)、結(jié)束樣本流水號(hào)及下一站間距;
[0028]如果匹配失敗,則取下一停車(chē)點(diǎn)并更新FIFO,形成新的k-Ι個(gè)連續(xù)的行車(chē)間距繼續(xù)在站間距數(shù)組SZ(j)中進(jìn)行環(huán)形滑動(dòng)搜索匹配;
[0029]更新FIFO繼續(xù)環(huán)形滑動(dòng)搜索匹配,直到完成所有站點(diǎn)的搜索匹配,則完成所有站點(diǎn)公里標(biāo)的對(duì)標(biāo);
[0030]9)識(shí)別和處理站間臨時(shí)停車(chē)和跨站停車(chē)的方法是:如果匹配成功,繼續(xù)進(jìn)行下一停車(chē)點(diǎn)之前的行車(chē)距離測(cè)量,將已行車(chē)距離與下一站間距進(jìn)行比對(duì),進(jìn)行站間臨時(shí)停車(chē)或跨站停車(chē)識(shí)別:如果出現(xiàn)停車(chē)時(shí)的行車(chē)距離小于下一站間距,則判定為站間臨時(shí)停車(chē),則繼續(xù)測(cè)量至下一停車(chē)點(diǎn),直到累計(jì)的行車(chē)距離大于或者等于下一站間距;如果等于下一站間距(相差不大于一個(gè)采樣樣本所走過(guò)的距離,典型的為50米)則完成了下一站間距的定標(biāo)。[0031 ]該方法可以在列車(chē)運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)進(jìn)行搜索對(duì)比定標(biāo),也可以在列車(chē)運(yùn)行時(shí)僅記錄數(shù)據(jù),在列車(chē)回庫(kù)后下載數(shù)據(jù)通過(guò)地面分析軟件進(jìn)行回放分析來(lái)實(shí)現(xiàn)定標(biāo),并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)與振動(dòng)沖擊采樣樣本的關(guān)聯(lián),作為鋼軌傷損波磨等監(jiān)測(cè)診斷的基礎(chǔ)信息。
[0032]本發(fā)明還通過(guò)以下方法來(lái)降低實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中因四種常見(jiàn)客觀原因所帶來(lái)的定標(biāo)誤差,分別是:
[0033]車(chē)輪輪徑誤差導(dǎo)致里程計(jì)數(shù)換算成里程的累計(jì)誤差;
[0034]非站點(diǎn)臨時(shí)停車(chē)或跨站不停車(chē)運(yùn)行所帶來(lái)的干擾;
[0035]非環(huán)形線路折返運(yùn)行所帶來(lái)的誤差;
[0036]列車(chē)因停站時(shí)與屏蔽門(mén)對(duì)位帶來(lái)的多次前后移動(dòng)所導(dǎo)致的誤差。
[0037]為了盡量準(zhǔn)確地確定行車(chē)過(guò)程中某事件對(duì)應(yīng)的某時(shí)刻的車(chē)輛位置,防止車(chē)輪輪徑誤差所導(dǎo)致的里程計(jì)數(shù)值換算成里程的累計(jì)誤差,所采用方法的特征是:從此前停車(chē)站開(kāi)始計(jì)算所述某事件發(fā)生時(shí)刻相對(duì)此前停車(chē)站的里程:每到達(dá)一個(gè)停車(chē)站,便將測(cè)試得到的里程值賦零,隨時(shí)測(cè)試某事件發(fā)生時(shí)刻行車(chē)經(jīng)過(guò)的里程LC,作為該事件發(fā)生位置的公里標(biāo):距離前次停車(chē)站前行LC;因?yàn)閷?shí)際上城市軌道交通線路的站間距相對(duì)較短,大部分都在I?2公里左右,城市軌道交通車(chē)輛的輪徑一般為840mm,可以預(yù)計(jì)當(dāng)輪徑誤差為Imm時(shí),列車(chē)運(yùn)行2公里所帶來(lái)的累計(jì)誤差為2.38m,定標(biāo)精度高于其他方法。而且一般城市軌道交通車(chē)輛允許的同車(chē)輪徑差最大為6mm,此時(shí)累計(jì)誤差也僅僅是14.29m,在鋼軌傷損波磨檢測(cè)中,采集振動(dòng)沖擊信號(hào)的樣本長(zhǎng)度為車(chē)輪轉(zhuǎn)過(guò)10圈的距離,S卩26.38m,公里標(biāo)定標(biāo)因最大輪徑差所導(dǎo)致的累計(jì)誤差小于一個(gè)振動(dòng)沖擊樣本長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的距離,能滿足檢測(cè)要求。
[0038]針對(duì)非站點(diǎn)臨時(shí)停車(chē)(即站間停車(chē))或跨站不停車(chē)運(yùn)行所帶來(lái)的干擾,采用k個(gè)(k=2?η)連續(xù)測(cè)量所得站間距與實(shí)際站間距對(duì)比搜索的方法實(shí)現(xiàn)濾除,原因是當(dāng)存在非站點(diǎn)臨時(shí)停車(chē)或跨站不停車(chē)運(yùn)行時(shí),停車(chē)點(diǎn)前后站間距能滿足連續(xù)k個(gè)(k = 2?η)實(shí)際站間距的概率很低,而且隨著k的增大而逐漸趨近于O,因此本方法可以規(guī)避非站點(diǎn)臨時(shí)停車(chē)或跨站不停車(chē)運(yùn)行所帶來(lái)的影響。
[0039]針對(duì)非環(huán)形線路折返運(yùn)行所帶來(lái)的誤差,可以采用識(shí)別多通道轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)相位差的折返自動(dòng)識(shí)別方法自動(dòng)識(shí)別折返點(diǎn)來(lái)降低誤差。列車(chē)運(yùn)行分上下行,需要對(duì)上下行線路均進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)三次折返后恰好完成一個(gè)完整的上下行線路運(yùn)行。可利用多通道轉(zhuǎn)速傳感器兩個(gè)通道轉(zhuǎn)速信號(hào)之間的相位差來(lái)進(jìn)行折返自動(dòng)識(shí)別,當(dāng)兩個(gè)通道轉(zhuǎn)速信號(hào)的相位差發(fā)生變化時(shí),則認(rèn)為行車(chē)方向發(fā)生變化,也就是列車(chē)折返。
[0040]針對(duì)列車(chē)因停站時(shí)與屏蔽門(mén)對(duì)位不準(zhǔn)確帶來(lái)的多次前后移動(dòng)所導(dǎo)致的誤差,因該誤差一般小于屏蔽門(mén)的寬度2m,可以采用基于里程計(jì)數(shù)值的不對(duì)正停車(chē)(停車(chē)超限或滯后)自動(dòng)修正方法來(lái)消除誤差影響,進(jìn)一步提高定標(biāo)精度。在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中有可能出現(xiàn)未對(duì)正站點(diǎn)停車(chē)的情況,此時(shí)司機(jī)會(huì)重啟列車(chē)進(jìn)行修正,若出現(xiàn)這種情況則會(huì)導(dǎo)致停車(chē)次數(shù)與站點(diǎn)數(shù)不相等,從而影響公里標(biāo)定標(biāo)。為解決該問(wèn)題,所設(shè)計(jì)的識(shí)別超限、滯后修正公里標(biāo)定標(biāo)的方法為:當(dāng)本次停車(chē)與前一站停車(chē)之間的里程計(jì)數(shù)值LC(i)與該兩站間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件值GZ(i)之差大于設(shè)定值時(shí),則認(rèn)為發(fā)生超限停車(chē);當(dāng)本次停車(chē)(第i+Ι次)與前一站停車(chē)(第i次停車(chē))之間的里程計(jì)數(shù)值LC(i)與該兩站間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件值GZ(i)之差小于定位偏差設(shè)定值時(shí),則認(rèn)為發(fā)生滯后停車(chē);將當(dāng)司機(jī)向前移動(dòng)列車(chē)時(shí)測(cè)得的正向移動(dòng)量與上述LC(i)相加后取代LC(i);將當(dāng)司機(jī)向后移動(dòng)列車(chē)時(shí)測(cè)得的反向移動(dòng)量與上述LC(i)相減后取代LC(i);所述定位偏差設(shè)定值取值為2m;所述正向移動(dòng)量和反向移動(dòng)量通過(guò)公知的多通道轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)相位差的折返自動(dòng)識(shí)別方法自動(dòng)識(shí)別。
【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1是本發(fā)明基于站間距和里程計(jì)數(shù)進(jìn)行公里標(biāo)定標(biāo)時(shí)所采用的環(huán)形滑動(dòng)搜索匹配算法示意圖,圖中假定k = 4;
[0042]圖2是本發(fā)明的城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)流程圖;
[0043]圖3是采用本發(fā)明的方法在某城市軌道交通線路上實(shí)施所建立的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件中所包含的數(shù)據(jù)表格;
[0044]圖4是采用本發(fā)明的方法在某城市軌道交通線路上實(shí)施所得到的包含定標(biāo)結(jié)果的軟件界面截圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明,并不用于限制本發(fā)明。
[0046]本發(fā)明可在裝有“一種軌道交通車(chē)輛走行部及鋼軌故障車(chē)載在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?2009200739840)的城市軌道交通列車(chē)上使用。具體實(shí)施步驟為:
[0047]I)根據(jù)城市軌道交通線路線位圖建立城市軌道交通線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件,包括車(chē)站中心點(diǎn)公里標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)組GZ(i),以及站點(diǎn)序號(hào)ZH(i),式中,i = 0?n,即某線路共有n+1個(gè)站點(diǎn);某城市軌道交通線路共18個(gè)站點(diǎn),η = 17,各站點(diǎn)的車(chē)站中心點(diǎn)公里標(biāo)及站點(diǎn)序號(hào)如附圖3所示;
[0048]2)根據(jù)車(chē)站中心點(diǎn)公里標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)組GZ(i),分別按實(shí)際的上、下行線路,順序建立各線路行車(chē)方向的所有站點(diǎn)相鄰站的站間距數(shù)組SZ(j);式中,j = 0?n,即某線路共有n+1個(gè)站點(diǎn),對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)站的站間距為SZ(O),如附圖3所示;
[0049]3)識(shí)別停車(chē)時(shí)刻和計(jì)算站間行車(chē)?yán)锍?列車(chē)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速脈沖信息,是對(duì)應(yīng)車(chē)輪每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生M個(gè)脈沖的信息,當(dāng)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速頻率為FN時(shí),轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)為M*FN;識(shí)別轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)M*FN的頻率為接近于O的時(shí)刻即為停車(chē)時(shí)刻;當(dāng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)FN或M*FN大于O時(shí)起,對(duì)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)M*FN進(jìn)行累加計(jì)數(shù),記錄得到某時(shí)刻的里程累加計(jì)數(shù)值JS(i),將里程累加計(jì)數(shù)值JS(i)按以下方法換算為站間行車(chē)?yán)锍蘈C(i):
[0050]LC(i)=Ji*D*JS(i)/M;[0051 ]式中,0為轉(zhuǎn)速傳感器所在輪對(duì)的輪徑;
[0052]轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)也可以是來(lái)自于安裝在電機(jī)或齒輪箱上的轉(zhuǎn)速傳感器,但需要將電機(jī)或齒輪箱上的轉(zhuǎn)速脈沖頻率F按齒輪傳動(dòng)比變換成等效輪對(duì)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的頻率M*FN;
[0053]4)測(cè)量各個(gè)站間里程值的方法為:將列車(chē)從第i個(gè)停車(chē)點(diǎn)運(yùn)行到第i+Ι個(gè)停車(chē)點(diǎn)之間的站間里程累加計(jì)數(shù)值JS(i)換算所得到的站間里程LC(i)為第i站到第i+Ι站的里程;在換算完成后立即對(duì)里程計(jì)數(shù)值JS( i)清零,并記錄停車(chē)序號(hào)TH( i);當(dāng)列車(chē)再次開(kāi)始運(yùn)行,SP當(dāng)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)M*FN的頻率再次大于O時(shí),立即再次啟動(dòng)里程累加計(jì)數(shù),直到下一次停車(chē)點(diǎn),如此循環(huán),逐步得到連續(xù)η個(gè)站間里程值LC( i),i =0?η;如附圖4所示,“行車(chē)距離LC”為測(cè)量所得的站間距;
[0054]5)建立緩存空間FIFO的方法:由于測(cè)試開(kāi)始時(shí)可能列車(chē)已經(jīng)在運(yùn)行途中,故從第I次出現(xiàn)停車(chē)狀態(tài)的測(cè)試起始站點(diǎn)開(kāi)始,取連續(xù)k個(gè)停車(chē)點(diǎn)產(chǎn)生的代表k-Ι段站間距的里程值LC(i)代入S(i),i = l?k-Ι,存入緩存空間FIFO,其中k為2?η任意數(shù)字,可根據(jù)城市軌道交通線路站間距SZ(i)之間差別的大小調(diào)整,k數(shù)字越大,則對(duì)比識(shí)別的精度越高,但同時(shí)搜索范圍也越大,搜索算法耗時(shí)也越來(lái)越大,一般取k = 4;
[0055]6)緩存空間FIFO更新的方法:當(dāng)測(cè)試的停車(chē)次數(shù)大于k時(shí),每停車(chē)一次均更新一次FIFO,更新時(shí)將前述最后一個(gè)算起的倒數(shù)k-Ι個(gè)站間距向前平移,即將首個(gè)站間距推出FIFO,將新產(chǎn)生的站間距寫(xiě)為第k個(gè)站間距S(k);
[0056]7)濾除轉(zhuǎn)速信號(hào)臨界抖動(dòng)或停車(chē)時(shí)超限折回影響的方法:為了剔除轉(zhuǎn)速信號(hào)臨界抖動(dòng)或停車(chē)時(shí)超限(超過(guò)車(chē)站中心線)折回(反向移動(dòng)到車(chē)站中心線)所致的影響,若某個(gè)站間距LC(k)的距離小于線路上的最短站間距則拋棄,或還將站間距LC(k)減去超限折返的行駛距離;
[0057]8)序列站間距匹配分析確認(rèn)k個(gè)停車(chē)站點(diǎn)的方法是:將從測(cè)試起點(diǎn)站開(kāi)始連續(xù)k次停車(chē)產(chǎn)生的k-Ι個(gè)站間距S(1)、S(2)、……、S(k-l)與線路所有站點(diǎn)相鄰站的站間距數(shù)組SZ
(1)、SZ(2)、……、SZ(j)、……、SZ(n)進(jìn)行環(huán)形滑動(dòng)搜索匹配,見(jiàn)附圖1示例;
[0058]如果匹配成功,S卩I?k-Ι個(gè)站間距S(I)?S(k-l)與SZ(j)數(shù)組中的連續(xù)k-Ι個(gè)數(shù)值均符合規(guī)定的誤差范圍,則確定、計(jì)算k-Ι段數(shù)據(jù)中每段數(shù)據(jù)的開(kāi)始站點(diǎn)、結(jié)束站點(diǎn)、開(kāi)始樣本流水號(hào)、結(jié)束樣本流水號(hào)及下一站間距;
[0059]如果匹配失敗,則取下一停車(chē)點(diǎn)并更新FIF0,形成新的k-Ι個(gè)連續(xù)的行車(chē)間距繼續(xù)在站間距數(shù)組SZ(j)中進(jìn)行環(huán)形滑動(dòng)搜索匹配;
[0060]更新FIFO繼續(xù)環(huán)形滑動(dòng)搜索匹配,直到完成所有站點(diǎn)的搜索匹配,則完成所有站點(diǎn)公里標(biāo)的對(duì)標(biāo);如附圖4所示,完成搜索匹配的結(jié)果,最大誤差為16.94米;
[0061]9)識(shí)別和處理站間臨時(shí)停車(chē)和跨站停車(chē)的方法是:如果匹配成功,繼續(xù)進(jìn)行下一停車(chē)點(diǎn)之前的行車(chē)距離測(cè)量,將已行車(chē)距離與下一站間距進(jìn)行比對(duì),進(jìn)行站間臨時(shí)停車(chē)或跨站停車(chē)識(shí)別:如果出現(xiàn)停車(chē)時(shí)的行車(chē)距離小于下一站間距,則判定為站間臨時(shí)停車(chē),則繼續(xù)測(cè)量至下一停車(chē)點(diǎn),直到累計(jì)的行車(chē)距離大于或者等于下一站間距;如果等于下一站間距(相差不大于一個(gè)采樣樣本所走過(guò)的距離,典型的為50米)則完成了下一站間距的定標(biāo)。
[0062]以上步驟總的流程邏輯如圖2所示。
[0063]該方法可以在列車(chē)運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)進(jìn)行搜索對(duì)比定標(biāo),也可以在列車(chē)運(yùn)行時(shí)僅記錄數(shù)據(jù),在列車(chē)回庫(kù)后下載數(shù)據(jù)通過(guò)地面分析軟件進(jìn)行回放分析來(lái)實(shí)現(xiàn)定標(biāo),并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)與振動(dòng)沖擊采樣樣本的關(guān)聯(lián),作為鋼軌傷損波磨等監(jiān)測(cè)診斷的基礎(chǔ)信息。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)方法,其特征在于:在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件中事先建立各線路各車(chē)站站點(diǎn)公里標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)GZ序列:GZ(I)、GZ⑵、……、GZ⑴、……、GZ(n),和各車(chē)站之間實(shí)際的站間距基礎(chǔ)數(shù)據(jù)SZ序列SZ (I)、SZ(2)、……、SZ (i)、……、SZ(η),列車(chē)運(yùn)行時(shí)通過(guò)“一種軌道交通車(chē)輛走行部及鋼軌故障車(chē)載在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)”已有的、由安裝在車(chē)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器輸出并經(jīng)變換得到的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)M*FN的累計(jì)脈沖數(shù)JS、車(chē)輪每轉(zhuǎn)一周發(fā)生的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)數(shù)M和該軸車(chē)輪的輪徑D,計(jì)算相繼兩次在車(chē)站停車(chē)的停車(chē)點(diǎn)之間的里程為測(cè)量所得的站間距LC(i)=3i*D*JS(i)/M,將測(cè)量所得各站間距LC(i)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的實(shí)際各車(chē)站的站間距SZ(i)逐個(gè)對(duì)比,當(dāng)測(cè)量所得站間距LC(i)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的i車(chē)站的站間距SZ(i)之差滿足規(guī)定的誤差范圍時(shí),即確定當(dāng)前站點(diǎn)為i車(chē)站,并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)基于站間距和里程計(jì)數(shù)的城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo);進(jìn)而根據(jù)從第i站點(diǎn)開(kāi)始隨時(shí)測(cè)試的繼續(xù)行車(chē)的里程LC( i),實(shí)時(shí)確定某時(shí)刻對(duì)應(yīng)的某事件發(fā)生的位置距離i站點(diǎn)的里程為L(zhǎng)C( i);具體步驟為: 1)根據(jù)城市軌道交通線路線位圖建立城市軌道交通線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件,包括車(chē)站中心點(diǎn)公里標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)組GZ(i),以及站點(diǎn)序號(hào)ZH(i),式中,i = 0?n,即某線路共有n+1個(gè)站點(diǎn); 2)根據(jù)車(chē)站中心點(diǎn)公里標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)組GZ(i),分別按實(shí)際的上、下行線路,順序建立各線路行車(chē)方向的所有站點(diǎn)相鄰站的站間距數(shù)組SZ(j);式中,j = O?η,即某線路共有η+1個(gè)站點(diǎn),對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)站的站間距SZ(O) =0; 3)識(shí)別停車(chē)時(shí)刻和計(jì)算站間行車(chē)?yán)锍?列車(chē)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速脈沖信息,是對(duì)應(yīng)車(chē)輪每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生M個(gè)脈沖的信息,當(dāng)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速頻率為FN時(shí),轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)為M*FN;識(shí)別轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)M*FN的頻率為接近于O的時(shí)刻即為停車(chē)時(shí)刻;當(dāng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)FN或M*FN大于O時(shí)起,對(duì)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)M*FN進(jìn)行累加計(jì)數(shù),記錄得到某時(shí)刻的里程累加計(jì)數(shù)值JS(i),將里程累加計(jì)數(shù)值JS(i)按以下方法換算為站間行車(chē)?yán)锍蘈C(i): LC(i)=Ji*D*JS(i)/M; 式中,0為轉(zhuǎn)速傳感器所在輪對(duì)的輪徑; 4)測(cè)量各個(gè)站間里程值的方法為:將列車(chē)從第i個(gè)停車(chē)點(diǎn)運(yùn)行到第i+Ι個(gè)停車(chē)點(diǎn)之間的站間里程累加計(jì)數(shù)值JS(i)換算所得到的站間里程LC(i)為第i站到第i+Ι站的里程;在換算完成后立即對(duì)里程計(jì)數(shù)值JS(i)清零,并記錄停車(chē)序號(hào)TH(i);當(dāng)列車(chē)再次開(kāi)始運(yùn)行,即當(dāng)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)M*FN的頻率再次大于O時(shí),立即再次啟動(dòng)里程累加計(jì)數(shù),直到下一次停車(chē)點(diǎn),如此循環(huán),逐步得到連續(xù)η個(gè)站間里程值LC(i),i = O?η ; 5)建立緩存空間FIFO的方法為:從第I次出現(xiàn)停車(chē)狀態(tài)的測(cè)試起始站點(diǎn)開(kāi)始,取連續(xù)k個(gè)停車(chē)點(diǎn)產(chǎn)生的代表k-Ι段站間距的里程值LC(i)代入S(i),i = l?k-Ι,存入緩存空間FIFO,其中k為2?η任意數(shù)字; 6)緩存空間FIFO更新的方法:當(dāng)測(cè)試的停車(chē)次數(shù)大于k時(shí),每停車(chē)一次均更新一次FIFO,更新時(shí)將前述最后一個(gè)算起的倒數(shù)k-Ι個(gè)站間距向前平移,即將首個(gè)站間距推出FIFO,將新產(chǎn)生的站間距寫(xiě)為第k個(gè)站間距S(k); 7)濾除轉(zhuǎn)速信號(hào)臨界抖動(dòng)或停車(chē)時(shí)超限折回影響的方法:為了濾除轉(zhuǎn)速信號(hào)臨界抖動(dòng)或停車(chē)時(shí)超限折回所致的影響,若某個(gè)站間距LC(k)的距離小于線路上的最短站間距則拋棄,或還將站間距LC(k)減去超限折返的行駛距離; 8)序列站間距匹配分析確認(rèn)k個(gè)停車(chē)站點(diǎn)的方法是:將從測(cè)試起點(diǎn)站開(kāi)始連續(xù)k次停車(chē)產(chǎn)生的k-Ι個(gè)站間距S(I)、S(2)、……、S(k-Ι)與線路所有站點(diǎn)相鄰站的站間距數(shù)組SZ(I)、SZ(2)、……、SZ(j)、……、SZ(n)進(jìn)行環(huán)形滑動(dòng)搜索匹配; 如果匹配成功,即I?k-Ι個(gè)站間距S(I)?S(k-l)與SZ(j)數(shù)組中的連續(xù)k-Ι個(gè)數(shù)值均符合規(guī)定的誤差范圍,則確定、計(jì)算k-Ι段數(shù)據(jù)中每段數(shù)據(jù)的開(kāi)始站點(diǎn)、結(jié)束站點(diǎn)、開(kāi)始樣本流水號(hào)、結(jié)束樣本流水號(hào)及下一站間距; 如果匹配失敗,則取下一停車(chē)點(diǎn)并更新FIFO,形成新的k-Ι個(gè)連續(xù)的行車(chē)間距繼續(xù)在站間距數(shù)組SZ(j)中進(jìn)行環(huán)形滑動(dòng)搜索匹配; 更新FIFO繼續(xù)環(huán)形滑動(dòng)搜索匹配,直到完成所有站點(diǎn)的搜索匹配,完成所有站點(diǎn)公里標(biāo)的對(duì)標(biāo); 9)識(shí)別和處理站間臨時(shí)停車(chē)和跨站停車(chē)的方法是:如果匹配成功,繼續(xù)進(jìn)行下一停車(chē)點(diǎn)之前的行車(chē)距離測(cè)量,將已行車(chē)距離與下一站間距進(jìn)行比對(duì),進(jìn)行站間臨時(shí)停車(chē)或跨站停車(chē)識(shí)別:如果出現(xiàn)停車(chē)時(shí)的行車(chē)距離小于下一站間距,則判定為站間臨時(shí)停車(chē),則繼續(xù)測(cè)量至下一停車(chē)點(diǎn),直到累計(jì)的站行車(chē)距離大于或者等于下一站間距;如果等于下一站間距,則完成了下一站間距的定標(biāo)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)方法,其特征是:為了盡量準(zhǔn)確地確定行車(chē)過(guò)程中某事件對(duì)應(yīng)的某時(shí)刻的車(chē)輛位置,防止車(chē)輪輪徑誤差所導(dǎo)致的里程計(jì)數(shù)值換算成里程的累計(jì)誤差,從此前停車(chē)站開(kāi)始計(jì)算所述某事件發(fā)生時(shí)刻相對(duì)此前停車(chē)站的里程:每到達(dá)一個(gè)停車(chē)站,便將測(cè)試得到的里程值賦零,隨時(shí)測(cè)試某事件發(fā)生時(shí)刻行車(chē)經(jīng)過(guò)的里程LC,作為該事件發(fā)生位置的公里標(biāo)為距離前次停車(chē)站前行的里程LC。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通公里標(biāo)定標(biāo)方法,其特征在于:識(shí)別超限、滯后修正公里標(biāo)定標(biāo)的方法為,當(dāng)本次停車(chē)與前一站停車(chē)之間的里程計(jì)數(shù)值LC(i)與該兩站間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件值GZ( i)之差大于設(shè)定值時(shí),則認(rèn)為發(fā)生超限停車(chē);當(dāng)本次停車(chē)與前一站停車(chē)之間的里程計(jì)數(shù)值LC(i)與該兩站間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件值GZ(i)之差小于定位偏差設(shè)定值時(shí),則認(rèn)為發(fā)生滯后停車(chē);將當(dāng)司機(jī)向前移動(dòng)列車(chē)時(shí)測(cè)得的正向移動(dòng)量與上述LC(i)相加后取代LC(i);將當(dāng)司機(jī)向后移動(dòng)列車(chē)時(shí)測(cè)得的反向移動(dòng)量與上述LC(i)相減后取代LC(i);所述定位偏差設(shè)定值取值為2m;所述正向移動(dòng)量和反向移動(dòng)量通過(guò)多通道轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)相位差的折返自動(dòng)識(shí)別方法自動(dòng)識(shí)別。
【文檔編號(hào)】B61K9/08GK105882684SQ201610332965
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】黃貴發(fā), 唐德堯, 張大為
【申請(qǐng)人】唐智科技湖南發(fā)展有限公司