基于速度传感器测速的车载系统的测速功能测试平台的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及城市轨道交通安全信号领域，特别涉及一种基于速度传感器测速的车 载系统的测速功能测试平台。
【背景技术】
[0002] 在城市轨道交通安全信号领域，列车速度与距离测量（简称测速测距）是车载信 号系统中安全完整性等级SIL4的列车自动防护（Automatic Train Protection，简称ATP) 系统的关键技术之一。
[0003] 目前，ATP系统中一般采用速度传感器、编码里程计或雷达测速仪等测速设备对机 车车轮角速度或车轮走行距离进行测量，这些外部设备通常安装在列车制动轮轴上，ATP系 统通过采集、补偿、分析测速设备的传感器信号，计算出车轮速度与走行距离。
[0004] IEEE1474. 1基于通信的列车控制（CBTC)性能与功能需求标准（1474. IIEEE Standard for Communications-Based Train Control (CBTC) Performance and Functional Requirements)中对测速精度有较为严苛的要求，而城市轨道交通行业技术规 范-ATP产品技术规范1. 0中对ATP功能列车测速误差也有规定，同时二者对列车位置分辨 率（精度）要求也很明确。上述标准都对ATP测速测距功能提出了严格的要求，可见测速 测距功能在车载系统中的重要性，因此保证测速测距功能与算法的可测性及正确性尤为重 要。
[0005] 在列车牵引过程中，若车辆施加的牵引力大于轮轨之间的最大粘着力时，车轮会 出现空转现象，在列车制动过程中，若车辆施加的制动力大于轮轨之间的最大粘着力时，车 轮会出现打滑或抱死现象。ATP系统测速测距算法应能准确检测这类现象，并能对列车速度 与走形距离进行补偿。
[0006] 其中，中国专利申请《对空转和打滑进行检测和补偿的安全列车测速测距系统及 方法》（【申请号】201210475913.x)中对使用速度传感器与加速度传感器组合的方式进行数 据相互校验，打滑判定，再补偿速度与走行距离实现测速测距功能做了详细介绍，这里不再 详细赘述。
[0007] 目前基于多传感器融合测速方法的测试或仿真大都基于硬件平台，如论文《多传 感器信息融合的列车测速定位实验平台的研宄》（作者：王少伟，北京交通大学硕士学位论 文）介绍了利用开发工具LabVIEW，结合选择工控机，数据采集卡等硬件设备搭建了测速定 位硬件实验平台，并在铁路现场做了数据采集试验，同时分析验证了实验平台的稳定性。但 文中是主要针对速度传感器、光纤陀螺、电子罗盘、卫星接收机等硬件传感器搭建了检测平 台，再对采集数据进行简单滤波，并没有能做到模拟列车空转打滑以验证ATP测速测距算 法的有效性及正确性。
[0008] 在论文《ATP设备定位测速的研宄与仿真》（作者：孟琦，西南交通大学硕士学位论 文）中主要研宄了基于速度传感器、雷达测速仪以及模拟应答器的测速定位算法，最后简 单的通过rand()函数随机产生固定范围的列车速度来对测速定位算法进行测试。文章并 没能模拟速度传感器/雷达测速仪的各种场景以验证测速测距算法。
[0009] 在目前的地铁项目中，测速测距算法一般都基于在试验线现场进行实际动车测 试，而对ATP测速测距算法功能的测试的关键在于验证算法对待异常场景下的安全反应， 如列车制动过程中出现滑行的情况。目前制造滑行场景一般需要人工降低轨道的粘着力 并且是在列车高速运行的过程中对列车施加制动。在IEC61133-1992(电力牵引-机车车 辆-电力机车车辆和电传动热力机车车辆制成后投入使用前的试验方法.1992.)标准中对 滑行试验均有介绍，一般通过将乙二醇与水的按一定比例混合液涂于车轮或钢轨面上达到 降低轮轨粘着并测试空转与打滑功能。这类方法对测试环境要求高，实施较复杂，同时有一 定危险性，并且测试效果并不理想。
【发明内容】
[0010] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于速度传感器测速的车载系统的测速功 能测试平台，可在软件层面为测试人员实现车载系统的测速算法功能的测试，能通过动态 滑移率控制来模拟车辆打滑场景，达到更精确的测试效果。
[0011] 为解决上述技术问题，本发明提供的基于速度传感器测速的车载系统的测速功能 测试平台，测试平台包括牵引制动位置模块、牵引制动加速度计算模块、轮速计算模块、参 数设置模块；
[0012] 所述牵引制动位置模块，用于获取牵引制动杆位置；
[0013] 所述牵引制动加速度计算模块，用于根据牵引制动杆位置计算得到机车牵引制动 加速度，并输出到轮速计算模块及基于速度传感器测速的车载系统；
[0014] 所述轮速计算模块，用于根据机车牵引制动加速度，计算得到机车速度、速度传感 器脉冲计数、速度传感器计数脉宽，并将速度传感器脉冲计数、速度传感器计数脉宽输出到 基于速度传感器测速的车载系统；
[0015] 所述参数设置模块，用于设定所述牵引制动加速度计算模块、轮速计算模块计算 时所需参数；
[0016] 所述轮速计算模块，通过以下方式计算得到速度传感器脉冲计数、速度传感器计 数脉宽：
【主权项】
1. 一种基于速度传感器测速的车载系统的测速功能测试平台，其特征在于，测试平台 包括牵引制动位置模块、牵引制动加速度计算模块、轮速计算模块、參数设置模块； 所述牵引制动位置模块，用于获取牵引制动杆位置； 所述牵引制动加速度计算模块，用于根据牵引制动杆位置计算得到机车牵引制动加速 度，并输出到轮速计算模块及基于速度传感器测速的车载系统； 所述轮速计算模块，用于根据机车牵引制动加速度，计算得到机车速度、速度传感器脉 冲计数、速度传感器计数脉宽，并将速度传感器脉冲计数、速度传感器计数脉宽输出到基于 速度传感器测速的车载系统； 所述參数设置模块，用于设定所述牵引制动加速度计算模块、轮速计算模块计算时所 需參数； 所述轮速计算模块，通过以下方式计算得到速度传感器脉冲计数、速度传感器计数脉 宽：
式中，Vtrainw为当前车载系统周期的机车速度，V 为上ー车载系统周期的机车速 度，VtrainOO为初始速度且VtMinft〇= 0, 所述牵引制动加速度计算模块计算得到的机 车牵引制动加速度，Vwhral(n)为当前车载系统周期机车轮速，PCwhMl(n)为速度传感器截至当前 车载系统周期的累积脉冲计数，PCwhraui^为速度传感器截至上ー车载系统周期的累积脉冲 计数，PWwteel(11)为速度传感器当前车载系统周期的计数脉宽，T为测试平台及车载系统周期 时间，N为试验车轮旋转一周速度传感器产生的脉冲方波数目，D为试验车轮轮径，〇为滑 移率，b为速度传感器脉冲计数通道系数，f?为速度传感器计数脉宽通道系数； T、N、D、〇、b、f?通过所述參数设置模块设定。
2. 根据权利要求1所述的基于速度传感器测速的车载系统的测速功能测试平台，其 特征