一种磁浮列车测速定位系统及方法与流程

本发明涉及一种磁浮列车测速定位系统及方法，适用于中低速磁浮列车的测速定位。

背景技术：

中低速磁浮列车是一种新型交通工具，采用常导电磁悬浮技术实现车辆的悬浮导向，通过直线感应电机实现牵引和电制动，具有安全、环保、低噪音、建设运营维护成本低等优点。

测速定位系统作为磁浮列车牵引、制动反馈控制和运行控制的重要组成部分，用于检测列车运行速度、所处位置和运行方向。由于中低速磁浮列车的非机械接触运行方式，不能采用传统轮轨式列车通过测速感应器测量车轮转动齿槽数目的方式，且中低速磁浮列车与高速磁浮列车牵引方式不同，也不能采用高速磁浮测量槽齿磁阻计数的方式。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种磁浮列车测速定位系统及方法。

本发明的目的是提供一种中低速磁浮列车测速定位系统，兼顾现有测速方式的优点并进行改进，用于实现列车的精确测速与定位，降低施工以及后期运营维护的成本和难度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种磁浮列车测速定位系统，包括两套测速装置，一套交叉感应环线测速装置用于站内精度要求高的轨道线路区域，一套脉冲计数测速装置用于站外精度要求低的轨道线路区域；

脉冲计数测速装置包括两组设置于车底悬浮架上的传感器模块，一组设置于车内的加速度传感器模块，一套设置于车内的检测装置；通过传感器模块对金属轨枕进行检测，通过检测感应电流的变化对列车所经过的轨枕进行计数和计时，从而达到定位测速的目的，增加加速度传感器模块测量列车加速度值，对所测速度进行补偿，得出车体速度、相对位置及方向；

交叉感应环线测速装置包括铺设在站内轨道线路上的编码电缆、一套设置在车体上用于感应串行地址编码信号、速度脉冲信号的天线箱和一套设置在车内的检测装置，通过天线箱对编码电缆发出的地址信号和速度信号进行接收，通过检测装置进行计算，得出车体速度、绝对位置及方向；

测速定位系统还包括一套控制装置，通过与两套测速装置相连，接收两套测速装置发送的数据，根据车辆位置，两套测速装置反馈的速度、方向信息，自动调整采信满足当前需求的车辆速度，位置及方向信息，并通过车载控制器的无线传输模块向车下发送列车当前车速，位置和方向。

作为优选方式，传感器模块为涡流传感器模块或接近传感器模块。

作为优选方式，通过传感器模块对车辆经过的金属轨枕进行检测，并将信号发送给检测装置；通过加速度传感器模块对车辆处于加/减速状态的加速度进行检测，并将信号发送给检测装置；测装置通过对信号进行计算得出车辆的运行速度。

作为优选方式，对两套传感器模块进行错位安装，以便可同时检测两个相邻轨枕，检测装置根据接收信号的间隔时间计算出经过轨枕的距离，从而得出列车的运行里程，相对位置，并且由于错位安装，对轨枕铺设间距，精度要求降低，适应线路更广。

作为优选方式，在列车行驶在站内线路上时，通过编码电缆发射地址信号和速度脉冲信号，通过天线箱感应接收编码电缆发出的串行地址信号和速度信号，通过与天线箱相连接的检测装置将天线箱接收到的信号进行处理，产生列车绝对位置、速度和方向数据。

作为优选方式，由于轨道线路铺设站内站外线路均会铺设金属轨枕，因此脉冲计数测速装置在列车运行在站内线路上时也能进行速度检测；交叉感应环线测速装置精度虽高，但是相对较容易发生故障的情况，在其出现故障的时候通过脉冲计数测速装置保证列车还能持续检测到速度和方向信号。

作为优选方式，当列车在驶入和驶出站内线路区域时，存在需要进行变更采信测速装置的信号，因此该实例需要设置控制装置，同时与交叉感应环线检测装置和脉冲计数检测装置相连接，同时接受两套测速装置的速度、方向及位置信号，在实施自动切换时，采用通过增加编码电缆的铺设长度，设置预进出站区域，此段线路长度短，在采用交叉感应环线测速装置的方式下，增加的成本可以忽略。

作为优选方式，通过交叉感应环线发出的绝对位置信号，控制装置检测是否进入预设区域，在驶入进站预设区域后比对脉冲计数检测装置与交叉感应环线装置发出的速度信号，并实时计算速度差值，当速度差值在预设范围内时，控制装置自动切换采信信号，判定采用交叉感应环线装置发出的速度，方向，位置信号。在驶入出站预设区域后，同样比对两个装置发出的速度信号，进行速度差值计算以自动切换为采用脉冲计数检测装置发出的速度信号。

作为优选方式，列车在驶入出站预设区域时，控制装置将交叉感应环线测得的绝对位置发送给脉冲计数检测装置，对脉冲计数检测装置的相对位置进行校对，使得列车通过控制装置的无线传输模块发送给地面接收设备的列车位置更准确。

作为优选方式，对于设定速度采集切换的方法，通过检测交叉感应环线检测装置向控制装置发出的绝对地址信号或者在进出站设置标志位或者通过接近传感器模块或者视觉检测模块向控制装置发出速度切换触发信号，用以切换采用信号。

本发明的有益效果是：根据上述方案，在站内运行精度要求高的情况下，通过列车绝对位置信息对感应环线测速装置信号进行采信，保证站内控制精度的要求。在站外运行精度要求相对较低的情况下，通过列车绝对位置信息，自动切换采信脉冲计数测速装置的信号，从而达到既满足测速精度及位置反馈的要求。

由于站内线路敷设感应环线较短，成本增加不大，而轨枕检测装置采用的金属轨枕成本低，因此能很好的解决测速成本问题。

由于一般站内检修维护人员较密集，且感应环线线路敷设较短，站外采用金属轨枕线路维护容易，因此能很好解决运营维护问题。

附图说明

附图1定位测速系统实现原理图；

附图2测速定位系统信号切换流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种磁浮列车测速定位系统，包括两套测速装置，一套交叉感应环线测速装置用于站内精度要求高的轨道线路区域，一套脉冲计数测速装置用于站外精度要求低的轨道线路区域；

脉冲计数测速装置包括两组设置于车底悬浮架上的传感器模块，一组设置于车内的加速度传感器模块，一套设置于车内的检测装置；通过传感器模块对金属轨枕进行检测，通过检测感应电流的变化对列车所经过的轨枕进行计数和计时，从而达到定位测速的目的，增加加速度传感器模块测量列车加速度值，对所测速度进行补偿，得出车体速度、相对位置及方向；

交叉感应环线测速装置包括铺设在站内轨道线路上的编码电缆、一套设置在车体上用于感应串行地址编码信号、速度脉冲信号的天线箱和一套设置在车内的检测装置，通过天线箱对编码电缆发出的地址信号和速度信号进行接收，通过检测装置进行计算，得出车体速度、绝对位置及方向；

测速定位系统还包括一套控制装置，通过与两套测速装置相连，接收两套测速装置发送的数据，根据车辆位置，两套测速装置反馈的速度、方向信息，自动调整采信满足当前需求的车辆速度，位置及方向信息，并通过车载控制器的无线传输模块向车下发送列车当前车速，位置和方向。

在一个优选实施例中，传感器模块为涡流传感器模块或接近传感器模块。

在一个优选实施例中，通过涡流传感器模块对车辆经过的金属轨枕进行检测，并将信号发送给检测装置；通过加速度传感器模块对车辆处于加/减速状态的加速度进行检测，并将信号发送给检测装置；测装置通过对信号进行计算得出车辆的运行速度。

在一个优选实施例中，对两套涡流传感器模块进行错位安装，以便可同时检测两个相邻轨枕，检测装置根据接收信号的间隔时间计算出经过轨枕的距离，从而得出列车的运行里程，相对位置，并且由于错位安装，对轨枕铺设间距，精度要求降低，适应线路更广。

在一个优选实施例中，在列车行驶在站内线路上时，通过编码电缆发射地址信号和速度脉冲信号，通过天线箱感应接收编码电缆发出的串行地址信号和速度信号，通过与天线箱相连接的检测装置将天线箱接收到的信号进行处理，产生列车绝对位置、速度和方向数据。

在一个优选实施例中，由于轨道线路铺设站内站外线路均会铺设金属轨枕，因此脉冲计数测速装置在列车运行在站内线路上时也能进行速度检测；交叉感应环线测速装置精度虽高，但是相对较容易发生故障的情况，在其出现故障的时候通过脉冲计数测速装置保证列车还能持续检测到速度和方向信号。

在一个优选实施例中，如图2所示，当列车在驶入和驶出站内线路区域时，存在需要进行变更采信测速装置的信号，因此该实例需要设置控制装置，同时与交叉感应环线检测装置和脉冲计数检测装置相连接，同时接受两套测速装置的速度、方向及位置信号，在实施自动切换时，采用通过增加编码电缆的铺设长度，设置预进出站区域，此段线路长度短，在采用交叉感应环线测速装置的方式下，增加的成本可以忽略。

在一个优选实施例中，通过交叉感应环线发出的绝对位置信号，控制装置检测是否进入预设区域，在驶入进站预设区域后比对脉冲计数检测装置与交叉感应环线装置发出的速度信号，并实时计算速度差值，当速度差值在预设范围内时，控制装置自动切换采信信号，判定采用交叉感应环线装置发出的速度，方向，位置信号。在驶入出站预设区域后，同样比对两个装置发出的速度信号，进行速度差值计算以自动切换为采用脉冲计数检测装置发出的速度信号。在一个优选实施例中，列车在驶入出站预设区域时，控制装置将交叉感应环线测得的绝对位置发送给脉冲计数检测装置，对脉冲计数检测装置的相对位置进行校对，使得列车通过控制装置的无线传输模块发送给地面接收设备的列车位置更准确。

在一个优选实施例中，对于设定速度采集切换的方法，通过检测交叉感应环线检测装置向控制装置发出的绝对地址信号或者在进出站设置标志位或者通过接近传感器模块或者视觉检测模块向控制装置发出速度切换触发信号，用以切换采用信号。

本发明实施实例公开了一种磁浮列车定位测速系统，能有效降低磁浮列车线路施工成本，提高磁浮列车进站时的对标精度。

车辆在实际运营过程中，根据对定位测速的要求，可将轨道线路分为站内线路和站外线路。

在进入站内线路后，列车需要停泊以进行上下乘客，因此需要对乘客上下车时列车门与站台出入口进行精确的对标控制，对测速定位系统测量精度要求较高，所以本实例站内线路采用交叉感应环线检测方式。由于站内线路铺设编码电缆距离较短，成本增加不多，且仅需站内安装地址载波发生器，运营维护工作量小。

进入站外线路后，列车速度高，对精度要求较低，且站外线路距离长，因此本实例采用线路敷设成本低、运营维护容易的脉冲计数方式。

本发明的优势在于：测速系统通过两种不同精度的测速装置，解决磁浮列车存在的测速问题，主要是精度要求与成本之间的矛盾；测速装置的结构；自动切换采信信号的方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。