列车于隧道内运行状态的检测方法及系统与流程

本发明涉及涉及轨道交通智能化检测技术领域，具体涉及一种列车于隧道内运行状态的检测方法及系统。

背景技术：

在轨道交通中伴随着隧道技术的进步和发展，建设出越来越多的超长列车隧道(几公里至几十公里，有些隧道超过一百公里)；列车进入这些隧道，尤其是一些超长隧道，列车需要行驶较长时间才可驶出；由于隧道是一个比较封闭的环境，于该环境下不便于作长期的停留，所以在列车进入隧道后，对列车运行状态的检测至关重要，因为这涉及到列车的运行安全问题，更涉及到乘坐于列车上的人员的人身安全问题，尤其当列车于隧道内行驶过程中出现故障停车时，如果不能及时检测到该运动状态并及时检测到列车在隧道内事故停车的准确位置，则会产生较大的损失，并有可能会危及到乘坐于列车上的人员的人身安全。

目前，轨道列车运行过程中最为成熟可靠的定位技术即为卫星定位，卫星定位技术也是全球目前为止最为成熟的同时也是应用最为广泛的定位技术，在采用卫星定位系统对隧道内行驶的列车进行定位时，由于隧道内部的环境导致没有卫星信号或者信号微弱情况的发生，所以在隧道内使用卫星定位并不能准确判断列车在隧道内的精确故障停车位置。

另外，在传统的另一项列车定位技术中，普遍使用列车行驶里程记录仪，其通过计算列车车轮转速和车轮周长计算列车的行驶里程，从而判断列车的轨道位置，但此种方法受制动、空转、打滑的因素影响，列车长距离行驶时会出现比较大的误差，所以当列车故障停车时，对列车的停车位置判断也不够精确和直接，同时该技术需要列车驾驶人员通过车载通信方式，向列车调度中心汇报列车停车位置(存在列车驾驶员伤亡无法汇报或者判断错误误报的情况)。

上述两种常用的技术，存在如下技术问题：如果列车于隧道内出现故障停车时，其均不能准确判断出列车于隧道内的精确故障停车位置，另外，在对列车运行状态检测时，均需要依靠安装于列车上的相应的检测设备或者通信设备，造成较高的成本，并一旦列车出现故障，可能会导致相应的检测设备或者通信设备无法使用。

因此，如何提供一种能够避免上述技术问题的列车于隧道内运行状态的检测方法便成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种列车于隧道内运行状态的检测方法。

本发明提供了列车于隧道内运行状态的检测方法,包括：

获取列车沿所述列车前进方向上的最靠前单节车厢的车身长度l；

于所述隧道内的同一侧设置若干位置信息传感器，相邻两个所述位置信息传感器之间的距离小于所述列车上长度最短车厢的车厢长度，并对若干位置信息传感器依次进行地址编码，所述列车遮挡所述位置信息传感器能够使相应的所述位置信息传感器发出触发信号；

列车运行速度计算：一个所述位置信息传感器第一次发出触发信号的持续时间为t，则列车经过该位置信息传感器的运行速度v＝l/t；

列车运行状态检测：给定列车正常运行速度区域，如果最靠前单节车厢经过一个所述位置信息传感器的速度v不位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度不正常，此时如果该位置信息传感器被所述最靠前单节车厢遮挡且该位置信息传感器发出触发信号的持续时间t大于等于给定的故障触发时间t故障，则列车于隧道内出现故障，此时列车最靠前单节车厢的故障停车位置为该位置信息传感器的相应地址编码。

优选地，所述若干位置信息传感器等间距设置于所述隧道内。

优选地，所述位置信息传感器为超声波传感器。

优选地，所述列车运行状态检测中，如果最靠前单节车厢经过一个所述位置信息传感器的速度v不位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度不正常，此时如果该位置信息传感器被所述最靠前单节车厢遮挡且该位置信息传感器发出触发信号的持续时间t小于给定的故障触发时间t故障，则列车于隧道内为未出现故障且列车为异常运行。

优选地，所述列车运行状态检测中，如果最靠前单节车厢经过每一个所述位置信息传感器的速度v均位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度正常。

本发明所述提供的列车于隧道内运行状态的检测方法，具有如下技术效果：

该方法依据设置在隧道内的位置信息传感器来对列车于隧道内的运行状态进行检测，尤其当列车出现故障停车时，可根据该方法进行检测同时也根据传感器的设置位置来确定列车的停车位置，该方法克服了现有定位方式的局限和弊端，同时在实施过程中不需要在列车上安装任何检测设备，只需要在隧道内安装位置传感器和相应装置即可对列车在隧道内的运行状态进行检测，该方法通过时时精确计算出列车在隧道内行驶的速度信息，进而判断不同的运行状态；而且当列车出现事故停车时能够迅速精确的判断列车在隧道内的具体停车位置，很好的解决了隧道内卫星信号屏蔽和列车行驶里程记录仪位置偏差的问题，当列车在隧道内出现故障停车时，其能够精确的及时的把列车的停车位置检测和定位数据传送给相应的管理部门并进行后续的应急处理，可避免造成过多的损失。该方法中，限定了位置信息传感器的距离设置小于最短车厢的车厢长度，可避免列车出现故障，但传感器对应在列车每节车厢之间存在的缝隙中进而带来不存在故障的错误信息。

当然，该方法可适用于多种车型于隧道内的检测，比如高铁、普通的列车，或者检修车等。

作为优选，采用超声波传感器，抗干扰能力强。

作为优选，该方法还能检测列车于隧道内的多种运行状态，比如以正常速度行驶或者出现异常运行。

本发明还提供一种列车于隧道内运行状态的检测系统，包括：

若干位置信息传感器：若干所述位置信息传感器设置于所述隧道内的同一侧，相邻两个所述位置信息传感器之间的距离小于所述列车上长度最短车厢的车厢长度，并对若干位置信息传感器依次进行地址编码，所述列车遮挡所述位置信息传感器能够使相应的所述位置信息传感器发出触发信号；

至少一个信号接收单元模块：所述信号接收单元模块连接所述若干位置信息传感器且能接收所述位置信息传感器发出的触发信号；

列车运行速度计算模块：所述列车运行速度计算模块连接所述信号接收单元模块能够得知一个位置信息传感器第一次发出触发信号的持续时间为t，同时所述列车运行速度计算模块可获取列车沿所述列车前进方向上的最靠前单节车厢的车身长度l，并得出列车经过该位置信息传感器的运行速度v＝l/t；

连接所述列车运行速度计算模块的列车运行状态检测模块：给定列车正常运行速度区域，如果最靠前单节车厢经过一个所述位置信息传感器的速度v不位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度不正常，此时如果该位置信息传感器被所述最靠前单节车厢遮挡且该位置信息传感器发出触发信号的持续时间t大于等于给定的故障触发时间t故障，则列车于隧道内出现故障，此时列车最靠前单节车厢的故障停车位置为该位置信息传感器的相应地址编码，如果最靠前单节车厢经过一个所述位置信息传感器的速度v不位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度不正常，此时如果该位置信息传感器被所述最靠前单节车厢遮挡且该位置信息传感器发出触发信号的持续时间t小于给定的故障触发时间t故障，则列车于隧道内为未出现故障且列车为异常运行，如果最靠前单节车厢经过每一个所述位置信息传感器的速度v均位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度正常。

优选地，所述列车运行状态检测模块包括故障报警模块，所述列车运行状态检测模块检测到列车于隧道内出现故障时能够触发所述故障报警模块发出故障报警信号。

优选地，所述列车运行状态检测模块包括预警模块，所述列车运行状态检测模块检测到列车于隧道内未出现故障且列车为异常运行时能够触发所述预警模块发出预警信号。

优选地，所述检测系统还包括连接所述列车运行状态检测模块的故障停车位置确定模块，所述故障停车位置确定模块能够获取最靠前单节车厢故障停车位置处的位置信息传感器的地址编码。

本发明提供的列车于隧道内运行状态的检测系统，包括上述的检测方法，具有同样的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的列车于隧道内运行状态的检测方法的一种具体实施方式的流程示意图；

图2为本发明所提供的列车于隧道内运行状态的检测系统的一种具体实施方式的结构框图；

图3为本发明中故障报警模块和预警模块的结构示意图；

图4为本发明中位置信息传感器和信号接收单元模块的示意图；

图5为列车运行状态检测的流程图。

附图1-5中的附图标记如下：

1单节车厢，2位置信息传感器，3信号接收单元。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式。下面的实施方式可以使本专业的专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下获得的所有实施方式，均属于本发明保护范围。

需要说明的是，本发明涉及的是列车完全进入隧道内的运行状态的检测及完全位于隧道内(车头车尾均位于隧道内)列车出现故障位置的判断。如果列车未完全进入隧道(列车正在驶入或者驶出隧道)出现了故障，此时可依靠卫星定位系统来判断故障停车位置。

结合图1、图4和图5，本发明提供的一种列车于隧道内运行状态的检测方法的一种具体实施方式中，包括如下步骤：

获取列车沿所述列车前进方向上的最靠前单节车厢1的车身长度l；

于所述隧道内的同一侧设置若干位置信息传感器2，相邻两个所述位置信息传感器2之间的距离小于所述列车上长度最短车厢的车厢长度，并对若干位置信息传感器2依次进行地址编码，所述列车遮挡所述位置信息传感器2能够使相应的所述位置信息传感器2发出触发信号；

列车运行速度计算：一个位置信息传感器2第一次发出触发信号的持续时间为t，则列车经过该位置信息传感器2的运行速度v＝l/t；

列车运行状态检测：给定列车正常运行速度区域，如果最靠前单节车厢1经过一个所述位置信息传感器2的速度v不位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度不正常，此时如果该位置信息传感器2被所述最靠前单节车厢1遮挡且该位置信息传感器2发出触发信号的持续时间t大于等于给定的故障触发时间t故障，则列车于隧道内出现故障，此时列车最靠前单节车厢1的故障停车位置为该位置信息传感器2的相应地址编码。

其中，列车在驶入隧道前，会得知该列车的型号和列车的前进方向，进而能够确定该列车前进方向上的最靠前单节车厢1的车身长度l。

其中，相邻两个所述位置信息传感器2之间的距离小于所述列车上长度最短车厢的车厢长度，可避免列车出现故障，但传感器对应在列车每节车厢之间存在的缝隙中进而带来不存在故障的错误信息。

可以理解的是，如图4所示，另一种具体实施方式中，若干位置信息传感器等间距设置于所述隧道内，整个隧道内从入口处开始设置第一个位置信息传感器2，依次类推，以间距d布设若干位置信息传感器2直至隧道出口处，并按顺序对每个位置信息传感器2进行地址编码，即确定该位置信息传感器2位于隧道内的什么位置。

当列车驶入隧道经过某一个位置信息传感器2时，最靠前单节车厢1会遮挡该位置信息传感器2(该处的遮挡并不是一般意义上的遮挡，比如，当采用超声波传感器作为位置信息传感器2时，只要列车的车身位于超声波传感器的超声波发射距离内，则认为此时的超声波传感器已被遮挡)，进而会使其发出触发信号，该触发信号会持续发出，直至最靠前单节车厢的车尾经过，当最靠前单节车厢和之后相邻的车厢之间的缝隙不遮挡该位置信息传感器2，该传感器发出触发信号间断，记录得出该位置信息传感器2第一次(被列车最靠前单节车厢遮挡)发出触发信号的持续时间为t，进而可得出列车经过该位置信息传感器的运行速度v＝l/t。

进而可知，结合图5，给定列车正常运行速度区域，如果最靠前单节车厢1经过一个所述位置信息传感器2的速度v不位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度不正常，此时如果该位置信息传感,2被所述最靠前单节车厢1遮挡且该位置信息传感器发出触发信号的持续时间t大于等于给定的故障触发时间t故障，则列车于隧道内出现故障，此时列车最靠前单节车厢1的故障停车位置为该位置信息传感器2的相应地址编码，常见的情况为，该位置信息传感器2第一次发出触发信号，即最靠前单节车厢遮挡的持续时间趋于无穷大，即列车此时已经停止运行了，可知列车运行速度为零，由此一来，列车的故障停车位置，即列车最靠前单节车厢故障停车位置为该位置信息传感器2的相应地址编码，进而可得出列车于隧道内的位置。

优选的，出现故障停车时，会发出故障报警信号。

该方法依据设置在隧道内的位置信息传感器2来对列车于隧道内的运行状态进行检测，尤其当列车出现故障停车时，可根据该方法进行检测同时也根据传感器的设置位置来确定列车的停车位置，该方法克服了现有定位方式的局限和弊端，同时在实施过程中不需要在列车上安装任何检测设备，只需要在隧道内安装位置传感器和相应装置即可对列车在隧道内的运行状态进行检测，该方法通过时时精确计算出列车在隧道内行驶的速度信息，进而判断不同的运行状态；而且当列车出现事故停车时能够迅速精确的判断列车在隧道内的具体停车位置，很好的解决了隧道内卫星信号屏蔽和列车行驶里程记录仪位置偏差的问题，当列车在隧道内出现故障停车时，其能够精确的及时的把列车的停车位置检测和定位数据传送给相应的管理部门并进行后续的应急处理，可避免造成过多的损失。

当然，该方法可适用于多种车型于隧道内的检测，比如高铁、普通的列车，或者检修车等。

该具体实施方式中，位置信息传感器2为超声波传感器，其抗干扰能力强。可以理解的是，超声波传感器2的设置位置能保证驶入隧道的列车位于超声波的发射距离之内。

另外的具体实施方式中，位置信息传感器2也可以为激光传感器或者红外线传感器。

优选使用先进的超声波侦测方式，因为其不会象使用红外线、微波等侦测方式容易受外在环境变化或干扰而造成误报的问题。

结合图5，该具体实施方式中，列车运行状态检测中，如果最靠前单节车厢1经过一个所述位置信息传感器2的速度v不位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度不正常，此时如果该位置信息传感器2被所述最靠前单节车厢1遮挡且该位置信息传感器2发出触发信号的持续时间t小于给定的故障触发时间t故障，则列车于隧道内为未出现故障且列车为异常运行。优选的，会发出预警信号。

列车运行状态检测中，如果最靠前单节车厢1经过每一个所述位置信息传感器2的速度v均位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度正常。

出现故障时发出故障报警信号，异常运行时发出预警信号，能使工作人员很好的区分开，并采取相应的应急措施。

如图2和图4所示，本发明还提供一种列车于隧道内运行状态的检测系统，包括：

若干位置信息传感器2：若干所述位置信息传感器2设置于所述隧道内的同一侧，相邻两个所述位置信息传感器2之间的距离小于所述列车上长度最短车厢的车厢长度，并对若干位置信息传感器2依次进行地址编码，所述列车遮挡所述位置信息传感器2能够使相应的所述位置信息传感器2发出触发信号；

至少一个信号接收单元模块3：所述信号接收单元模块3连接所述若干位置信息传感器2且能接收所述位置信息传感器2发出的触发信号；

列车运行速度计算模块：所述列车运行速度计算模块连接所述信号接收单元模块3能够得知一个位置信息传感器第一次发出触发信号的持续时间为t，同时所述列车运行速度计算模块可获取列车沿所述列车前进方向上的最靠前单节车厢1的车身长度l，并得出列车经过该位置信息传感器的运行速度v＝l/t；

连接列车运行速度计算模块的列车运行状态检测模块，其执行如下功能：给定列车正常运行速度区域，如果最靠前单节车厢1经过一个所述位置信息传感器2的速度v不位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度不正常，此时如果该位置信息传感器2被所述最靠前单节车厢1遮挡且该位置信息传感器2发出触发信号的持续时间t大于等于给定的故障触发时间t故障，则列车于隧道内出现故障，此时列车最靠前单节车厢1的故障停车位置为该位置信息传感器2的相应地址编码，如果最靠前单节车厢1经过一个所述位置信息传感器2的速度v不位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度不正常，此时如果该位置信息传感器2被所述最靠前单节车厢1遮挡且该位置信息传感器发出触发信号的持续时间t小于给定的故障触发时间t故障，则列车于隧道内为未出现故障且列车为异常运行，如果最靠前单节车厢1经过每一个所述位置信息传感器2的速度v均位于所述运行速度区域内，则列车于隧道内的运行速度正常。

一种具体实施方式中，如图4，设置了四个信号接收单元模块3，能保证信号较稳定的接收，当然不限于此。

进一步的，如图3所示，列车运行状态检测模块包括故障报警模块，列车运行状态检测模块检测到列车于隧道内出现故障时能够触发故障报警模块发出故障报警信号；列车运行状态检测模块包括预警模块，列车运行状态检测模块检测到列车于隧道内未出现故障且列车为异常运行时能够触发所述预警模块发出预警信号。

进一步的，所述检测系统还包括连接所述列车运行状态检测模块的故障停车位置确定模块，所述故障停车位置确定模块能够获取最靠前单节车厢故障停车位置处的位置信息传感器的地址编码。

同样的，该系统具有同上述方法同样的技术效果。

以上实施方式仅为本发明的示例性实施方式，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出的各种修改或等同替换也落在本发明的保护范围内。