一种列车测速方法、处理器及列车测速系统的制作方法_2

文档序号:9615210阅读:来源:国知局
的测速估计值;所述列车加速度由安装在列车上的加速度传感器组采 集;
[0039] 第二计算模块,用于获取安装在列车上的雷达组当前周期各个雷达的测速值和安 装在列车上的轮形光栅速度传感器组当前周期各个轮形光栅速度传感器的测速值;
[0040] 第三计算模块,用于基于所述列车当前周期的测速估计值,计算所述当前周期各 个轮形光栅速度传感器的测速值的误差估计值和所述当前周期各个轮形光栅速度传感器 测速值的误差估计值;
[0041] 第四计算模块,用于根据所述各个雷达的测速值、所述各个轮形光栅速度传感器 测速值、所述各个雷达的测速值的误差估计值以及所述各个轮形光栅速度传感器测速值的 误差估计值,计算列车当前周期的列车总体测速值。
[0042] 第三方面,本发明提供一种列车测速系统,包括:
[0043] 如权利要求8所述的处理器、安装在列车上的加速度传感器组、安装在列车上的 雷达组以及安装在列车上的轮形光栅速度传感器组;其中,所述处理器连接所述加速度传 感器组、雷达组以及所述轮形光栅速度传感器组。
[0044] 其中,所述加速度传感器组、所述雷达组以及所述轮形光栅速度传感器组安装在 列车的车头或车尾。
[0045] 本发明提供一种列车测速方法、处理器及列车测速系统,基于列车配置雷达组、轮 形光栅速度传感器组以及加速度传感器组的测速系统,通过将加速度作为计算测速误差的 依据,提高了基于雷达和轮形光栅速度传感器的多传感器测速系统的可靠性及测速精确 度。在保证列车运行安全的前提下,较好的改善了轨道交通中偶发的、无规律的雷达短时测 速故障以及车轮空滑现象导致的测速系统失效的问题,提高了系统测速的可用性。
【附图说明】
[0046] 为了更清楚地说明本公开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 公开的一些实施例,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 根据这些图获得其他的附图。
[0047]图1为本发明一实施例提供的一种列车测速方法的流程图;
[0048] 图2为本发明一实施例提供的一种处理器的结构示意图;
[0049]图3为本发明一实施例中提供的一种列车测速系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0050] 下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本公开保护的范围。
[0051] 需要说明的是,本发明各公开实施例中提及的雷达的测速值误差以及轮形光栅速 度传感器的测速值误差均服从正态分布。
[0052] 如图1所示,本公开一实施例提供了一种列车测速方法,该方法包括如下步骤S1 至S4:
[0053] S1、基于列车上一周期的总体测速值和列车上一周期的加速度,计算列车当前周 期的测速估计值;所述列车加速度由安装在列车上的加速度传感器组采集;
[0054] 需要说明的是,按照时间长度T将列车运行周期划分多个周期。
[0055] 具体地,列车当前周期的校准速度的计算公式为:
[0056]
[0057] 其中,ζ;为列车当前周期的测速估计值,VlastpCT1C]d为列车上一周期测速值,alast_ pCTlcld为列车上一周期的加速度,T为列车周期。
[0058] 具体地,列车每周期的列车总体测速值为实时计算并存储的。
[0059] 具体地,列车的加速度由加速度传感器组实时采集并进行存储,该处的列车的加 速度为加速度传感器组采集的列车上周期的加速度的平均值。
[0060] 需要说明的是,列车的加速度可以由加速度传感器获得,也可以由车辆运输管理 (TransportationManagementSystem,TMS)系统的牵引制动反馈获得,但是,加速度传感 器获得的加速度最为可靠和准确。
[0061] S2、获取安装在列车上的雷达组当前周期各个雷达的测速值和安装在列车上的轮 形光栅速度传感器组当前周期各个轮形光栅速度传感器的测速值;
[0062] 需要说明的是,雷达测量的是列车的速度值,轮形光栅速度传感器测量的是轮轴 的转速。
[0063] 需要说明的是,雷达有多个测速帧,在一个周期内,根据雷达的多个测速帧的测速 值求平均,得到雷达的测速值。
[0064] 优选地,该处的雷达测速帧为20个,则在一个周期内,雷达的测速值由20个测速 值求平均得到。
[0065] 需要说明的是,本实施例中的雷达的测速帧的数量仅为距离说明,本实施例不限 定雷达的测速帧的数量,本领域技术人员可根据实际情况需要的样本数量,选择雷达的测 速帧的数量。
[0066] S3、基于所述列车当前周期的测速估计值,计算所述当前周期各个轮形光栅速度 传感器的测速值的误差估计值和所述当前周期各个轮形光栅速度传感器测速值的误差估 计值;
[0067] 具体地,每个雷达当前周期测速值的误差的计算公式为:
[0068]
[0069] 其中,为雷达的测速值的误差,Vni为雷达的测速值,为列车当前周期的测速 估计值。
[0070] 具体地,每个轮形光栅速度传感器的测速值的误差的计算公式为:
[0071]
[0072] 其中,ΕΜ为轮形光栅速度传感器的测速值的误差,v^为轮形光栅速度传感器测量 的测速值,C为列车当前周期的测速估计值。
[0073] 需要说明的是,雷达的测速值,实际上是由雷达的实际速度和雷达的实际误差计 算的到;速度传感器的测速值,实际上是由轮形光栅速度传感器的实际速度和轮形光栅速 度传感器的实际误差计算得到,计算公式如下:
[0074] vrn= v rreal+ ε rn,
[0075] von= v oreal+ ε on,
[0076]其中,vm、分别是雷达的测速值和轮形光栅速度传感器的测速值,vmal、V_al分 别是雷达的实际速度和轮形光栅速度传感器的实际速度,ε">、ε。"分别是雷达的实际误差 和轮形光栅速度传感器的实际误差;
[0077] 该处将列车当前周期的测速估计值6近似等于雷达的实际速度和轮形光栅速 度传感器的实际速度,通过公式6计算雷达的测速值的近似误差,通过公式 十算:轮形光#速度传感^的?似误胃。
[0078]S4、根据所述各个雷达的测速值、所述各个轮形光栅速度传感器测速值、所述各个 雷达的测速值的误差估计值以及所述各个轮形光栅速度传感器测速值的误差估计值,计算 列车当前周期的列车总体测速值。
[0079] 需要说明的是,本实施例不限定的轮形光栅速度传感器、雷达以及加速度传感器 的数量,本领域技术人员可根据实际情况安装不同数量的轮形光栅速度传感器、雷达以及 加速度传感器。
[0080] 在本实施例中,通过根据加速度计算雷达测速值得误差和轮形光栅速度传感器的 测速值的误差,最终计算列车当前周期的运行速度值,提高了测速系统的可靠性和测速精 确度。对于轨道交通系统中偶发的、无规律的雷达短时测速故障及车轮空滑导致系统测速 失效有较好的改善。由于该测速方法中始终有占多数的正常工作的传感器,可以在保证列 车运行安全的情况下,提高测速方法的可用性。
[0081] 本实施例中的步骤S4 :"根据所述各个雷达的测速值、所述各个轮形光栅速度传 感器测速值、所述各个雷达的测速值的误差估计值以及所述各个轮形光栅速度传感器测速 值的误差估计值,计算列车当前周期的列车总体测速值。",具体包括图中未示出的如下步 骤S41 至S45 :
[0082]S41、根据所述各个雷达的测速值的误差估计值,基于预设的各个雷达的测速值的 误差均值和误差方差,得到当前周期各个雷达的测速值的误差概率密度;
[0083] 需要说明的是,该处的预设的雷达的测速值的误差均值和误差方差,是通过多次 实验计算得到的具体值,但本实施例不限定预设的雷达测速值的误差均值和误差方差的具 体值,本领域技术人员可以根据实际情况,确定雷达测速值的误差均值和误差方差的具体 值。
[0084] 需要说明的是,为了计算简便,可以仅预设一组雷达测速值的误差均值和误差方 差的具体值,各个雷达的测速值的误差概率密度均基于这一组雷达测速值的误差均值和误 差方差得到,但为了计算结果的精确,本领域技术人员也可以根据实际情况的需要,为不同 速度段的雷达预设不同的测速值的误差均值和误差方差。
[0085]S42、根据所述各个轮形光栅速度传感器测速值的误差估计值,基于预设的轮形光 栅速度传感器测速值的误差均值和误差方差,得到前周期内各个轮形光栅速度传感器的测 速值的误差概率密度;
[0086] 需要说明的是,该处的预设的轮形光栅速度传感器的测速值的误差均值和误差方 差可以为一组或多组,与上述的雷达的测速值的误差均值和误差方差的预设原理相同,此 处不再赘述。
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