CN109443277B - 一种双重校准的短距精确轮径校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双重校准的短距精确轮径校准方法，包括信标读取步骤以及轮径最大值、轮径最小值计算步骤，其中信标读取步骤中，在轮径校准标定距离内速度计持续进行脉冲计数，信标读取步骤中，分别记录信标读取信号的上升沿和下降沿时刻的脉冲计数。本发明利用信标读取时，具备上升沿和下降沿的特性，多次计数，利用实际的信标旁瓣宽度去抵消一部分理论信标旁瓣宽度的误差，因此，可以在较短的校准距离内，获得更高的校准精度。

Description

一种双重校准的短距精确轮径校准方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术，具体涉及轨道交通信号***。
背景技术
CBTC***目前多采用车轮转速来完成速度和位移的计算，因此需要获取车轮的直径/周长值。一般采用列车连续行驶过两个已知间距的轮径校准信标的方式获取车轮的直径/周长值，具体原理参考申请人于2014年1月26日申请的“列车轮径的校准方法及校准***”的发明专利。
为确保计算出的轮径值的安全性(即满足，最小轮径值<真实轮径<最大轮径值)，列车在读取信标时，需要考虑信标旁瓣的宽度，即列车有可能在信标旁瓣宽度范围内的任意一点读取到信标。参考图1，具体算法如下：
轮径最大值为：
Figure GDA0002566756800000011
轮径最小值为：
Figure GDA0002566756800000012
其中：Ldc表示轮径校准标定距离，Lbs表示列车最大可能的旁瓣，C11和C21表示列车捕获信标一和信标二时速度计的脉冲计数值，Lbe表示信标安装误差。
由于考虑了安全性，导致误差考虑较多，为获取较高精度的轮径值，就需要增加轮径校准距离，以降低各自误差对最终测量结果的影响。根据目前的算法，要完成符合标准的测量精度，需要至少60m的距离，而这个距离在某些条件下，不一定能满足，且较长的距离，会延长轮径校准时间，增加意外因素，减低轮径校准的成功率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种双重校准的短距精确轮径校准方法，可以在较短的校准距离内，获得更高的校准精度。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种双重校准的短距精确轮径校准方法，包括信标读取步骤以及轮径最大值、轮径最小值计算步骤，其中信标读取步骤中，在轮径校准标定距离内速度计持续进行脉冲计数，信标读取步骤中，分别记录信标读取信号的上升沿和下降沿时刻的脉冲计数；轮径最大值、轮径最小值计算结果为：
轮径最大值
Figure GDA0002566756800000021
轮径最小值
Figure GDA0002566756800000022
其中：Ldc表示轮径校准标定距离，Lbs表示列车最大可能的旁瓣，Lbe表示信标安装误差，C11和C21表示列车首次捕获信标一和信标二时速度计的脉冲计数值，C12和C22表示列车离开信标一和信标二读取范围时速度计的脉冲计数值。
优选的，采用欧式应答器时，轮径校准标定距离采用20m；采用美式应答器时，轮径校准标定距离采用50m。
优选的，还包括根据轮径最大值和轮径最小值计算轮径的步骤。
优选的，还包括校准验证的步骤：完成轮径计算步骤后，若两个轮径数值以及差值在允许范围内，则完成校验；否则，判定校准失败。
本发明采用上述技术方案，利用信标读取时，具备上升沿和下降沿的特性，多次计数，利用实际的信标旁瓣宽度去抵消一部分理论信标旁瓣宽度的误差，因此，可以在较短的校准距离内，获得更高的校准精度。
本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1为现有技术中轮径最大值、轮径最小值算法示意图。
图2为本发明中轮径最大值、轮径最小值算法示意图。
具体实施方式
本发明基于现有的设备和技术条件，提出了一种一次轮径校准过程，双重校准的技术方案，可获得更高的校准精度。
参考图2，一种双重校准的短距精确轮径校准方法，包括信标读取步骤，以及轮径最大值、轮径最小值计算步骤。
其中，信标读取步骤中，在轮径校准标定距离内速度计持续脉冲计数，并分别记录读取信标上升沿和下降沿时刻的脉冲计数。
轮径最大值、轮径最小值计算结果为：
轮径最大值
Figure GDA0002566756800000031
轮径最小值
Figure GDA0002566756800000032
其中：Ldc表示轮径校准标定距离，Lbs表示列车最大可能的旁瓣，Lbe表示信标安装误差，C11和C21表示列车首次捕获信标一和信标二时速度计的脉冲计数值(上升沿时刻的脉冲计数)，C12和C22表示列车离开信标一和信标二读取范围时速度计的脉冲计数值(下降沿时刻的脉冲计数)
最大轮径场景：
Figure GDA0002566756800000033
对比原先计算公式
Figure GDA0002566756800000041
分母由(C21-C11-1)变更为(C22-C11-1)增加一个信标读取宽度的脉冲计数值(C22、C21的差值与信标脉冲宽度对应)，因此整体减少一个信标读取宽度误差。
最小轮径场景：
Figure GDA0002566756800000042
对比与原先的公式计算公式
Figure GDA0002566756800000043
分母由(C21-C11+1)变更为(C21-C12+1)，减少一个信标读取宽度的脉冲计数值(C12、C11的差值与信标脉冲宽度对应)，减少一个信标读取宽度误差。
以2cm安装误差(Lbe)，最大旁瓣35cm，一般旁瓣25cm下，
20米校准间距时，精度约为±1.3％，原有算法约为±3.7％。
40米校准间距时，精度约为±0.64％，原有算法约为±1.9％。
因此，改进算法即可获得更高的校准精度。
在本实施例中，轮径校准标定距离可以小于60m，与现有算法需要至少60m的距离相比，具有较短的校准距离。
采用本发明可大大提高轮径校准精度。实际实施可采用保留原校准距离，提高校准精度的方式。也可采用缩短轮径校准距离使用更广泛的站场条件的方式。优选的，采用欧式应答器时，轮径校准标定距离可采用20m，采用美式应答器时，轮径校准标定距离可采用50m，即可提供1％精度的轮径校准结果。
另外，还包括根据轮径最大值和轮径最小值计算轮径的步骤，以及校准验证的步骤：完成轮径最大值和轮径最小值计算步骤后，若此两轮径值或差值在允许范围内，则完成校验；否则，判断校准失败，需再次执行校准。校准验证方法通过重复轮径校准步骤的方法，对轮径校准的结果进行校准，保证了轮径校准的正确性。上述根据轮径最大值和轮径最小值计算轮径的步骤，以及校准验证的步骤可以参考申请人此前申请的“列车轮径的校准方法及校准***”的发明专利。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (4)

1.一种双重校准的短距精确轮径校准方法，包括信标读取步骤以及轮径最大值、轮径最小值计算步骤，其中信标读取步骤中，在轮径校准标定距离内速度计持续进行脉冲计数，其特征在于：信标读取步骤中，分别记录信标读取信号的上升沿和下降沿时刻的脉冲计数；轮径最大值、轮径最小值计算结果为：
轮径最大值
Figure FDA0002566756790000011
轮径最小值
Figure FDA0002566756790000012
其中：Ldc表示轮径校准标定距离，Lbs表示列车读取信标的最大旁瓣，Lbe表示信标安装误差，C11和C21表示列车首次捕获信标一和信标二时速度计的脉冲计数值，C12和C22表示列车离开信标一和信标二读取范围时速度计的脉冲计数值。
2.根据权利要求1所述的一种双重校准的短距精确轮径校准方法，其特征在于：采用欧式应答器时，轮径校准标定距离采用20m；采用美式应答器时，轮径校准标定距离采用50m。
3.根据权利要求1所述的一种双重校准的短距精确轮径校准方法，其特征在于：还包括根据轮径最大值和轮径最小值计算轮径的步骤。
4.根据权利要求3所述的一种双重校准的短距精确轮径校准方法，其特征在于：还包括校准验证的步骤：完成轮径计算步骤后，若两个轮径数值以及差值在允许范围内，则完成校验；否则，判定校准失败。
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