CN113734241A - 磁浮线路冰雪状态的监测方法及*** - Google Patents

磁浮线路冰雪状态的监测方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁浮线路冰雪状态的监测方法及***，该监测方法包括：用两种传感器对磁浮线路的冰雪厚度进行检测，根据两种传感器的检测值确定磁浮线路的冰雪厚度的结论值；其中，第一种传感器的测量精度高于第二种传感器的测量精度，第一种传感器的测量量程小于第二种传感器的测量量程。该监测方法及***能够较为精确地对磁浮线路的冰雪状态进行监测，以实现对磁浮线路的结冰或积雪的提前维护，提高行车安全性和运行效率。

Description

磁浮线路冰雪状态的监测方法及***
技术领域
本发明涉及磁浮线路冰雪监测技术领域，特别是涉及一种磁浮线路冰雪状态的监测方法及***。
背景技术
磁浮列车运行时不与轨道接触，但是在雨雪天气，若是磁浮线路的积雪或结冰达到一定厚度则对磁浮列车的运行产生较大的影响，不仅会导致轨面摩擦系数发生变化，影响列车安全制动能力，且在积雪或结冰厚度超过许可值时，列车在积雪或冰面上的运行等效于撞到障碍物，将影响行车安全性。
因此，有必要磁浮线路的冰雪情况进行监测，以对结冰或积雪的线路提前进行维护。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁浮线路冰雪状态的监测方法及***，该监测方法及***能够较为精确地对磁浮线路的冰雪状态进行监测，以实现对磁浮线路的结冰或积雪的提前维护，提高行车安全性和运行效率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种磁浮线路冰雪状态的监测方法，包括：用两种传感器对磁浮线路的冰雪厚度进行检测，根据两种传感器的检测值确定磁浮线路的冰雪厚度的结论值；其中，第一种传感器的测量精度高于第二种传感器的测量精度，第一种传感器的测量量程小于第二种传感器的测量量程。
如上所述的磁浮线路冰雪状态的监测方法，所述第一种传感器的测量量程的最大值为d1max，所述第一种传感器的检测值为d1；所述第二种传感器的测量精度指标为±de，所述第二种传感器的检测值为d2；
所述结论值的确定方式包括：
若d1≤d1max，且|d2-d1|≤de，则结论值取d1；
若d1＝d1max，且|d2-d1|＞de，则结论值取d2；
若d1＞d1max，则结论值取d2。
如上所述的磁浮线路冰雪状态的监测方法，根据两个检测值还进行如下判断：
若d1≤d1max，且|d2-d1|＞de，则判断传感器的检测不可信，检查传感器是否故障，或者重新对传感器进行标定。
如上所述的磁浮线路冰雪状态的监测方法，在判断d1＞d1max后，还进行如下操作：
人工确认磁浮线路的轨面状况，并检查传感器是否故障。
如上所述的磁浮线路冰雪状态的监测方法，所述第一种传感器还用于检测磁浮线路的轨面状态参数，所述轨面状态参数包括冰雪混合物的成分、湿度、含冰量、轨面水膜高度、轨面温度和轨面摩擦系数中的至少一者。
如上所述的磁浮线路冰雪状态的监测方法，所述第一种传感器采用遥感式冰雪传感器，所述第二种传感器采用激光测距仪。
本发明还提供一种磁浮线路冰雪状态的监测***，包括：
两种传感器，均用于检测磁浮线路的冰雪厚度，其中，第一种传感器的测量精度高于第二种传感器的测量精度，所述第一种传感器的测量量程小于所述第二种传感器的测量量程；
控制模块，用于根据所述传感器的检测信息确定磁浮线路的冰雪厚度的结论值。
如上所述的磁浮线路冰雪状态的监测***，所述控制模块包括采集单元、存储单元和评估单元；
所述采集单元用于采集所述传感器的检测值；
所述存储单元预存有所述第一种传感器测量量程的最大值d1max以及所述第二种传感器的测量精度指标de；
所述评估单元以d1≤d1max，且|d2-d1|≤de为条件，确定所述结论值为d1；所述评估单元以d1＝d1max，且|d2-d1|＞de为条件，确定所述结论值为d2；所述评估单元以d1＞d1max为条件，确定所述结论值为d2；
所述存储单元还用于存储所述评估单元确定的所述结论值。
如上所述的磁浮线路冰雪状态的监测***，所述评估单元还以d1＞d1max为条件，输出需要人工确认磁浮线路轨面状况并检查所述传感器的信号；和/或，
所述评估单元还以d1≤d1max，且|d2-d1|＞de为条件，输出检测不可信并需要检查所述传感器的信号。
如上所述的磁浮线路冰雪状态的监测***，所述存储单元还预存有磁浮线路的冰雪厚度的设定值，所述评估单元以所述结论值超过所述设定值为条件发出报警信号。
如上所述的磁浮线路冰雪状态的监测***，所述第一种传感器还用于检测磁浮线路的轨面状态参数，所述轨面状态参数包括冰雪混合物的成分、湿度、含冰量、轨面水膜高度、轨面温度和轨面摩擦系数中的至少一者；所述存储单元还用于存储所述轨面状态参数。
如上所述的磁浮线路冰雪状态的监测***，所述第一种传感器为遥感式冰雪传感器，所述第二种传感器为激光测距仪。
如上所述的磁浮线路冰雪状态的监测***，所述监测***包括固定支架，所述传感器安装于所述固定支架，所述固定支架固定于磁浮线路的待测位置的旁侧，或者安装在检测车辆上。
本发明提供的磁浮线路冰雪状态的监测方法及***，采用两类传感器对磁浮线路的轨面进行检测，第一种传感器的测量精度相对第二种传感器较高，但测量量程相对第二传感器较小，将第一种传感器和第二传感器对磁浮线路轨面的冰雪厚度的检测值进行分析确定选用的结论值，可综合两种传感器的优点得到相对准确的检测结果，能够及时地实现对磁浮线路的提前维护，提高行车安全性和运行效率。
附图说明
图1为本发明所提供磁浮线路冰雪状态的监测***的一种实施例的结构框图；
图2为本发明所提供监测***的传感器的一种布置方式的结构简示图；
图3为本发明所提供监测***的传感器的另一种布置方式的结构简示图。
附图标记说明：
遥感式冰雪传感器11，激光测距仪12，控制模块20，采集单元21，存储单元22，评估单元23；
固定支架30，检测车辆40，轨面50。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
为便于理解和描述简洁，下文结合磁浮线路冰雪状态的监测方法及***一并说明，有益效果部分不再重复论述。
该实施例中，磁浮线路冰雪状态的监测方法包括：
用两种传感器对磁浮线路的冰雪厚度进行检测，具体来说是磁浮线路的监测点的轨面上的冰雪厚度；其中，第一种传感器的测量精度高于第二种传感器的测量精度，第一种传感器的测量量程小于第二种传感器的测量量程；
根据两种传感器的检测值确定磁浮线路的冰雪厚度的结论值。
请参考图1，图1为本发明所提供磁浮线路冰雪状态的监测***的一种实施例的结构框图。
该实施例中，磁浮线路冰雪状态的监测***包括：
两种传感器，均用于检测磁浮线路的监测点的轨面的冰雪厚度；其中，第一种传感器的测量精度高于第二种传感器的测量精度，第一种传感器的测量量程小于第二种传感器的测量量程；
控制模块20，用于根据传感器的检测信息确定磁浮线路的冰雪厚度的结论值。
磁浮线路上的监测点可根据实际需要来设置，比如说根据历史降雪、积雪深度超过预警值的地区，或者由于大风引起积雪的地区，或者其他情况，监测点的设置通常为多个，间隔距离等均可根据实际需求来设定。
该实施例中，第一种传感器具体采用遥感式冰雪传感器11，第二种传感器选用激光测距仪12。遥感式冰雪传感器11的测量精度较高，但是量程较小，无法满足磁浮列车安全运行的需要，激光测距仪12的量程较大，可达到十数米，但测量精度比遥感式冰雪传感器11的低，采用这两种传感器同时对磁浮线路的冰雪厚度进行测量，再结合两者的特点对两者的检测值进行分析以得到磁浮线路的冰雪厚度的结论值，这样得到的冰雪厚度的精度较高，能够及时可靠地实现对磁浮线路的提前维护，提高行车安全性和运行效率。
为方便说明，定义遥感式冰雪传感器11的测量量程的最大值为d1max，激光测距仪12的测量精度指标为±de；遥感式冰雪传感器11的检测值为d1，激光测距仪12的检测值为d2。
磁浮线路冰雪状态的监测***的控制模块20包括采集单元21、存储单元22和评估单元23，采集单元21用于采集遥感式冰雪传感器11和激光测距仪12的检测值，存储单元22预先存储前述d1max和de，评估单元23可调用存储单元22的存储数据，结合采集单元21采集的检测值来确定冰雪厚度的结论值。
其中，控制模块20与传感器可以通过公共移动网络或者光纤网络通信。
具体的，根据遥感式冰雪传感器11的检测值d1和激光测距仪12的检测值d2确定冰雪厚度的结论值的方式包括：
若d1≤d1max，且|d2-d1|≤de，则冰雪厚度的结论值取d1，即当遥感式冰雪传感器11的检测值d1处于其量程范围内，并且遥感式冰雪传感器11和激光测距仪12的检测值的差值的绝对值不大于激光测距仪12的测量精度指标de时，认为遥感式冰雪传感器11的检测值d1有效，其测量精度高，选取遥感式冰雪传感器11的检测值d1为冰雪厚度的结论值。
若d1＝d1max，且|d2-d1|＞de，则冰雪厚度的结论值取d2，即当遥感式冰雪传感器11的检测值d1为其量程的最大值d1max，并且遥感式冰雪传感器11和激光测距仪12的检测值的差值的绝对值大于激光测距仪12的测量精度指标de时，认为遥感式冰雪传感器11的检测值d1失效，冰雪厚度的真实值可能超出了遥感式冰雪传感器11的测量量程，此时，选取激光测距仪12的检测值d2作为冰雪厚度的结论值。
若d1＞d1max，则冰雪厚度的结论值取d2，即当遥感式冰雪传感器11的检测值d1超出其测量量程时，选取激光测距仪12的检测值d2作为冰雪厚度的结论值。
相应地，控制模块20的评估单元23以d1≤d1max，且|d2-d1|≤de为条件，确定结论值为d1；评估单元23以d1＝d1max，且|d2-d1|＞de为条件，确定结论值为d2；评估单元23以d1＞d1max为条件，确定结论值为d2；存储单元21存储评估单元23确定的结论值，以方便后续进一步的分析和查询等。
具体的方案中，在确定遥感式冰雪传感器11的检测值d1超出其测量量程时，即d1＞d1max时，还人工确认磁浮线路的轨面状况，并检查传感器是否故障，以确保检测的可靠性和准确性。
相应地，评估单元23在判断d1＞d1max时，还输出需要人工确认磁浮线路轨面状况并检查传感器的信号。
具体的方案中，还可能存在d1≤d1max，且|d2-d1|＞de的情况，此时，判断传感器的检测不可信，需要检查传感器是否故障，或者重新对传感器进行标定。
相应地，评估单元23还以d1≤d1max，且|d2-d1|＞de为条件，输出检测不可信并需要检查所述传感器的信号。
具体设置时，监测***可以具有显示单元，评估单元23输出的相关信号可以以显示的方式提醒相关工作人员，当然也可以以声音的方式提醒相关工作人员，或者以声音和显示相结合的方式提醒，在此不做限制。
实际应用中，若检测后确定冰雪厚度的结论值超出设定值时，需要及时对相应位置的磁浮线路进行提前维护，以便影响磁浮列车的行车安全性和可靠性。
相应地，监测***的控制模块20的存储单元21预存有磁浮线路的冰雪厚度的设定值，评估单元23以结论值超出设定值为条件发出报警信号。
该实施例中，第一种传感器选用遥感式冰雪传感器11，还可以检测磁浮线路的轨面状态参数，轨面状态参数包括冰雪混合物的成分、湿度、含冰量、轨面水膜高度、轨面温度和轨面摩擦系数中的至少一者。其中，冰雪混合物的成分包括冰、雪或水等，即冰雪混合物可以是纯冰或者纯雪或者冰和雪的混合物或者冰和水的混合物等等，本文涉及的冰雪是个相对广义的概念，并不单指冰和雪的混合。
相应地，控制模块20的采集单元21可以将遥感式冰雪传感器11检测的轨面状态参数存储起来，以便后续分析研究。
可以理解，监测***的传感器需要设置在磁浮线路的轨道附近，待测的轨面需要在传感器的检测范围内，但是监测***的控制模块20可以在任何位置，只要能够实现与传感器的通信，能够采集传感器的检测数据即可。
具体设置时，监测***的传感器具体有两种布置方式。第一种布置方式如图2所示，将遥感式冰雪传感器11和激光测距仪12均安装在固定支架30上，固定支架30固定在磁浮线路的待测位置的旁侧，当然，遥感式冰雪传感器11和激光测距仪12的检测范围覆盖待测位置的轨面50，该种布置方式为定点监测的方式，即监测位置固定；第二种布置方式如图3所示，同样将遥感式冰雪传感器11和激光测距仪12均安装在固定支架30上，将固定支架30安装在检测车辆40(比如综合检测车或工程车辆)上，在检测车辆40移动过程中实现对轨面50的检测，当然，遥感式冰雪传感器11和激光测距仪12安装在检测车辆40后，其检测范围能够覆盖轨面50，以确保检测结果。
以上对本发明所提供的一种磁浮线路冰雪状态的监测方法及***均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1.磁浮线路冰雪状态的监测方法，其特征在于，包括：用两种传感器对磁浮线路的冰雪厚度进行检测，根据两种传感器的检测值确定磁浮线路的冰雪厚度的结论值；其中，第一种传感器的测量精度高于第二种传感器的测量精度，第一种传感器的测量量程小于第二种传感器的测量量程。
2.根据权利要求1所述的磁浮线路冰雪状态的监测方法，其特征在于，所述第一种传感器的测量量程的最大值为d1max，所述第一种传感器的检测值为d1；所述第二种传感器的测量精度指标为±de，所述第二种传感器的检测值为d2；
所述结论值的确定方式包括：
若d1≤d1max，且|d2-d1|≤de，则结论值取d1；
若d1＝d1max，且|d2-d1|＞de，则结论值取d2；
若d1＞d1max，则结论值取d2。
3.根据权利要求2所述的磁浮线路冰雪状态的监测方法，其特征在于，根据两个检测值还进行如下判断：
若d1≤d1max，且|d2-d1|＞de，则判断传感器的检测不可信，检查传感器是否故障，或者重新对传感器进行标定。
4.根据权利要求2所述的磁浮线路冰雪状态的监测方法，其特征在于，在判断d1＞d1max后，还进行如下操作：
人工确认磁浮线路的轨面状况，并检查传感器是否故障。
5.根据权利要求1-4任一项所述的磁浮线路冰雪状态的监测方法，其特征在于，所述第一种传感器还用于检测磁浮线路的轨面状态参数，所述轨面状态参数包括冰雪混合物的成分、湿度、含冰量、轨面水膜高度、轨面温度和轨面摩擦系数中的至少一者。
6.根据权利要求5所述的磁浮线路冰雪状态的监测方法，其特征在于，所述第一种传感器采用遥感式冰雪传感器，所述第二种传感器采用激光测距仪。
7.磁浮线路冰雪状态的监测***，其特征在于，包括：
两种传感器，均用于检测磁浮线路的冰雪厚度，其中，第一种传感器的测量精度高于第二种传感器的测量精度，所述第一种传感器的测量量程小于所述第二种传感器的测量量程；
控制模块，用于根据所述传感器的检测信息确定磁浮线路的冰雪厚度的结论值。
8.根据权利要求7所述的磁浮线路冰雪状态的监测***，其特征在于，所述控制模块包括采集单元、存储单元和评估单元；
所述采集单元用于采集所述传感器的检测值；
所述存储单元预存有所述第一种传感器测量量程的最大值d1max以及所述第二种传感器的测量精度指标de；
所述评估单元以d1≤d1max，且|d2-d1|≤de为条件，确定所述结论值为d1；所述评估单元以d1＝d1max，且|d2-d1|＞de为条件，确定所述结论值为d2；所述评估单元以d1＞d1max为条件，确定所述结论值为d2；
所述存储单元还用于存储所述评估单元确定的所述结论值。
9.根据权利要求8所述的磁浮线路冰雪状态的监测***，其特征在于，所述评估单元还以d1＞d1max为条件，输出需要人工确认磁浮线路轨面状况并检查所述传感器的信号；和/或，
所述评估单元还以d1≤d1max，且|d2-d1|＞de为条件，输出检测不可信并需要检查所述传感器的信号。
10.根据权利要求8所述的磁浮线路冰雪状态的监测***，其特征在于，所述存储单元还预存有磁浮线路的冰雪厚度的设定值，所述评估单元以所述结论值超过所述设定值为条件发出报警信号。
11.根据权利要求7-10任一项所述的磁浮线路冰雪状态的监测***，其特征在于，所述第一种传感器还用于检测磁浮线路的轨面状态参数，所述轨面状态参数包括冰雪混合物的成分、湿度、含冰量、轨面水膜高度、轨面温度和轨面摩擦系数中的至少一者；所述存储单元还用于存储所述轨面状态参数。
12.根据权利要求11所述的磁浮线路冰雪状态的监测***，其特征在于，所述第一种传感器为遥感式冰雪传感器，所述第二种传感器为激光测距仪。
13.根据权利要求7-10任一项所述的磁浮线路冰雪状态的监测***，其特征在于，所述监测***包括固定支架，所述传感器安装于所述固定支架，所述固定支架固定于磁浮线路的待测位置的旁侧，或者安装在检测车辆上。
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