CN208646878U - 一种铁路列车运行状态检测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种铁路列车运行状态检测***，检测***包括测量装置和计算装置，所述测量装置包括：设置在检测区域两端的两个剪力传感器；设置在两个剪力传感器内侧的两组红外对射传感器；设置在两组红外对射传感器之间的无源传感器组和有源传感器组，所述计算装置根据所述测量装置测量到的信号计算出列车的运行状态。该检测***通过多种传感器综合检测并结合新的检测方法，提高了低速及停车环境下列车运动状态检测的准确性及可靠性。

Description

一种铁路列车运行状态检测***

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种铁路列车运行状态检测***。

背景技术

不断轨轨道衡、超偏载仪及货运装载状态高清视频检测等***在铁路货运装载安全自动检测监控中发挥了重要作用，列车运动状态检测模块是上述设备***中工作状态开启关闭和参与判量的重要组成。当前设备运用规范中要求通过检测设备的车速应达到5km/h以上，此时设备检测精度能够满足现场应用要求。

近年来随着货运检测设备投入力度的加大，有部分设备安装在到发线、调车线等位置，这些位置存在频繁来回作业调车、制动停车、低速启动等使用工况，既有列车运动检测模块采用的是无源接近开关的方式，在低速和停车工况下工作状态不良导致设备的检测准确性受影响较大，例如在在列车停车情况下无法触发信号，当列车停车时无法检测；列车速度较慢情况下信号不稳定，容易造成列车轴距计算错误。另外，列车进入测区的信号和用以计算车速、轴距的信号都是采用的同一种传感器信号，没有冗余，容易受干扰，列车进入测区内停车再启动会容易导致***软件发生误判或退出。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的之一在于提供一种铁路列车运行状态检测***，该检测***通过多种传感器综合检测并结合新的检测方法，提高了低速及停车环境下列车运动状态检测的准确性及可靠性

为达到上述目的，一方面，本实用新型采用如下技术方案：

一种铁路列车运行状态检测装置***，包括测量装置和计算装置，其特征在于，

所述测量装置包括：

设置在检测区域两端的两个剪力传感器；

设置在两个剪力传感器内侧的两组红外对射传感器；

设置在两组红外对射传感器之间的无源传感器组和有源传感器组，无源传感器组包括间隔一定距离设置在其中一条铁轨上的至少两个无源传感器，有源传感器组包括间隔一定距离设置在另外一条铁轨上的至少两个有源传感器，所述无源传感器和两个所述有源传感器位置相对；

所述计算装置根据所述测量装置测量到的信号计算出列车的运行状态。

所述计算装置包括运动速度判别模块、运动方向判别模块、停倒车判别模块和/或轴距判别模块，所述运动速度判别模块、运动方向判别模块、停倒车判别模块和轴距判别模块分别根据测量装置测量的信号计算出列车的运动速度、运动方向、停倒车状态和轴距。

每组红外对射传感器安装在剪力传感器内侧40-60mm处。

所述至少两个无源传感器包括两个无源传感器，两个无源传感器之间的距离为260-280mm；和/或，

所述至少两个有源传感器包括两个有源传感器，两个有源传感器之间的距离也为260-280mm。

每组红外对射传感器包括两个对向设置在铁轨上的红外传感器。

本实用新型具有如下的技术效果：

1)采用剪力传感器作为列车接近、进入测区的传感器，剪力传感器的原理为根据钢轨的形变产生信号变化，有效的提升了列车全速度段下测试的有效性；

2)采用有源接近开关、无源接近开关两套传感器***同时在线测量的方式，有源接近开关对低速运动的列车更有效，无源接近开关对高速运行的列车更有效，能够根据车速自动选择合适的信息进行轴距、车速判断；

3)将剪力传感器、红外传感器综合排布，根据列车对铁轨的作用力分析和对红外传感器的信号遮挡情况分析判断列车的停车、倒车等非正常通过情况。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本实用新型所述检测***的测量装置结构示意图；

图2为列车经过剪力传感器时剪力传感器的波形图；

图3为列车在检测区域停车状态一示意图；

图4为列车在检测区域停车状态二示意图；

图5为列车在检测区域停车状态三示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请提供了一种铁路列车运行状态检测***。

一种铁路列车运行状态检测***，其包括测量装置和计算装置，如图1所示，两条沿着水平方向延伸的平行线代表两条铁轨，测量装置就设置在两条铁轨上，测量装置包括：

间隔一端距离设置的两个剪力传感器：剪力传感器A和剪力传感器B，剪力传感器A和剪力传感器B之间的铁轨区域作为检测区域；剪力传感器A和剪力传感器B设置在两条铁轨中的任一条均可；

设置在两个剪力传感器内侧的两组红外对射传感器，第一组红外对射传感器E设置在剪力传感器A内侧，包括在两条铁轨上对向设置的红外传感器E-1和红外传感器E-2，第二组红外对射传感器F设置在剪力传感器B内侧，包括在两条铁轨上对向设置的红外传感器F-1和红外传感器F-2。作为优选，第一组红外对射传感器E距离剪力传感器A的距离为40-60mm，优选为50mm，第二组红外对射传感器距离剪力传感器B的距离也为40-60mm，优选为50mm。

两组红外对射传感器之间的铁轨上设置有无源传感器组和有源传感器组，无源传感器组包括间隔一定距离设置在其中一条铁轨上的至少两个无源传感器，有源传感器组包括间隔一定距离设置在另外一条铁轨上的至少两个有源传感器，所述无源传感器和所述有源传感器位置相对；在本实施方式中，无源传感器组优选为两个无源接近开关：1#无源接近开关和2#无源接近开关；有源传感器组优选为两个有源接近开关：1#有源接近开关和2#有源接近开关，1#无源接近开关和2#无源接近开关均设置在两条铁轨中的其中一条上，1#有源接近开关和2#有源接近开关均设置在两条铁轨中的另外一条上，其中1#无源接近开关和1#有源接近开关位置相对，2#无源接近开关和2#有源接近开关位置相对.作为优选，1#有源接近开关和2#有源接近开关之间的距离为260-280mm，例如为270mm，1#无源接近开关和2#无源接近开关之间的距离也为260-280mm，例如为270mm。

所述计算装置根据所述测量装置测量到的信号计算出列车的运行状态。所述计算装置包括运动速度判别模块、运动方向判别模块、停倒车判别模块和/或轴距判别模块，所述运动速度判别模块、运动方向判别模块、停倒车判别模块和轴距判别模块分别根据测量装置测量的信号计算出列车的运动速度、运动方向、停倒车状态和轴距。作为优选，计算装置可以为工控机，工控机通过测量装置检测的信号对列车运行状态进行检测。

利用上述铁路列车运行状态检测***进行列车运行状态检测的具体方法如下：

(一)列车运行方向检测

剪力传感器信号作为车辆通过开启、结束信号，剪力传感器为测力传感器，当列车接近测区时会使铁轨发生形变，随着列车由远及近信号从负电平转变为正电平，可以根据电平的数值判读列车距离测区的距离，当列车车轮压在剪力传感器正上方时信号电平为零，如图2所示。读取剪力传感器信号，根据信号电平值的变化判断列车的前进方向，当列车经过剪力传感器时，剪力传感器信号由负值变为正值，根据传感器数据的跃变位置和顺序可以判断列车的上下行方向，具体的，如果剪力传感器A的信号值先发生由负值到正值的跃变，随后剪力传感器B的信号值发生由负值到正值的变化，则列车运行的方向为从剪力传感器A向剪力传感器B方向运行；反之，剪力传感器B的信号值先于剪力传感器A的信号值发生由负值到正值的跃变，则列车运行的方向为由剪力传感器B向剪力传感器A方向运行。

(二)列车运行速度检测

(1)首先进行初始速度测量：

列车通过两组红外对射传感器的时间分别为t1、t2，两组红外对射传感器的距离为L，则车辆通过测试区间的初始速度v1＝L/abs(t1-t2)；

在车辆通过测试区间时，由于测试区间较短，其运动速度变化不会发生较大变化。v1为车辆通过的初始速度，用于决定启动无源还是有源传感器进行准确的速度判别。

(2)在测试初始速度的基础上进行准确速度测量：

当0<v1<＝5km/h时列车为低速状态，列车运行不能很好的触发无源传感器，需要采用更为灵敏准确的有源传感器信号，即在低速状态下列车接近传感器时触发有源传感器工作，列车通过同一侧铁轨上的两个有源传感器的时间分别为t3、t4，两个有源传感器之间的距离为L2，则此时的列车准确速度为v2＝L2/abs(t3-t4)；

当v1>5km/h时列车为高速状态，此速度足以触发无源传感器，有源传感器反倒因为车速加快可能受到干扰，因此采用无源传感器信号。当列车接近传感器时触发无源传感器工作，列车通过同一侧铁轨上的两个无源传感器的时间分别为t5、t6，两个有源传感器之间的距离为L2，则此时的列车准确速度为v3＝L2/abs(t3-t4)。

(三)列车轴距检测

在上述列车运行速度检测的基础上可进行列车轴距检测，具体方法如下：

当初始车速0<v1<5km/h时采用有源传感器的信号量；列车第一根轴、第二根轴通过两个有源传感器中的一个的时间分别为t7、t8，列车第一根轴、第二根轴通过两个有源传感器中的另外一个的时间分别为t9、t10，则列车两轴之间的轴距为[v2*abs(t7-t8)+v2*abs(t9-t10)]/2；

当初始车速v1>＝5km/h时采用无源传感器的信号量：列车第一根轴、第二根轴通过两个无源传感器中的一个的时间分别为t7、t8，列车第一根轴、第二根轴通过两个无源传感器中的另外一个的时间分别为t9、t10，则列车两轴之间的轴距为[v3*abs(t7-t8)+v3*abs(t9-t10)]/2。

列车经过检测区间后形成轴距表，与国家规定的各车型轴距比对后得到获得列车型号。

(四)倒车停车状态检测

1)如图3所示，列车经过第一组红外对射传感器E，未经过第二组红外传感器F，且未到达有源/无源传感器判别区域，此时，第一组红外对射传感器E持续发出信号，第二组红外对射传感器F无信号输出，这时判断该车为停车状态。

当列车在此状态在此启动时，默认为低速状态，采用有源传感器进行速度判断。

2)如图4所示，列车经过第一组红外对射传感器E和第二组红外传感器F，车辆完全停在整个测试区间，这时候第一组红外对射传感器E和第二组红外传感器F持续发出信号，超过一端时间后，判断该车为停车状态。

此时，有一部分列车在停车前通过有源/无源传感器检测区域，另一部分列车在启动后继续通过有源/无源传感器检测区域。此时由于两组红外对射传感器持续有效，实际上其已经失效。只有当第二组红外对射传感器F无信号发出时，这时候判断车辆完全通过第二组红外对射传感器F，此时默认列车为低速状态，采用有源传感器综合列车启停前的数据进行速度判断。

3)如图5所示，列车末端经过第一组红外对射传感器E但未经过第二组红外对射传感器F，此时第一组红外对射传感器E无信号输出，第二组红外对射传感器F持续信号输出，则判断该车位停车状态。当第二组红外对射传感器无信号遮挡时，即第二组红外对射传感器F无信号输出时，列车通过了检测区域。在停车前，全部数据都通过了有源/无源传感器的检测区域，此时可综合有源传感器的数据判断列车的速度。

当车辆在测试区间内倒车、反复调车时红外传感器持续被遮挡，此时应综合剪力传感器的波形变化来判断，此时剪力传感器的波形不呈现有规律的负正电平变化。倒车状态的检测方法为：当判断列车停车后，继续读取剪力传感器信号，当列车经过剪力传感器时，剪力传感器的信号由负值跃变为正值或者由正值跃变为负值，根据信号跃变的时间差及车速计算出通过剪力传感器的车轴轴距，若正向通过的车轴轴距和反向通过的车轴轴距相同，则判断列车处于倒车状态在另外一个优选实施例中，判断是否为倒车的方法如下，列车正常行进时机车头在前，车体在后。机车车头为6个车轴，车体为4个车轴。当剪力传感器进行信号量的跃变时，即一个车轴经过了剪力传感器，两个车轴经过剪力传感器，剪力传感器发生两次跃变，根据信号量跃变的时间差及车速计算出通过剪力传感器的车轴轴距，与国家规定的各车型轴距比对后得到获得列车型号，并与前一列经过的列车进行比对，如果列车车体型号存在3节及以上顺序相同则判定为前一列车经过后又进行倒车。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种铁路列车运行状态检测***，包括测量装置和计算装置，其特征在于，

所述测量装置包括：

设置在检测区域两端的两个剪力传感器；

设置在两个剪力传感器内侧的两组红外对射传感器；

设置在两组红外对射传感器之间的无源传感器组和有源传感器组，无源传感器组包括间隔一定距离设置在其中一条铁轨上的至少两个无源传感器，有源传感器组包括间隔一定距离设置在另外一条铁轨上的至少两个有源传感器，所述无源传感器和所述有源传感器位置相对；

所述计算装置根据所述测量装置测量到的信号计算出列车的运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种铁路列车运行状态检测***，其特征在于，所述计算装置包括运动速度判别模块、运动方向判别模块、停倒车判别模块和/或轴距判别模块，所述运动速度判别模块、运动方向判别模块、停倒车判别模块和轴距判别模块分别根据测量装置测量的信号计算出列车的运动速度、运动方向、停倒车状态和轴距。

3.根据权利要求1或2所述的一种铁路列车运行状态检测***，其特征在于，每组红外对射传感器安装在剪力传感器内侧40-60mm处。

4.根据权利要求1或2所述的一种铁路列车运行状态检测***，其特征在于，所述至少两个无源传感器包括两个无源传感器，两个无源传感器之间的距离为260-280mm；和/或，

所述至少两个有源传感器包括两个有源传感器，两个有源传感器之间的距离也为260-280mm。

5.根据权利要求1或2所述的一种铁路列车运行状态检测***，其特征在于，每组红外对射传感器包括两个对向设置在铁轨上的红外传感器。