[發(fā)明專利]列車防風(fēng)安全監(jiān)測(cè)、控制方法及其裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710050160.7
• 申請(qǐng)日: 2007-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN101126817A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田光榮;張衛(wèi)華;崔濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01W1/02
• 分類號(hào): G01W1/02
• 代理公司: 成都博通專利事務(wù)所
• 代理人: 陳樹明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于列車防風(fēng)安全監(jiān)測(cè)及控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，隨著鐵路跨越式發(fā)展，我國(guó)高速鐵路、客運(yùn)專線等的建設(shè)速度大大加快。對(duì)于鐵路運(yùn)輸而言，行車安全是第一位的。高速列車運(yùn)營(yíng)的安全性，是我國(guó)乃及全世界鐵路部門都予以重視的問題。隨著列車行駛速度的提高，列車的空氣動(dòng)力學(xué)問題變得更加突出和重要。高速列車運(yùn)行時(shí)，由于升浮力的產(chǎn)生，使得風(fēng)載對(duì)列車的影響隨著列車速度的增加而顯得越來越明顯，特別是側(cè)向風(fēng)載，它會(huì)嚴(yán)重影響列車運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和舒適性。1997年以前，我國(guó)各鐵路分局對(duì)于大風(fēng)的監(jiān)測(cè)主要依靠車站人工感覺，憑借經(jīng)驗(yàn)上報(bào)風(fēng)力，測(cè)報(bào)準(zhǔn)確率十分低。后來，隨著科技的發(fā)展，各個(gè)分局也配備了EL型固定式測(cè)風(fēng)儀和DEM型輕便測(cè)風(fēng)儀，盡管這樣一來測(cè)報(bào)的準(zhǔn)確率有所提高，但是受科技水平限制，儀器的損壞率及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性等問題依然較為嚴(yán)重。風(fēng)載可以使得行駛中的列車產(chǎn)生共振，引起乘客的不適，導(dǎo)致車輛結(jié)構(gòu)的疲勞破壞。當(dāng)風(fēng)載達(dá)到一定程度時(shí)，可能會(huì)使列車橫擺超限、脫軌，甚至出現(xiàn)翻車和人員傷亡事故。對(duì)于某些特定的列車行駛環(huán)境，比如橋梁、山區(qū)風(fēng)口地段、路堤等，由于列車的流場(chǎng)明顯改變，導(dǎo)致氣動(dòng)力顯著改變，脫軌等事故發(fā)生的可能性就更高。由于對(duì)風(fēng)載的測(cè)報(bào)不夠準(zhǔn)確、防風(fēng)監(jiān)測(cè)以及控制系統(tǒng)不夠完善等原因造成的重大傷亡事故都說明一個(gè)問題：建立一套準(zhǔn)確、及時(shí)、可靠的列車防風(fēng)安全監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)，對(duì)于避免此類事故的再生以及提高鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩浴⒖煽啃院头€(wěn)定性等方面是至關(guān)重要的。國(guó)際上現(xiàn)有的列車防風(fēng)安全監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)主要分為兩種模式：一種是德國(guó)鐵路所采用的Nowcasting系統(tǒng)，1998年德國(guó)鐵路(DeutscheBahn)開發(fā)出了一套智能短期風(fēng)報(bào)警系統(tǒng)(Nowcasting)，其重要功能是通過對(duì)鐵路沿線上強(qiáng)側(cè)風(fēng)的預(yù)測(cè)，來確定受到側(cè)風(fēng)影響的列車的最大允許速度，并且控制列車在該速度下運(yùn)行以確保安全。在列車運(yùn)行時(shí)，沿著線路布置的測(cè)風(fēng)點(diǎn)不斷將最新監(jiān)測(cè)到的風(fēng)信號(hào)傳送給系統(tǒng)，然后通過預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)列車運(yùn)行前方的風(fēng)向以及風(fēng)速，并根據(jù)預(yù)測(cè)的情況、車型和線路情況來確定列車的最高運(yùn)行速度。最后，通過列車控制系統(tǒng)控制列車的運(yùn)行速度。這種模式的缺點(diǎn)是局限性較大，只能進(jìn)行短期風(fēng)載的預(yù)測(cè)，而且其預(yù)測(cè)是純粹基于在線路上布置的風(fēng)測(cè)點(diǎn)所收集和測(cè)量到的數(shù)據(jù)，再者，此系統(tǒng)在列車處于臨界瞬態(tài)速度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生短時(shí)期內(nèi)頻繁波動(dòng)的現(xiàn)象，影響行車安全性，靈活性也不夠理想，而且沿線布置測(cè)風(fēng)點(diǎn)會(huì)大大增加投入，維護(hù)難度也較大，在某些環(huán)境下布置合適的測(cè)風(fēng)點(diǎn)有一定的難度；另外一種是日本鐵路在2000年開發(fā)的WINDAS強(qiáng)風(fēng)預(yù)警系統(tǒng)，其目的是在保證安全的前提下提高鐵路運(yùn)輸?shù)男省４朔N系統(tǒng)的工作原理為：首先預(yù)測(cè)沿線大風(fēng)情況，分析計(jì)算列車所能夠達(dá)到的臨界運(yùn)行速度，如果瞬態(tài)實(shí)際運(yùn)行速度超過了此臨界速度，那么就在說預(yù)測(cè)的時(shí)間點(diǎn)(或者時(shí)間段)之前進(jìn)行風(fēng)管制(即防風(fēng)操作過程)，使得列車在處于預(yù)測(cè)點(diǎn)的時(shí)候其瞬態(tài)運(yùn)行速度低于分析計(jì)算得到的臨界運(yùn)行速度，列車就相應(yīng)處于一種安全的狀態(tài)。此種預(yù)警系統(tǒng)對(duì)風(fēng)載的監(jiān)測(cè)是由布局在全國(guó)各地(重點(diǎn)是日本暴風(fēng)雨天氣較多的中西部地區(qū))的測(cè)站來完成。這種模式的缺點(diǎn)是在速度、效率和安全性三者之間難以做到較高的平衡，在追求速度和效率的同時(shí)會(huì)喪失安全性保證，反之，追求安全有效就回喪失效率。而且由于自然環(huán)境的瞬息萬變，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)處于一種不斷更迭的狀態(tài)之中，長(zhǎng)期下去會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命。最后，本系統(tǒng)與德國(guó)的Nowcasting系統(tǒng)一樣，都存在測(cè)風(fēng)點(diǎn)布置的困難以及整個(gè)系統(tǒng)成本的提高。因?yàn)樵谡麄€(gè)鐵路沿線或者固定的位置布置測(cè)風(fēng)點(diǎn)，對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)幅員遼闊的國(guó)家而言，可行性不夠高，所以需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的，就是提供一種列車防風(fēng)安全監(jiān)測(cè)、控制方法，使用該方法的構(gòu)造成本低，檢修維護(hù)方便，對(duì)列車所在位置的風(fēng)壓、風(fēng)向檢測(cè)準(zhǔn)確，可以有效地對(duì)行駛中的列車的風(fēng)載進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，并自動(dòng)控制列車運(yùn)行速度，保證列車的安全高速運(yùn)行。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是，一種列車防風(fēng)安全監(jiān)測(cè)、控制方法，其步驟是：

A、由列車上安裝的全球衛(wèi)星定位儀檢測(cè)出列車在線路上運(yùn)行的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)，并將該位置數(shù)據(jù)輸送給總控計(jì)算機(jī)；

由車體上安裝的至少一套測(cè)風(fēng)儀檢測(cè)出列車所在當(dāng)前位置的風(fēng)壓、風(fēng)向，并將該風(fēng)壓、風(fēng)向數(shù)據(jù)輸送給總控計(jì)算機(jī)；