[發明專利]用于鐵路車輛的行駛速度補償裝置及其方法

有效

• 申請號: 201310206761.8
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN103454442A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 鄭鍾哲;趙鏞紀
• 申請（專利權）人: LS產電株式會社
• 主分類號: G01P3/00
• 分類號: G01P3/00
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;徐愛萍

技術領域

本公開涉及一種用于鐵路車輛的行駛速度補償裝置及其方法，并且更具體地涉及用于在鐵路車輛的車輪和軌道之間產生滑動期間補償鐵路車輛的行駛速度的裝置及其方法。

背景技術

通常，鐵路車輛的車輪和軌道全部由鋼材料制成，并且在鐵路車輛的制動期間由于在車輪和軌道之間的較小的粘附系數而易于產生滑動（或跳躍）現象。在制動力大于在鐵路車輛的車輪和軌道之間的粘附系數的情況下，在由于車輪的鎖止狀態而使車輪不轉動而是滑動的位置處，產生滑動現象。因此，在產生滑動的情況下，鐵路車輛的制動距離被延長以致由于車輪和軌道之間的摩擦而磨損車輪。

通常，通過將安裝在鐵路車輛的輪軸上的四個速度傳感器的值與安裝在相鄰的鐵路車輛上的四個速度傳感器的值相比較來檢測車輪滑動。也就是說，在鐵路車輛的輪軸轉動時，通過使用由傳感器檢測的脈沖信號來計算車輪的轉動速度和鐵路車輛的行駛速度，通過使用由制動缸測量的氣壓數據來計算制動力，并且通過對制動氣壓的測量來測量滑動。

然而，上述方法存在缺陷，即：由于使用四個速度傳感器，所以在四個鐵路車輛的輪軸同時產生滑動的情況下，由于四個速度傳感器檢測的信號不存在差異而使滑動現象不能被檢測到。

通常，通過使用安裝在輪軸上的轉數計的計數來計算鐵路車輛的速度。存在兩種計算鐵路車輛的速度的方法。也就是說，一種方法是使用安裝在鐵路車輛的輪軸上的轉數計的信息，而另一種是通過對加速度計測量到的加速度信息積分來獲得鐵路車輛的行駛速度。

使用安裝在鐵路車輛的輪軸上的轉數計的信息的方法被配置為使得在連接到鐵路車輛的輪軸的車輪轉動時，轉數計對車輪的轉數進行統計，從統計出的信息獲得角速度，并且通過將角速度與車輪半徑相乘來計算鐵路車輛的速度。

然而，出現的問題在于：因為車輪由于車輪的鎖止狀態而滑動，所以在車輪上有滑動產生的情況下，不能夠使用車輪的角速度來計算鐵路車輛的速度。也就是說，在產生滑動的情況下，車輪不轉動以致造成計算出鐵路車輛的行駛速度為零（0），進而，這樣會使在鐵路車輛的速度的計算中產生大誤差。

通過對加速度計測量出的加速度信息積分來獲得鐵路車輛的行駛速度的方法的缺陷在于：在鐵路車輛的速度的計算期間，在測量期間來自傳感器的噪聲也被積分，導致準確性變差。

發明內容

本公開的示例性方案是為了至少基本上解決上面的問題和/或缺陷并且是為了至少提供下面提到的優勢。因此，本公開針對的是提供一種用于鐵路車輛的行駛速度補償裝置以及一種使用該裝置的用于鐵路車輛的行駛速度補償方法，所述行駛速度補償裝置被配置為通過檢測鐵路車輛的車輪上有滑動產生并且通過補償在滑動中產生的鐵路車輛的行駛速度來計算鐵路車輛的準確的行駛速度。

本公開還針對的是提供一種用于鐵路車輛的行駛速度補償裝置以及一種使用該裝置的用于鐵路車輛的行駛速度補償方法，所述行駛速度補償裝置被配置為使用鐵路車輛的補償后的行駛速度來計算鐵路車輛的行駛距離。

本公開要解決的技術問題不限于上述描述，并且本領域的技術人員將從下面的描述中清楚地理解到目前為止未被提到的任何其他技術問題。

在本發明的一個總的方案中，提供了一種用于鐵路車輛的行駛速度補償裝置，所述裝置包括：速度測量單元，其測量鐵路車輛的行駛速度；速度估算單元，其使用從至少一個傳感器接收到的鐵路車輛的行駛信息和軌道信息來估算行駛速度；檢測單元，其通過使用速度測量單元測量出的鐵路車輛的行駛速度和所述速度估算單元估算出的行駛速度來判定鐵路車輛的車輪是否滑動來生成車輪滑動信息；以及選擇單元，其使用檢測單元生成的車輪滑動信息來選擇速度測量單元測量出的行駛速度和速度估算單元估算出的行駛速度中的任一個作為行駛速度。

優選地，而非必須地，速度估算單元可以包括：模型生成單元，其使用行駛信息和軌道信息來生成鐵路車輛的動態模型；以及非線性觀測單元，其使用生成的動態模型來非線性地觀測鐵路車輛的行駛速度。

優選地，而非必須地，鐵路車輛的行駛信息可以包括下列信息中的至少一個：鐵路車輛的加速度信息和制動力信息。

優選地，而非必須地，軌道信息可以包括下列信息中的至少一個：軌道坡度信息和軌道曲度信息。

優選地，而非必須地，速度測量單元可以使用從轉數計接收到的脈沖來測量車輪的轉數，使用測量出的轉數來獲得車輪的角速度，以及通過將角速度與鐵路車輛的車輪半徑相乘來測量鐵路車輛的行駛速度。

優選地，而非必須地，通過下列等式可以獲得由模型生成單元生成的鐵路車輛的動態模型：