[發(fā)明專利]一種基于故障隔離與恢復算法的機車速度計算方法

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• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105426679A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 劉可安;高首聰;張征方;胡云卿;吳業(yè)慶;何良;朱迎谷;徐紹龍
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清

本發(fā)明公開了一種基于故障隔離與恢復算法的機車速度計算方法，包括如下步驟：S1.獲取車輪的速度、車輪的故障參數、車輪的可信參數和機車的工況狀態(tài)；S2.通過車輪的故障參數判斷正常車輪的數目是否大于預設的車輪個數門檻值，大于則跳轉到步驟S4，否則跳轉到步驟S3；S3.根據機車的工況狀態(tài)以最大最小值方法計算機車的速度，跳轉到步驟S5；S4.通過極大似然比算法計算機車的速度，跳轉到步驟S5；S5.重新判定車輪的故障參數，進行故障隔離或恢復。本發(fā)明無需要加裝設備，節(jié)約了成本，通過極大似然比算法進一步對正常車輪速度進行可信度分析，以可信車輪來計算機車速度，進一步提高了機車速度計算的準確性。

技術領域

本發(fā)明涉及機車控制領域，尤其涉及一種基于故障隔離與恢復算法的機車速度計算方法。

背景技術

隨著軌道交通運輸的飛速發(fā)展，特別是軌道貨運領域對高速重載的要求越來越高，相應的對車輛速度的要求隨之提高。準確的車輛速度可以應用到牽引控制、故障診斷和隔離，安全保護控制和顯示系統等領域。

目前軌道交通系統中，目前計算軌道交通車輛速的方法處在以下幾種：

1、利用動力軸速度傳感器速度簡單的取綜合速度，在各個動力軸設置速度傳感器，采集各個軸的速度信號，對采集的幾個速度信號進行處理，通過取平均值或者最大值(最小值)做綜合速度，作為軌道交通車輛速度的基準速度，如圖1所示。但該方法由于角速度傳感器本身的誤差、由于存在空轉或滑行現象造成信號不準確等原因造成機車速度不準確。

2、利用雷達計算機車的速度，在軌道交通車輛上安裝雷達裝置，雷達發(fā)出微波遇到阻擋后微波折返，即回波，對回波進行傅里葉變換可以得到回波頻譜，確定該頻譜重心對應頻率，通過公式計算得到軌道交通車輛運行速度。但該方法存在需要額外加裝雷達裝置，增加成本，同時，在速度較低的情況下，會因信號不準確而影響機車速度的測算。

3、利用GPS衛(wèi)星定位系統計算機車的速度，需要在機車上安裝GPS系統，通過GPS定位確定位置信息，再進一步的通過位置信息和時間確定軌道交通車輛速度。但該方法需要額外加裝GPS設備，且會因GPS信號的不穩(wěn)定，或者是GPS信號的盲區(qū)造成機車速度不準確。

4、利用慣性導航設備計算機車的速度，通過慣性導航設備獲取機車的加速度信號，再通過積分的方式獲取機車的速度，但該方法也需要額外加裝設備，同時會因積分累積誤差而產生機車速度誤差。

因此，在不增加成本的基礎上，利用列車現有的設備，研究出一種可有效排除各種誤差的干擾，能夠準確反映機車真實速度的計算方法，具有重要的現實意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一種無需加裝設備，僅在現有設備的基礎上，能夠有效排除因電磁環(huán)境、震動、傳感器故障、以及車輪空轉或滑行對車輛速度計算產生的干擾，低成本，高精度的基于故障隔離與恢復算法的機車速度計算方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為：一種基于故障隔離與恢復算法的機車速度計算方法，包括如下步驟：

S1.獲取車輪的速度、車輪的故障參數、車輪的可信參數和機車的工況狀態(tài)；

S2.通過車輪的故障參數判斷正常車輪的數目是否大于預設的車輪個數門檻值，大于則跳轉到步驟S4，否則跳轉到步驟S3；

S3.根據機車的工況狀態(tài)以最大最小值方法計算機車的速度，跳轉到步驟S5；

S4.通過極大似然比算法計算機車的速度，跳轉到步驟S5；

S5.重新判定車輪的故障參數，進行故障隔離或恢復。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟S1中車輪的速度通過如式(1)所示的公式計算，