[發明專利]一種智能鐵鞋溜逸位移與報警檢測裝置與方法

有效

• 申請號: 201610046686.7
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105711621B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 陳夕松;繆銳;方鑫;王凱;朱文龍;金玉書;陳國平;祁大偉
• 申請（專利權）人: 南京富島信息工程有限公司
• 主分類號: B61L23/00
• 分類號: B61L23/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 夏平,劉暢

技術領域

本發明涉及鐵路列車防溜領域，具體涉及一種智能鐵鞋溜逸位移與報警檢測裝置與方法。

背景技術

在鐵路中間站，列車停車后防止其溜逸是保證鐵道作業安全的重要要求，而放置智能鐵鞋是車輛防溜作業的主要手段。傳統的機械式智能鐵鞋費時費力，已經不能滿足鐵道防溜作業日益增長的需求，智能鐵鞋取代傳統智能鐵鞋已成必然。

作為一種新型的智能防溜裝置，目前的智能鐵鞋對溜逸位移還不能檢測，這對事故的事后追憶、故障分析造成不利影響。此外，智能鐵鞋在工作期間，如何區分溜逸或被盜還存在判斷不夠準確等諸多問題。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明提出了一種智能鐵鞋溜逸位移與報警檢測裝置及方法，具有區分溜逸和被盜并檢測計算溜逸距離等功能。

一種智能鐵鞋溜逸位移與報警檢測裝置，該裝置包含電源管理模塊、距離檢測模塊、三軸加速度傳感器模塊、主控模塊和無線傳輸模塊，所述電源管理模塊連接距離檢測模塊，所述距離檢測模塊、無線傳輸模塊、三軸加速度傳感器模塊均與主控模塊連接；所述距離檢測模塊檢測智能鐵鞋到車輪的距離；所述三軸加速度傳感器模塊測量智能鐵鞋三軸靜態加速度，分別是：兩軌道間垂直方向的x軸方向加速度a_x，鐵軌切線方向的y軸方向加速度a_y和垂直軌道平面方向的z軸方向加速度a_z。該裝置通過測距判斷智能鐵鞋是否放置到位，若不到位則報警；通過檢測振動情況下智能鐵鞋的傾角來判斷是否發生溜逸或被盜，若發生溜逸則計算溜逸位移，否則發出被盜報警。

一種智能鐵鞋溜逸位移與報警檢測方法，基于本發明所述的智能鐵鞋溜逸位移與報警檢測裝置，通過距離檢測模塊檢測智能鐵鞋到車輪的距離，判斷智能鐵鞋是否放置到位；通過三軸靜態加速度傳感器模塊判斷智能鐵鞋振動情況和智能鐵鞋的傾角α，并基于振動情況下智能鐵鞋的傾角α來判斷是否發生溜逸或被盜，若發生溜逸則計算溜逸位移s，否則發出被盜報警。

優選的，距離檢測模塊通過超聲波檢測智能鐵鞋到車輪的距離，并設定閾值，如果距離大于設定閾值，則發出放置不到位報警。

優選的，通過三軸加速度傳感器模塊測量智能鐵鞋三軸靜態加速度，并設定閾值；若a_x，a_y和a_z中任一數值波動大于設定閾值，則判定智能鐵鞋處于振動情況。

優選的，根據式：

計算得到智能鐵鞋傾角α。

優選的，在智能鐵鞋持續振動情況下，設定閾值，如果智能鐵鞋傾角α在設定閾值之內，則視為溜逸；如果智能鐵鞋傾角在設定閾值之外，則視為被盜。

優選的，通過三軸加速度傳感器模塊周期采樣y軸方向加速度a_y，并對y軸方向加速度a_y進行雙積分來計算溜逸位移s。

優選的，智能鐵鞋工作時，包括以下步驟：

(1)智能鐵鞋的主控模塊，無線傳輸模塊，三軸加速度傳感器模塊初始化；

(2)如果智能鐵鞋處于振動情況且持續一定時間，轉到步驟(3)；否則，轉步驟(9)；優選的，所述一定時間為3秒；

(3)檢測智能鐵鞋傾角α；

(4)如果α在設定閾值上下限之間，轉到步驟(5)；否則，轉步驟(8)；

(5)初始化溜逸位移s為0；

(6)檢測智能鐵鞋y軸方向加速度a_y，并對y軸方向加速度a_y進行雙積分來計算溜逸位移s；

(7)發出溜逸報警，并將溜逸位移傳給遠端監控計算機，轉步驟(11)；

(8)發出被盜報警，轉步驟(11)；

(9)距離檢測模塊初始化，檢測車輪距離；

(10)如果車輪距離大于設定閾值，發出智能鐵鞋放置不到位報警，轉步驟(11)，優選的，設定閾值為15cm；否則發出智能鐵鞋狀態正常，轉步驟(11)；

(11)結束。

優選的，通過加速度雙積分計算溜逸位移，包括以下步驟：

(1)三軸加速度傳感器模塊初始化；

(2)初始化溜逸位移s＝0；

(3)開啟定時器，設置三軸加速度傳感器模塊的采樣周期t，優選的，采樣周期t＝10ms；

(4)鐵軌切線方向即沿三軸加速度傳感器模塊y軸方向，檢測y軸方向加速度a_y在第i個采樣時刻的瞬時加速度a_yi，根據式