[發明專利]一種基于姿態測量裝置的列車行車信息采集系統

有效

• 申請號: 201810388276.X
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108545098B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 田競
• 申請（專利權）人: 四川先美電子有限公司
• 主分類號: B61L27/00
• 分類號: B61L27/00;B61L25/02;G01M17/08
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種基于姿態測量裝置的列車行車信息采集系統，所述的一種基于姿態測量裝置的列車行車信息采集系統包括衛星定位模塊、列車狀態分析計算機、通信單元、車站計算機、檢修計算機、每節車廂的姿態測量單元和每節車廂的車廂解算計算機；所述的每節車廂的姿態測量單元與各自車廂的車廂解算計算機相連，衛星定位模塊、通信模塊和每節車廂的車廂解算計算機分別與列車狀態分析計算機相連，車站計算機和檢修計算機與通信模塊相連。通過本發明，可以實現一種基于姿態測量裝置的列車行車信息采集系統。

技術領域

本發明涉及列車行車狀態監控技術領域，尤其涉及一種基于姿態測量裝置的列車行車信息采集系統。

背景技術

隨著鐵路事業的蓬勃發展，列車運行速度的有了普遍的提升，尤其是一些高速客運列車，速度達到了300公里/小時以上。在這種情況下，列車的姿態、振動等行車信息對安全、乘坐舒適度的影響也由低速時的可以忽略而變得非常重要。高速列車的蛇形、偏擺、搖晃、振動、整列車的彎曲度等情況都對列車的行車安全有一定的威脅。

國內外科技工作者為獲取這些行車信息，進行了廣泛的嘗試，并取得了一些成果。北方交通大學馮其波提出的利用激光測量列車姿態的方法（馮其波，《一種激光測量車輛運動姿態的方法》，專利申請號：01120266.1）.該方法利用安裝在地面的激光發射單元發出激光照射在車體，激光反射到安裝在地面另一處的接收單元，根據回波位置和頻率的變化判斷車輛的姿態、速度等行車信息。但這一方法只適用于線路上幾個固定的測量點，并不適于全線路。中南大學田紅旗、梁習鋒等人提出用三個以上高速攝像儀拍攝軌道，進而得到列車車體相對于軌道面的運行姿態的方法（1、田紅旗、梁習鋒等《鐵路機車車輛運行姿態測量方法》，專利申請號：200910143994.1；2、田紅旗、梁習鋒等《鐵路機車車輛運行姿態測量系統》，專利申請號：200910143995.6。）。這種方法受攝像機感光元件曝光速度和處理器運算速度的影響，在列車高速運行或顛簸時不能得到準確的實時姿態數據；而且該方法得到的是車體相對于軌道的姿態，當軌道本身存在瑕疵時，不能得到準確的姿態數據，因而該方法只適用于速度較低的貨運車輛。一些學者或業內人士提出用慣性測量元件獲取高速列車運行姿態參數（1、趙桂林、楊國偉，《高速列車運行姿態參數測量系統》，專利申請號：201110270706.6；2、井世麗、劉炳臣，《高速列車自主導航及姿態測量裝置》，專利申請號：201210524054.9；3、張衛國，《列車導航監控預警系統及其預警方法》，專利申請號：201210016000.1；4、楊波、秦永元等，《基于簡易IMU的低成本列車定位系統研究》，鐵道學報，Vol.28，No.6：73~78；5、王建敏，《列車姿態測量與平穩性評估系統的設計與實現》，哈爾濱工程大學碩士論文，2008年2月；6、韓邦杰、程大林等，《高速列車姿態測量系統理論基礎研究》，艦船科學技術，2012，Vol.34,增刊1：91~94。）。以上文獻將探討了可以應用于列車的慣性測量單元或慣性測量單元結合圖像處理、衛星定位等部件構成列車行車信息測量裝置。還有文獻僅用加速度計測量列車車體的偏擺振動等行車信息（甘敦文等，《軌道動態監測單元的研制》，中國鐵道學會2000年學術年會：338）。

以上各種文獻中提及的方法或裝置，只有基于慣性元件的測量裝置可以在全線路完整的獲取列車行車信息，但是這些文獻都只專注于單個測量裝置的實現，缺少對多車次、多車廂、全線路條件下，獲取列車行車信息的系統級方案。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種基于姿態測量裝置的列車行車信息采集系統，其特征在于，所述的一種基于姿態測量裝置的列車行車信息采集系統包括衛星定位模塊、列車狀態分析計算機、通信單元、車站計算機、檢修計算機、每節車廂的姿態測量單元和每節車廂的車廂解算計算機；

所述的每節車廂的姿態測量單元與各自車廂的車廂解算計算機相連，衛星定位模塊、通信模塊和每節車廂的車廂解算計算機分別與列車狀態分析計算機相連，車站計算機和檢修計算機與通信模塊相連；

所述的每節車廂的姿態測量單元用于獲取各車廂的姿態和振動數據；