[發(fā)明專利]一種鐵路機(jī)車(chē)定位與測(cè)速系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911310111.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111121757B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊斌;林云志;周硯;張藝檬;文新;唐侃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天時(shí)代電子技術(shù)股份有限公司;中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/04
• 分類號(hào): G01C21/04;G01P3/66;G01P13/02
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 李明里

本發(fā)明涉及一種鐵路機(jī)車(chē)定位與測(cè)速系統(tǒng)及方法，屬于鐵路技術(shù)領(lǐng)域，解決鐵路機(jī)車(chē)的定位及測(cè)速問(wèn)題；系統(tǒng)包括鋼軌鎖扣探測(cè)模塊，安裝于機(jī)車(chē)輪軸旁，用于探測(cè)機(jī)車(chē)行駛中經(jīng)過(guò)的鋼軌鎖扣；機(jī)車(chē)位置及速度解算模塊，用于對(duì)機(jī)車(chē)行駛中獲取的鎖扣探測(cè)信息進(jìn)行計(jì)數(shù)，通過(guò)計(jì)數(shù)信息，解算機(jī)車(chē)行駛中的位置和速度信息，以及存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)鋼軌鎖扣編號(hào)和位置數(shù)據(jù)，加速度傳感器用于測(cè)量機(jī)車(chē)的加速度。本發(fā)明通過(guò)對(duì)鋼軌的固定鎖扣進(jìn)行累積計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路機(jī)車(chē)的定位與測(cè)速，不依賴軌旁設(shè)備、衛(wèi)星定位導(dǎo)航信號(hào)，沒(méi)有累積誤差，簡(jiǎn)單可靠，成本低，便于推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鐵路機(jī)車(chē)定位與測(cè)速系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前，鐵路機(jī)車(chē)行進(jìn)時(shí)通常依賴軌旁設(shè)備輔助、衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)或者采用慣性定位系統(tǒng)進(jìn)行定位。

采用軌旁設(shè)備輔助定位，在軌旁安裝的輔助設(shè)備成本高，升級(jí)困難；采用衛(wèi)星導(dǎo)航定位，會(huì)存在衛(wèi)星信號(hào)遮擋或者不穩(wěn)定等原因造成定位不準(zhǔn)確，采用慣性定位系統(tǒng)定位，會(huì)存在累積誤差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種鐵路機(jī)車(chē)定位與測(cè)速系統(tǒng)及方法，解決鐵路機(jī)車(chē)的定位及測(cè)速問(wèn)題。

本發(fā)明的目的主要是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵路機(jī)車(chē)定位與測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，包括鋼軌鎖扣探測(cè)模塊和機(jī)車(chē)位置及速度解算模塊；

所述鋼軌鎖扣探測(cè)模塊安裝于機(jī)車(chē)輪軸旁，用于探測(cè)機(jī)車(chē)行駛中經(jīng)過(guò)的鋼軌鎖扣，輸出鎖扣探測(cè)信息到所述機(jī)車(chē)位置及速度解算模塊；

所述機(jī)車(chē)位置及速度解算模塊，用于對(duì)機(jī)車(chē)行駛中獲取的鎖扣探測(cè)信息進(jìn)行計(jì)數(shù)，通過(guò)計(jì)數(shù)信息，解算機(jī)車(chē)行駛中的位置和速度信息。

進(jìn)一步地，還包括存儲(chǔ)模塊；用于存儲(chǔ)整條鐵路線路上的鋼軌鎖扣編號(hào)以及與編號(hào)對(duì)應(yīng)的鋼軌鎖扣坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

所述機(jī)車(chē)位置及速度解算模塊與所述存儲(chǔ)模塊連接，在機(jī)車(chē)行駛經(jīng)過(guò)站臺(tái)軌道的設(shè)定校準(zhǔn)位置時(shí)，接收到的站臺(tái)位置校準(zhǔn)信號(hào)，獲知機(jī)車(chē)當(dāng)前時(shí)刻鋼軌鎖扣探測(cè)模塊所探測(cè)到鎖扣的編號(hào)，并從所述存儲(chǔ)模塊中查詢獲取該編號(hào)鋼軌鎖扣所處的地理坐標(biāo)；在機(jī)車(chē)行駛過(guò)程中，通過(guò)累計(jì)機(jī)車(chē)行駛中經(jīng)過(guò)的鋼軌鎖扣數(shù)量，推算出機(jī)車(chē)各個(gè)時(shí)刻鋼軌鎖扣探測(cè)模塊所探測(cè)到鎖扣的編號(hào)，并根據(jù)獲取的當(dāng)前機(jī)車(chē)行駛位置對(duì)應(yīng)的鋼軌鎖扣編號(hào)；再通過(guò)鋼軌鎖扣編號(hào)，從所述存儲(chǔ)模塊中查詢出當(dāng)前機(jī)車(chē)行駛位置對(duì)應(yīng)的鋼軌鎖扣編號(hào)的地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)作為機(jī)車(chē)的位置信息；連續(xù)計(jì)算機(jī)車(chē)位置的變化率得到機(jī)車(chē)的速度信息。

進(jìn)一步地，還包括加速度傳感器，用于測(cè)量機(jī)車(chē)行駛時(shí)的加速度信息，發(fā)送到所述機(jī)車(chē)位置及速度解算模塊；

所述機(jī)車(chē)位置及速度解算模塊，對(duì)加速度信息進(jìn)行累計(jì)解算機(jī)車(chē)當(dāng)前的行駛方向；累計(jì)機(jī)車(chē)行駛中的所述計(jì)數(shù)信息，獲取當(dāng)前機(jī)車(chē)行駛距離；根據(jù)所述行駛距離和行駛方向進(jìn)行軌道地圖推算，得到機(jī)車(chē)的當(dāng)前位置及速度信息。

進(jìn)一步地，所述鋼軌鎖扣探測(cè)模塊安裝在車(chē)輛輪組的轉(zhuǎn)向架上靠近鐵軌外側(cè)的部位上，探測(cè)的方向朝向鋼軌軌道方向。

進(jìn)一步地，所述鋼軌鎖扣探測(cè)模塊包括通電線圈和磁探測(cè)器；

所述通電線圈與磁探測(cè)器連接，所述通電線圈的感應(yīng)方向朝向鋼軌方向，用于感應(yīng)由于鋼軌鎖扣引起的環(huán)境磁場(chǎng)變化，輸出磁場(chǎng)感應(yīng)信號(hào)到磁探測(cè)器；

所述磁探測(cè)器，用于檢測(cè)磁場(chǎng)感應(yīng)信號(hào)的變化，當(dāng)變化超出設(shè)定的閾值范圍時(shí)，則判斷感應(yīng)到鋼軌鎖扣，輸出鎖扣探測(cè)信息。

進(jìn)一步地，所述鋼軌鎖扣探測(cè)模塊包括電感線圈和探測(cè)器；

所述電感線圈與探測(cè)器連接，所述電感線圈通電線圈的感應(yīng)方向朝向鋼軌方向；