[發明專利]一種軌交列車運動狀態高精度感知設備及感知方法

有效

• 申請號: 202110918662.7
• 申請日: 2021-08-11
• 公開（公告）號: CN113511236B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 王海濤;陳潛;張金強;何靜;魏維偉;袁偉;柯文雄;陳斌;段存高;劉士川;付朝偉;周明宇
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: B61L25/02
• 分類號: B61L25/02
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 林楊;徐雯瓊

1.一種軌交列車運動狀態高精度感知設備，其特征在于，包括：

殼體(2)，內部中空，殼體(2)的頂面與列車車體外部底面固定；

面板(1)，固定在殼體(2)的一側側壁外部，用于顯示系統數據和設置設備參數；

運動狀態監測傳感器，固定在殼體(2)的內部或外部，用于監測列車運行狀態；包括：

多普勒雷達，安裝在殼體(2)的內部，其電磁波發射方向在列車速度方向的縱軸面上，并與地面成一定夾角，其電磁波發射方向正前方的殼體(2)鏤空且鑲嵌雷達透波罩(3)，雷達透波罩(3)采用電磁波可穿透的材質，使電磁波能夠穿透所述雷達透波罩(3)對地面進行探測，用于測量列車的運行速度；

激光測距儀(6)，固定在殼體(2)的外部下方，激光發射角度垂直于地面，用于持續發射垂直于地面的激光，測量激光發射點到測量點的直線距離d_測；

中央數據處理器(4)，固定在殼體(2)內部，與運動狀態監測傳感器、面板(1)電連接，用于將運動狀態監測傳感器的數據進行處理并輸出處理結果，以及與面板(1)進行輸入輸出通信；其中，所述中央數據處理器(4)能夠基于多普勒雷達和激光測距儀(6)的數據聯合測量得到列車位移信息，具體為，中央數據處理器(4)基于d_測計算測量點與軌面之間的高程差Δd；中央數據處理器(4)基于多普勒雷達的數據計算出列車運行速度，并積分速度值得到位移量，設一階段位移量L_階，L_階＝0，并開始累計L_階；將Δd值與預設在中央數據處理器(4)中的枕軌與軌面間的高程差值進行比對，如符合則設一短時位移量L_短，L_短＝0，并開始累計L_短，直到Δd值不再符合預設在中央數據處理器(4)中的枕軌與軌面間的高程差值時結束累計；將L_階與預設在中央數據處理器(4)中的一個枕軌段長度值L_軌進行比對，當L_階＝L_軌時，將L_短與預設在中央數據處理器(4)中的枕軌寬度值W_軌進行比對：

若L_短＝W_軌，則判斷列車經過了一個枕軌，將存儲在中央數據處理器(4)中的列車累計位移量L_累增加L_軌；

若L_短≠W_軌，則判斷為枕軌缺失，將存儲在中央數據處理器(4)中的列車累計位移量L_累增加L_階。

2.如權利要求1所述的一種軌交列車運動狀態高精度感知設備，其特征在于，所述多普勒雷達包括兩部完全相同的第一多普勒雷達(51)和第二多普勒雷達(52)，第一多普勒雷達(51)和第二多普勒雷達(52)對地面的探測角度不同，融合第一多普勒雷達(51)和第二多普勒雷達(52)的測量結果，能夠適應列車各類安裝高度和消除列車振動對測速精度的影響。

3.如權利要求1所述的一種軌交列車運動狀態高精度感知設備，其特征在于，所述運動狀態監測傳感器還包括陀螺儀(8)，安裝在殼體(2)內部，其三軸測量方向與列車的橫向、縱向及垂向方向一致，用于測量列車的運行方向，輔助實現列車定位。

4.如權利要求1所述的一種軌交列車運動狀態高精度感知設備，其特征在于，所述運動狀態監測傳感器還包括GPS/北斗接收機(9)，安裝在殼體(2)內部，用于接收GPS或北斗衛星導航系統的衛星數據，實現在可接收衛星信號環境下的列車絕對位置定位。

5.如權利要求1所述的一種軌交列車運動狀態高精度感知設備，其特征在于，所述運動狀態監測傳感器還包括加速度計(7)，安裝在殼體(2)內部，其三軸測量方向與列車的橫向、縱向及垂向方向一致，用于測量列車的三軸加速度信息，輔助實現列車定位。