[发明专利]一种基于轨枕检测的磁悬浮列车测速方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车技术领域，尤其涉及一种基于轨枕检测的磁悬浮列车测速方法。

背景技术

磁悬浮列车作为一种新兴的先进轨道交通系统工具，具有噪声低、转弯半径小、爬坡能力强、安全性好且维护成本低等地铁和城市轻轨所无法比拟的优势。测速系统是磁悬浮列车的系统技术之一，其为牵引系统、制动系统、运行系统和监控系统提供速度信号。因而测速系统所提供信号的准确性和可靠性是列车安全、稳定、可靠运行的保障和必要条件，具体包括：

为牵引控制(DCU)子系统、制动控制(BCU)子系统提供速度信号，实现列车速度的闭环控制；

为列车自动监控(ATS)子系统提供列车速度信息，作为现实列车运行状态的基本信息，为驾驶员驾驶列车提供依据；

为列车自动防护(ATP)子系统提供准确的速度信息，作为列车在车站打开车门以及站内屏蔽门的依据和实现自动驾驶与自动保护功能。

测速系统在整个系统中的这些重要作用要求其必须能够保证提供准确的列车速度信息，而由于磁浮列车特性的特殊性，无法直接采用轮轨铁路的测速方法，因而针对磁悬浮列车的测速方法有限，目前主要有如下几种测速方法：

1)交叉感应回线测速

交叉感应回线测速方法是通过在轨道上铺设交叉回线，在列车上装配车载感应线圈来实现。但该类方法必须全线铺设环线，且必须保证回线内的激励信号满足车载线圈检测需要。在长距离轨道线路中，由于激励信号驱动功率及可靠性的需要，感应回线一般需要分区段控制，一旦某一段出现故障，则全线列车运行就会受到影响。

2)多普勒雷达测速

通过列车上安装雷达，雷达天线向轨面发射电磁波，经过轨面反射回天线，列车相对轨面的运动会使得发射波和接收波之间存在一定的频率差，及多普勒频率，其值正比于列车速度，多普勒雷达测速方法即是根据该原理测得列车运行速度。但是该类方法易受环境的影响，例如雨雪天气时易造成误测量，且在低速时其测量精度也会下降。

3)轨枕检测测速

通过在列车上安装多个传感器，由各传感器检测到轨枕时所发送的检测信号进行测速。该类方法进行测速时，只需要存在金属材质的轨枕，采用电涡流传感器通过非接触主动检测就可以完成测速，不需要地面增设专用设备，抗干扰性能好、结构简单、便于维护、可靠性高且成本低，同时不需要轨枕均匀排列，减小了轨道设计和安装难度。

但是上述轨枕检测测速方法存在低速区精度低的固有问题，当列车行驶速度快时，速度脉冲频率也相应提高，速度更新快；反之，当列车行驶速度慢时，传感器脉冲获取慢，速度脉冲频率相应降低，速度更新慢，若此时加速度较大时，则会造成速度计算误差大、精度低。因此在列车以较大加速度低速运行时，采用上述轨枕检测测速方法的速度检测精度低，会影响列车自动停车及与BCU、ATS、ATP系统的配合，从而严重影响了该类测速方法的工程应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现方法简单、非低速区以及低速区均检测精度高的基于轨枕检测的磁悬浮列车测速方法，能够基于轨枕检测实现磁悬浮列车速度的检测，同时对低速区速度进行补偿。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种基于轨枕检测的磁悬浮列车测速方法，步骤包括：

1)将两个以上轨枕检测传感器按照指定间距依次布置在列车上；列车开始启动运行后，转入执行步骤2)；

2)获取当前列车运行的加速度，根据获取的加速度计算当前列车速度；

3)判断当前列车速度是否处于预设的低速区，如果是，返回执行步骤2)以对低速区进行速度补偿，否则转入执行步骤4)；

4)实时接收各个所述轨枕检测传感器发送的检测信号，根据所述检测信号计算当前列车速度；返回执行步骤3)，直至列车停止运行。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2)中计算当前列车速度的具体步骤为：当列车为开始启动后的加速运行状态时，按照式a·t₁计算当前列车速度，其中a为列车运行的加速度，t₁为从列车运行起始时刻至当前时刻的持续时间；当列车为减速运行状态时，按照式V_mc′+at₂计算当前列车速度，其中V_mc′为最后一次通过所述检测信号计算得到的列车速度，t₁为从计算起始时刻至当前时刻的持续时间，所述计算起始时刻为V_mc′所对应的时刻。