[发明专利]一种高速列车紧急制动性能的实验室检测装置及方法

权利要求书

1.一种高速列车紧急制动性能的实验室检测装置，其特征在于，包括列车紧急制动模拟装置（18）、微波干涉雷达（17）和上位机（16），其中：

所述列车紧急制动模拟装置（18），用于模拟列车紧急制动过程；

所述微波干涉雷达（17），利用微波干涉雷达回波信号的多普勒频移，采集列车紧急制动模拟装置（18）在紧急制动过程中的制动数据，制动数据包括启动时间、速度、加速度；并将制动数据输入上位机（16）；

上位机（16），根据制动数据绘制制动曲线，包括速度曲线、加速度曲线；

所述列车紧急制动模拟装置（18）包括可燃气体、活塞和检测金属体，通过点火器点燃可燃气体，使气体体积迅速膨胀推动活塞运动，并进而推动检测金属体运动来模拟高速列车的紧急制动过程；

所述列车紧急制动模拟装置（18）的点火器受控于点火信号来点燃可燃气体；活塞和列车紧急制动模拟装置（18）的筒壁密封可燃气体，根据可燃气体的使用量、可燃气体的不同成份以及可燃气体的不同成份所占比例，产生推动活塞的不同爆炸力来模拟列车紧急制动前的速度；活塞用于密闭可燃气体和推动检测金属体；检测金属体与列车紧急制动装置相连，在活塞的推动下沿列车紧急制动模拟装置（18）的筒壁滑行，在达到模拟列车紧急制动前速度时紧急制动装置开始动作；行程限位器用于限制检测金属体的运动位移，保护检测金属体不会飞出；根据检测金属体的重量和所需模拟的列车紧急制动前的速度，使用不同的可燃气体成份、不同的可燃气体所占的比例以及不同的可燃气体使用量。

2.根据权利要求1所述的高速列车紧急制动性能的实验室检测装置，其特征在于，所述微波干涉雷达（17）包括本振（1）、功分器（2）、发射天线（3）、接收天线（4）、低噪放（5）、混频器（6）、中频放大器（7）、低通滤波器（8）、A/D采样（9）和信号处理单元（10）；

所述微波干涉雷达（17）的本振（1）将发射信号经过功分器（2）分为两部分，其中一部分进入混频器（6），另一部分则通过发射天线（3）发射出去；微波干涉雷达的发射天线波束正向照射至检测金属体，通过接收天线（4）接收检测金属体的回波信号，该回波信号通过低噪放（5）输入至混频器（6）；混频器（6）将接收的两路信号进行混频，混频后的信号经过中频放大器（7）和低通滤波器（8）后得到检测金属体回波信号的多普勒信号，采用A/D采样（9）对检测金属体回波信号的多普勒信号进行采样，并输入至信号处理单元（10）。

3.根据权利要求2所述的高速列车紧急制动性能的实验室检测装置，其特征在于，所述信号处理单元（10）包括SD卡（11）、FPGA处理模块（12）和USB接口（13），A/D采样（9）后的数据通过FPGA处理模块（12）一方面存入SD卡（11）中，另一方面通过USB接口（13）上传至上位机软件（14）。

4.根据权利要求3所述的高速列车紧急制动性能的实验室检测装置，其特征在于，所述上位机包括上位机软件（14）和显示器（15），其中：上位机软件（14）根据制动数据，使用多项式Wigner-Ville分布和多项式拟合的方法，绘制制动曲线并通过显示器（15）进行显示。

5.一种高速列车紧急制动性能的实验室检测方法，其特征在于，该方法基于权利要求1~4任一项所述的高速列车紧急制动性能的实验室检测装置，步骤如下：

步骤1，采用列车紧急制动模拟装置（18）模拟列车紧急制动过程；

步骤2，微波干涉雷达（17）利用微波干涉雷达回波信号的多普勒频移，采集列车紧急制动模拟装置（18）在紧急制动过程中的制动数据；

步骤3，上位机（16）中的上位机软件（14）通过多项式Wigner-Ville分布以及多项式拟合，计算出列车紧急制动模拟装置（18）在紧急制动过程中的启动时间、速度、加速度，并绘制速度曲线和加速度曲线；

步骤4，通过上位机（16）的显示器（15），显示列车紧急制动模拟装置（18）的响应时间和紧急制动过程中的速度曲线和加速度曲线。