[发明专利]一种基于姿态测量装置的列车行车信息采集系统

说明书

本发明公开了一种基于姿态测量装置的列车行车信息采集系统，所述的一种基于姿态测量装置的列车行车信息采集系统包括卫星定位模块、列车状态分析计算机、通信单元、车站计算机、检修计算机、每节车厢的姿态测量单元和每节车厢的车厢解算计算机；所述的每节车厢的姿态测量单元与各自车厢的车厢解算计算机相连，卫星定位模块、通信模块和每节车厢的车厢解算计算机分别与列车状态分析计算机相连，车站计算机和检修计算机与通信模块相连。通过本发明，可以实现一种基于姿态测量装置的列车行车信息采集系统。

技术领域

本发明涉及列车行车状态监控技术领域，尤其涉及一种基于姿态测量装置的列车行车信息采集系统。

背景技术

随着铁路事业的蓬勃发展，列车运行速度的有了普遍的提升，尤其是一些高速客运列车，速度达到了300公里/小时以上。在这种情况下，列车的姿态、振动等行车信息对安全、乘坐舒适度的影响也由低速时的可以忽略而变得非常重要。高速列车的蛇形、偏摆、摇晃、振动、整列车的弯曲度等情况都对列车的行车安全有一定的威胁。

国内外科技工作者为获取这些行车信息，进行了广泛的尝试，并取得了一些成果。北方交通大学冯其波提出的利用激光测量列车姿态的方法（冯其波，《一种激光测量车辆运动姿态的方法》，专利申请号：01120266.1）.该方法利用安装在地面的激光发射单元发出激光照射在车体，激光反射到安装在地面另一处的接收单元，根据回波位置和频率的变化判断车辆的姿态、速度等行车信息。但这一方法只适用于线路上几个固定的测量点，并不适于全线路。中南大学田红旗、梁习锋等人提出用三个以上高速摄像仪拍摄轨道，进而得到列车车体相对于轨道面的运行姿态的方法（1、田红旗、梁习锋等《铁路机车车辆运行姿态测量方法》，专利申请号：200910143994.1；2、田红旗、梁习锋等《铁路机车车辆运行姿态测量系统》，专利申请号：200910143995.6。）。这种方法受摄像机感光元件曝光速度和处理器运算速度的影响，在列车高速运行或颠簸时不能得到准确的实时姿态数据；而且该方法得到的是车体相对于轨道的姿态，当轨道本身存在瑕疵时，不能得到准确的姿态数据，因而该方法只适用于速度较低的货运车辆。一些学者或业内人士提出用惯性测量元件获取高速列车运行姿态参数（1、赵桂林、杨国伟，《高速列车运行姿态参数测量系统》，专利申请号：201110270706.6；2、井世丽、刘炳臣，《高速列车自主导航及姿态测量装置》，专利申请号：201210524054.9；3、张卫国，《列车导航监控预警系统及其预警方法》，专利申请号：201210016000.1；4、杨波、秦永元等，《基于简易IMU的低成本列车定位系统研究》，铁道学报，Vol.28，No.6：73~78；5、王建敏，《列车姿态测量与平稳性评估系统的设计与实现》，哈尔滨工程大学硕士论文，2008年2月；6、韩邦杰、程大林等，《高速列车姿态测量系统理论基础研究》，舰船科学技术，2012，Vol.34,增刊1：91~94。）。以上文献将探讨了可以应用于列车的惯性测量单元或惯性测量单元结合图像处理、卫星定位等部件构成列车行车信息测量装置。还有文献仅用加速度计测量列车车体的偏摆振动等行车信息（甘敦文等，《轨道动态监测单元的研制》，中国铁道学会2000年学术年会：338）。

以上各种文献中提及的方法或装置，只有基于惯性元件的测量装置可以在全线路完整的获取列车行车信息，但是这些文献都只专注于单个测量装置的实现，缺少对多车次、多车厢、全线路条件下，获取列车行车信息的系统级方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种基于姿态测量装置的列车行车信息采集系统，其特征在于，所述的一种基于姿态测量装置的列车行车信息采集系统包括卫星定位模块、列车状态分析计算机、通信单元、车站计算机、检修计算机、每节车厢的姿态测量单元和每节车厢的车厢解算计算机；

所述的每节车厢的姿态测量单元与各自车厢的车厢解算计算机相连，卫星定位模块、通信模块和每节车厢的车厢解算计算机分别与列车状态分析计算机相连，车站计算机和检修计算机与通信模块相连；

所述的每节车厢的姿态测量单元用于获取各车厢的姿态和振动数据；