[发明专利]一种磁浮列车测速测距系统

说明书

本发明涉及一种磁浮列车测速测距系统，该系统包括设置在列车底部的多组电感式接近开关组、设置在列车激活端和非激活端车载设备柜中的测速测距控制箱、设置在测速测距控制箱底部用以检测列车加速度的数字伺服式加速度传感器、电感式接近开关检测对象以及设置在列车两端测速测距控制箱内的测速测距控制单元，所述的测速测距控制单元分别与数字伺服式加速度传感器和电感式接近开关组连接，所述的电感式接近开关检测对象为轨道上平行分布的金属轨枕。与现有技术相比，本发明具有成本低、精确测量、环境适应性强、测量误差小、抗干扰能力强、可用性强、可靠安全等优点。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其是涉及一种磁浮列车测速测距系统。

背景技术

磁悬浮列车作为一种先进轨道交通系统工具，具有运行安全、节能环保、成本低廉、环境友好、选线灵活等诸多优点，成为人们研究和关注的热点。磁悬浮列车系统技术的发展和研究方兴未艾。测速测距系统作为磁悬浮列车系统关键技术之一，为列车运行系统、牵引系统、制动系统、自动防护系统和监控系统提供速度和位置信号。因而由测速测距系统提供的信号是完成列车运行安全防护、列车速度闭环控制、列车自动驾驶、列车自动监控所必须的基础数据，安全、可靠的列车速度、位置信息是列车安全、高效运行的基础和保障；因磁浮列车无接触的车轨关系有别于轮轨列车，测速测距系统无法采用轮轴系统测速装置进行速度测量。磁悬浮列车的发展和应用急需一种适用于磁浮列车特殊车轨关系的测速测距系统。

目前国内外主要的磁浮列车测速测距方法有：

(1)基于感应环线的测速方法。感应环线测速方式最早在日本高速磁悬浮(ML)中和低速磁悬浮(HSST)中采用，目前韩国仁川中低速磁悬浮也采用该技术。其方法主要利用电磁感应原理，通过安装在列车底部的接收线圈对敷设在轨道上的特殊感应环线的检测，实现列车速度和位置的测量。轨道上的感应环线敷设方式分为开闭口型和交叉型，分别通过测量电平变化和相位变化进行测速。在长距离轨道交通线路中，无论是哪一种感应环线，都存在施工难度大，维护成本高以及由分区段控制带来的可靠性低等问题。此种测速方式过度依赖线路中敷设的感应环线，如遇地面环线故障，将影响所有列车的正常运行，由传感器故障诱发的连锁故障过多。

(2)基于轨道特征的测速方法。基于轨道特征的测速方法使通过对轨道上特殊结构的测量计算列车速度和位置。如借鉴上海高速磁悬浮系统(TR)测速原理的齿槽测速方式；通过对F轨进行等间距打孔后测量孔间隙计算列车的速度和位置的方式；利用按一定规则敷设在轨道上的不透明挡板，使用光学传感器测量挡板变化进行测速的方式等。以上方法从根本上是一种被动式的测速方式，其实现过程过分依赖轨道结构，如齿槽测速方式依赖于直线电机定子线圈的布置方式；F轨孔位测速方式要进行F轨结构的改变，对轨道强度存在影响，也容易受天气和环境中异物的影响；光电测速方式容易受轨道积雪积水影响，维护难度也较大。

(3)基于轨枕计数的测速方法。基于轨枕计数的测速方法原理简单，假定轨枕距离已知，通过测量两轨枕之间的列车运行时间测量速度，通过一定时间内测量到的轨枕数量求取列车运行距离。此种方法在遇到不规则轨枕间距和不规则轨枕宽度工况时失效。

(4)基于雷达的测速测距方法。多普勒雷达是轨道交通中常用的测速设备，其测速原理是利用多普勒效应，测量反射后雷达波的频率偏差，以此计算列车与地面的相对位移。当列车行驶速度越快时，雷达传感器的测速结果越准确。测速雷达不需要列车轮对的支持，且轨旁不需要新增设备，在磁悬浮应用环境中较容易部署实现。但是，测速雷达容易受雨雪天气、地面反射面的反射程度、列车运行速度等因素的影响，因此多数不作为主要测速方式独立使用，多作为辅助测速校核手段。

综上所述，以上各种方式在不同程度上存在工程实施难度大、维护成本高、可靠性低、对环境友好性依赖程度高等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种磁浮列车测速测距系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：