[发明专利]一种用于中低速磁浮列车的非接触测速定位方法

说明书

本发明涉及一种用于中低速磁浮列车的非接触测速定位方法，包括以下步骤：1)在磁浮列车车头和车尾处分别安装两个测速定位装置，每个测速定位装置包括至少4个沿磁浮列车车体依次直线排列的涡流传感器，且相邻涡流传感器之间的间距D固定；2)根据预设工况条件分类计算分别得到车头和车尾处测速定位装置对应的列车速度序列；3)以列车速度序列作为卡尔曼滤波的优化算法的输入数据，预测得到下一时刻的列车速度，并进行加权校正。与现有技术相比，本发明具有预测精度高、可靠性高、软故障自诊断等优点。

技术领域

本发明涉及磁浮列车非接触式测速定位领域，尤其是涉及一种用于中低速磁浮列车的非接触测速定位方法。

背景技术

轨道交通的测速与定位在列车的行车调度安全、列车行驶控制和列车定位中起到重要作用。随着我国修建上海，长沙等磁浮商用线路，使用一种精度高，可靠性好，便于安装的测速定位方法对于磁浮列车有非常重要的现实意义。

计数轨枕测速定位方法在是一种在中低速磁浮领域使用较多的测速定位方法，其装置简单、造价低且易于安装等优势使得此方法成为解决中低速磁浮列车测速定位的一种良好的解决方案。如已投入商业运营的长沙机场中低速磁浮线即采用了测速雷达，板载加速度计与计数轨枕三种方法融合测速定位，以得到更为精确的位置速度信息，但是由于列车振动，计时时钟误差等因素，依然会存在一定的误差。

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用于中低速磁浮列车的非接触测速定位方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于中低速磁浮列车的非接触测速定位方法，包括以下步骤：

1)在磁浮列车车头和车尾处分别安装两个测速定位装置，每个测速定位装置包括至少4个沿磁浮列车车体依次直线排列的涡流传感器，且相邻涡流传感器之间的间距D固定；

2)根据预设工况条件分类计算分别得到车头和车尾处测速定位装置对应的列车速度序列Z_k；

3)以列车速度序列Z_k作为卡尔曼滤波的优化算法的输入数据，预测得到下一时刻的列车速度，并进行加权校正。

所述的步骤2)中，根据预设工况条件分类计算得到当前时刻的列车速度，具体包括：

工况1：当列车低速行驶或列车加速度较大时，则列车速度的计算式为：

其中，V_q为第i个和第i+1个涡流传感器在分别经过第j个轨枕对应的时间间隔内的平均速度，t_ij、t_(i-1)j分别为第i个和第i+1个涡流传感器经过第j个轨枕上方的采样时刻，且i≤m，m为涡流传感器总数；

工况2：当列车速度较大且加速度较小时，采用间隔涡流传感器的速度加权的方式计算当前时刻的列车速度，则有：

其中，V_p为第i个和第i+2个涡流传感器在分别经过第j个轨枕对应的时间间隔内的平均速度，V_s为第i个和第i+3个涡流传感器在分别经过第j个轨枕对应的时间间隔内的平均速度，分别为对应的权值。

所述的步骤2)中，工况1的具体条件为:列车速度V＜10m/s或加速度a＞0.5m/s²，工况2的具体条件为具体为列车速度V≥10m/s且加速度a≤0.5m/s²。

所述的步骤2)中，列车的速度序列Z_k的计算式为：