[发明专利]一种列车行进方向与速度测定系统

说明书

本发明公开了一种列车行进方向与速度测定系统，包括光源、光缆，列车信息处理系统，车载永磁体阵列和至少两个相互隔开的光纤磁力传感器；所述光源产生光信号并发送到所述光缆上，所述车载永磁体阵列安装在列车车厢底部；所述光纤磁力传感器位于车载永磁体阵列下方，所述光纤磁力传感器用于感应所述车载永磁体阵列的应力信息，所述光纤磁力传感器通过所述光缆将所述应力信息反馈到列车信息处理系统上以得到所述列车的行进方向信息与速度信息。该系统环境适应性强，可在各种天气条件下使用，检测时间短，误差小，盲区小，能够提高列车行驶安全性以及可操控性。

技术领域

本发明涉及光纤传感在线监测系统技术领域，尤其涉及一种列车行进方向与速度测定系统。

背景技术

目前，对于列车启动后的行进方向与速度判定，有用轮轴式传感器测量车轮运动状态，市场上也已经有一些其它类型检测方案，但现有的技术方案大都依赖于电子设备，许多系统都需要在列车上安装额外电子设备，并且这些方案大都存在检测精度低、时间长、实时性差、适用性差等问题。另外，对于列车启动阶段的方向测定，现阶段市场上极少有相关的技术资料，对于列车的启动判断依靠于列车组人员，而外界远离列车则无法实时了结列车的行进方向，在面对一些突发情况时，存在一定的安全隐患，因此补充对于列车启动阶段的检测技术也是必要的。

目前，列车行进方向测定方法有以下几种：

1.在《城市轨道交通研究》2017年第5期63-68页陶汉卿提出一种基于轮轴和雷达传感器的列车测速测距系统设计与仿真，使用轮轴速度传感器和雷达速度传感器相结合的列车测速测距系统。但该系统依旧没能完全改善短距离内的轮轴速度传感器的空转/滑行误差问题，并且使用雷达信号速度传感器也容易受到外部天气，电磁设备等干扰。

2.中国发明专利申请(公开号CN110871827A，公开日2020-03-10)公开了一种轨道列车的测速测距方法，该系统使用速度传感器和加速度计模块得到第一行驶数据和第二行驶数据，第一行驶数据包括第一速度、第一距离，第二行驶数据包括第二速度、第二距离，由这两组数据得到列车测速的结果。但该系统中使用两组速度传感器与加速度计存在较大的误差，无法确定列车在短距离内的准确速度。

目前，针对列车行进方向与速度测定方面的文献不多，现有的监测方法均存在测定精度低，灵敏度低，在多种环境下适应力不足，使得其本身应用能力就极大的受到环境的限制。常规情况下列车启动时也存在一段时间的检测盲区，根据使用的探测系统不同，检测盲区的大小也不同，但是现有的检测办法都有盲区长度过大、检测时间过长、检测灵敏度低、检测误差大等等的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种列车行进方向与速度测定系统与方法，本系统环境适应性强，可在各种天气条件下使用，检测时间短，误差小，盲区小，能够提高列车行驶安全性以及可操控性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案内容具体如下：

一种列车行进方向与速度测定系统，包括光源、光缆，列车信息处理系统，车载永磁体阵列和至少两个相互隔开的光纤磁力传感器；所述光源产生光信号并发送到所述光缆上，所述车载永磁体阵列安装在列车车厢底部；所述光纤磁力传感器位于车载永磁体阵列下方，所述光纤磁力传感器用于感应所述车载永磁体阵列的应力信息，所述光纤磁力传感器通过所述光缆将所述应力信息反馈到列车信息处理系统上以得到所述列车的行进方向信息与速度信息。

进一步地，所述列车信息处理系统包括依次相连的数据采集单元，数据解调单元和数据处理单元。

进一步地，所述光纤磁力传感器包括光纤应力传感器和磁铁本体；所述光纤应力传感器设于所述磁铁本体上。

进一步地，所述光纤磁力传感器为若干个，所述光纤磁力传感器均匀间隔地铺设在列车轨道上。

优选地，相邻的光纤磁力传感器距离为0.5米。