[发明专利]基于振动信号的列车速度估算装置及方法在审

专利信息
申请号: 202011209740.8 申请日: 2020-11-03
公开(公告)号: CN114441792A 公开(公告)日: 2022-05-06
发明(设计)人: 李文军;韩海勇;程刚;J.魏 申请(专利权)人: 斯凯孚公司;斯凯孚(中国)有限公司
主分类号: G01P3/02 分类号: G01P3/02
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 于小宁
地址: 瑞典*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 基于 振动 信号 列车 速度 估算 装置 方法
【说明书】:

公开了一种列车速度估算装置及方法。通过第一和第二传感器以相同的采样频率对列车在行进中产生的固有频段的振动进行采样,以分别获得第一组和第二组采样信号;分别基于第一组和第二组采样信号获得第一组和第二组振动信号,并且对第一组和第二组振动信号进行互相关性分析,以获得目标采样差;以及基于目标采样差来计算列车速度。根据本公开的列车速度估算装置及方法不依赖于任何速度传感器或全球导航卫星系统就能够对实时列车速度进行精确监测。

技术领域

本公开涉及列车速度估算,并且更具体地涉及一种基于振动信号的列车速度估算装置及方法。

背景技术

在铁路列车中,为了检测列车转动部件的故障,通常需要对实时列车运行速度进行精确监测。目前,使用速度传感器或基于全球导航卫星系统(Global NavigationSatellite System,GNSS)来监测列车速度。然而,速度传感器的能耗和硬件成本相对较高,而基于GNSS的系统对于信号条件有很高要求,在例如隧道等信号条件不好的场景下,往往不能准确地得到实时列车速度。

发明内容

针对以上问题,本公开提出了一种列车速度估算装置及方法,通过同步采样和分析振动信号来估算实时列车速度。

根据本公开的一方面,提出了一种列车速度估算装置,包括:至少一个传感器对,所述传感器对包括沿列车的行进方向设置的第一传感器和第二传感器,所述第一传感器和所述第二传感器被配置为以相同的采样频率对所述列车在行进中产生的固有频段的振动进行采样,以分别获得第一组采样信号和第二组采样信号;以及处理器,被配置为分别基于所述第一组采样信号和所述第二组采样信号获得第一组振动信号和第二组振动信号,并且对所述第一组振动信号和所述第二组振动信号进行互相关性分析,以获得目标采样差,所述目标采样差得到所述第一组振动信号和所述第二组振动信号之间的最大互相关性,并且所述处理器被配置为基于所述目标采样差来计算列车速度。

根据本公开的另一方面,提出了一种列车速度估算方法,包括:通过至少一个传感器对中的第一传感器和第二传感器以相同的采样频率对所述列车在行进中产生的固有频段的振动进行采样,以分别获得第一组采样信号和第二组采样信号,其中,所述第一传感器和所述第二传感器沿列车的行进方向设置;分别基于所述第一组采样信号和所述第二组采样信号获得第一组振动信号和第二组振动信号,并且对所述第一组振动信号和所述第二组振动信号进行互相关性分析,以获得目标采样差,所述目标采样差得到所述第一组振动信号和所述第二组振动信号之间的最大互相关性;以及基于所述目标采样差来计算列车速度。

根据本公开的原理,不依赖于任何速度传感器或全球导航卫星系统就能够对实时列车速度进行精确监测。与现有技术相比,根据本公开的列车速度估算装置及方法能够降低实时列车速度估算中的能耗,具有比基于GNSS的列车速度估算方法更高的精度,并且尤其适用于非GNSS信号条件下的地铁速度估算。此外,根据本公开的列车速度估算装置及方法可适用于地铁、动车、高铁、空轨等各类型轨道车辆,不会受到列车类型和轨道类型等因素的影响。

附图说明

根据下面结合附图来理解的示例性实施例的详细描述,本公开的特征和优点将变得显而易见,附图中:

图1A示意性地示出了根据本公开的一个实施例的其中设置有传感器对的列车的一部分的侧视图,并且图1B示意性地示出了根据本公开的一个实施例的其中设置有传感器对的列车的一部分的仰视图。

图2示出了根据本公开的一个实施例的列车速度估算装置的框图。

图3示出了根据本公开的一个实施例的在采样之前传感器对进行通信的过程。

图4示出了根据本公开的一个实施例的列车速度估算方法的流程图。

图5示出了根据本公开的一个实施例的在采样之前传感器对进行通信的流程图。

具体实施方式

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