[发明专利]基于磁编码的铁路道岔位置测定装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于磁编码的铁路道岔位置测定装置及方法，应用于铁路交通安全领域，磁编码生成系统安装于铁路道岔上，用于产生具有特定空间分布的磁编码信息，作为道岔本身磁场信息标识；磁探测系统分布在道岔运动区域，用于探测道岔运动过程中该区域的磁场变化信息；数据处理系统用于根据磁探测系统获得的磁场变化信息，构建道岔运动过程的局部区域磁场分布，提取局部区域磁场分布的实际特征信息来确定铁路道岔是否已被操纵至目标位置。通过本发明提高了测定铁路道岔位置的准确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及铁路交通安全领域，尤其涉及一种基于磁编码的铁路道岔位置测定装置及方法。

背景技术

铁路道岔是控制铁路轨道变轨、列车行走方向的关键因素，也是轨道的薄弱环节之一。铁路道岔的位置有定位和反位两个位置，当铁路道岔实际位置与预期位置不一致，铁路道岔扳错方向或扳不到位时，将出现列车驶入错误轨道、或者列车脱轨的事故。

铁路道岔位置控制在早期是由人工来控制，随着技术的进步，可以通过设备对全站信号和铁路道岔位置进行集中操纵和核校，利用继电器变位后的位置、铁路道岔动作电流、定位/反位继电器状态三种数据来判断室内室外、室内是否一致。目前判定铁路道岔是否扳到位的方式准确性不够高，仍然存在出错情况。

发明内容

本发明实施例通过提供一种基于磁编码的铁路道岔位置测定装置及方法，以提高铁路道岔位置检测的准确性和可靠性，进而利于更准确、可靠的操作铁路道岔。

第一方面，本发明实施例提供一种基于磁编码的铁路道岔位置测定装置，包括：

磁编码生成系统，安装于铁路道岔上，其中，所述磁编码生成系统包括以几何构型分布于所述铁路道岔上的磁体阵列，用于产生作为所述铁路道岔的磁场信息标识的磁编码信息；

磁探测系统，安装于所述铁路道岔的运动区域，用于在所述铁路道岔的运动过程中探测所述运动区域的磁场变化信息，其中，所述磁场变化信息包含所述磁编码信息；

数据处理系统，用于根据所述磁场变化信息，构建针对所述运动过程的局部区域磁场分布；提取所述局部区域磁场分布的实际特征信息，并利用所述实际特征信息判定所述铁路道岔是否到达目标位置。

可选地，所述磁体阵列，包括：

以特定几何构型排布于所述铁路道岔的多个磁偶极子，用于产生具有特定空间分布的磁编码信息，以作为所述铁路道岔的磁场信息标识。

可选地，所述磁探测系统，包括：

磁探测阵列，排布于所述铁路道岔的运动区域，用于在所述铁路道岔的运动过程中，感测所述运动区域的磁场变化信息，并将所述磁场变化信息转换为磁场矢量数据后发送至所述数据处理系统。

可选地，所述磁探测阵列，包括：

多列直线排布的磁强计，各列直线排布磁强计交叉于同一位置，其中，每列直线排布的磁强计中包含等间隔分布的多个磁强计。

可选地，所述数据处理系统，具体用于：

接收所述磁场变化信息，所述磁场变化信息包含每个物理过程在所述铁路道岔的运动过程中贡献的磁场组分；

根据所述磁场变化信息，构建用于标识所述局部区域磁场分布的样本矩阵，其中，所述样本矩阵包含m个数据样本，每个数据样本包含n个元素，m、n为大于1的正整数。

可选地，所述数据处理系统，具体用于：

利用所述样本矩阵构建协方差矩阵，并利用自然正交分量法对所述协方差矩阵进行正交分解，以得到对应不同物理过程的多阶本征模，以及与该阶本征模对应的本征向量；