專利名稱：一種基于列車臨時限速的輪滑處理裝置及其處理方法
技術領域：
本發(fā)明是一種基于列車臨時限速的輪滑處理方法，特別是涉及一種可在列車臨時限速系統(tǒng)中處理列車因輪滑所造成行駛參數(shù)誤差的方法，屬于基于列車臨時限速的輪滑處理方法的改造技術。
背景技術：
列車的輪滑現(xiàn)象包含車輪的空轉和滑動兩種現(xiàn)象。因車輪和軌道一般都是由鋼制造的，一般車輪與軌道之間的摩擦系數(shù)低，所以很難避免車輪輪滑現(xiàn)象，再加上各種霜凍、 雪雨天氣，更是會降低車輪與軌道之間的摩擦系數(shù)，另外，在列車下坡地段，輪滑現(xiàn)象更是常有發(fā)生。輪滑對列車會帶來很大危害，目前國內的列車大多采用光電式的輪軸速度傳感器來獲取速度以及進行推算出行駛的路程，同時在行駛過程中，處于長時間滑動的輪徑因為磨損而發(fā)生改變，對測量結果帶來誤差，并且其中發(fā)生的輪滑現(xiàn)象也會對列車所獲得的速度和路程帶來影響。對于應用于列車的臨時限速系統(tǒng)，其列車信息直接從列車機車安全信息綜合監(jiān)測裝置(簡稱TAX箱)得到，輪滑現(xiàn)象對臨時限速系統(tǒng)的影響可以具體表現(xiàn)在以下幾個方面(1)輪滑現(xiàn)象能夠對列車的測速和測距產生很大的影響，目前列車所采用的轉速計大多采用直接檢測車輪(齒盤)的轉動脈沖，車輪的空轉和滑動必將影響測速測距的準確性，距離的變化將引起列車在減速區(qū)段中的誤判，造成過急剎車，影響列車乘客的舒適度，或者超速進入危險區(qū)間，危及乘客的人身安全；(2)輪滑現(xiàn)象直接影響到臨時限速裝置正常運行。目前臨時限速裝置所得到的列車信息(速度和公里標)都直接由列車的TAX箱提供，車輪的空轉和滑動的發(fā)生必將引起 TAX箱所輸送的速度和公里標的誤差，造成臨時限速裝置誤讀或漏讀電子標簽的情況，干擾臨時限速裝置的正常工作；(3)輪滑現(xiàn)象將加大軌道巡線工況的工作復雜度。臨時限速裝置會因車輪的空轉和滑動現(xiàn)象發(fā)生異常狀況，在每次異常狀況后進行軌道巡線，以保證電子標簽的正常，減少各種可能存在的安全隱患，若車輪的空轉和滑動由引發(fā)的異常情況不能排除，勢必將增大軌道巡線的力度；(4)車輪的空轉和滑動都發(fā)生于軌道摩擦系數(shù)過低的情況。空轉發(fā)生在牽引工況中，它使得車輪轉速迅速上升，如果任其擴展，往往可能在數(shù)秒或者略長的時間內超出構造速度，這樣不僅使車輛牽弓I力下降，而且由于高速空轉會使輪對踏面嚴重擦傷；而輪滑發(fā)生在制動工況中，它使得車輪與軌道急速摩擦，產生大量熱能，從而磨損和損壞部分車輪，減少車輪使用壽命和降低行駛安全。目前的臨時限速裝置采用單接收列車信息模式，并沒有一套完善的修正和處理公里標的方法，因此存在著對輪滑引起的異常狀況適應度差的問題
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種有效的防止輪滑所帶來的影響，提高臨時限速裝置運行的可靠性的基于列車臨時限速的輪滑處理方法。本發(fā)明不僅節(jié)省空間、 成本低、使用安全、操作方便，使用壽命長。本發(fā)明的技術方案是本發(fā)明的基于列車臨時限速的輪滑處理裝置，包括有臨時限速裝置、速度傳感器、機車安全信息綜合監(jiān)測裝置和觸發(fā)器，臨時限速裝置為輪滑處理方法的承載體，速度傳感器、機車安全信息綜合監(jiān)測裝置和觸發(fā)器作為信息的采集源連接到臨時限速裝置上，為臨時限速裝置提供當前速度和位置信息。上述臨時限速裝置為采用帶有微處理器以實現(xiàn)列車臨時限速的裝置，安裝于列車內部中的電子設備區(qū)間。上述速度傳感器是加速度傳感器、或雷達傳感器，或GPS測量速度的傳感器單元； 上述觸發(fā)器是采用無線射頻感應相應的減速標和減速地點標的觸發(fā)裝置。本發(fā)明基于列車臨時限速的輪滑處理裝置的處理方法，包括有三個方法狀態(tài)判別方法、補償方法程和過渡處理方法，先執(zhí)行狀態(tài)判別方法，然后根據(jù)狀態(tài)判別方法所得到的不同現(xiàn)象來采取不同的補償方法；每隔一定時間△ T臨時限速裝置采集列車上機車安全信息綜合監(jiān)測裝置的速度和公里信息以及速度傳感器的速度信息，根據(jù)當前獲得的信息執(zhí)行狀態(tài)判別方法，再根據(jù)不同的狀態(tài)執(zhí)行相應的補償方法；列車離開標簽區(qū)域后，便停止補償方法，因補償后的公里信息和機車安全信息綜合監(jiān)測裝置所送出的公里信息可能存在較大的差異，若直接采用機車安全信息綜合監(jiān)測裝置所送出的公里信息會出現(xiàn)公里信息的一個跳變，因此，這里采用過渡處理方法使得補償后的公里信息能緩慢地轉變到機車安全信息綜合監(jiān)測裝置的公里信息，最終完成一個完整的處理方法。上述當列車進入減速區(qū)域后，便會先后感應到減速標和減速地點標，這時會分別產生一個減速標觸發(fā)信號和減速地點標觸發(fā)信號，當臨時限速裝置檢測到減速標觸發(fā)信號后，便開始執(zhí)行狀態(tài)判別方法和補償方法，不執(zhí)行過渡處理方法；當檢測到減速地點標觸發(fā)信號后，只執(zhí)行過渡處理方法。本發(fā)明基于列車臨時限速的輪滑處理裝置的處理方法，包括以下步驟S 4. 1獲取速度傳感器第η時刻的速度Vn和η_1時刻的速度Vlri ；S 4. 2從第Π-1時刻來預測第η時刻的路程 n =Vn^AT+ ^a AT2,其中萬為ΔΤ內列車的平均加速度，為an = V" 二“-1 ；
UnAlS 4. 3獲取第η時刻從機車安全信息綜合監(jiān)測裝置采集到的路程S，；S 4.4獲取第n-l、n-2時刻保存的路程值Sn_i、Sn_2，計算從n_2時刻到n_l時刻和從n-1時刻到η時刻路程函數(shù)的斜率k和眾= Sn~Sn-l
-1 AT ATS 4. 5獲取第η時刻從機車安全信息綜合監(jiān)測裝置采集到得速度值V^ ,計算
V -Vl4x
α = 1+Υ, β = I-Y ；其中 γ =』"—·
S 4. 6采用以下方法來判斷是否發(fā)生空轉或輪滑若S，> 6^預 和kn > α Iv1，則認為發(fā)生空轉現(xiàn)象；若S，< pS9Dm kn< β Iv1，則認為發(fā)生滑動現(xiàn)象；若以上兩個條件均不滿足，則認為是正?，F(xiàn)象。上述狀態(tài)判別方法，空轉現(xiàn)象的補償方法包括以下步驟(1)計算從第n-1時刻到第η時刻列車在空轉中同時滑行的距離SSn = Vn^1 Δ T ；(2)將當前時刻(假設為第η時刻)從機車安全信息綜合監(jiān)測裝置得到路程值
修改為Sn= ySSn+(l-y)Sn_1 ；(3)保存當前時刻的補償后的路程值&、速度值vn、V^ax ,判斷檢測到減速地點標觸發(fā)信號，是則結束處理過程，否則隔△ T時間后執(zhí)行狀態(tài)判別方法。上述狀態(tài)判別方法，滑動現(xiàn)象的補償方法包括以下步驟(1)計算從第n-1時刻到第η時刻列車在空轉中同時滑行的距離SSn = Vn^1 Δ T ；(2)獲取從第η-2時刻到第η_1時刻列車行駛的路程Slri ；(3)將當前時刻(假設為第η時刻)從機車安全信息綜合監(jiān)測裝置得到路程值
Sfx修改為
權利要求
1.一種基于列車臨時限速的輪滑處理裝置，其特征在于包括有臨時限速裝置(1)、速度傳感器O)、機車安全信息綜合監(jiān)測裝置C3)和觸發(fā)器G)，臨時限速裝置(1)為輪滑處理方法的承載體，速度傳感器O)、機車安全信息綜合監(jiān)測裝置(3)和觸發(fā)器(4)作為信息的采集源連接到臨時限速裝置(1)上，為臨時限速裝置(1)提供當前速度和位置信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于列車臨時限速的輪滑處理裝置，其特征在于上述臨時限速裝置(1)為采用帶有微處理器以實現(xiàn)列車臨時限速的裝置，安裝于列車(14)內部中的電子設備區(qū)間。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于列車臨時限速的輪滑處理裝置，其特征在于上述速度傳感器( 是加速度傳感器、或雷達傳感器，或GPS測量速度的傳感器單元；上述觸發(fā)器(4) 是采用無線射頻感應相應的減速標和減速地點標的觸發(fā)裝置。
4.一種根據(jù)權利要求1所述的基于列車臨時限速的輪滑處理裝置的處理方法，其特征在于包括有三個方法狀態(tài)判別方法、補償方法程和過渡處理方法，先執(zhí)行狀態(tài)判別方法， 然后根據(jù)狀態(tài)判別方法所得到的不同現(xiàn)象來采取不同的補償方法；每隔一定時間ΔΤ臨時限速裝置(1)采集列車上機車安全信息綜合監(jiān)測裝置(3)的速度和公里信息以及速度傳感器(1)的速度信息，根據(jù)當前獲得的信息執(zhí)行狀態(tài)判別方法，再根據(jù)不同的狀態(tài)執(zhí)行相應的補償方法；列車離開標簽區(qū)域后，便停止補償方法，因補償后的公里信息和機車安全信息綜合監(jiān)測裝置(3)所送出的公里信息可能存在較大的差異，若直接采用機車安全信息綜合監(jiān)測裝置(3)所送出的公里信息會出現(xiàn)公里信息的一個跳變，因此，這里采用過渡處理方法使得補償后的公里信息能緩慢地轉變到機車安全信息綜合監(jiān)測裝置(3)的公里信息，最終完成一個完整的處理方法。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于列車臨時限速的輪滑處理方法，其特征在于上述當列車進入減速區(qū)域(10)后，便會先后感應到減速標(8)和減速地點標(9)，這時會分別產生一個減速標觸發(fā)信號(1 和減速地點標觸發(fā)信號(16)，當臨時限速裝置(1)檢測到減速標觸發(fā)信號(1 后，便開始執(zhí)行狀態(tài)判別方法和補償方法，不執(zhí)行過渡處理方法；當檢測到減速地點標觸發(fā)信號(16)后，只執(zhí)行過渡處理方法。
6.根據(jù)權利要求4所述的基于列車臨時限速的輪滑處理方法，其特征在于包括以下步驟S 4. 1獲取速度傳感器第η時刻的速度Vn和η-1時刻的速度Vlri ；S 4. 2從第η-1時刻來預測第η時刻的路程: η = νn_,AT+ ^anAT2,其中。為ΔΤ內列車的平均加速度，為^UnAlS 4. 3獲取第η時刻從機車安全信息綜合監(jiān)測裝置( 采集到的路程Sw^x ；S 4. 4獲取第η-1、η-2時刻保存的路程值Sn+ Sn_2，計算從n_2時刻到n_l時刻和從 η-1時刻到η時刻路程函數(shù)的斜率Κ-廣 ATS 4. 5獲取第η時刻從機車安全信息綜合監(jiān)測裝置( 采集到得速度值Vfx ,計算α
7.根據(jù)權利要求4所述的基于列車臨時限速的輪滑處理方法，其特征在于上述狀態(tài)判別方法，空轉現(xiàn)象的補償方法包括以下步驟(1)計算從第n-1時刻到第η時刻列車在空轉中同時滑行的距離Ssn= ν^ΔΤ；(2)將當前第η時刻從機車安全信息綜合監(jiān)測裝置( 得到路程值修改為 = Y S 滑 n+(Il) Slrf ；(3)保存當前時刻的補償后的路程值&、速度值Vn、v n,判斷檢測到減速地點標觸發(fā)信號(16)，是則結束處理過程，否則隔Δ T時間后執(zhí)行狀態(tài)判別方法。
8.根據(jù)權利要求4所述的基于列車臨時限速的輪滑處理方法，其特征在于上述狀態(tài)判別方法，滑動現(xiàn)象的補償方法包括以下步驟(1)計算從第n-1時刻到第η時刻列車在空轉中同時滑行的距離Ssn= ν^ΔΤ；(2)獲取從第η-2時刻到第n-1時刻列車行駛的路程Slri；(3)將當前時刻(假設為第η時刻)從機車安全信息綜合監(jiān)測裝置C3)得到路程值 Sfx修改為式=^+(1-7) ^^-!；(4)保存當前時刻的補償后的路程值&、速度值Vn、v n,判斷檢測到減速地點標觸發(fā)信號(16)，是則結束處理過程，否則隔Δ T時間后執(zhí)行狀態(tài)判別方法。
9.根據(jù)權利要求4所述的基于列車臨時限速的輪滑處理方法，其特征在于上述狀態(tài)判別方法，正?，F(xiàn)象的補償方法包括以下步驟(1)計算正常行駛狀態(tài)下從第n-1時刻到第η時刻列車小滑行的距離 S'mn=\vn~vT\M·,(2)將當前時刻(假設為第η時刻)從機車安全信息綜合監(jiān)測裝置C3)得到路程值 Sfx 修改為:s = psK(3)保存當前時刻的補償后的路程值&、速度值Vn、v n,判斷檢測到減速地點標觸發(fā)信號(16)，是則結束處理過程，否則隔Δ T時間后執(zhí)行狀態(tài)判別方法。
10.根據(jù)權利要求4所述的基于列車臨時限速的輪滑處理方法，其特征在于上述過渡處理方法，由以下步驟來組成a、獲取第n-1時刻的路程值Slri，機車安全信息綜合監(jiān)測裝置(3)在第n_l時刻和第η時刻的路程值
全文摘要
本發(fā)明是一種基于列車臨時限速的輪滑處理方法。本發(fā)明的處理裝置包括臨時限速裝置、速度傳感器、機車安全信息綜合監(jiān)測裝置和觸發(fā)器，臨時限速裝置為輪滑處理方法的承載體，速度傳感器、機車安全信息綜合監(jiān)測裝置和觸發(fā)器作為信息的采集源連接到臨時限速裝置上，為臨時限速裝置提供當前速度和位置信息。本發(fā)明的輪滑處理方法由臨時限速裝置每隔一段固定時間從速度傳感器和機車安全信息綜合監(jiān)測裝置接收速度和路程信息，判斷是否發(fā)生車輪空轉和滑動的異常現(xiàn)象；在正常、空轉和滑動的情況下分別進行小補償、負補償和正補償?shù)姆椒?，在檢測到減速地點標后，采用過渡處理方法來實現(xiàn)補償結束后路程值的平穩(wěn)過渡。本發(fā)明保證臨時限速裝置在輪滑異常狀態(tài)下正常準確工作，提高了列車行駛的安全和穩(wěn)定。
文檔編號B61C17/12GK102363430SQ20111020095
公開日2012年2月29日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權日2011年7月18日
發(fā)明者周智恒, 李波, 程博, 謝勝利, 陳博欣 申請人:廣東工業(yè)大學