專利名稱：火車機(jī)車掛車車距測(cè)量?jī)x及測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種簡(jiǎn)單、實(shí)用、造價(jià)低廉的火車機(jī)車掛車車距測(cè)量?jī)x及測(cè)量方法。屬于測(cè)距儀與測(cè)距技術(shù)。
背景技術(shù)：
火車機(jī)車吊掛車廂時(shí)，常常因?yàn)榛疖嚈C(jī)車的車距測(cè)量不準(zhǔn)確而發(fā)生嚴(yán)重的撞車事故，造成人員傷亡和物質(zhì)毀壞的巨大損失。目前尚無良好的吊掛車車距測(cè)量?jī)x器。僅僅依靠火車機(jī)車司機(jī)的人為估測(cè)，因此誤差大，不能準(zhǔn)確地確定車距。甚至因長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)、疲勞駕駛等因素造成撞車事故。為此需要研制一種車距測(cè)量?jī)x器。該測(cè)量?jī)x器要求滿足測(cè)距的距離大于五個(gè)“車距”，即100米以上。報(bào)警車距為5米，聲光報(bào)警；其次要求儀器能夠在自然天氣條件下工作以及儀器造價(jià)低于2000元/臺(tái)。
現(xiàn)有的車距測(cè)量涉及的方法有1、激光測(cè)距方法 采用激光三角測(cè)距原理。其測(cè)量精度高，但在遠(yuǎn)距離測(cè)量時(shí)，需要較高的功率激光器。因而造價(jià)較高，不適于工作條件。
2、超聲波測(cè)距法 采用介面回波測(cè)量原理。儀器造價(jià)底，但測(cè)量方法難以克服惡劣氣侯的干擾，而無法在實(shí)際中應(yīng)用。
3、雷達(dá)測(cè)距法 采用反射波測(cè)量計(jì)算原理。儀器可以在惡劣環(huán)境下工作。但技術(shù)難度大，造價(jià)高，維護(hù)使用困難，而不適合掛車車距的測(cè)量。
尚有一些方法，如微波法、無線定向測(cè)距法、棍枕測(cè)量法、車下輔助裝置法等等。因儀器造價(jià)高、抗干擾能力差、測(cè)量精度低、干擾機(jī)車等問題，均沒能獲得實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種火車機(jī)車掛車車距測(cè)量?jī)x及測(cè)量方法。所述的測(cè)量?jī)x具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。所述的測(cè)量方法原理簡(jiǎn)單、實(shí)用可靠。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的。測(cè)量?jī)x由包括測(cè)量頭、測(cè)量電路系統(tǒng)和置于火車“黑匣子”內(nèi)單片機(jī)及顯示器、報(bào)警器構(gòu)成。其中根據(jù)遠(yuǎn)視原理設(shè)計(jì)的測(cè)量頭是由折疊式光學(xué)放大鏡組、梯形底板和光電轉(zhuǎn)換電荷藕合器件組成。測(cè)量電路系統(tǒng)主要由放大予處理電路；濾波、自動(dòng)增益電路；波形變換電路組成。其特征在于，波形變換電路的輸出端分別并接于目標(biāo)鑒別觸發(fā)電路和計(jì)數(shù)器、接口電路。它們的輸出端并接于單片機(jī)，顯示器和報(bào)警器。
采用上述結(jié)構(gòu)的測(cè)量?jī)x測(cè)量火車機(jī)車與掛車距離的方法是將測(cè)量?jī)x放置在機(jī)車車頭距地面鋼軌1.5米-2米之處，實(shí)施對(duì)掛車車距進(jìn)行測(cè)量。其特征在于采用下述步驟A.虛擬確定機(jī)車與掛車車距的距離以機(jī)車行進(jìn)中儀器的測(cè)量頭在可視范圍內(nèi)對(duì)兩條鋼軌的虛擬目標(biāo)掃描成象，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大處理后在計(jì)數(shù)器上讀取的數(shù)值作為虛擬確定的機(jī)車與掛車的距離。
B.機(jī)車與掛車實(shí)際距離的測(cè)定機(jī)車行進(jìn)在虛擬確定的距離內(nèi)，掃描撲捉到掛車時(shí)，則測(cè)量?jī)x把掃描撲捉到的掛車成象，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大處理成為一個(gè)觸發(fā)信息，傳輸給“黑匣子”中的單片機(jī)工作。計(jì)算“黑匣子”所記錄的機(jī)車行駛距離與計(jì)數(shù)器讀取的虛擬確定的機(jī)車與掛車距離的代數(shù)和。其計(jì)算結(jié)果即為機(jī)車與掛車的實(shí)際距離。當(dāng)實(shí)際距離達(dá)到報(bào)警距離時(shí)，報(bào)警器報(bào)警提示機(jī)車司機(jī)掛車。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量?jī)x器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，抗干擾能力強(qiáng)，使用方法實(shí)用可靠。


圖1為本發(fā)明測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為圖1的測(cè)量頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1為儀器測(cè)量頭；2為儀器測(cè)量電路系統(tǒng)；3為黑匣子中的單片機(jī)系統(tǒng)；4為顯示器和報(bào)警器。5為測(cè)量頭外殼；6為光學(xué)放大鏡；7為光學(xué)放大及折疊系統(tǒng)；8為電荷藕合器件；9為支架；10為測(cè)量電路系統(tǒng)的電路板；11為墊塊；12為梯形底板；13為放大鏡座。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例將測(cè)量頭呈水平狀態(tài)放置于距鋼軌2米處機(jī)車車頭的過橋板中央位置。在機(jī)車行進(jìn)中打開電源開關(guān)，測(cè)量頭與火車黑匣子同時(shí)工作。儀器測(cè)量頭將掃描鋼軌上的虛擬目標(biāo)，經(jīng)光學(xué)放大鏡組成象，并由電荷藕荷器件轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。此信號(hào)通過放大予處理電路、濾波、自動(dòng)增益電路和波形變換，計(jì)數(shù)接口電路，將模擬量變換為數(shù)字量信號(hào)，傳輸給單片機(jī)由此獲得虛擬的機(jī)車掛車車距。此時(shí)的車距可為100米，或可為120米，或可為150米等。
當(dāng)機(jī)車行進(jìn)中掃描到掛車時(shí)，經(jīng)光學(xué)放大鏡組將掛車成象，經(jīng)電荷藕荷器件轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。該信號(hào)在儀器測(cè)量電路系統(tǒng)中經(jīng)目標(biāo)識(shí)別電路將觸發(fā)電路的信息傳輸給黑匣子中的單片機(jī)。此時(shí)單片機(jī)在觸發(fā)信息的命令下，拾取火車的行駛距離，并通過軟件的代數(shù)和運(yùn)算，即可獲得火車機(jī)車與掛車的實(shí)際車距。由此通過火車不斷地行進(jìn)，可以獲得不同時(shí)刻的火車機(jī)車與掛車之間的實(shí)際掛車距，該實(shí)際掛車距離顯示在司機(jī)駕駛室的顯示器上。當(dāng)實(shí)際掛車距與單片機(jī)所設(shè)置的報(bào)警距相等時(shí)，儀器發(fā)出報(bào)警，提示火車司機(jī)掛車。從而達(dá)到避免撞車事故的發(fā)生。本發(fā)明實(shí)際應(yīng)用中，在機(jī)車工作的雨雪天或是風(fēng)沙天，或是晝夜天其測(cè)試精度均沒受到影響。
權(quán)利要求
1.一種火車機(jī)車掛車車距測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x由包括測(cè)量頭、測(cè)量電路系統(tǒng)和置于火車“黑匣子”內(nèi)的單片機(jī)及顯示器、報(bào)警器構(gòu)成，其中根據(jù)遠(yuǎn)視原理設(shè)計(jì)的測(cè)量頭是由折疊式光學(xué)放大鏡組、梯形底板和光電轉(zhuǎn)換電荷藕合器件組成，測(cè)量電路系統(tǒng)主要由放大予處理電路、濾波、自動(dòng)增益電路、波形變換電路組成，其特征在于波形變換電路的輸出端分別并接于目標(biāo)鑒別觸發(fā)電路和計(jì)數(shù)器、接口電路，它們的輸出端并接于單片機(jī)，顯示器和報(bào)警電路系統(tǒng)。
2.采用按權(quán)利要求1所述的一種火車機(jī)車掛車車距測(cè)量?jī)x，實(shí)現(xiàn)火車機(jī)車對(duì)掛車車距的測(cè)量方法，是將測(cè)量?jī)x放置在機(jī)車車頭距地面鋼軌1.5米-2米之處，實(shí)施對(duì)掛車車距進(jìn)行測(cè)量，其特征在于采用下述步驟A.虛擬確定機(jī)車與掛車車距的距離以機(jī)車行進(jìn)中儀器的測(cè)量頭在可視范圍內(nèi)對(duì)兩條鋼軌的虛擬目標(biāo)掃描成象，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大處理后在計(jì)數(shù)器上讀取的數(shù)值作為虛擬確定的機(jī)車與掛車的距離；B.機(jī)車與掛車實(shí)際距離的測(cè)定機(jī)車行進(jìn)在虛擬確定的距離內(nèi)，掃描撲捉到掛車時(shí)，則測(cè)量?jī)x把掃描撲捉到的掛車成象，并轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)，經(jīng)放大處理成為一個(gè)觸發(fā)信息，傳輸給“黑匣子”中的單片機(jī)工作，計(jì)算“黑匣子”所記錄的機(jī)車行駛距離與計(jì)數(shù)器讀取的虛擬確定的機(jī)車與掛車距離的代數(shù)和，其計(jì)算結(jié)果即為機(jī)車與掛車的實(shí)際距離，當(dāng)實(shí)際距離達(dá)到報(bào)警距離時(shí)，報(bào)警器報(bào)警提示機(jī)車司機(jī)掛車。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種火車機(jī)車掛車車距測(cè)量?jī)x及測(cè)量方法。所述的測(cè)量?jī)x包括測(cè)量頭、測(cè)量電路系統(tǒng)和單片機(jī)及顯示器、報(bào)警器構(gòu)成。測(cè)量頭由光學(xué)放大鏡組、底板和光電轉(zhuǎn)換器件組成。測(cè)量電路系統(tǒng)主要由放大予處理電路；濾波自動(dòng)增益電路；波形變換電路組成。其特征在于，波形的變換電路輸出端分別并接于目標(biāo)鑒別觸發(fā)電路和計(jì)數(shù)器、接口電路，它們的輸出端并接于單片機(jī)，顯示器和報(bào)警器。采用該測(cè)量?jī)x測(cè)量的方法，其特征在于采用下述步驟虛擬確定機(jī)車與掛車車距的距離和機(jī)車與掛車實(shí)際距離的測(cè)定。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量?jī)x器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，抗干擾能力強(qiáng)，使用方法實(shí)用可靠。
文檔編號(hào)G01C3/06GK1415936SQ0214630
公開日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月8日
發(fā)明者樊玉銘 申請(qǐng)人:天津大學(xué)