专利名称：列车速度测量装置和方法
技术领域：
本发明涉及列车速度测量装置和方法，更具体地涉及安装在列车处的列车速度测量装置和使用该装置的列车速度测量方法。
背景技术：
通常，用于铁路车辆的列车速度测量装置的重要功能之一是在车辆超出铁路允许的最大驱动速度时应用制动并保护车辆，以避免车辆与前车之间的碰撞。另外，在列车自动运行的情况下，列车速度测量装置通过使用在车辆的预定驱动点处车辆的实际速度与目标速度之间的差值，执行如制动和加速的操作。此外，列车速度测量装置通过测量到的速度和时间值来计算列车的累计行驶距离，以获得列车的当前位置。为了执行该功能，车辆速度的精确计算对于列车速度测量装置是必需的。安装在当前铁路车辆处并用于实现列车安全的列车速度测量装置包括安装在车轴处的转速表，并通过使用与车轴的转速成比例的速度脉冲来计算列车速度，所述车轴的转速是根据车辆的移动而从转速表测量到的。然而，当由于雨季或任何其他原因而在安装有转速表的车轴上发生异常情况(如滑动和滑行)时，这种方法可能不会计算出精确速度。更详细地，当由于铁轨上的湿气导致车轮空转而发生滑动现象时，测量到的车辆速度快于实际速度。此外，当在列车运行期间由于产品操作(product operation)导致车轴锁定而发生滑行现象时，测量到的车辆速度慢于实际速度。在车辆的自动运行期间车辆的实际速度与测量速度之间的这种差值可能会使得精确停车的准确性退化。此外，这可能成为全面安全驱动的危险因素。此外，具有动力源的机动车通常会发生滑动现象。
发明内容
实施例提供了一种提高了准确性的列车速度测量装置和方法。实施例还提供了一种列车速度测量装置和方法，其解决了动车的滑动现象导致的错误以减少速度测量错误。在一个实施例中，列车速度测量装置包括至少一个第一转速表，其布置在拖车的车轴处并用于根据所述拖车的车轮转速输出脉冲信号；至少一个第二转速表，其布置在机动车的车轴处并用于根据所述机动车的车轮转速输出脉冲信号；至少一个速度测量单元，其用于基于由所述至少一个第一转速表和所述至少一个第二转速表输出的脉冲信号来测量速度值；以及速度计算单元，其用于基于测量到的速度值来计算列车的速度。在另一个实施例中，列车速度测量方法包括从布置在列车的机动车和拖车的每 个车轴处的至少一个转速表接收根据车轮转速的脉冲信号；通过所述脉冲信号测量速度并 判定所述机动车和所述拖车的速度；以及基于判定出的所述机动车和所述拖车的速度，计 算列车的速度。在下面的附图和说明书中，阐释了一个或多个实施例的细节。通过说明书、附图和 并且通过权利要求，其他特征将变得显而易见。
图1为包括根据一个实施例的列车速度测量装置的列车的示意性构造图。图2为根据一个实施例的列车速度测量装置的框图。图3为图示了根据一个实施例的测量列车速度的方法的流程图。图4为图示了根据另一个实施例的测量列车速度的方法的流程图。图5为图示了根据另一个实施例的测量列车速度的方法的流程图。
具体实施例方式说明书和权利要求中使用的术语或词语不应被解释为常规含义或字典含义，而应 该根据发明人可以适当地定义术语的概念从而以最佳方式描述他的/她的发明的原则，将 说明书和权利要求中使用的术语或词语解释为与本发明的技术理念相对应的含义和概念。相应地，本发明可以体现为许多不同的形式，而不应该被解释为限于此处所述的 实施例；当然，通过添加、修改和变型，能够容易地想到包括在其他退步发明或落入本公开 的精神和范围内的替换实施例，并且将向本领域的技术人员充分传达本发明的概念。图1为包括根据一个实施例的列车速度测量装置的列车的示意性构造图。如图1所示，包括列车速度测量装置100的列车200包括安装在列车200处的至 少一个第一转速表119、至少一个第二转速表120、至少一个第一速度测量单元130、至少一 个第二速度测量单元140和速度计算单元150。列车200包括串联连接的至少一个机动车210和至少一个拖车220。机动车210 包括列车200的动力源。另外，根据列车200的操作系统，所述动力源可以是用于通过齿轮 或液压传递动力的柴油液压式动力源，或者是用于通过柴油驱动发电机来传递动力的柴油 电气式动力源或电气动力源。此外，至少一个第一转速表110安装在列车200的拖车210的车轴处，以测量车轮 的每小时转数。测量到的车轮的每小时转数可以输出为脉冲信号。第一速度测量单元130可以构造为与至少一个第一转速表中的每个相对应。另 夕卜，一个第一速度测量单元130可以连接多个第一转速表。此外，至少一个第二转速表120可以安装在列车200的机动车220的车轴处，以测 量车轮的每小时转数，并且测量到的每小时转数可以输出为脉冲信号。此外，第二速度测量单元140可以构造为与至少一个第二转速表中的每个相对 应。另外，一个第二速度测量单元140可以连接多个第二转速表。速度计算单元150通过串联通信线160从至少一个第一速度测量单元130和至少一个第二速度测量单元140接收每个速度，并通过使用接收到的速度计算和输出列车200的速度。图2为根据一个实施例的列车速度测量装置100的框图。参照图2，列车速度测量装置100包括至少一个第一转速表110、至少一个第二转速表120、至少一个第一速度测量单元130、至少一个第二速度测量单元140和速度计算单元 150。至少一个第一速度测量单元130可以从每个对应的第一转速表110接收脉冲信号以测量速度，并可以通过串联通信线160将测量到的速度传送到第一速度计算单元151。至少一个第二速度测量单元140可以从每个对应的第二转速表120接收脉冲信号以测量速度，并可以通过串联通信线160将测量到的速度传送到第二速度计算单元152。第一速度计算单元151可以通过使用从至少一个第一速度测量单元130接收到的速度来计算第一速度。第一速度计算单元151可以根据预定条件选择从至少一个第一速度测量单元130中接收到的速度中的一个，以计算第一速度。或者，第一速度计算单元151可以通过使用从至少一个第一速度测量单元130接收到的速度的平均值来计算第一速度。第二速度计算单元152可以通过使用从至少一个第二速度测量单元140接收到的速度来计算第二速度。第二速度计算单元152可以根据预定条件选择从至少一个第二速度测量单元140中接收到的速度中的一个，以计算第二速度。或者，第二速度计算单元152可以通过使用从至少一个第二速度测量单元140接收到的速度的平均值来计算第二速度。速度判定单元153可以从第一速度计算单元151和第二速度计算单元152接收第一速度和第二速度中的一个，以根据下面描述的预定条件判定列车200的速度，然后可以将判定出的速度输出到距离计算单元154或外部。距离计算单元154可以从速度测量单元153接收列车200的速度，并可以基于接收到的速度和行驶时间来计算列车200行驶的距离。一旦计算出了行驶距离，那么距离计算单元154判定列车200的行驶距离或列车200的当前位置，以将其输出到外部。图3为图示了根据一个实施例的测量列车速度的方法的流程图。参照图3，在操作S302中，列车200的拖车210和机动车220的车轴处的至少一个第一转速表110和第二转速表120可以根据车轮的每小时转数生成脉冲信号。此外，在操作S304中，至少一个第一速度测量单元130和第二速度测量单元140可以测量与拖车210的速度相对应的第一速度和与机动车220的速度相对应的第二速度。也就是说，第一速度测量单元130和第二速度测量单元140可以从每个对应的转速表接收脉冲信号，以测量速度。速度计算单元150可以根据各种通信方法接收速度值。此外，可以使用串联通信线160，串联通信线160容易安装在列车200处并具有高经济可行性和兼容性。相应地，根据实施例，以使用RS422系统的串联通信线160作为一个示例，但是本发明不限于此。此外，在速度计算单元150中可以进一步包括用于接收第一速度的附加RS422串联通信端子(未示出)。在操作S306中，速度计算单元150接收第一速度和第二速度，并判定第一速度和第二速度之间的偏差是否大于临界值。如果速度偏差大于临界值，则在操作S308中速度计算单元150基于第一速度计算列车200的速度。如果速度偏差小于临界值，则在操作S310中速度计算单元150基于第二速度计算列车200的速度。
当基于第一速度执行计算操作时，即使当机动车220中发生滑动现象，速度计算 单元150也可以测量准确的速度，而不受列车200的速度判定的影响。
此外，当基于第二速度执行计算操作时，速度计算单元150可以实时获得机动车 220的速度。
相应地，当第一速度和第二速度之间的偏差小于临界值时，速度计算单元150判 定不存在滑动现象。或者，当基于第二速度计算出了列车200的速度并且列车200的速度 大于临界值时，可以基于第一速度补偿列车200的速度。
临界值可以是用于判定在机动车220中是否发生了滑动现象的数值。例如，当第 一速度和第二速度之间的差值大于大约15km/h时，速度计算单元150判定存在滑动现象， 因此临界值设置为大约15km/h。
在操作S312中，速度计算单元150可以基于计算出的列车200的速度，输出列车 200的累计行驶距离、当前位置和当前速度中的至少一个。
通过使用列车200的输出速度，列车速度测量装置100确认列车200的当前速度， 并判定当前速度是否大于速度限制。相应地，通过与另一设备联接，可以执行用于防止与前 车碰撞的制动施加功能。
根据一个实施例的列车速度测量装置和方法比较拖车210的速度与机动车220的 速度，以判定是否存在滑动现象或滑行现象。另外，基于拖车210的速度，计算列车200的 速度，从而可以准确地反映列车200的当前速度。
图4为图示了根据另一个实施例的测量列车速度的方法的流程图。
参照图4，在操作S402中，列车200的拖车210和机动车220的车轴处的至少一个 第一转速表110和第二转速表120可以根据车轮的每小时转数生成脉冲信号。
在操作S404中，至少一个第二速度测量单元140可以从每个对应的第二转速表接 收脉冲信号，以测量第二速度值。
然后，在操作S406中，第二速度计算单元152通过串联通信线160接收测量到的 第二速度值，并且计算接收到的第二速度值的平均值，以将其作为第二速度输出。
此外，在操作S408中，至少一个第一速度测量单元130可以从每个对应的第一转 速表接收脉冲信号，以测量第一速度值。
然后，在操作S410中，第一速度计算单元151通过串联通信线160接收测量到的 第一速度值，并且判定接收到的第一速度值之间的偏差是否大于临界值。
在操作S418中，当第一速度值之间的偏差小于临界值时，第一速度计算单元151 计算第一速度值的平均值，然后，计算第一速度以将其输出。
此外，在操作S412中，当第一速度值之间的偏差大于临界值时，第一速度计算单 元151判定至少一个第一转速表110的速度测量存在问题，并判定在第一速度值中是否存 在其相对于第二速度(即机动车220的速度)的偏差小于临界值的速度值。
然后，在操作S414中，当第一速度值中存在其相对于第二速度的偏差小于临界值 的速度值时，第一速度计算单元151选择小于临界值的第一速度值并将其作为第一速度输 出。
此外，在操作S416中，当第一速度值中不存在其相对于第二速度的偏差小于临界值的速度值时，列车速度测量装置100判定列车200的速度测量中存在错误，并输出与列车速度识别相关的错误信息。此外，速度判定单元153基于第一速度计算并更新列车200的速度，以输出列车200的计算速度。此外，在操作S420中，通过使用列车200的计算出的速度和时间值，距离计算单元154可以输出如列车200的累计行驶距离的信息。通过比较第一速度值之间的偏差与临界值，第一速度计算单元151可以判定由至少一个第一转速表测量的速度值是否是正常地测量的，并可以准确地计算拖车220的速度。图5为图示了根据另一个实施例的测量列车速度的方法的流程图。参照图5，在操作S502中，列车200的拖车210和机动车220的车轴处的至少一个第一转速表110和第二转速表120可以根据车轮的每小时转数生成脉冲信号。此外，在操作S504中，至少一个第一速度测量单元140可以从每个对应的第一转速表接收脉冲信号，以测量第一速度值。然后，第一速度计算单元151通过串联通信线160接收测量到的第一速度值，并且计算接收到的第二速度值的平均值以将其作为第一速度输出。此外，在操作S508中，至少一个第二速度测量单元140可以从每个对应的第二转速表接收脉冲信号，以测量第二速度值。然后，在操作S510中，第二速度计算单元152通过串联通信线160接收测量到的第二速度值，并且判定接收到的第二速度值之间的偏差是否大于临界值。在操作S518中，当第二速度值之间的偏差小于临界值时，第二速度计算单元152计算第二速度值的平均值，然后，计算第二速度以将其输出。速度判定单元153判定第一速度和第二速度之间的偏差是否大于临界值。在操作S522中，当第一速度和第二速度值之间的偏差大于临界值时，速度判定单元153判定由于滑动现象导致机动车220的速度测量存在问题，并基于第一速度计算并更新列车200的速度。此外，在操作S524中，当第一速度和第二速度之间的偏差小于临界值时，速度判定单元153判定不存在滑动现象，并基于第二速度(即机动车220的速度)计算并更新列车200的速度。此外，在操作S512中，当第一速度值之间的偏差大于临界值时，第一速度计算单元151判定至少一个第一转速表110的速度测量存在问题，并判定在第一速度值中是否存在其相对于第二速度(即拖车210的速度)的偏差小于临界值的速度值。然后，在操作S514中，当第一速度值中存在其相对于第二速度的偏差小于临界值的速度值时，第一速度计算单元151选择小于临界值的第一速度值并将其作为第二速度输出，并且速度判定单元153基于输出的第二速度计算并更新列车200的速度。此外，在操作S516中，当第一速度值中不存在其相对于第二速度的偏差小于临界值的速度值时，列车速度测量装置100判定列车200的速度测量中存在错误，并输出与列车速度识别相关的错误信息。此外，速度计算单元154输出列车200的计算出的速度或更新后的速度。此外，在操作S526中，通过使用列车200的计算出的速度和时间值，距离计算单元154可以输出如列车200的累计行驶距离的信息。
通过比较第二速度值之间的偏差与临界值，第二速度计算单元152可以判定至少 一个第二转速表测量的速度值是否是正常地测量的。另外，如果判定所述速度值不是正常 地测量的，可以参考第一速度(即拖车210的速度)来计算机动车220的速度。
另外，可以通过以下方法准确地计算列车200的速度基于第二速度(即机动车 220的速度)计算列车的速度，通过比较第二速度与第一速度以判定是否存在滑动现象，然 后校正所述速度。所述方法实时地获得机动车220的速度，但是当存在滑动现象时，则基于 拖车210的速度测量列车200的速度。
尽管已经参照其多个阐释性实施例描述了实施例，但是应该理解的是，本领域的 技术人员能够想到的许多其他改进和实施例将落入本公开的原理的精神和范围之内。更具 体地，针对部件和/或主体组合布置的各种变型和改进可能落入本公开、附图和随附的权 利要求书的范围之内。除了针对部件和/或布置的各种变型和改进之外，对本领域的技术 人员而目，可选用途也将是显而易见的。
权利要求
1.一种列车速度测量装置，包括至少一个第一转速表，其布置在拖车的车轴处并用于根据所述拖车的车轮转速输出脉冲信号；至少一个第二转速表，其布置在机动车的车轴处并用于根据所述机动车的车轮转速输出脉冲信号；至少一个速度测量单元，其用于基于由所述至少一个第一转速表和所述至少一个第二转速表输出的脉冲信号来测量速度值；以及速度计算单元，其用于基于测量到的速度值来计算列车的速度。
2.根据权利要求1所述的列车速度测量装置，其中，所述速度计算单元接收所述速度值，计算所述拖车的第一速度和所述机动车的第二速度，并在所述第一速度和所述第二速度之间的偏差大于临界值时，基于所述第一速度计算列车速度。
3.根据权利要求1所述的列车速度测量装置，其中，所述速度计算单元包括第一速度计算单元，其用于从所述至少一个第一速度测量单元接收速度并计算所述拖车的第一速度；第二速度计算单元，其用于从所述至少一个第一速度测量单元接收速度并计算所述机动车的第二速度；以及速度判定单元，其用于比较所述第一速度与所述第二速度，并在所述第一速度和所述第二速度之间的偏差大于临界值时，基于所述第一速度判定列车速度。
4.根据权利要求3所述的列车速度测量装置，其中，当从所述至少一个第一速度测量单元接收到的速度之间的偏差大于临界值时，所述第一速度计算单元比较从所述至少一个第一速度测量单元接收到的速度与所述第二速度，并计算所述第一速度。
5.根据权利要求3所述的列车速度测量装置，其中，当从所述至少一个第一速度测量单元接收到的速度之间的偏差小于临界值时，所述第一速度计算单元基于从所述至少一个第一速度测量单元接收到的速度的平均值计算所述第一速度。
6.根据权利要求3所述的列车速度测量装置，其中，当从所述至少一个第二速度测量单元接收到的速度之间的偏差大于临界值时，所述第二速度计算单元比较从所述至少一个第二速度测量单元接收到的速度与所述第一速度，并计算所述第二速度。
7.根据权利要求3所述的列车速度测量装置，其中，当从所述至少一个第二速度测量单元接收到的速度之间的偏差小于临界值时，所述第二速度计算单元基于从所述第二速度测量单元接收到的速度的平均值计算所述第二速度。
8.根据权利要求1所述的列车速度测量装置，进一步包括距离计算单元，所述距离计算单元用于从所述速度计算单元接收所述列车的速度，并根据时间计算所述列车的行驶距离。
9.根据权利要求1所述的列车速度测量装置，其中，所述速度计算单元通过所述机动车和所述拖车之间连接的串联通信线来接收所述速度值。
10.一种列车速度测量方法，包括从布置在列车的机动车和拖车的每个车轴处的至少一个转速表接收根据车轮转速的脉冲信号；通过所述脉冲信号测量速度并判定所述机动车和所述拖车的速度；以及基于判定出的所述机动车和所述拖车的速度，计算所述列车的速度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述列车速度的计算包括当所述机动车的速度和所述拖车的速度之间的偏差大于临界值时，基于所述拖车的速度计算列车速度。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述机动车的速度和所述拖车的速度的判定包括 通过从所述至少一个第一转速表和第二转速表接收脉冲信号来测量每个速度；以及 通过测量出的每个速度来计算所述拖车的第一速度和所述机动车的第二速度，并且 所述列车速度的计算包括 比较所述第一速度与所述第二速度；以及 当所述速度之间的偏差大于临界值时，基于所述第一速度计算列车速度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一速度和所述第二速度的计算包括 当通过从所述第一转速表接收到的脉冲信号测量出的每个速度之间的偏差大于临界值时，比较所述每个速度与所述第二速度，并计算所述第一速度。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一速度和所述第二速度的计算包括当通过所述至少一个第一转速表测量到的每个速度之间的偏差小于临界值时，基于所述每个速度的平均值计算所述第一速度。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一速度和所述第二速度的计算包括当通过所述至少一个第二转速表测量到的每个速度之间的偏差大于临界值时，比较所述每个速度与所述第一速度，并计算所述第二速度。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一速度和所述第二速度的计算包括当通过从所述至少一个第二转速表接收到的脉冲信号测量到的每个速度之间的偏差小于临界值时，基于所述每个速度的平均值计算所述第二速度。
17.根据权利要求10所述的方法，进一步包括根据时间计算所述列车的行驶距离并输出计算出的行驶距离。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，所述脉冲信号的接收包括通过所述机动车和所述拖车之间连接的串联通信线来接收所述脉冲信号。
全文摘要
本发明提供了一种列车速度测量装置和方法。列车速度测量装置包括至少一个第一转速表，其布置在拖车的车轴处并用于根据所述拖车的车轮转速输出脉冲信号；至少一个第二转速表，其布置在机动车的车轴处并用于根据所述机动车的车轮转速输出脉冲信号；至少一个速度测量单元，其用于基于由所述至少一个第一转速表和所述至少一个第二转速表输出的脉冲信号来测量速度值；以及速度计算单元，其用于基于测量到的速度值来计算列车的速度。
文档编号G01C22/00GK103063864SQ20121038725
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月12日 优先权日2011年10月19日
发明者金奭宪, 韩在文 申请人:Ls产电株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
