CN111612109A - 一种轨道设备走行距离和速度的自动校验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道设备走行距离和速度的自动校验系统及方法，所述轨道设备走行距离和速度的自动校验系统包括用于发射信号的FRID电子标签或信号发射器、用于接收FRID电子标签信号的FRID接收器，以及用于处理走行检测数据的控制主机PLC，FRID接收器与FRID电子标签或信号发射器之间实现数据通信，FRID接收器与控制主机PLC端口连接，将采集数据传输至控制主机PLC处理，自动输出检测或校验运行距离和速度的误差。本发明的技术方案简单、易实现，解决了目前因走行距离误差导致轨道维修设备其他机构自动控制精度降低或不达标的问题。

Description

一种轨道设备走行距离和速度的自动校验系统及方法

技术领域

本发明涉及铁路大型养护设备技术领域，具体涉及一种轨道设备走行距离和速度的自动校验系统及轨道设备走行距离和速度的自动校验方法。

背景技术

现有技术中，公开号为CN103465938A的中国发明专利申请公开了一种轨道交通车辆的快速精确定位装置及定位方法，所述定位装置包括激光位移传感器、拉绳式位移传感器、轨道车辆走行距离检测单元和同步采集与数据处理单元；该方案通过车载激光位移传感器检测车辆与轨道之间的距离，利用拉绳式位移传感器检测车辆沿轨道方向前进时产生的偏航角，借助轮轴脉冲传感器获得车辆走行距离，最终由车载数据采集处理模块计算得到车辆偏航角特征数据以及轨道特征数据。公开号为CN102069824A的中国发明专利申请公开了一种轨道交通车辆的定位装置和方法，所述定位装置包括激光位移传感器、轨道车辆走行距离检测单元和同步采集与数据处理单元；该方案通过车载激光位移传感器检测车辆与轨道之间的距离，借助轮轴脉冲传感器或两个车载激光位移传感器的输出获得车辆走行距离，最终由车载数据采集处理模块获得轨道特征数据；将采集到的轨道特征数据与轨道特征的历史数据进行匹配，实现高精度绝对或相对定位。公告号为CN208488672U的中国实用新型专利提供了一种走行控制系统及搬运全闭环控制系统，包括PLC控制装置、伺服驱动器、伺服电机以及条码定位单元；该方案用于解决走行轮在轨道上启动和刹车时产生相对滑动现象，造成伺服电机转动距离和实际走行距离有偏差的问题。公开号为CN109664920A的中国发明专利公开了一种RM模式下的列车位置获取方法及装置，用于对所述列车的动态位置实时更新，列车获得初始定位后在RM模式下一直保持位置有效，经过道岔区域时能正确计算列车位置，保证列车位置准确。公开号为CN103061219A的中国发明专利申请公开了一种铁路弹条扣件紧固状态自动检查方法及其装置，该方案用于实现铁路扣件定位，实现铁路弹条扣件的完整性检查，实现铁路弹条扣件紧固状态的自动检测，记录铁路扣件的详细信息，以及实现铁路弹条扣件紧固状态的报警。

当前铁路运输量不断加大、速度不断提高，使得铁路线路的轨道方向：左右水平、前后高低容易出现偏差。消除偏差，使轨道达到线路维修规则所要求的尺寸，是保障铁路线路良好运行的关键。

轨道维修设备因作业需要，设置了走行传感器，检测走行数据并将数据传给控制系统进行计算，输出设备走行速度和距离。然而因为轨道的方向偏差、检测轮的运行摩擦、检测轮安装支架运行中的颠簸、检测轮与轨道接触状况、轨道异物等原因，导致输出数据误差较大，从而对维修作业的效果有一定的影响。

当前设备普遍采用走行传感器(编码器)和在轨检测传感器(接近开关)的组合方式，来检测设备走行距离和速度。

在轨传感器和走行传感器，安装在同一支架上，通过液压升降缸，可以收放该机构。当在轨传感器信号为真值，说明检测轮(安装走行传感器的轮子)已降到检测位置；当在轨传感器信号为假值，说明检测轮已脱离检测位置。

运行中由于检测轮大小、安装支架自身重量等问题，易发生偏轨或脱轨现象。当行驶经过三角坑位置时，检测数据误差较大。由于检测轮自身摩擦系数、安装支架液压缸弹性作用影响，长距离行驶检测数据误差累加较大。走行距离误差对设备其他机构的自动控制精度有一定的影响。

因此，为了进一步提高铁路养护设备现场作业效果，更好的服务于铁路线路维护、维修，提供一种轨道设备走行距离和速度的精准检测方法，解决当前相关技术问题、提高设备性能尤为重要。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种轨道设备走行距离和速度的自动校验系统及方法，解决目前因走行距离误差导致轨道维修设备其他机构自动控制精度降低或不达标的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明首先提供了一种轨道设备走行距离和速度的自动校验系统，包括控制器、信号源和接收器；所述信号源包括用于发射信号的FRID电子标签或信号发射器，其设置于铁路线路区间上；所述接收器包括用于接收FRID电子标签信号的FRID接收器，其设置于轨道维修设备上；所述控制器包括用于处理走行检测数据的控制主机PLC；所述接收器与所述信号源之间实现数据通信，所述接收器与所述控制器端口连接，将采集数据传输至控制器处理，自动输出检测或校验运行距离和速度的误差。

优选的是，所述信号源的设置数量≥2。

在上述任一技术方案中优选的是，多个信号源在铁路线路区间段沿轨道维修设备走行方向依次设置于轨道的轨枕上。

在上述任一技术方案中优选的是，所述接收器的设置数量≥1。

本发明还提供了一种轨道设备走行距离和速度的自动校验方法，采用了如上任一项所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验系统，该方法包括：

在铁路线路区间上设置3个FRID电子标签，在轨道维修设备上设置1个FRID接收器，并设置控制主机PLC；

设定FRID电子标签与FRID接收器垂直距离为d3，相邻FRID电子标签水平距离为d1和d2，d1＝常数值，d2＝常数值，

当轨道维修设备经过FRID电子标签时，FRID接收器分别采集到3个FRID电子标签信号，并传递给控制主机PLC，经控制主机PLC进行数据处理和逻辑判断，自动输出该段距离传感器与该轨道设备走行距离和速度的自动校验系统检测数据的误差。

在上述任一技术方案中优选的是，d1＝d2，使得测量数量更加精准。

在上述任一技术方案中优选的是，当轨道维修设备经过检测段FRID电子标签I时，检测到FRID电子标签信号，此时控制主机PLC记录当前时间为T1、轨道维修设备车上走行编码器数据为L1，轨道维修设备车体继续前进。

在上述任一技术方案中优选的是，当轨道维修设备经过检测段FRID电子标签II时，检测到FRID电子标签信号，此时控制主机PLC记录当前时间为T2、轨道维修设备车上走行编码器数据为L2，轨道维修设备车体继续前进。

在上述任一技术方案中优选的是，当轨道维修设备经过检测段FRID电子标签III时，检测到FRID电子标签信号，此时控制主机PLC记录当前时间为T3、轨道维修设备车上走行编码器数据为L3，轨道维修设备车体继续前进。

在上述任一技术方案中优选的是，检测段走行距离误差E₁＝(d1+d2)-(L3-L1)，检测段走行平均

依据走行距离误差E₁的值，同时比对平均速度V₁与轨道维修设备车辆即时速度V₀来获取其差异性，根据比对结果判断轨道维修设备车辆检测轮是否打滑。

本发明的技术方案，关键在于：在轨枕或铁轨上设置信号源(FRID电子标签，或信号发射器)，在轨道维修设备上设置接收器(FRID接收器)，经控制主机PLC控制系统进行数据处理，完成整套技术方案的执行。设置FRID电子标签或信号发射器的数量≥2个，均与该发明技术方案类同。单台轨道维修设备设置FRID接收器的数量≥1个，均与该发明技术方案类同。FRID接收器采集数据经制主机PLC控制系统处理或经电路板、电子电路等同类产品处理，均与该发明技术方案类同。本发明技术方案适用于所有需要在铁轨或接触型道路上检测或校验运行距离和速度误差的维修设备。

与现有技术相比，采用本发明的上述技术方案具有如下有益效果：可以有效地解决因检测轮与铁轨之间的摩擦打滑，或其他原因引起的检测数据误差。当误差很大时，无法表征出轨道维修设备真实运行距离和速度，影响整车其他系统计算结果。本发明的技术方案可以有效地规避因检测轮与铁轨接触不良而造成的数据误差，确保数据真实有效，降低误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为按照本发明的轨道设备走行距离和速度的自动校验方法的一优选实施例的FRID电子标签设置示意图；

图2为按照本发明的轨道设备走行距离和速度的自动校验方法的图1所示实施例的FRID接收器设置示意图。

附图标记：轨道1，轨枕2，FRID电子标签3，轨道维修设备车体4，FRID接收器5，相邻FRID电子标签水平距离d1、d2，FRID电子标签与FRID接收器垂直距离d3。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了克服轨道维修设备走行距离和速度的校验在现有技术中所存在的问题，本发明实施例提出一种轨道设备走行距离和速度的自动校验系统及方法，解决目前因走行距离误差导致轨道维修设备其他机构自动控制精度降低或不达标的问题。

以下结合图1至2具体说明本实施所述的自动校验系统及方法。

本实施例所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验系统，包括：用于发射信号的FRID电子标签3，其设置于铁路线路区间上；用于接收FRID电子标签3信号的FRID接收器5，其设置于轨道维修设备上；用于处理走行检测数据的控制主机PLC。FRID电子标签3的设置数量可以是3个，3个FRID电子标签3在铁路线路区间段沿轨道维修设备走行方向依次设置于轨道1的轨枕2上。FRID接收器5的设置数量可以是1个。

1个FRID接收器5与3个FRID电子标签3之间实现数据通信，FRID接收器5与控制主机PLC端口连接，将采集数据传输至控制主机PLC控制系统处理，自动输出轨道维修设备检测或校验运行距离和速度的误差。

根据上述的轨道设备走行距离和速度的自动校验系统，轨道设备走行距离和速度的自动校验方法采用如下方案：

在铁路线路区间上设置3个FRID电子标签3，在轨道维修设备上设置1个FRID接收器5，并设置控制主机PLC；设定FRID电子标签与FRID接收器垂直距离为d3，相邻FRID电子标签水平距离为d1和d2，d1＝常数值，d2＝常数值，

当轨道维修设备经过FRID电子标签3时，FRID接收器5分别采集到3个FRID电子标签3信号，并传递给控制主机PLC，经控制主机PLC进行数据处理和逻辑判断，自动输出该段距离传感器与该轨道设备走行距离和速度的自动校验系统检测数据的误差。

为了测量数量更加精准，应用本实施例所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验方法，建议使d1＝d2。

当轨道维修设备经过检测段FRID电子标签I时，检测到FRID电子标签信号，此时控制主机PLC记录当前时间为T1、轨道维修设备车上走行编码器数据为L1，轨道维修设备车体4继续前进。

当轨道维修设备经过检测段FRID电子标签II时，检测到FRID电子标签信号，此时控制主机PLC记录当前时间为T2、轨道维修设备车上走行编码器数据为L2，轨道维修设备车体4继续前进。

当轨道维修设备经过检测段FRID电子标签III时，检测到FRID电子标签信号，此时控制主机PLC记录当前时间为T3、轨道维修设备车上走行编码器数据为L3，轨道维修设备车体4继续前进。

检测段走行距离误差E₁＝(d1+d2)-(L3-L1)，检测段走行平均

依据走行距离误差E₁的值，同时比对平均速度V₁与轨道维修设备车辆即时速度V₀来获取其差异性，根据比对结果判断轨道维修设备车辆检测轮是否打滑。

本实施例所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验系统及方法，在轨枕或铁轨上设置FRID射频识别电子标签或信号发射器，在轨道维修设备上设置接收器，经PLC控制系统进行数据处理，完成整套技术方案的执行。设置FRID电子标签数量≥2个，均与该发明方案类同。单台轨道维修设备设置接收器数量≥1个，均与该发明方案类同。接收器采集数据经PLC控制系统处理或经电路板、电子电路等同类产品处理，均与本实施例方案类同。本实施例所述方案适用于所有需要在铁轨或接触型道路上检测或校验运行距离和速度误差的设备。

采用本实施例所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验系统及方法，可以有效地解决因检测轮与铁轨之间的摩擦打滑，或其他原因引起的检测数据误差。当误差很大时，无法表征出轨道维修设备真实运行距离和速度，影响整车其他系统计算结果。本发明的技术方案可以有效地规避因检测轮与铁轨接触不良而造成的数据误差，确保数据真实有效，降低误差。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定；以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围；在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种轨道设备走行距离和速度的自动校验系统，包括控制器、信号源和接收器，其特征在于：所述信号源包括用于发射信号的FRID电子标签或信号发射器，其设置于铁路线路区间上；所述接收器包括用于接收FRID电子标签信号的FRID接收器，其设置于轨道维修设备上；所述控制器包括用于处理走行检测数据的控制主机PLC；所述接收器与所述信号源之间实现数据通信，所述接收器与所述控制器端口连接，将采集数据传输至控制器处理，自动输出检测或校验运行距离和速度的误差。

2.如权利要求1所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验系统，其特征在于：所述信号源的设置数量≥2。

3.如权利要求2所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验系统，其特征在于：多个信号源在铁路线路区间段沿轨道维修设备走行方向依次设置于轨道的轨枕上。

4.如权利要求1所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验系统，其特征在于：所述接收器的设置数量≥1。

5.一种轨道设备走行距离和速度的自动校验方法，采用了如权利要求1至4中任一项所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验系统，其特征在于：

在铁路线路区间上设置3个FRID电子标签，在轨道维修设备上设置1个FRID接收器，并设置控制主机PLC；

设定FRID电子标签与FRID接收器垂直距离为d3，相邻FRID电子标签水平距离为d1和d2，d1＝常数值，d2＝常数值，

当轨道维修设备经过FRID电子标签时，FRID接收器分别采集到3个FRID电子标签信号，并传递给控制主机PLC，经控制主机PLC进行数据处理和逻辑判断，自动输出该段距离传感器与该轨道设备走行距离和速度的自动校验系统检测数据的误差。

6.如权利要求5所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验方法，其特征在于：d1＝d2，使测量数量更加精准。

7.如权利要求6所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验方法，其特征在于：当轨道维修设备经过检测段FRID电子标签I时，检测到FRID电子标签信号，此时控制主机PLC记录当前时间为T1、轨道维修设备车上走行编码器数据为L1，轨道维修设备车体继续前进。

8.如权利要求7所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验方法，其特征在于：当轨道维修设备经过检测段FRID电子标签II时，检测到FRID电子标签信号，此时控制主机PLC记录当前时间为T2、轨道维修设备车上走行编码器数据为L2，轨道维修设备车体继续前进。

9.如权利要求8所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验方法，其特征在于：当轨道维修设备经过检测段FRID电子标签III时，检测到FRID电子标签信号，此时控制主机PLC记录当前时间为T3、轨道维修设备车上走行编码器数据为L3，轨道维修设备车体继续前进。

10.如权利要求9所述的轨道设备走行距离和速度的自动校验方法，其特征在于：检测段走行距离误差E₁＝(d1+d2)-(L3-L1)，检测段走行平均

依据走行距离误差E₁的值，同时比对平均速度V₁与轨道维修设备车辆即时速度V₀来获取其差异性，根据比对结果判断轨道维修设备车辆检测轮是否打滑。

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