火车车辆信息自动识别系统技术方案

一种火车车辆信息自动识别系统，包括沿铁轨布置的传感器阵列，包括顺序排列的３个上行传感器组和以相反顺序排列的３个下行传感器组，每个传感器组至少包括２个传感器；与传感器阵列连接的信号调理电路箱，包括用于把输入的传感器信号处理成规则的脉冲序列信号的装置；与信号调理电路箱连接的数据采集卡，包括用于从传感器信号中计算出车辆的速度和轴距信息的装置；车号读取装置，包括安装在铁轨中间用于读取车辆电子标签信息的上行和下行车号读取装置；与数据采集卡和车号读取装连接的工控机，包括用于处理速度、轴距和电子标签信息从而获取包括上／下行火车到达、到达的是一列客／货车、火车钩铛定位、车辆编号、和火车离去的火车车辆信息的装置。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及铁路客货车的车辆信息的自动识别领域。
技术介绍
国内现有的与本技术的火车车辆信息识别系统比较相近的专 利文件有两份。其中，第一份为"车厢间隙计数法识别铁路客车货车的装置"，申请号为02117867.4， 2004年9月1日授权，公告号 CN 1164449C。车厢间隙计数法识别铁路客车货车的装置，其特征在于 它用两个车轮无源磁传感器确定要统计的车厢总长度，用装于它们之间 的光电传感器来动态地检测车厢间的间隙数，对于客车而言除了机车和 第一节车厢间的间隙为首个脉冲外，由于客车是连通的，检测光线不能通过，再无间隙脉冲输出；货车车厢间有约半米的间隙，因而在上述两 个磁传感器确定的车厢总长度内，测得的间隙脉冲大于或等于预先设定 的间隙数阈值时可识别出货车，反之则为客车，而计数的起始与终止则 由上述两个磁传感器发出的车轮到达信号确定。第二份为"车轮间距法识别铁路客货车的方法及其系 统，，，申请号为02117863.1, 2004年5月26日授权，公告号CN 1151045C。车轮间距法识别铁路客车货车的方法及其系统，其特征在 于它根据客车一组车轮的间距要大于货车一组车轮的间距的道理，利 用沿着火车入境方向，在检测面一侧的任一铁轨上，依次设置的两个安 装中心距等于一组货车车轮中心距的车轮间距识别用磁传感器，用于屏蔽机车且发出开始识别信号的机车屏蔽磁传感器，用于测定机车到达且 发出终止识别、读取识别结果的"到达"》兹传感器共四个传感器来判断 若两个车轮间距识别用磁传感器在同一时刻各自收到一个车轮到达的 脉冲，则可判定为货车，否则便为客车。有时候为了运输很长的物品，比如说木材，需要两辆平车连起来使 用，这时候用上述现有技术的第 一种方法来判断客货车就会出现问题， 而且光电传感器受阳光、雨雪、昆虫等外部环境的千扰较大，容易发生 误操作。而第二种方法从某种意义上来说是:如果转向架的轴距大于某个 值即为客车，小于某个值即为货车。这种方法对传感器的安装位置要求比较高，而且能区分的车型也比较有限。同时，这两种方法都不能准确 地提供通过车辆的速度、分节定位等信息。
技术实现思路
本技术的目的是提供完善的火车车辆信息自动识别系统，主要 是通过安装在铁路线上的车轮传感器测量行驶经过它们的火车的速度 和轴距信息，然后对获取的速度和轴距信息数据进行实时分析处理，提 供驶过的 一列车辆的多种信息。本技术的技术方案包括 火车车辆信息自动识别系统，包括沿铁轨布置的传感器阵列，包括顺序排列的3个上行传感器组和以相 反顺序排列的3个下行传感器組，每个传感器组至少包括2个传感器；与传感器阵列连接的信号调理电路箱，包括用于把输入的传感器信 号处理成规则的脉冲序列信号的装置；与信号调理电路箱连接的数据采集卡，包括用于从传感器信号中计 算出车辆的速度和轴距信息的装置；车号读取装置，包括安装在铁轨中间用于读取车辆电子标签信息的 上行和下行车号读取装置；与数据采集卡和车号读取装置连接的工控机，包括用于处理速度、 轴距和电子标签信息从而获取包括上/下行火车到达、到达的是一列客/ 货车、火车钩铛定位、车辆编号、和火车离去的火车车辆信息的装置。本技术的有益效果:与车厢间隙计数法相比，本技术的火车车辆信息自动识别系统 具有不受车厢形状和车辆所运载的货物的影响，同时由于本系统使用的车轮传感器是无源的，所以与光电传感器受阳光等外部环境的强烈影响 不同，本技术使用的传感器基本不受阳光、雨雪等外部环境的影响。 与车轮间距识别法相比较，本技术的系统不仅仅利用了车辆的 一根轴的轴距数据，而是采集一 列火车所有车轮的轴距数据进行综合的 分析。结合数据库技术，使得本方法和系统能在满足本技术规定的 各种识别基本准则的条件下，以极高的准确度来实现对客车、货车和机 车的区分。同时，它也解决了现有技术的车轮间距识别法对传感器安装距离要求严格的缺陷。另外，本技术结合车号读取装置、X射线检查系统或拍照系统， 可以在诸如铁路货运车辆检查、铁路信息化等领域加以应用。附图说明图1是本技术的火车车辆自动识别系统的设备结构原理方框图。图2是本技术的火车车辆自动识别系统的传感器阵列和车号读取装置的安装位置示意图，该图同时示意表示本技术的部分操作过 程的原理。图3是本技术的系统的信号调理电路箱的工作原理示意图。 图4是本技术的系统的数据釆集卡的工作原理示意图。 图5是本技术的系统的工控机执行的火车信息自动识别流程的 概略流程图。图6是本技术的系统计算火车速度和轴距的原理的示意图。图7是本技术的系统的火车分节处理原理示意图。图8是本技术的系统的火车分节处理的示意的流程图。图9是本技术的系统的车辆类型判断的示意的流程图。图IO是本技术的系统的火车钩铛定位处理的原理示意图。图11是本技术的系统输出的串口数据的示意图。具体实施方式在本说明书中所提到的铁路货运车辆检查系统是目前比较先进的 的一种检查铁路货车货物的X射线检查系统，其中包括作为该检查系统 的子系统的拍照系统。根据其操作原理及要求，该铁路货运车辆检查系 统在工作时首先使用本技术提供的准确的车辆类型信息，即，首先 必须判断出当前要通过该检查系统的车辆的类型。当通过的 一 列火车为 货车时，只有当火车的机车部分完全通过该检查系统的X射线束流中心 后，才能启动射线进行扫描检查。检查系统还需根据通过火车的速度对 自身的操作进行实时的调整。当每节车厢通过束流中心后，本技术 的系统将根据分节和定位信息，对扫描出来的车辆图像进行分割，同时 通过读取由车号读取装置提供的数据，从而获取车辆编号。这些信息对 于该铁路货运车辆检查系统都是十分重要的。现在结合附图来描述本技术的实施例。 图1是本技术的火车车辆自动识别系统的结构原理方框图。在 图l中，l是传感器阵列。该阵列由若干传感器组构成，每个组中包含一定数目的传感器。根据本技术的原理，例如可以采取6组传感器， 每组由3个传感器构成。当然，根据本技术的原理也可以将传感器 的组数和每组传感器的个数配置成其他数目。根据本技术配置传感 器阵列的原理可以从下面的相关叙述中明白。在图1中，还包括信号调 理电路箱2、数据采集卡3、工控机4 (工控机4接收数据采集卡3中计 算出的火车速度v和车轴轴距h数据)、用于接收工控机4的第一输出 数据流并将其输出至PLC (铁路车辆检查系统的可编程逻辑控制单元) 的串口 5、用于接收工控机4的第二输出数据流并将其输出至DPC (铁 路车辆检查系统的数据处理中心)的网口 7、以及用图示的天线接收由 火车车辆上的电子标签发射的信号的车号读取装置6。这些部件将在以下详细i兌明。车辆传感器阵列被安装在铁道铁轨的两侧中靠近系统控制室的一 侧，这样，所有接线不必穿过铁轨。如图2所示，本技术的6个传 感器组中的三个组(即Sl， S2， S3,每组由3个传感器构成，其中两个 是工作传感器， 一个是冗余传感器)分布在铁轨的内侧，用于获取自左 向右的火车行进方向(上行)的车轮产生的信息，而另三个组(即Xl, X2, X3)也分布在这铁轨的内侧，用于获取自右向左的火车行进方向(下本文档来自技高网...

【技术保护点】
火车车辆信息自动识别系统，其特征在于包括　沿铁轨布置的传感器阵列，包括顺序排列的３个上行传感器组（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）和以相反顺序排列的３个下行传感器组（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３），每个传感器组至少包括２个传感器；　与传感器阵列连接的信号调理电路箱，包括用于把输入的传感器信号处理成规则的脉冲序列信号的装置；　与信号调理电路箱连接的数据采集卡，包括用于从传感器信号中计算出车辆的速度和轴距信息的装置；　车号读取装置，包括安装在铁轨中间用于读取车辆电子标签信息的上行和下行车号读取装置（ＲＦ１／ＲＦ２）；　与数据采集卡和车号读取装置连接的工控机，包括用于处理速度、轴距和电子标签信息从而获取包括上／下行火车到达、到达的是一列客／货车、火车钩铛定位、车辆编号、和火车离去的火车辆信息的装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志强，孙尚民，许西宁，林伟智，许艳伟，郭振斌，胡斌，杨光，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，清华大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]