一种轨道车辆测试数据获取方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请提供了一种轨道车辆测试数据获取方法，应用于轨道测速技术领域，所述方法包括：测速上位机根据每个采样周期内的转速电脉冲信号的个数，计算沿轨道行驶方向的第一线速度值；测速上位机根据相邻两个转速电脉冲信号的时间间隔，计算沿轨道行驶方向的第二线速度值；根据卡尔曼滤波算法，针对加权线速度值进行去噪声处理，得到处理后的待测试短轨道线速度值，待测试短轨道线速度值包含方向变量和速度变量。本申请有益效果在于，采用光电转速传感器作为测速基准，不易受到轨道车辆运行中产生的噪声的干扰，精准的获取轨道车辆的转速信号，将采集的信号通过卡尔曼滤波算法进行去噪声处理，有效提高了测速结果的准确性和精度，使结果鲁棒性更强。使结果鲁棒性更强。使结果鲁棒性更强。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆测试数据获取方法、装置、设备及存储介质


[0001]本申请涉及轨道测速
，具体而言，涉及一种轨道车辆测试数据获取方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着我国城市化的推进，城市内部的地铁轻轨类轨道交通网络覆盖范围越来越大，火车高铁这类城际交通工具也逐渐成为了人们远途出行的选择，轨道交通车辆最为新一代交通工具，具有速度快、运载量大、选线灵活、安全、环保等诸多优点，目前其正处于高速发展的趋势，轨道交通的高度发展，随之而来的安全问题成为了人们关注的热点，为此工程师在设计轨道交通工具时需要对火车高铁等进行严格的安全性实验，其中最重要的当属列车发生碰撞时测速试验，一旦列车发生碰撞事故，行驶状态下的速度大小，对人身伤害值的影响非常大，现有技术中采用雷达测速对角度的要求较高，当测速角度小于5
°
时，对测量结果的影响较小，无法满足高精度测量火车速度的要求；激光测速虽然相比雷达具有更高的测速准确度，但是激光的发射锥角度只有不到0.1
°
，其狭窄光束使两车被同时侦测到的机会等于零；GPS定位测速依赖于准确的卫星定位，在隧道或恶劣的气象条件下，卫星信号强度不足，准确度就会存在偏差甚至无法定位，短距离测速时误差较大。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请实施例提供了一种轨道车辆测试数据获取方法，采用光电转速传感器作为测速基准，不易受到轨道车辆运行中产生的噪声的干扰，将采集的信号通过卡尔曼滤波算法进行去噪声处理，有效提高了测速结果的准确性和精度，使结果鲁棒性更强；采用统一的通信数据接口能够配置多种通用或者专业计算系统环境，使得通信服务器具有可扩展性。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种轨道车辆测试数据获取方法，包括：
[0005]所述测速上位机从光电转速传感器获取轨道车辆行驶状态下轨道车轮的转速电脉冲信号和方向电脉冲信号，所述转速电脉冲信号为某一瞬时轨道车轮轴圆周运动时的速度值；
[0006]所述测速上位机根据每个采样周期内的转速电脉冲信号的个数，计算沿轨道行驶方向的第一线速度值；
[0007]所述测速上位机根据相邻两个所述转速电脉冲信号的时间间隔，计算沿轨道行驶方向的第二线速度值；
[0008]所述测速上位机根据沿轨道行驶方向的所述第一线速度值和沿轨道行驶方向的所述第二线速度值进行求和后取平均值，得到取平均值后的加权线速度值；
[0009]所述测速上位机根据卡尔曼滤波算法，针对所述加权线速度值进行去噪声处理，得到处理后的待测试短轨道线速度值，所述待测试短轨道线速度值包含方向变量和速度变量；
[0010]所述测速上位机通过工业数传电台，将处理后的待测试短轨道线速度值发送给工业数传接收电台。
[0011]结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述测速上位机从光电转速传感器获取轨道车辆的轨道行驶状态下轨道车轮的转速电脉冲信号和方向电脉冲信号，包括：
[0012]所述光电转速传感器将轨道车辆轨道行驶状态下产生的转速电平信号和方向电平信号发送给光电隔离器；
[0013]所述光电隔离器根据内设的逻辑运算，将轨道车辆任一单位时间内轨道车轮的转速电平信号和方向电平信号，转化为计数的转速电脉冲信号和方向电脉冲信号；
[0014]所述光电转速传感器根据光电隔离器，将转化后的所述转速电脉冲信号和所述方向电脉冲信号发送给所述测速上位机。
[0015]结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述测速上位机根据每个采样周期内的转速电脉冲信号的个数，计算沿轨道行驶方向的第一线速度值，包括：
[0016]按照如下公式计算第一线速度值：
[0017]V
‑
π
×
D
×
n/TN
[0018]其中，D代表轨道车轮的直径；T代表采用测量周期；N代表轨道车轮轴转动一圈电转速传感器输出的N个电脉冲信号；n代表每个采样周期内所产生的电脉冲信号的个数；V代表轨道车轮圆周运动的线速度。
[0019]结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述测速上位机根据相邻两个所述转速电脉冲信号的时间间隔，计算沿轨道行驶方向的第二线速度值，包括：
[0020]按照如下公式计算第二线速度值：
[0021]V
‑
π
×
D
×
1/TN
[0022]其中，T代表相邻两个电脉冲信号的时间间隔；D代表轨道车轮的直径；1代表采样周期内所产生的电脉冲信号的个数；V代表轨道车轮圆周运动的线速度。
[0023]结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述测速上位机根据卡尔曼滤波算法，针对所述加权线速度值的进行去噪声处理，得到处理后的待测试短轨道线速度值，包括：
[0024]按照如下公式对所述加权线速度值的速度信号进行去噪声处理：
[0025]预测公式为：
[0026]x
k
＝a
×
x
k
‑1[0027]p
k
＝a
×
p
k
‑1×
a+q
[0028]将预测线速度信号转化加权线速度信号公式为：
[0029]y＝z
‑
h
×
x
k
[0030][0031]x
k
＝x
k
+Kg
×
y
[0032]p
k
＝(1
‑
Kg
×
h)
×
p
k
[0033]其中，x
k
代表预测状态；p
k
代表预测误差；a代表预测叠加转化，此处为1；q代表速度信号噪声方差；z代表加权速度值的速度信号；h代表状态到测量的噪声转化；y代表预期测量的加权线速度值与实际测量的加权线速度值之间的差异；Kg代表卡尔曼增益。
[0034]结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，所述测速上位机通过工业数传电台，将处理后的待测试短轨道线速度值发送给工业数传接收电台，包括：
[0035]所述测速上位机通过数据总线将处理后的待测试短轨道线速度值发送给工业数传电台；
[0036]所述工业数传电台通过Modbus通信协议将处理后的待测试短轨道线速度值发送工业数传接收电台；
[0037]所述工业数传接收电台将接收到的待测试短轨道线速度值上传显示服务端。
[0038]第二方面，本申请实施例还提供了一种轨道车辆测试数据获取装置，所述装置包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆测试数据获取方法，其特征在于，所述方法包括：所述测速上位机从光电转速传感器获取轨道车辆行驶状态下轨道车轮的转速电脉冲信号和方向电脉冲信号，所述转速电脉冲信号为某一瞬时轨道车轮轴圆周运动时的速度值；所述测速上位机根据每个采样周期内的转速电脉冲信号的个数，计算沿轨道行驶方向的第一线速度值；所述测速上位机根据相邻两个所述转速电脉冲信号的时间间隔，计算沿轨道行驶方向的第二线速度值；所述测速上位机根据沿轨道行驶方向的所述第一线速度值和沿轨道行驶方向的所述第二线速度值进行求和后取平均值，得到取平均值后的加权线速度值；所述测速上位机根据卡尔曼滤波算法，针对所述加权线速度值进行去噪声处理，得到处理后的待测试短轨道线速度值，所述待测试短轨道线速度值包含方向变量和速度变量；所述测速上位机通过工业数传电台，将处理后的待测试短轨道线速度值发送给工业数传接收电台。2.根据权利要求1所述的轨道车辆测试数据获取方法，其特征在于，所述测速上位机从光电转速传感器获取轨道车辆的轨道行驶状态下轨道车轮的转速电脉冲信号和方向电脉冲信号，包括：所述光电转速传感器将轨道车辆轨道行驶状态下产生的转速电平信号和方向电平信号发送给光电隔离器；所述光电隔离器根据内设的逻辑运算，将轨道车辆任一单位时间内轨道车轮的转速电平信号和方向电平信号，转化为计数的转速电脉冲信号和方向电脉冲信号；所述光电转速传感器根据光电隔离器，将转化后的所述转速电脉冲信号和所述方向电脉冲信号发送给所述测速上位机。3.根据权利要求1所述的轨道车辆测试数据获取方法，其特征在于，所述测速上位机根据每个采样周期内的转速电脉冲信号的个数，计算沿轨道行驶方向的第一线速度值，包括：按照如下公式计算第一线速度值：V＝π
×
D
×
n/TN其中，D代表轨道车轮的直径；T代表采用测量周期；N代表轨道车轮轴转动一圈电转速传感器输出的N个电脉冲信号；n代表每个采样周期内所产生的电脉冲信号的个数；V代表轨道车轮圆周运动的线速度。4.根据权利要求1所述的轨道车辆测试数据获取方法，其特征在于，所述测速上位机根据相邻两个所述转速电脉冲信号的时间间隔，计算沿轨道行驶方向的第二线速度值，包括：按照如下公式计算第二线速度值：V＝π
×
D
×
1/TN其中，T代表相邻两个电脉冲信号的时间间隔；D代表轨道车轮的直径；1代表采样周期内所产生的电脉冲信号的个数；V代表轨道车轮圆周运动的线速度。5.根据权利要求1所述的轨道车辆测试数据获取方法，其特征在于，所述测速上位机根据卡尔曼滤波算法，针对所述加权线速度值的进行去噪声处理，得到处理后的待测试短轨道线速度值，包括：
按照如下公式对所述加权线速度值的速度信号进行去噪声处理：预测公式为：x
k
＝a
×
x
k
‑1p
k
＝a
×
p
k
‑1×
a+q将预测线速度信号转化加权线速度信号公式为：y＝z...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕万秀，张猛，张益铭，徐健程，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：