專利名稱：列車組合測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及組合測速定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種列車組合測速定位系統(tǒng)的狀態(tài) 自檢方法。
背景技術(shù)：
實(shí)時精確的速度及位置信息是保障列車運(yùn)行控制系統(tǒng)正常工作、列車安全運(yùn)行的 重要參數(shù)。在列車運(yùn)行控制系統(tǒng)中，列車測速定位系統(tǒng)利用車載測速定位傳感器(如脈沖 速度傳感器、多普勒雷達(dá)等)在列車運(yùn)行過程中實(shí)時獲取列車位置、速度等運(yùn)行狀態(tài)信息， 從而準(zhǔn)確有效的提供給控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)列車的行進(jìn)、停車、加速和緩行等。目前在軌道交通中存在著多種列車測速定位方式，根據(jù)位置速度信息的來源，可 以把測速定位方式分成兩大類，即利用輪軸旋轉(zhuǎn)信息的測速定位方法和利用無線方式的直 接檢測法，其中最為常用的是基于輪軸脈沖速度傳感器和雷達(dá)傳感器的測速定位?；谳嗇S脈沖速度傳感器的列車測速定位借助于一個或多個安裝在機(jī)車動輪輪 軸上的速度傳感器，通過測量測速輪對的轉(zhuǎn)速脈沖來計(jì)算列車的速度及位置。該方法實(shí)現(xiàn) 較簡單，是目前應(yīng)用最為廣泛的列車測速定位方式，但是它也存在缺陷，如在列車實(shí)際過程 中機(jī)車受測輪對與鋼軌之間存在相對運(yùn)動(如車輪空轉(zhuǎn)、滑行)，列車測速定位的精度將隨 之而惡化。此外，隨著列車運(yùn)行過程車輪會不斷受到磨損，參與速度位置計(jì)算的名義輪徑若 未得到及時校準(zhǔn)和更新，則測速定位結(jié)果將包含輪徑減小帶來的誤差。多普勒雷達(dá)測速是 一種直接測量速度和距離的方法。在列車上安裝多普勒雷達(dá)，始終向軌面發(fā)射電磁波，由于 列車和軌面之間有相對運(yùn)動，根據(jù)多普勒頻移效應(yīng)原理，在發(fā)射波和反射波之間產(chǎn)生頻移， 通過測量頻移就可以計(jì)算出列車運(yùn)行速度，并進(jìn)一步計(jì)算出列車的運(yùn)行距離。隨著多普勒 雷達(dá)測速技術(shù)日趨成熟，其測速定位精度不斷提高，但是使用雷達(dá)進(jìn)行速度測量會因?yàn)榘?裝誤差、外界電磁干擾等因素造成測速測距性能下降，因此，通常的做法是在車載測速定位 系統(tǒng)中利用多個脈沖速度傳感器、雷達(dá)傳感器實(shí)現(xiàn)多傳感器組合冗余，從而保證速度距離 的測量精度滿足精確性及可靠性需求。一個典型的多傳感器列車組合測速定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如 圖1所示。由于脈沖速度傳感器、多普勒雷達(dá)在測量過程中可能出現(xiàn)傳感器故障導(dǎo)致功能失 效，且在車輪空轉(zhuǎn)、滑行以及列車低速運(yùn)行的情況下，速度傳感器或雷達(dá)測量所得列車位置 狀態(tài)信息的有效性降低，此時在列車速度位置判決輸出中應(yīng)當(dāng)隔離失效及低可信度的傳感 器測量，以保證輸出精確可靠，如此則需要在組合系統(tǒng)中增加狀態(tài)自檢?，F(xiàn)有的列車測速定 位系統(tǒng)狀態(tài)自檢方式主要包括硬件自檢和軟件自檢，即在啟動運(yùn)行時利用硬件響應(yīng)反饋， 或借助軟件的分析比較算法判斷傳感器的狀態(tài)，從而給出相應(yīng)的狀態(tài)指示。由于以往的列 車測速定位系統(tǒng)多采用單一傳感器配置，因此傳統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法無法從系統(tǒng)各傳感器部 件的獨(dú)立性和耦合性出發(fā)，給出合理的綜合判斷，不具備不同傳感器配置結(jié)構(gòu)方案的適應(yīng) 性，尤其是當(dāng)前所采用的速度傳感器/雷達(dá)組合列車測速定位系統(tǒng)。因此，針對組合系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)開發(fā)基于多傳感器列車測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法，在每次運(yùn)行起始時利用該方法在傳感器級、系統(tǒng)級對其狀態(tài)進(jìn)行檢測和判決，能夠?qū)崿F(xiàn)對低可信度及無效狀態(tài)信息的有效 隔罔。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提高傳感器狀態(tài)檢測性能，降低了組合系統(tǒng)復(fù)雜 性，節(jié)省工程支出和維護(hù)費(fèi)用。( 二 )技術(shù)方案為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種列車組合測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法，該 方法包括步驟Si.列車啟動，開始接收并記錄速度傳感器及雷達(dá)的測量數(shù)據(jù)；S2.利用速度傳感器各自的多路信息進(jìn)行冗余檢驗(yàn)，判定速度傳感器狀態(tài)；S3.以雷達(dá)的測量數(shù)據(jù)為參照，對列車動輪的空轉(zhuǎn)、滑行狀態(tài)進(jìn)行檢測，判定速度 傳感器的測量狀態(tài)；S4.根據(jù)速度傳感器的測量數(shù)據(jù)及雷達(dá)的輸出狀態(tài)字，進(jìn)行雷達(dá)狀態(tài)自檢，判定雷 達(dá)的測量狀態(tài)。其中，步驟S4后還包括步驟S5.根據(jù)速度傳感器及雷達(dá)的測量狀態(tài)判定結(jié)果，按照列車組合測速定位系統(tǒng)狀 態(tài)轉(zhuǎn)移模型確定該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)重構(gòu)方案，使輸出不包含失效或故障傳感器或雷達(dá)測量結(jié)果 的測速定位信息，并給出該系統(tǒng)的狀態(tài)信息表示，或在所有傳感器和雷達(dá)均失效時給出測 量輸出無效的狀態(tài)信息表示。其中，在步驟S2中，對于包含多路脈沖計(jì)數(shù)信息的速度傳感器，分別接收和記錄 不同通路的計(jì)數(shù)及計(jì)算結(jié)果，并將同一速度傳感器的不同通路信息進(jìn)行比較檢驗(yàn)，當(dāng)其計(jì) 數(shù)結(jié)果相同，或計(jì)數(shù)誤差小于設(shè)定的誤差閾值時，判定該速度傳感器正常，否則判定其輸出 無效。其中，在步驟S3中，對于多路信息冗余檢驗(yàn)狀態(tài)正常的速度傳感器，當(dāng)速度傳感器測速結(jié)果與雷達(dá)測速結(jié)果相同或誤差小于給定閾值時，速度傳感器 測量狀態(tài)正常；當(dāng)速度傳感器測速結(jié)果小于雷達(dá)測速結(jié)果，且誤差超過判決閾值時，判定速度傳 感器因受測輪對滑行而不可用；當(dāng)速度傳感器測速結(jié)果大于雷達(dá)測速結(jié)果，且誤差超過判決閾值時，判定速度傳 感器因受測輪對空轉(zhuǎn)而不可用；若速度傳感器已處于空轉(zhuǎn)或滑行狀態(tài)，且持續(xù)時間超過給定的時間門限時，則判 定速度傳感器處于共模故障狀態(tài)。其中，在步驟S4中，當(dāng)雷達(dá)輸出狀態(tài)字正常，判定雷達(dá)工作正常；當(dāng)上周期雷達(dá)測速結(jié)果大于雷達(dá)工作門限，且雷達(dá)與速度傳感器測速結(jié)果誤差大 于給定的誤差閾值，則當(dāng)前雷達(dá)輸出狀態(tài)字顯示為異常，判定雷達(dá)處于失效狀態(tài)；當(dāng)雷達(dá)上周期測速結(jié)果小于雷達(dá)工作門限，則當(dāng)前雷達(dá)輸出狀態(tài)字顯示為異常，
4雷達(dá)處于低速失效隔離狀態(tài)。其中，所述雷達(dá)輸出狀態(tài)字正常指雷達(dá)測速結(jié)果大于雷達(dá)工作門限，且與速度傳 感器測量結(jié)果誤差小于給定的誤差閾值。其中，所述雷達(dá)工作門限為5km/h。(三)有益效果本發(fā)明的方法為針對采用脈沖速度傳感器、多普勒雷達(dá)組合進(jìn)行測速定位的系 統(tǒng)，針對組合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開發(fā)的基于多傳感器的列車測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法，實(shí)現(xiàn)了 傳感器級、系統(tǒng)級檢測，提高了傳感器狀態(tài)檢測性能，能夠有效檢測失效或者低可信度的傳 感器，隔離低可信度及無效狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)速度、距離的測量精度滿足精確性及可靠性需求 基礎(chǔ)上，減少了傳感器冗余模數(shù)，降低了組合系統(tǒng)復(fù)雜性，可進(jìn)一步節(jié)省工程支出和維護(hù)費(fèi) 用。


圖1為現(xiàn)有的傳感器列車測速定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的列車組合測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法流程 圖；圖3為本發(fā)明方法中速度傳感器多路冗余檢驗(yàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型；圖4為本發(fā)明方法中速度傳感器空滑檢驗(yàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型；圖5為本發(fā)明方法中雷達(dá)狀態(tài)檢驗(yàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型；圖6為本發(fā)明方法中組合系統(tǒng)檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)重構(gòu)模型。
具體實(shí)施例方式對于本發(fā)明所提出的組合測速定位系統(tǒng)狀態(tài)自檢方法，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說 明。本發(fā)明所提出的組合測速定位系統(tǒng)狀態(tài)自檢方法，其中的組合測速定位系統(tǒng)尤指 脈沖速度傳感器、多普勒雷達(dá)組合的測速定位系統(tǒng)，該自檢方法用于在上述系統(tǒng)進(jìn)行測速 定位時，速度傳感器及雷達(dá)傳感器狀態(tài)的自檢，特別是應(yīng)用于列車運(yùn)行控制系統(tǒng)中，列車測 速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢。采用雙路脈沖速度傳感器、多普勒雷達(dá)的輸出信息作為狀態(tài)自檢 的依據(jù)，利用“速度傳感器1/速度傳感器2”、“速度傳感器/雷達(dá)”以及雷達(dá)狀態(tài)字等比較 方案判斷傳感器工作狀態(tài)以及車輪空轉(zhuǎn)、滑行。根據(jù)不同狀態(tài)判別依據(jù)作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件， 分別建立速度傳感器多路冗余狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型、速度傳感器空滑檢驗(yàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型以及雷達(dá) 檢驗(yàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型，形成完整的系統(tǒng)狀態(tài)自檢方案。根據(jù)所建立的系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型所表 征的各種傳感器故障/失效狀態(tài)，形成統(tǒng)一的系統(tǒng)檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)重構(gòu)模型，利用狀態(tài)自檢結(jié)果 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有效性保障。如圖2所示，依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的組合測速定位系統(tǒng)狀態(tài)自檢方法包括步 驟Si.列車啟動，開始接收速度傳感器及雷達(dá)測量數(shù)據(jù)，并存儲在指定空間；列車由靜止開始運(yùn)動，啟動后開始利用車載傳感器測量位置、速度等信息，并將脈 沖速度傳感器以及雷達(dá)的測量結(jié)果分別存儲于指定的空間以待判決和處理。
S2.利用速度傳感器各自的多路信息進(jìn)行冗余檢驗(yàn)，判定速度傳感器狀態(tài)；對于包含多路脈沖計(jì)數(shù)信息的速度傳感器，分別接收和記錄不同通路的計(jì)數(shù)及計(jì) 算結(jié)果，并將同一傳感器的不同路信息進(jìn)行比較檢驗(yàn)，當(dāng)其計(jì)數(shù)結(jié)果相同，或計(jì)數(shù)誤差小于 一個給定的誤差閾值ε，即時，判定該速度傳感器正常，否則其輸出應(yīng)視為無 效。S3.以雷達(dá)測量信息為參照，對列車動輪的空轉(zhuǎn)、滑行狀態(tài)進(jìn)行檢測，判定速度傳 感器測量狀態(tài)；對于多路信息冗余檢驗(yàn)狀態(tài)正常的速度傳感器，在列車運(yùn)行過程中以雷達(dá)傳感器 測得速度及位置為參考基準(zhǔn)，實(shí)時地將速度傳感器測量結(jié)果與之比較，判斷速度傳感器的 空滑狀態(tài)。其中當(dāng)速度傳感器與雷達(dá)測量值相同或誤差小于給定閾值。時，速度 傳感器i狀態(tài)正常；當(dāng)速度傳感器測速結(jié)果小于雷達(dá)測量值且誤差超過判決閾值時，即|vL-vrd\>- σ 且^vrd，判定速度傳感器i因受測輪對滑行而不可用；當(dāng)速度傳感器測速結(jié)果大于雷達(dá)測量值且誤差超過判決閾值時，即-vrd\> σ 且vL — Vrd ,判定速度傳感器i因受測輪對空轉(zhuǎn)而不可用；若速度傳感器i已處于空轉(zhuǎn)或滑行狀態(tài)，且持續(xù)時間超過給定的時間門限τΜ，則 判定速度傳感器i處于共模故障狀態(tài)。多個速度傳感器的狀態(tài)檢驗(yàn)分別進(jìn)行。速度傳感器空滑狀態(tài)檢驗(yàn)遵循如圖4所示 的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型。S4.根據(jù)雷達(dá)測速信息及雷達(dá)輸出狀態(tài)字進(jìn)行狀態(tài)自檢，判定雷達(dá)傳感器的測量 狀態(tài)；在列車運(yùn)行過程中以處于正常狀態(tài)的速度傳感器輸出作為參考基準(zhǔn)，實(shí)時將雷達(dá) 傳感器測量結(jié)果與之比較，判斷雷達(dá)狀態(tài)并以雷達(dá)輸出狀態(tài)字為標(biāo)志給出狀態(tài)表示。當(dāng)雷達(dá)輸出狀態(tài)字正常，即雷達(dá)測速結(jié)果大于雷達(dá)工作門限Vrf > 乂，且與速度
傳感器測量結(jié)果誤差小于給定的誤差閾值-V,I -< //時，判定雷達(dá)工作正常；當(dāng)上周期雷達(dá)測速結(jié)果大于雷達(dá)工作門限、d> xv(門限Xv通常取5km/h)，且 雷達(dá)與速度傳感器測量結(jié)果誤差大于給定的誤差閾值Ivm-V^I — //，則當(dāng)前雷達(dá)狀態(tài)字顯 示為異常，雷達(dá)判定處于失效狀態(tài)；當(dāng)雷達(dá)上周期測速結(jié)果小于雷達(dá)工作門限、d < Xv，則當(dāng)前雷達(dá)狀態(tài)字顯示為 異常，雷達(dá)處于低速失效隔離狀態(tài)。S5.根據(jù)速度傳感器及雷達(dá)狀態(tài)判定結(jié)果，按照測速定位系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型確定 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案，利用有效的傳感器測量信息輸出測速定位結(jié)果，或在所有傳感器均失效時 給出測量輸出無效的狀態(tài)表示。根據(jù)傳感器級的測速定位狀態(tài)檢驗(yàn)結(jié)果，從系統(tǒng)級層面上確定傳感器組合方案重 構(gòu)系統(tǒng)，使輸出測速定位信息不包含失效或故障傳感器測量結(jié)果，并給出系統(tǒng)狀態(tài)信息表 示。當(dāng)各速度傳感器及雷達(dá)均工作正常，且上周期雷達(dá)測量速度高于雷達(dá)工作門限，則系統(tǒng)
6處于正常狀態(tài)且由“雙速度傳感器+雷達(dá)”全組合方案進(jìn)行計(jì)算輸出；當(dāng)速度傳感器i失效 或檢測到車輪空轉(zhuǎn)滑行狀態(tài)，則由余下的速度傳感器與雷達(dá)共同完成測速定位功能；若所 有速度傳感器均處于失效狀態(tài)或上周期雷達(dá)測量速度低于雷達(dá)工作門限，則組合系統(tǒng)不進(jìn) 行重構(gòu)，而直接轉(zhuǎn)為無效狀態(tài)。各傳感器的狀態(tài)檢驗(yàn)分別進(jìn)行，組合系統(tǒng)狀態(tài)信息要包含于 最終的系統(tǒng)輸出。以下，優(yōu)選基于CBTC列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，對本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)說明，該系統(tǒng)采 用兩個速度傳感器和一個多普勒雷達(dá)組合的測速定位系統(tǒng)。1.列車啟動運(yùn)行并記錄測量數(shù)據(jù)列車由靜止開始運(yùn)動，啟動后開始利用車載傳感器測量位置、速度等信息，并將脈 沖速度傳感器(獨(dú)立的兩個)以及雷達(dá)的測量結(jié)果分別存儲于指定的空間以待判決和處理。2.速度傳感器多路信息冗余檢驗(yàn)對于包含多路脈沖計(jì)數(shù)信息的速度傳感器，分別接收和記錄不同通路的計(jì)數(shù)及計(jì) 算結(jié)果，并將同一傳感器的不同路信息進(jìn)行比較檢驗(yàn)，當(dāng)其計(jì)數(shù)結(jié)果相同，或計(jì)數(shù)誤差小于
一個給定的誤差閾值ε，即Κ-紀(jì)時，判定該速度傳感器正常，否則其輸出應(yīng)視為無 效。多個速度傳感器的狀態(tài)檢驗(yàn)分別進(jìn)行。速度傳感器多路信息冗余檢驗(yàn)遵循如圖3所示 的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型。3.速度傳感器空轉(zhuǎn)滑行狀態(tài)檢測對于多路信息冗余檢驗(yàn)狀態(tài)正常的速度傳感器，在列車運(yùn)行過程中以雷達(dá)傳感器 測得速度及位置為參考基準(zhǔn)，實(shí)時地將速度傳感器測量結(jié)果與之比較，判斷速度傳感器的
空滑狀態(tài)。當(dāng)速度傳感器與雷達(dá)測量值相同或誤差小于給定閾值σ，即時，速
度傳感器i狀態(tài)正常；當(dāng)速度傳感器測速結(jié)果小于雷達(dá)測量值且誤差超過判決閾值時，即
Viod —口且^；匸<Vrd ,判定速度傳感器i因受測輪對滑行而不可用；當(dāng)速度傳感器測速
結(jié)果大于雷達(dá)測量值且誤差超過判決閾值時，即|vL - V一 >- ^且·^?！?Vrd，判定速度傳感器i
因受測輪對空轉(zhuǎn)而不可用；若速度傳感器i已處于空轉(zhuǎn)或滑行狀態(tài)，且持續(xù)時間超過給定 的時間門限τ M，則判定速度傳感器i處于共模故障狀態(tài)。多個速度傳感器的狀態(tài)檢驗(yàn)分別 進(jìn)行。速度傳感器空滑狀態(tài)檢驗(yàn)遵循如圖4所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型。4.雷達(dá)傳感器狀態(tài)檢測在列車運(yùn)行過程中以處于正常狀態(tài)的速度傳感器輸出作為參考基準(zhǔn)，實(shí)時將雷達(dá) 傳感器測量結(jié)果與之比較，判斷雷達(dá)狀態(tài)并以雷達(dá)輸出狀態(tài)字為標(biāo)志給出狀態(tài)表示。當(dāng)雷 達(dá)輸出狀態(tài)字正常，即雷達(dá)測速結(jié)果大于雷達(dá)工作門限Vrf > X ,且與速度傳感器測量結(jié)
果誤差小于給定的誤差閾值Ivm-a^I —Α時，判定雷達(dá)工作正常；當(dāng)上周期雷達(dá)測速結(jié)果大
于雷達(dá)工作門限χν(通常取5km/h為門限)，且雷達(dá)與速度傳感器測量結(jié)果誤差大
于給定的誤差閾值-ν；,I >- μ，則當(dāng)前雷達(dá)狀態(tài)字顯示為異常，雷達(dá)判定處于失效狀態(tài)；
當(dāng)雷達(dá)上周期測速結(jié)果小于雷達(dá)工作門限Vrf < Xv，則當(dāng)前雷達(dá)狀態(tài)字顯示為異常，雷達(dá) 處于低速失效隔離狀態(tài)。雷達(dá)傳感器狀態(tài)檢驗(yàn)遵循如圖5所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型。5.系統(tǒng)級狀態(tài)檢驗(yàn)及結(jié)構(gòu)重構(gòu)
根據(jù)傳感器級的測速定位狀態(tài)檢驗(yàn)結(jié)果，從系統(tǒng)級層面上確定傳感器組合方案重 構(gòu)系統(tǒng)，使輸出測速定位信息不包含失效或故障傳感器測量結(jié)果，并給出系統(tǒng)狀態(tài)信息表 示。當(dāng)各速度傳感器及雷達(dá)均工作正常，且上周期雷達(dá)測量速度高于雷達(dá)工作門限，則系統(tǒng) 處于正常狀態(tài)且由“雙速度傳感器+雷達(dá)”全組合方案進(jìn)行計(jì)算輸出；當(dāng)速度傳感器i失效 或檢測到車輪空轉(zhuǎn)滑行狀態(tài)，則由余下的速度傳感器與雷達(dá)共同完成測速定位功能；若所 有速度傳感器均處于失效狀態(tài)或上周期雷達(dá)測量速度低于雷達(dá)工作門限，則組合系統(tǒng)不進(jìn) 行重構(gòu)，而直接轉(zhuǎn)為無效狀態(tài)。各傳感器的狀態(tài)檢驗(yàn)分別進(jìn)行，組合系統(tǒng)狀態(tài)信息要包含于 最終的系統(tǒng)輸出。組合系統(tǒng)檢驗(yàn)及結(jié)構(gòu)重構(gòu)遵循如圖6所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型。本發(fā)明的檢測方法應(yīng)用于基于CBTC列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，采用兩個速度傳感器和 一個多普勒雷達(dá)組合系統(tǒng)，結(jié)果表明列車定位系統(tǒng)滿足測速、測距精確性要求；在5km以下 低速測試中誤差很小，測速、測距效果理想。本發(fā)明降低了硬件系統(tǒng)要求，更加易于實(shí)現(xiàn)，定 位傳感器級異常，隔離異常、無效傳感器信息，保證測速定位系統(tǒng)在低模冗余組合(如兩模 冗余)系統(tǒng)條件下具有較高的測量精度，且低速條件下具備較好的測量精度。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有 等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
一種列車組合測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法，其特征在于，該方法包括步驟S1.列車啟動，開始接收并記錄速度傳感器及雷達(dá)的測量數(shù)據(jù)；S2.利用速度傳感器各自的多路信息進(jìn)行冗余檢驗(yàn)，判定速度傳感器狀態(tài)；S3.以雷達(dá)的測量數(shù)據(jù)為參照，對列車動輪的空轉(zhuǎn)、滑行狀態(tài)進(jìn)行檢測，判定速度傳感器的測量狀態(tài)；S4.根據(jù)速度傳感器的測量數(shù)據(jù)及雷達(dá)的輸出狀態(tài)字，進(jìn)行雷達(dá)狀態(tài)自檢，判定雷達(dá)的測量狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的列車組合測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法，其特征在于，步驟S4 后還包括步驟55.根據(jù)速度傳感器及雷達(dá)的測量狀態(tài)判定結(jié)果，按照列車組合測速定位系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn) 移模型確定該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)重構(gòu)方案，使輸出不包含失效或故障傳感器或雷達(dá)測量結(jié)果的測 速定位信息，并給出該系統(tǒng)的狀態(tài)信息表示，或在所有傳感器和雷達(dá)均失效時給出測量輸 出無效的狀態(tài)信息表示。
3.如權(quán)利要求1所述的列車組合測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法，其特征在于，在步驟 S2中，對于包含多路脈沖計(jì)數(shù)信息的速度傳感器，分別接收和記錄不同通路的計(jì)數(shù)及計(jì)算 結(jié)果，并將同一速度傳感器的不同通路信息進(jìn)行比較檢驗(yàn)，當(dāng)其計(jì)數(shù)結(jié)果相同，或計(jì)數(shù)誤差 小于設(shè)定的誤差閾值時，判定該速度傳感器正常，否則判定其輸出無效。
4.如權(quán)利要求3所述的列車組合測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法，其特征在于，在步驟 S3中，對于多路信息冗余檢驗(yàn)狀態(tài)正常的速度傳感器，當(dāng)速度傳感器測速結(jié)果與雷達(dá)測速結(jié)果相同或誤差小于給定閾值時，速度傳感器測量 狀態(tài)正常；當(dāng)速度傳感器測速結(jié)果小于雷達(dá)測速結(jié)果，且誤差超過判決閾值時，判定速度傳感器 因受測輪對滑行而不可用；當(dāng)速度傳感器測速結(jié)果大于雷達(dá)測速結(jié)果，且誤差超過判決閾值時，判定速度傳感器 因受測輪對空轉(zhuǎn)而不可用；若速度傳感器已處于空轉(zhuǎn)或滑行狀態(tài)，且持續(xù)時間超過給定的時間門限時，則判定速 度傳感器處于共模故障狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求4所述的列車組合測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法，其特征在于，在步驟 S4中，當(dāng)雷達(dá)輸出狀態(tài)字正常，判定雷達(dá)工作正常；當(dāng)上周期雷達(dá)測速結(jié)果大于雷達(dá)工作門限，且雷達(dá)與速度傳感器測速結(jié)果誤差大于給 定的誤差閾值，則當(dāng)前雷達(dá)輸出狀態(tài)字顯示為異常，判定雷達(dá)處于失效狀態(tài)；當(dāng)雷達(dá)上周期測速結(jié)果小于雷達(dá)工作門限，則當(dāng)前雷達(dá)輸出狀態(tài)字顯示為異常，雷達(dá) 處于低速失效隔離狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的列車組合測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法，其特征在于，所述雷 達(dá)輸出狀態(tài)字正常指雷達(dá)測速結(jié)果大于雷達(dá)工作門限，且與速度傳感器測量結(jié)果誤差小 于給定的誤差閾值。
7.如權(quán)利要求6所述的列車組合測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法，其特征在于，所述雷 達(dá)工作門限為5km/h。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種列車組合測速定位系統(tǒng)的狀態(tài)自檢方法，該方法包括利用速度傳感器各自的多路信息進(jìn)行冗余檢驗(yàn)，判定速度傳感器狀態(tài)；以雷達(dá)測量數(shù)據(jù)為參照，判定速度傳感器測量狀態(tài)；根據(jù)速度傳感器測量數(shù)據(jù)及雷達(dá)的輸出狀態(tài)字，判定雷達(dá)傳感器的測量狀態(tài)；根據(jù)速度傳感器及雷達(dá)狀態(tài)判定結(jié)果，按照系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)重構(gòu)方案，輸出不包含失效或故障傳感器或雷達(dá)測量結(jié)果的測速定位信息，并給出系統(tǒng)狀態(tài)信息表示，或在所有傳感器均失效時給出測量輸出無效的狀態(tài)表示。本發(fā)明的方法提高了傳感器狀態(tài)檢測性能，降低了組合系統(tǒng)復(fù)雜性，可進(jìn)一步節(jié)省工程支出和維護(hù)費(fèi)用。
文檔編號G01P21/02GK101949955SQ201010251200
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者劉江, 劉波, 周達(dá)天, 張建明, 郜春海 申請人:北京交通大學(xué)