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CN105774840A - 一种列车轮对内侧距动态检测系统及方法 - Google Patents

一种列车轮对内侧距动态检测系统及方法 Download PDF

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CN105774840A
CN105774840A CN201610198968.9A CN201610198968A CN105774840A CN 105774840 A CN105774840 A CN 105774840A CN 201610198968 A CN201610198968 A CN 201610198968A CN 105774840 A CN105774840 A CN 105774840A
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CN
China
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count sensor
axle count
train
sensor
railway wheelset
Prior art date
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Pending
Application number
CN201610198968.9A
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English (en)
Inventor
李小冬
周珂
夏自祥
崔祥府
刘帅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jining University
Original Assignee
Jining University
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61KAUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/12Measuring or surveying wheel-rims

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明涉及一种列车轮对内侧距动态检测系统,包括沿列车行进方向依次设置的第一计轴传感器、列车身份识别编码器、第二计轴传感器、第三计轴传感器、第四计轴传感器、激光位移传感器组以及第五计轴传感器;所述的第一计轴传感器、列车身份识别编码器、第二计轴传感器、第三计轴传感器、第四计轴传感器、激光位移传感器组以及第五计轴传感器均连接至控制箱内的控制模块,控制箱内还设置有PCI控制采集卡,控制模块还连接有通讯模块,所述的PCI控制采集卡通过所述的通讯模块与服务器通讯;所述的激光位移传感器上设置有激光挡板,激光挡板通过转轴可旋转的设置于激光位移传感器上,所述的转轴连接驱动电机的输出轴。

Description

一种列车轮对内侧距动态检测系统及方法
技术领域
本发明属于检测技术领域,涉及一种列车检测设备,尤其是一种列车轮对内侧距动态检测系统及方法;该检测系统能够对列车轮对内侧距进行高效、动态、精确检测,并进行必要的检测数据统计分析及预测,以提高列车运行的安全系数。
背景技术
列车轮对内侧距指在同一个列车轮对上的两个轮辋内侧平面的水平距离。列车行驶过程中是否能够顺利通过道岔、是否安全稳定运行与车轮内侧距参数变化有直接关系,内侧距参数变化是列车轮对标准几何参数中严格规定的尺寸之一。根据标准规定,我国列车轮对内侧距的运用限度一般为1353±3mm。
随着中国铁路建设的发展要求,在保障行车安全平稳运行,加快列车提速等方面实现重要突破,列车内侧距与轨距的合理匹配是保证行车平稳性和线路稳固性的重要因素之一。在列车运行中,轮对边缘会受到横向力的作用,导致轮对内侧距在运行一段时间后变大或者变小,因此需要对每辆列车轮进行定期检测。对检测参数超过规定使用限度的列车轮对需要进行修复甚至报废处理,从而消除列车行驶过程中的安全隐患保障列车平稳运行。
从80年代初我国加大投入,对于列车轮对外形尺寸的自动检测研究工作项目的实施,主要有以下几种检测方法:
传统人工手动检测内侧距方法:检测方法是以使用列车轮对专用的内侧距测量卡尺测量的人工检测方法,这种方法不但工作烦琐,劳动强度大,而且存在人为因素的测量误差,检测精度、效率低,已经不符合现在高速列车行驶安全的检测精度要求。
专用的超声波检测方法:检测探头内装有一个超声波发射器,接收器安装在铁轨内侧,与车轮保持一定距离。当列车行驶过来时,发射器发出一段有规律的超声波打在车轮内侧的表面上,接收机接收到声波,并定位计算出列车内侧距的大小。但是声波受震动影响大,而火车行驶中又会产生强弱不同的各种震动。由于声波的传播速度为340m/s,所以采用这种方法受列车速度变化影响大,车速越快误差越大,不仅如此超声波检测方法还受环境因素的影响,精确度难以保障。
CCD相机组联合检测:利用CCD相机的成像原理,将两部CCD相机按照一定角度摆放在铁轨两侧,通过拍摄可以较为准确得到对应时间内的弧长,根据弧长大小推算出CCD相机距离轮对的距离,从而进一步计算出列车轮对的内侧距的大小。系统组成复杂计算过程繁琐,且受光学因素影响较大,一般用于列车轮对几何参数的综合检测。
以上检测方法虽然能够检测列车轮对内侧距,但是检测精度、检测效率已经无法满足列车高速运行的需要。此为现有技术的不足之处。
因此,针对上述现有技术中的缺陷,提供设计一种新的列车轮对内侧距动态检测系统及方法,以对列车轮对内侧距进行高效、动态、精确检测,是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述现有技术存在的缺陷,提供设计一种列车轮对内侧距动态检测系统及方法,以解决上述技术问题,实现对列车轮对内侧距的高效、动态、精确检测,以提高列车运行的安全系数。
为实现上述目的,本发明给出以下技术方案:
一种列车轮对内侧距动态检测系统,其特征在于:包括沿列车行进方向依次设置的第一计轴传感器、列车身份识别编码器、第二计轴传感器、第三计轴传感器、第四计轴传感器、激光位移传感器组以及第五计轴传感器;所述的第一计轴传感器、列车身份识别编码器、第二计轴传感器、第三计轴传感器、第四计轴传感器、激光位移传感器组以及第五计轴传感器均连接至控制箱内的控制模块,所述的控制箱内还设置有PCI控制采集卡,所述的控制模块还连接有通讯模块,所述的PCI控制采集卡通过所述的通讯模块与服务器通讯;
激光位移传感器上设置有激光挡板,所述的激光挡板通过转轴可旋转的设置于激光位移传感器上,所述的转轴连接驱动电机的输出轴。
优选地,所述的控制模块还连接有激光挡板检测模块;用以检测激光挡板是否开启或者关闭,以确保位移传感器能够检测到有效数据。
优选地,所述的控制模块还连接有自检模块,用以检测各器件的状态,超出限定阈值后及时报警。
一种列车轮对内侧距动态检测方法,包括以下步骤:
S1:检测第一计轴传感器的触发信号,如果检测到触发信号,则转到步骤S2,否则转到步骤S1;
S2:检测步骤S1中检测到的触发信号,如果触发信号合法准确,则转到步骤S3,否则转到步骤S1;
S3:各采集单元上电初始化;
S4:列车身份识别编码器采集列车信息,并将采集到的列车信息进行存储;
S5:第二计轴传感器采集其触发时间,并将采集到的触发时间进行存储;
S6:第三计轴传感器采集其触发时间,并将采集到的触发时间进行存储;
S7:通过第二计轴传感器与第三计轴传感器采集到的触发时间,以及第二计轴传感器与第三计轴传感器间的距离,计算出该对列车轮对当前的速度;
S8:根据步骤S7中获得的列车轮对速度,确定针对该对列车轮对的采样频率;
S9:根据步骤S8确定的采样的频率,对该列车轮对的内侧距进行采集,通过两台激光位移传感器测量各自到列车轮对内侧的距离,测量得到的距离与两台激光位移传感器之间的距离相加,即得到该列车轮对的内侧距;
S10:第五计轴传感器检测是否检测到触发信号,如果检测到,则停止对当前列车轮对内侧距的采集,并转到步骤S5,进行下一轮对内侧距的测量,否则转到S11;
S11:计量第五计轴传感器未检测到触发信号的时间,如果超出预设时间值,则关闭整个检测系统,并转到步骤S1;否则转到步骤S10。
本发明的有益效果在于,通过第一计轴传感器采集列车轮对触发信号,并将接采集的信号发送至控制模块,所述控制模块控制所述的列车身份识别编码器、第二计轴传感器、第三计轴传感器、第四计轴传感器、激光位移传感器组以及第五计轴传感器上电工作;
列车身份识别编码器用以采集列车信息;
通过第二计轴传感器、第三计轴传感器采集到的触发时间,以及两者间的距离,确定列车经过此处的车速,并依据车速确定对轮对内侧距的采样频率;
第四计轴传感器触发时,开始对轮对内侧距进行测量,通过激光位移传感器组测量轮对内侧距;
第五计轴传感器触发时,该对轮对内侧距采集结束。
实现同一列车不同轮对内侧距的分别采集,提高采集效率和采集精度。由此可见,本发明与现有技术相比,具有突出的实质性特点和显著地进步,其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1是本发明提供的一种列车轮对内侧距动态检测系统的示意图。
图2是本发明提供的一种列车轮对内侧距动态检测系统的控制原理图。
其中,1-第一计轴传感器,2-列车身份识别编码器,3-第二计轴传感器,4-第三计轴传感器,5-第四计轴传感器,6-激光位移传感器组,7-第五计轴传感器,8-控制箱,9-控制模块,10-PCI控制采集卡,11-通讯模块,12-服务器,13-驱动电机,14-激光挡板检测模块,15-自检模块。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述,以下实施例是对本发明的解释,而本发明并不局限于以下实施方式。
如图1和2所示,本发明一种列车轮对内侧距动态检测系统,包括沿列车行进方向依次设置的第一计轴传感器1、列车身份识别编码器2、第二计轴传感器3、第三计轴传感器4、第四计轴传感器5、激光位移传感器组6以及第五计轴传感器7;所述的第一计轴传感器1、列车身份识别编码器2、第二计轴传感器3、第三计轴传感器4、第四计轴传感器5、激光位移传感器组6以及第五计轴传感器7均连接至控制箱8内的控制模块9,所述的控制箱8内还设置有PCI控制采集卡10,所述的控制模块8还连接有通讯模块11,所述的PCI控制采集卡10通过所述的通讯模块11与服务器12通讯;
所述的激光位移传感器上设置有激光挡板,所述的激光挡板通过转轴可旋转的设置于激光位移传感器上,所述的转轴连接驱动电机13的输出轴。
本实施例中,所述的控制模块8还连接有激光挡板检测模块14;用以检测激光挡板是否开启或者关闭,以确保位移传感器能够检测到有效数据。
本实施例中,所述的控制模块还连接有自检模块15,用以检测各器件的状态,超出限定阈值后及时报警。
本发明实施例还给出一种列车轮对内侧距动态检测方法,包括以下步骤:
S1:检测第一计轴传感器的触发信号,如果检测到触发信号,则转到步骤S2,否则转到步骤S1;
S2:检测步骤S1中检测到的触发信号,如果触发信号合法准确,则转到步骤S3,否则转到步骤S1;
S3:各采集单元上电初始化;
S4:列车身份识别编码器采集列车信息,并将采集到的列车信息进行存储;
S5:第二计轴传感器采集其触发时间,并将采集到的触发时间进行存储;
S6:第三计轴传感器采集其触发时间,并将采集到的触发时间进行存储;
S7:通过第二计轴传感器与第三计轴传感器采集到的触发时间,以及第二计轴传感器与第三计轴传感器间的距离,计算出该对列车轮对当前的速度;
S8:根据步骤S7中获得的列车轮对速度,确定针对该对列车轮对的采样频率;
S9:根据步骤S8确定的采样的频率,对该列车轮对的内侧距进行采集,通过两台激光位移传感器测量各自到列车轮对内侧的距离,测量得到的距离与两台激光位移传感器之间的距离相加,即得到该列车轮对的内侧距;
S10:第五计轴传感器检测是否检测到触发信号,如果检测到,则停止对当前列车轮对内侧距的采集,并转到步骤S5,进行下一轮对内侧距的测量,否则转到S11;
S11:计量第五计轴传感器未检测到触发信号的时间,如果超出预设时间值,则关闭整个检测系统,并转到步骤S1;否则转到步骤S10。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式,但本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化,以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰,都应落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种列车轮对内侧距动态检测系统,其特征在于:包括沿列车行进方向依次设置的第一计轴传感器、列车身份识别编码器、第二计轴传感器、第三计轴传感器、第四计轴传感器、激光位移传感器组以及第五计轴传感器;所述的第一计轴传感器、列车身份识别编码器、第二计轴传感器、第三计轴传感器、第四计轴传感器、激光位移传感器组以及第五计轴传感器均连接至控制箱内的控制模块,所述的控制箱内还设置有PCI控制采集卡,所述的控制模块还连接有通讯模块,所述的PCI控制采集卡通过所述的通讯模块与服务器通讯;
所述的激光位移传感器上设置有激光挡板,所述的激光挡板通过转轴可旋转的设置于激光位移传感器上,所述的转轴连接驱动电机的输出轴。
2.根据权利要求1所述的一种列车轮对内侧距动态检测系统,其特征在于:所述的控制模块还连接有激光挡板检测模块;用以检测激光挡板是否开启或者关闭,以确保位移传感器能够检测到有效数据。
3.根据权利要求1或2所述的一种列车轮对内侧距动态检测系统,其特征在于:所述的控制模块还连接有自检模块,用以检测各器件的状态,超出限定阈值后及时报警。
4.种列车轮对内侧距动态检测方法,包括以下步骤:
S1:检测第一计轴传感器的触发信号,如果检测到触发信号,则转到步骤S2,否则转到步骤S1;
S2:检测步骤S1中检测到的触发信号,如果触发信号合法准确,则转到步骤S3,否则转到步骤S1;
S3:各采集单元上电初始化;
S4:列车身份识别编码器采集列车信息,并将采集到的列车信息进行存储;
S5:第二计轴传感器采集其触发时间,并将采集到的触发时间进行存储;
S6:第三计轴传感器采集其触发时间,并将采集到的触发时间进行存储;
S7:通过第二计轴传感器与第三计轴传感器采集到的触发时间,以及第二计轴传感器与第三计轴传感器间的距离,计算出该对列车轮对当前的速度;
S8:根据步骤S7中获得的列车轮对速度,确定针对该对列车轮对的采样频率;
S9:根据步骤S8确定的采样的频率,对该列车轮对的内侧距进行采集,通过两台激光位移传感器测量各自到列车轮对内侧的距离,测量得到的距离与两台激光位移传感器之间的距离相加,即得到该列车轮对的内侧距;
S10:第五计轴传感器检测是否检测到触发信号,如果检测到,则停止对当前列车轮对内侧距的采集,并转到步骤S5,进行下一轮对内侧距的测量,否则转到S11;
S11:计量第五计轴传感器未检测到触发信号的时间,如果超出预设时间值,则关闭整个检测系统,并转到步骤S1;否则转到步骤S10。
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