專利名稱：一種在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)裝置及定標(biāo)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種定標(biāo)裝置及定標(biāo)方法，特別涉及安裝在列車上的表明鋼軌故障位置的在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)裝置及定標(biāo)方法，屬于故障診斷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)明專利“一種鋼軌斷裂車載非接觸快速監(jiān)測(cè)技術(shù)”(申請(qǐng)?zhí)?00710034542.0，公開(kāi)號(hào)為CN101264767 ;
公開(kāi)日為:2008年9月17日)利用安裝在機(jī)車或車輛的輪對(duì)軸箱上的傳感器檢測(cè)軌道斷裂故障對(duì)通過(guò)的車輪所發(fā)生的沖擊，該傳感器獲得的沖擊信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)的鋼軌故障診斷專家系統(tǒng)，由其對(duì)所獲沖擊信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析診斷、分離出鋼軌斷裂的信息。而軌道斷裂故障的位置信息，在《一種鋼軌斷裂車載非接觸快速監(jiān)測(cè)技術(shù)》中是通過(guò)對(duì)車輪轉(zhuǎn)速的測(cè)量，經(jīng)過(guò)計(jì)算變換獲得的對(duì)應(yīng)行車?yán)锍讨?。由于車載監(jiān)測(cè)裝置采樣頻率很高，故可以獲得實(shí)時(shí)、連續(xù)的行車?yán)锍讨?；而且，這種通過(guò)車輪測(cè)速獲取的里程值，可以表達(dá) 彎道、或者坡度情況下的鐵路線路里程變化的真實(shí)情況。但是，這種方法也有明顯的局限性:只有在車載監(jiān)測(cè)裝置開(kāi)始工作時(shí)才開(kāi)始計(jì)算里程值；計(jì)算里程值的開(kāi)始點(diǎn)位置，該方法本身無(wú)法確定，也就是說(shuō)沒(méi)有基準(zhǔn)位置；車輛實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，輪徑磨耗、打滑、輪徑變化、甚至氣候變化，都對(duì)車輪轉(zhuǎn)速測(cè)量精度產(chǎn)生影響，因此，完全依靠該方法計(jì)算行車?yán)锍虂?lái)確定鋼軌故障點(diǎn)位置，特別是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間行車后，有可能產(chǎn)生很大的累積誤差。因此，在該專利技術(shù)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)定標(biāo)技術(shù)，是鐵路線路維護(hù)工作的實(shí)際需要?，F(xiàn)有的公知的有關(guān)定標(biāo)方法有下列三種:
方法一，轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量里程:是通過(guò)安裝在車軸上的轉(zhuǎn)速傳感器隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，然后根據(jù)輪徑值計(jì)算出實(shí)際行車?yán)锍讨?。該方案在鋼軌檢測(cè)中取得了一定的效果，但不適應(yīng)于長(zhǎng)距離的鋼軌檢測(cè)，原因如下:
a)通過(guò)測(cè)量給出的輪徑值本身存在誤差，例如，對(duì)于公稱直徑D=L 25m的車輪，若存在0.5mm的輪徑誤差,將引起約1.6mm的車輪周長(zhǎng)誤差，即車輪每轉(zhuǎn)一圈，會(huì)造成1.6mm的誤差。假設(shè)鋼軌檢測(cè)的行車距離為50km，車輪周長(zhǎng)為D* 31 =3.927m。在50km的行車中，輪子需轉(zhuǎn)動(dòng)12732圈，若每圈誤差為1.6mm，則行車50km后，總計(jì)誤差達(dá)到了 204m。若行車距離持續(xù)加長(zhǎng)，誤差會(huì)逐漸累加，無(wú)法達(dá)到故障點(diǎn)定標(biāo)的目的。b)以上的論述僅為理想情況，在實(shí)際行車中，輪徑磨耗、打滑、甚至氣候變化，都對(duì)根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速測(cè)量里程的精度產(chǎn)生影響，完全依靠該方法計(jì)算行車?yán)锍虂?lái)確定鋼軌故障點(diǎn)位置，特別是長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間行車后，有可能產(chǎn)生很大的累積誤差。c)機(jī)車在車輛段內(nèi)或非要求監(jiān)測(cè)的輔線路段行駛時(shí)，用轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量的里程值累加，但公里標(biāo)仍然默認(rèn)為該車輛段固定值，機(jī)車行駛出段后，段內(nèi)行駛的里程已經(jīng)疊加到該段公里標(biāo)后的計(jì)數(shù)值中，以致車剛越過(guò)公里標(biāo)時(shí)，轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量里程已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了實(shí)際公里標(biāo)位置，從而造成無(wú)法判定故障鋼軌在正線的確切位置的問(wèn)題。
方法二，信號(hào)機(jī)定標(biāo):鐵路系統(tǒng)已經(jīng)擁有一套內(nèi)部使用的定標(biāo)路樁和定標(biāo)信號(hào)系統(tǒng)。鐵路重要干線或貨車用重載線路的獨(dú)立的標(biāo)示公里標(biāo)的信號(hào)系統(tǒng)，是通過(guò)在這些路段的鐵路沿線布設(shè)一定數(shù)量的信號(hào)機(jī)，向過(guò)往機(jī)車或車輛發(fā)送線路公里標(biāo)、車站編號(hào)、信號(hào)機(jī)編號(hào)等定標(biāo)信息。如果依靠這個(gè)方法獲得發(fā)生鋼軌斷裂的鐵路線路的里程坐標(biāo)(即:公里標(biāo))，局限性在于:
a)機(jī)車或車輛的實(shí)時(shí)里程坐標(biāo)是專門供給機(jī)車或車輛控制系統(tǒng)使用的，其它系統(tǒng)一般無(wú)法獲取該信息，或無(wú)法長(zhǎng)期獲取該信息。特別是，由于獲取該信息的通信需要相互應(yīng)答，則為防止對(duì)其他系統(tǒng)與信號(hào)機(jī)的通信影響機(jī)車車輛控制系統(tǒng)與信號(hào)機(jī)的通信而不允許其他系統(tǒng)同時(shí)使用時(shí)，以至與控制系統(tǒng)安裝在同一機(jī)車車輛的“在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)”系統(tǒng)不能由信號(hào)機(jī)獲得信息。加之由于必須確保機(jī)車控制的安全而不允許其他系統(tǒng)與機(jī)車控制系統(tǒng)通信獲得信號(hào)機(jī)信息，故在正常行車中獲取信號(hào)機(jī)信息的所有途徑均被限制。b)只有在通過(guò)信號(hào)機(jī)的特定位置才可能獲得這種定標(biāo)信號(hào)，而信號(hào)機(jī)的設(shè)置是有限的，在非重點(diǎn)線路段很少設(shè)置，特別是，在發(fā)生鋼軌斷裂的位置就正好有信號(hào)機(jī)的幾率是極小的。因此該方法不能直接為鋼軌斷裂監(jiān)測(cè)的定標(biāo)。方法三，G PS定位系統(tǒng):GPS系統(tǒng)是一個(gè)高精度、全天候和全球性的無(wú)線電導(dǎo)航、定位和定時(shí)的多功能系統(tǒng)。當(dāng)通過(guò)硬件和軟件構(gòu)成的GPS定位系統(tǒng)終端裝載在車上用于車輛定位的時(shí)候，稱為車載GPS定位系統(tǒng)，在公路車輛中得到大量采用，利用GPS和電子地圖可以實(shí)時(shí)顯示出車輛的實(shí)際位置，或?yàn)槌鲂新肪€導(dǎo)航。GPS技術(shù)在鐵路系統(tǒng)也開(kāi)始得到運(yùn)用，例如機(jī)車或車輛調(diào)度系統(tǒng)利用GPS技術(shù)掌握機(jī)車或車輛的運(yùn)行位置；基于GPS定位的鐵路路況語(yǔ)音提示及監(jiān)控系統(tǒng)；基于GPS定位的鐵路機(jī)車道口監(jiān)控預(yù)知系統(tǒng)等。其基本應(yīng)用方式也與公路車輛應(yīng)用方式相同:利用GPS和電子地圖實(shí)時(shí)顯示，添加語(yǔ)音提示等其它提示工具。以上GPS技術(shù)若應(yīng)用于鋼軌斷裂監(jiān)測(cè)定標(biāo)，局限性在于:
a) GPS信號(hào)在鐵路系統(tǒng)中存在信號(hào)不連續(xù)的問(wèn)題，比如在隧道中。b)衛(wèi)星運(yùn)行軌道、天氣狀況、使用環(huán)境等，影響GPS的信號(hào)精度。c)鐵路公里標(biāo)是隨著軌道里程變化而變化的，對(duì)于彎道，GPS坐標(biāo)計(jì)算的是直線距離，非實(shí)際里程，因此存在誤差。d)車輛運(yùn)行在同一 GPS坐標(biāo)位置(5m范圍內(nèi))，同時(shí)存在上行線路與下行線路，兩條線路的實(shí)際公里標(biāo)并不一致，GPS無(wú)法區(qū)分。因此，突破已有的這種電子地圖方式的定位模式，開(kāi)發(fā)GPS技術(shù)在鐵路系統(tǒng)的新的應(yīng)用，比如，與車載式鐵路診斷系統(tǒng)結(jié)合，在實(shí)時(shí)故障點(diǎn)定位或者修正定位誤差中發(fā)揮作用，還是有待開(kāi)發(fā)的課題。因此，上述幾種現(xiàn)有技術(shù)，都不能直接滿足鋼軌斷裂監(jiān)測(cè)的定標(biāo)需要。除公知方法外，有一種“GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)在軌道檢查車?yán)锍绦Ｕ到y(tǒng)中的應(yīng)用”技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)預(yù)先將需要校正的里程位置信息存儲(chǔ)到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)將當(dāng)前GPS定位信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄進(jìn)行對(duì)比，如果發(fā)現(xiàn)符合，就將該條數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的線路里程信息發(fā)送到檢測(cè)系統(tǒng)，標(biāo)記該點(diǎn)為某里程位置，完成里程校正。該技術(shù)存在以下缺陷:未將預(yù)定的GPS點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定。當(dāng)兩條線路并行或交叉時(shí)，會(huì)發(fā)送臨近線路上GPS點(diǎn)，誤判為當(dāng)前線路上的GPS校正點(diǎn)，造成上下行公里標(biāo)混淆。該技術(shù)僅適應(yīng)慢速行車的軌道檢查車，無(wú)法在正常行車的機(jī)車或車輛上進(jìn)行鋼軌斷裂檢測(cè)。因?yàn)?，機(jī)車或車輛在實(shí)際高速行車中，經(jīng)常存在跨越數(shù)據(jù)記錄點(diǎn)前后的兩次GPS接收的數(shù)據(jù)都不同于數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄點(diǎn)數(shù)據(jù)而不能判定的情況，即存在漏點(diǎn)現(xiàn)象。例如:機(jī)車或車輛經(jīng)過(guò)預(yù)存站點(diǎn)A前或后時(shí)動(dòng)態(tài)獲取的GPS坐標(biāo)為(XI，Yl )，數(shù)據(jù)庫(kù)中的預(yù)存站點(diǎn)A坐標(biāo)為(Χ0，Υ0)。若兩者坐標(biāo)相差超過(guò)(GPS規(guī)定的誤差范圍)lm，則判定地理坐標(biāo)不符合，無(wú)法實(shí)現(xiàn)里程校正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)裝置及定標(biāo)方法，準(zhǔn)確判斷出鋼軌故障位置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)裝置，包括數(shù)據(jù)采集器、GPS接收機(jī)、輪軌沖擊信息處理器、機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器，以及在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)，所述GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)采集裝置、在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)依次連接，所述輪軌沖擊信息處理器、機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器均接入所述數(shù)據(jù)采集器。在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)裝置包括數(shù)據(jù)采集器、GPS接收機(jī)、輪軌沖擊信息處理器和機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器以及在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)，以數(shù)據(jù)采集器實(shí)時(shí)獲取GPS接收機(jī)的地理坐標(biāo)信息、輪軌沖擊信息處理器的故障信息、機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器傳遞的輪對(duì)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)，將以上三種信息通過(guò)分析、變換，組成帶有公里標(biāo)的鋼軌數(shù)據(jù)診斷樣本，通過(guò)RS485接口發(fā)送至“在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)，由在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)實(shí)時(shí)診斷，給出鋼軌斷裂報(bào)警處的故障位置坐標(biāo)信息。

在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)方法為:
1)在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)對(duì)預(yù)定的GPS點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，建立所有預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組；
2)建立地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲機(jī)制，即在行車過(guò)程中，用GPS接收機(jī)獲取車輛當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)，發(fā)送到數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器將該信息發(fā)送到在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)裝置主機(jī)中，與預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組中存儲(chǔ)的地理坐標(biāo)信息逐一比較，在當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)與預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組中存儲(chǔ)的某地理坐標(biāo)信息符合時(shí)實(shí)現(xiàn)捕獲，繼而取出該站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息中的公里標(biāo)，實(shí)時(shí)更新當(dāng)前行車檢測(cè)位置的準(zhǔn)確公里標(biāo)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；
3)取出所述預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組的準(zhǔn)確公里標(biāo)作為基準(zhǔn)，并將轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量計(jì)算所得到的里程值復(fù)零；
4)開(kāi)始進(jìn)行以所述準(zhǔn)確公里標(biāo)為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的、以在所述準(zhǔn)確公里標(biāo)復(fù)零的機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器傳遞的轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量計(jì)算所得到的里程為增量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)里程測(cè)量；其中所述準(zhǔn)確公里標(biāo)即起點(diǎn)；
5)將所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和增量數(shù)據(jù)發(fā)送到在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)。對(duì)預(yù)定的GPS點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，建立預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息是這樣實(shí)現(xiàn)的:在確定的監(jiān)測(cè)線路上，以首次行車實(shí)現(xiàn)預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息的“建標(biāo)行車”。例如，采用間隔停車的方案，在一條線路上按照需要確定N個(gè)點(diǎn)，車行駛至每個(gè)點(diǎn)停車后，通過(guò)機(jī)車或車輛CTCS系統(tǒng)(車載控制系統(tǒng)與軌邊信號(hào)機(jī)共同組成的監(jiān)測(cè)系統(tǒng))，獲取該點(diǎn)的“準(zhǔn)確公里標(biāo)”；同時(shí)以反復(fù)測(cè)量并求平均值的方式記錄此點(diǎn)的GPS坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)預(yù)定的GPS點(diǎn)的標(biāo)定；將“準(zhǔn)確公里標(biāo)”信息和GPS坐標(biāo)通過(guò)發(fā)送并保存于在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)。依次直到機(jī)車或車輛駛過(guò)全程，獲得并在在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)中存儲(chǔ)該N個(gè)點(diǎn)的GPS坐標(biāo)與實(shí)際公里標(biāo)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)組。本方法將存儲(chǔ)的此N個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)組稱為預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組。該建標(biāo)行車也可以在正常的(不在各點(diǎn)停車的)行車中實(shí)現(xiàn)。預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)的建立方法如下:
假設(shè)監(jiān)測(cè)線路的運(yùn)行里程數(shù)為L(zhǎng)[m]，用于測(cè)量車輪轉(zhuǎn)速的車輪輪徑值為D[m]，輪徑誤差為d[m]，預(yù)存站點(diǎn)的站間距為y。要求的定位精度誤差為W0〈l[m]。則預(yù)存站點(diǎn)的站間距SO計(jì)算如下:
車輪每轉(zhuǎn)一圈，產(chǎn)生的誤差:Wl=3id[m]。運(yùn)行ym后,輪徑值為D [m]車輪的旋轉(zhuǎn)次數(shù)為:NY=y/ n D。運(yùn)行ym后，實(shí)際產(chǎn)生的誤差為W=NY*W1= (y / ji D) * π d [m]。要求定位精度誤差W0〈I [m]，則W= (y / Ji D)* Jid <W0=1，得出y〈D/d[m]，因此預(yù)存站點(diǎn)的站間距為S0=y〈D/d[m]。例如:輪徑值為D[m]=l.25[m]，輪徑誤差為d[m]=0.0005[m]，則預(yù)存站點(diǎn)的站間距為S0=D/d[m]=2500[m]。每L=IOOkm線路需要建立N=L/S0=40個(gè)“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”。

建立地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲機(jī)制，即在行車過(guò)程中，GPS接收機(jī)獲取車輛“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”，發(fā)送到數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器將該信息發(fā)送到“在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)裝置主機(jī)中，與預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組中存儲(chǔ)的地理坐標(biāo)信息逐一比較，在“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”與某預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息中存儲(chǔ)的地理坐標(biāo)信息符合時(shí)實(shí)現(xiàn)捕獲，繼而取出該站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息中的公里標(biāo)去實(shí)時(shí)更新當(dāng)前行車檢測(cè)位置的“準(zhǔn)確公里標(biāo)”基準(zhǔn)。在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)定標(biāo)裝置在行車過(guò)程中工作，不斷地用GPS接收機(jī)獲取機(jī)車或車輛“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”，發(fā)送到數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器將該信息發(fā)送到在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)裝置主機(jī)中，在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)將該GPS地理坐標(biāo)與“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組”中存儲(chǔ)的各“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”逐一比較，在“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”與某點(diǎn)的“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”符合時(shí)，取出該“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”的“準(zhǔn)確公里標(biāo)”作為基準(zhǔn)并對(duì)轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量計(jì)算所得到的里程值復(fù)零，開(kāi)始進(jìn)行以該“準(zhǔn)確公里標(biāo)”(即起點(diǎn))為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的、以在該點(diǎn)復(fù)零的機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器傳遞的轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量計(jì)算所得到的里程為增量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)里程測(cè)量，將該基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和增量數(shù)據(jù)發(fā)送到在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)裝置。為了防止機(jī)車或車輛行駛中，由于GPS接收機(jī)自身存在誤差，或/和由于車輛高速行駛，在經(jīng)過(guò)某一站點(diǎn)時(shí)，所產(chǎn)生不同的“GPS地理坐標(biāo)”值，與“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”無(wú)法實(shí)現(xiàn)地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲的現(xiàn)象，所述建立地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲機(jī)制，實(shí)時(shí)建立以各“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”為圓心，以區(qū)間圓半徑r作區(qū)間圓，判定“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”是否落在此區(qū)間圓內(nèi)，若在區(qū)間圓內(nèi)，判定為“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”與某點(diǎn)的“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”符合而實(shí)現(xiàn)捕獲，若不在區(qū)間圓內(nèi)，則判定為“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”與某點(diǎn)的“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”不符合而不實(shí)現(xiàn)捕獲。例如:若機(jī)車或車輛經(jīng)過(guò)某預(yù)存站點(diǎn)A前或后時(shí)，兩次動(dòng)態(tài)獲取的GPS坐標(biāo)為(XI，Y1)，而預(yù)存站點(diǎn)A的地理坐標(biāo)為(X0，Y0)。若((Xl-XO) 2+(Yl-YO) 2) 0.5超過(guò)1mm，則判定地理坐標(biāo)不符合，不能實(shí)現(xiàn)地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲，并由此導(dǎo)致不能更新“準(zhǔn)確公里標(biāo)”，也不能對(duì)轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量計(jì)算所得到的里程值復(fù)零，造成定標(biāo)錯(cuò)誤。為了解決以上問(wèn)題而設(shè)計(jì)的地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲機(jī)制之實(shí)施方案如下:
a)以預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)為圓心，以區(qū)間圓半徑r作區(qū)間圓。機(jī)車或車輛行駛中，對(duì)當(dāng)前GPS實(shí)時(shí)獲取的地理坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，判斷其是否落在此區(qū)間圓內(nèi)，若在區(qū)間圓內(nèi)，判斷為“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”與某點(diǎn)的“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”符合，實(shí)現(xiàn)地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲；若不在此區(qū)間圓內(nèi)，則判斷為“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”與某點(diǎn)的“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”不符合。如附圖2所示，A為符合，B為不符合。圖2中A、B為GPS實(shí)時(shí)獲取的地理坐標(biāo)；C為預(yù)存站點(diǎn)的地理坐標(biāo)。為了在各種嚴(yán)酷條件下保證地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲100%成功，需要根據(jù)車速V[km/h]、GPS接收機(jī)定位工作周期T[s]及GPS誤差W[m]實(shí)時(shí)計(jì)算附圖2中區(qū)間圓的半徑r[m]的合理數(shù)值。設(shè)定GPS接收機(jī)定位工作周期為T=0.2 [s]，設(shè)行駛的車速為V [km/h]，GPS自身誤差為W=I [m]，要求運(yùn)行過(guò)程中，地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲成功率100%，則區(qū)間圓半徑r推算如下:
區(qū)間圓直徑:2r [m]；
行駛車速:V/3.6 [m/s]；
在工作周期T內(nèi)，機(jī)車或車輛的最大行駛距離:S=T*V/3.6 [m]；
只有在機(jī)車或車輛的最大行駛距離S小于等于區(qū)間圓直徑2r時(shí)，才能確保地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲100%成功。則有2r 彡 S=T*V/3.6 [m]，得出 r 彡 S/2=T*V/7.2 [m]。由于還需考慮GPS自身誤差范圍W [m]，則有地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲機(jī)制中的區(qū)間圓半徑:
r 彡 T*V/7.2+ff [m]
例如:
機(jī)車或車輛行駛時(shí)速為100km/h，則r彡T*V/7.2+ff=3.778m。機(jī)車或車輛最高時(shí)速為300km/h，則r彡T*V/7.2+ff=9.333m。通過(guò)“行車方向判斷”與“上、下行線路在起始端必有不并行或不交叉的坐標(biāo)判斷”建立“上、下行線路特征標(biāo)志”，對(duì)應(yīng)“上、下行線路特征標(biāo)志”分別建立不同的“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”組；并在機(jī)車、車輛通過(guò)兩條并行或交叉線路的同一 GPS坐標(biāo)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)“上、下行線路特征標(biāo)志”取用不同的 “預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”組參與比較并生成不同的“準(zhǔn)確公里標(biāo)”基準(zhǔn)。同一預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)，存在兩條鋼軌線路，一條上行線，一條下行線，兩條線路對(duì)應(yīng)的GPS地理坐標(biāo)幾乎相同，但公里標(biāo)卻不同，尤其在地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲機(jī)制下問(wèn)題更加突出，可從附圖3(其中I為上行線，2為下行線)看出。機(jī)車或車輛運(yùn)行在X點(diǎn)時(shí)，上行、下行在自動(dòng)捕獲機(jī)制下，地理坐標(biāo)一致，但公里標(biāo)卻存在明顯差異，上行為60，下行卻為30。因此，有必要在機(jī)車或車輛駛離終端站剛開(kāi)始運(yùn)營(yíng)時(shí)，立即通過(guò)以下兩個(gè)條件判斷機(jī)車或車輛所在的線路是上或下行線路。條件1:選用雙通道轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行行車方向識(shí)別，其中I通道敏感頭與2通道敏感頭之間相距的測(cè)速輪齒數(shù)為非整數(shù)，例如相差整數(shù)加四分之一個(gè)齒，可根據(jù)運(yùn)行中雙通道波形相位差，判斷機(jī)車或車輛行進(jìn)方向，從而確定機(jī)車或車輛所處于的上或下行線路，如附圖4 (其中I為上行線，2為下行線，3表示過(guò)此坐標(biāo)確定為上行線路，4表示過(guò)此坐標(biāo)確定為下行線路)所示:設(shè)行車時(shí)轉(zhuǎn)速脈沖的周期為T，則正向行車時(shí)，通道I的脈沖上跳沿比通道2的上跳沿超前T/4 ;而反向行車時(shí)，通道I的脈沖上跳沿比通道2的上跳沿滯后T/4 ；從而可以根據(jù)通道I相對(duì)于通道2脈沖波形的超前或滯后判定正向行車或反向行車。條件2:上、下行線路終端站的出站點(diǎn)位置必然存在不并行或不交叉的軌道，且各該軌道上必然存在自動(dòng)捕獲機(jī)制能夠分辨的、預(yù)存站點(diǎn)以外的點(diǎn)，選定此各該點(diǎn)坐標(biāo)作為判斷依據(jù)，確定機(jī)車、車輛所處的線路是上或下行線路。如附圖5所示。兩條件同時(shí)滿足，確定機(jī)車或車輛運(yùn)行的上、下行線路。在機(jī)車或車輛進(jìn)行在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲時(shí)，先判上、下行線路，再建立基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為:本發(fā)明的在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)裝置及定標(biāo)方法解決了在高速行車中進(jìn)行鋼軌故障檢測(cè)對(duì)故障坐標(biāo)精確定標(biāo)的問(wèn)題，既可用于鋼軌故障動(dòng)態(tài)檢測(cè)的地理坐標(biāo)定位，也可用于其他需要對(duì)機(jī)車車輛所處地理坐標(biāo)以鐵路公里標(biāo)為參照的精確定位，并在試驗(yàn)中獲得成功。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例在線鋼軌斷裂車載檢測(cè)定標(biāo)裝置結(jié)構(gòu)框 圖2為地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲示意 圖3為上下行線路公里標(biāo)差異說(shuō)明 圖4為雙通道轉(zhuǎn)速傳感器脈沖輸出示意 圖5為通過(guò)坐標(biāo)方式確定上、下行線路示意 圖6為故障樣本中的公里標(biāo)準(zhǔn)確定標(biāo)示意 圖7為本發(fā)明一實(shí)施例在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)定標(biāo)裝置的定標(biāo)流程；
圖8為預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)以及公里標(biāo)設(shè)置示意 圖9為某鐵路“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組”建立過(guò)程 圖10為某鐵路鋼軌監(jiān)測(cè)定標(biāo)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例在線鋼軌斷裂車載檢測(cè)定標(biāo)裝置包括數(shù)據(jù)采集器、GPS接收機(jī)、輪 軌沖擊信息處理器、機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器，以及在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)，所述GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)采集裝置、在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)依次連接，所述輪軌沖擊信息處理器、機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器均接入所述數(shù)據(jù)采集器。在線鋼軌斷裂車載檢測(cè)定標(biāo)裝置的產(chǎn)品型號(hào):
I)數(shù)據(jù)采集器JK08451-SCQ2)GPS 接收機(jī)=Newstart 220E
3)輪軌沖擊信息處理器JK08451-XHFLQ
4)機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器:NGTQG16
5)在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)JK08451-HST 在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)方法為:
1)在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)中對(duì)預(yù)定的GPS點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，建立所有預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組；
2)建立地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲機(jī)制，即在行車過(guò)程中，用GPS接收機(jī)獲取車輛當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)，發(fā)送到數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器將該信息發(fā)送到在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)裝置主機(jī)中，與預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組中存儲(chǔ)的地理坐標(biāo)信息逐一比較，在當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)與預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組中存儲(chǔ)的某地理坐標(biāo)信息符合時(shí)實(shí)現(xiàn)捕獲，繼而取出該站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息中的公里標(biāo)，實(shí)時(shí)更新當(dāng)前行車檢測(cè)位置的準(zhǔn)確公里標(biāo)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；
3)取出所述預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組的準(zhǔn)確公里標(biāo)作為基準(zhǔn)，并將轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量計(jì)算所得到的里程值復(fù)零；
4)開(kāi)始進(jìn)行以所述準(zhǔn)確公里標(biāo)為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的、以在所述準(zhǔn)確公里標(biāo)點(diǎn)復(fù)零的機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器傳遞的轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量計(jì)算所得到的里程為增量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)里程測(cè)量；其中所述準(zhǔn)確公里標(biāo)即起點(diǎn)；
5)將所述準(zhǔn)確公里標(biāo)發(fā)送到在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)。將該基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和增量數(shù)據(jù)發(fā)送到在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)。所述步驟2)中，在當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)與預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組中存儲(chǔ)的某地理坐標(biāo)信息符合時(shí)實(shí)現(xiàn)捕獲的過(guò)程為:以各預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息為圓心，以區(qū)間圓半徑r作區(qū)間圓，判定當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)`是否落在此區(qū)間圓內(nèi)，若在區(qū)間圓內(nèi)，判定為當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)與某點(diǎn)的預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息符合而實(shí)現(xiàn)捕獲，若不在區(qū)間圓內(nèi)，則判定為當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)與某點(diǎn)的預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息不符合而不實(shí)現(xiàn)捕獲。所述步驟2)中，實(shí)時(shí)更新當(dāng)前行車檢測(cè)位置的準(zhǔn)確公里標(biāo)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的過(guò)程為:判斷線路區(qū)間是上行還是下行，判斷行車方向以及上、下行線路在起始端必有不并行或不交叉的坐標(biāo)的特點(diǎn)，建立“上、下行線路特征標(biāo)志”，對(duì)應(yīng)“上、下行線路特征標(biāo)志”分別建立不同的“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”組；并在機(jī)車或車輛通過(guò)兩條并行或交叉線路的同一 GPS坐標(biāo)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)“上、下行線路特征標(biāo)志”取用不同的“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”組，參與比較并生成不同的“準(zhǔn)確公里標(biāo)”基準(zhǔn)。在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)裝置每當(dāng)獲取一個(gè)鋼軌檢測(cè)樣本時(shí)，將該樣本與開(kāi)始采集該樣本時(shí)建立的實(shí)時(shí)里程測(cè)量的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和增量數(shù)據(jù)，存入到鋼軌監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)樣本中。在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)裝置主機(jī)對(duì)鋼軌監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)樣本實(shí)時(shí)診斷時(shí)，用轉(zhuǎn)速脈沖計(jì)數(shù)法計(jì)算出鋼軌斷裂處距離故障樣本開(kāi)始時(shí)的距離DL，與開(kāi)始采集該樣本時(shí)建立的實(shí)時(shí)里程測(cè)量的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和增量數(shù)據(jù)相加，實(shí)現(xiàn)故障處的精確定標(biāo)。鋼軌斷裂報(bào)警處的故障位置公里標(biāo)(km)=基準(zhǔn)數(shù)據(jù)(km)+增量數(shù)據(jù)(km) +鋼軌斷裂處至故障樣本開(kāi)始距離DL (km)。樣本分析過(guò)程如附圖6所示。鋼軌故障位置定標(biāo)處理流程如附圖7所示:a)“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組”進(jìn)入流程“地理坐標(biāo)自動(dòng)擬合機(jī)制”；
b)“接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)”對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析轉(zhuǎn)換，獲取“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”，進(jìn)入流程“地理坐標(biāo)自動(dòng)擬合機(jī)制”；
c)“地理坐標(biāo)自動(dòng)擬合機(jī)制”進(jìn)入流程“符合判斷”，將“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”與“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組”中存儲(chǔ)的各預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息逐一比較；
d)“符合判斷”結(jié)果為是，證明該處“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”與“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組”中存儲(chǔ)的某預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息一致，進(jìn)入“判斷線路區(qū)間，上行或下行”，確定線路區(qū)間后，“取出該區(qū)間預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的公里標(biāo)，建立基準(zhǔn)數(shù)據(jù)”；
“取出該區(qū)間預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的公里標(biāo)，建立基準(zhǔn)數(shù)據(jù)”后，進(jìn)入流程“里程復(fù)零，將基準(zhǔn)數(shù)據(jù)賦值實(shí)時(shí)里程”，此時(shí)“正常行車，以轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量計(jì)算所得的里程為增量數(shù)據(jù)”，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與增量數(shù)據(jù)相加“建立準(zhǔn)確公里標(biāo)”，最后“發(fā)送到在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)裝置”。在確定的監(jiān)測(cè)線路上，以首次行車實(shí)現(xiàn)預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息的“建標(biāo)行車”。機(jī)車或車輛首次行車在在公里標(biāo)為“O”的位置停車，此時(shí)GPS接收機(jī)獲取車輛“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”，發(fā)送到數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器將該信息發(fā)送到在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)裝置主機(jī)。此時(shí)按下在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)面板上的“站點(diǎn)1”，將該GPS地理坐標(biāo)保存到在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)。同時(shí)通過(guò)機(jī)車或車輛CTCS系統(tǒng)(車載控制系統(tǒng)與軌邊信號(hào)機(jī)共同組成的監(jiān)測(cè)系統(tǒng))，獲取該點(diǎn)“準(zhǔn)確公里標(biāo)”，將此“準(zhǔn)確公里標(biāo)”輸入至“站點(diǎn)I ”。生成“站點(diǎn)I ”的“GPS地理坐標(biāo)”與“準(zhǔn)確公里標(biāo)”對(duì)應(yīng)關(guān)系(如附圖8所示)。記錄完成后，機(jī)車或車輛繼續(xù)運(yùn)行，運(yùn)行距離S0=y〈D/d[m] (y:預(yù)存站點(diǎn)的站間距；D:測(cè)量車輪轉(zhuǎn)速的車輪輪徑值；d:輪徑誤差；)后，再次停車，按下附圖8所示中的站點(diǎn)2，同時(shí)通過(guò)機(jī)車或車 輛CTCS系統(tǒng)，生成“站點(diǎn)2”的“GPS地理坐標(biāo)”與“準(zhǔn)確公里標(biāo)”對(duì)應(yīng)關(guān)系。依次間隔運(yùn)行距離S〈S0=D/d后，停車，按照上述操作，分別生成“站點(diǎn)N”的“GPS地理坐標(biāo)”與“準(zhǔn)確公里標(biāo)”對(duì)應(yīng)關(guān)系，直到全路段運(yùn)行完成，此時(shí)“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組”完全建立。例如:
以某鐵路為例，首先確定監(jiān)測(cè)路線，以上行線為例，整條線路中存在著段內(nèi)運(yùn)行、監(jiān)測(cè)線路運(yùn)行、隧道運(yùn)行等各種情況，為確?！邦A(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組”的正確信息，在設(shè)定過(guò)程中，需避免以上干擾因素。實(shí)施方案如附圖9所示。附圖9中公里標(biāo)從O (池南8)經(jīng)寧北6至540 (海港7)中的非段內(nèi)運(yùn)行線路均為鋼軌監(jiān)測(cè)路段，SI與S2的間隔距離，S0=y<D/d[m]。預(yù)存站點(diǎn)設(shè)定流程如下:
a)先設(shè)定公里標(biāo)為O的位置為第一個(gè)預(yù)存站點(diǎn)，證實(shí)從此處開(kāi)始，為鋼軌監(jiān)測(cè)路段。b)隨著機(jī)車或車輛運(yùn)行，依次設(shè)定S1、S2……Sx……Sn。c)各站點(diǎn)的設(shè)置均避開(kāi)隧道區(qū)間5。d)機(jī)車或車輛在段內(nèi)運(yùn)行區(qū)間為非要求監(jiān)測(cè)的輔線路段，公里標(biāo)未發(fā)生變化，因此入段前后(圖示寧北站與海港站)兩個(gè)“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”都對(duì)應(yīng)同樣的公里標(biāo)數(shù)值。用相同的方法建立下行線路“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組”。
如附圖10所示，正常行車中的鋼軌監(jiān)測(cè)定標(biāo)步驟如下:
a)機(jī)車或車輛啟動(dòng)后，初始階段為段內(nèi)運(yùn)行，通過(guò)“行車方向判斷”與“上、下行線路在起始端必有不并行或不交叉的坐標(biāo)判斷”建立“上、下行線路特征標(biāo)志”，對(duì)應(yīng)“上、下行線路特征標(biāo)志”分別建立不同的“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”組；并在機(jī)車或車輛通過(guò)兩條并行或交叉線路的同一 GPS坐標(biāo)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)“上、下行線路特征標(biāo)志”取用不同的“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”組參與比較并生成不同的“準(zhǔn)確公里標(biāo)”基準(zhǔn)，可確定是上行線路。b)段內(nèi)運(yùn)行，通過(guò)轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量計(jì)算所得里程的方式，建立增量數(shù)據(jù)，到達(dá)A時(shí)，增量數(shù)據(jù)為kl，里程值為kl。c)出段后瞬間，機(jī)車或車輛到達(dá)預(yù)存站點(diǎn)SO處，實(shí)時(shí)獲取“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”，通過(guò)地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲機(jī)制，迅速建立基準(zhǔn)數(shù)據(jù):0km，更新里程，建立準(zhǔn)確公里標(biāo)。d) SO至SI路段，通過(guò)轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量計(jì)算所得到的里程為增量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)里程測(cè)量，此時(shí)與SO站點(diǎn)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)構(gòu)成了實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確公里標(biāo)。e)機(jī)車或車輛到達(dá)預(yù)存站點(diǎn)SI處，實(shí)時(shí)獲取“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”，通過(guò)地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲機(jī)制，迅速建立基準(zhǔn)數(shù)據(jù):1.2km，更新里程，建立準(zhǔn)確公里標(biāo)。f)以該模式依次運(yùn)行，到圖中Sjh處時(shí)，可認(rèn)定之前線路中建立的公里標(biāo)與實(shí)際公里標(biāo)一致，實(shí)現(xiàn)鋼軌監(jiān)測(cè)定標(biāo)。g)到達(dá)Sjh處，機(jī)車或車輛已經(jīng)進(jìn)入寧北站，開(kāi)始段內(nèi)運(yùn)行，此時(shí)轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量仍然進(jìn)行，增量數(shù)據(jù)累加，到達(dá)B處時(shí)，里程值406.43km+k2，但實(shí)際公里標(biāo)卻為406.43 (段內(nèi)運(yùn)行公里標(biāo)不發(fā)生變化)，段內(nèi)線路為非要求監(jiān)測(cè)的輔線路段，允許此時(shí)的K2誤差。

h)機(jī)車或車輛段內(nèi)運(yùn)行完成后，到達(dá)Sx處，實(shí)時(shí)獲取“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”，通過(guò)地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲機(jī)制，迅速建立基準(zhǔn)數(shù)據(jù):406.43km，更新里程，建立準(zhǔn)確公里標(biāo)，此時(shí)對(duì)于監(jiān)測(cè)線路而言，建立的公里標(biāo)與實(shí)際公里標(biāo)一致。i)直至機(jī)車或車輛到達(dá)終點(diǎn)站海港，公里標(biāo)為540km處，此線路要求監(jiān)測(cè)的正線路段完成，除“非要求監(jiān)測(cè)的輔線路段”外，各位置均可實(shí)現(xiàn)在線鋼軌監(jiān)測(cè)的精確定標(biāo)。圖10中，SO預(yù)存了站點(diǎn)信息，SO=公里標(biāo)O ;S3與S4的設(shè)定避開(kāi)隧道；S6與S7的設(shè)定避開(kāi)隧道；sx與Sjh均為寧北公里標(biāo)，Sx=S5w=^e.3 ;Sn_i與Sn均為終點(diǎn)海港公里標(biāo)，Slri=Sn=S^tj
權(quán)利要求
1.一種在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集器、GPS接收機(jī)、輪軌沖擊信息處理器、機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器，以及在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)，所述GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)采集裝置、在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)依次連接，所述輪軌沖擊信息處理器、機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器均接入所述數(shù)據(jù)采集器。
2.一種在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)方法，其特征在于，該方法為: 1)在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)對(duì)預(yù)定的GPS點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，建立所有預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組； 2)建立地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲機(jī)制，即在行車過(guò)程中，用GPS接收機(jī)獲取車輛當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)，發(fā)送到數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器將該信息發(fā)送到在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)裝置主機(jī)中，與預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組中存儲(chǔ)的地理坐標(biāo)信息逐一比較，在當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)與預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組中存儲(chǔ)的某地理坐標(biāo)信息符合時(shí)實(shí)現(xiàn)捕獲，繼而取出該站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息中的公里標(biāo)，實(shí)時(shí)更新當(dāng)前行車檢測(cè)位置的準(zhǔn)確公里標(biāo)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)； 3)取出所述預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組的準(zhǔn)確公里標(biāo)作為基準(zhǔn)，并將轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量計(jì)算后所得到的里程值復(fù)零； 4)開(kāi)始進(jìn)行以所述準(zhǔn)確公里標(biāo)為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的、以在所述準(zhǔn)確公里標(biāo)復(fù)零的機(jī)車車輛轉(zhuǎn)速傳感器傳遞的轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)測(cè)量計(jì)算所得到的里程為增量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)里程測(cè)量；其中所述準(zhǔn)確公里標(biāo)即起點(diǎn)； 5)將所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和增量數(shù)據(jù)發(fā)送到在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)裝置，其特征在于，所述步驟2)中，在當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)與預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息組中存儲(chǔ)的某地理坐標(biāo)信息符合時(shí)實(shí)現(xiàn)捕獲的過(guò)程為:以各預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息為圓心，以區(qū)間圓半徑r作區(qū)間圓，判定當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)是否落在此區(qū)間圓內(nèi)，若在區(qū)間圓內(nèi)，判定為當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)與某點(diǎn)的預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息符合而實(shí)現(xiàn)捕獲，若不在區(qū)間圓內(nèi)，則判定為當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)與某點(diǎn)的預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息不符合而不實(shí)現(xiàn)捕獲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)裝置，其特征在于，所述步驟2)中，實(shí)時(shí)更新當(dāng)前行車檢測(cè)位置的準(zhǔn)確公里標(biāo)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的過(guò)程為:判斷線路區(qū)間是上行還是下行，判斷行車方向以及上、下行線路在起始端必有不并行或不交叉的坐標(biāo)的特點(diǎn)，建立“上、下行線路特征標(biāo)志”，對(duì)應(yīng)“上、下行線路特征標(biāo)志”分別建立不同的“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”組；并在機(jī)車或車輛通過(guò)兩條并行或交叉線路的同一 GPS坐標(biāo)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)“上、 下行線路特征標(biāo)志”取用不同的“預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息”組，參與比較并生成不同的“準(zhǔn)確公里標(biāo)”基準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)的故障位置定標(biāo)裝置及定標(biāo)方法，在發(fā)明專利“一種鋼軌斷裂車載非接觸快速監(jiān)測(cè)技術(shù)”實(shí)時(shí)分析診斷、分離出鋼軌斷裂的信息位置的轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)算法的基礎(chǔ)上，在在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)主機(jī)中，通過(guò)建立含有準(zhǔn)確公里標(biāo)的預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息，然后在行車過(guò)程中，用GPS接收機(jī)獲取車輛“當(dāng)前GPS地理坐標(biāo)”，在其與預(yù)存站點(diǎn)地理坐標(biāo)信息符合而實(shí)現(xiàn)地理坐標(biāo)自動(dòng)捕獲時(shí)，實(shí)時(shí)更新“準(zhǔn)確公里標(biāo)”基準(zhǔn)，并在在線鋼軌斷裂車載監(jiān)測(cè)裝置主機(jī)實(shí)時(shí)診斷得出鋼軌斷裂的故障樣本中附加準(zhǔn)確公里標(biāo)和當(dāng)前位置相對(duì)準(zhǔn)確公里標(biāo)的轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)里程增量信息，實(shí)現(xiàn)故障精確定標(biāo)。
文檔編號(hào)B61K9/10GK103223956SQ20121055775
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者唐德堯, 王俊智 申請(qǐng)人:唐德堯