一种列车长度计算方法、存储介质及设备与流程

1.本发明涉及工业铁路技术领域，具体涉及一种列车长度计算方法、存储介质及设备。


背景技术：

2.随着铁路的发展，中国工业铁路正在向智能化、少人化大步迈进，这其中得到准确的列车长度是列车精确定位、机车安全控制、机车无人驾驶的技术前提。
3.现有列车长度计算主要有以下三种方式：
4.1、采用司机录入编组信息计算车长，但是由于列车编组并不固定，不能保证司机每次输入的数目都正确。不准确的车长会导致列车前端计算错误，对行车带来安全隐患。
5.2、通过机车端及车厢端增加电子挂接器、应答器等设备检测车长，这种安装大量设备，成本高，维修困难，另这种电磁设备在高温铁水、钢水区域将不能可靠的工作。
6.3、通过机车前端及尾端安装高精度的gps定位设备，通过定位点在站场gis图上计算车长，这种方式因gps在工业铁路高炉区域或建筑物等遮挡环境下是无法定位的，此时不能计算出列车长度。


技术实现要素：

7.本发明提出的一种列车长度计算方法、系统及设备，可至少解决背景技术中的技术问题之一。
8.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
9.一种列车长度计算方法，通过车头车尾连续通过绝缘节计算车列位移来计算列车车长；具体包括，
10.通过时间戳采集记录、采集机车的速度、计算加速度及采集当前时刻速度传感器的脉冲计数，利用检测地面站联锁场状态变化，列车前端与列车尾端连续通过同一绝缘节，进而通过机车位移计算列车长度。
11.进一步包括，时间同步单元、联锁状态采集单元及列车长度计算单元；
12.时间同步单元完成系统时间同步，当前实施例系统时间戳采集记录、机车速度采集、机车加速度计算及当前采集速度传感器的脉冲计数记录；
13.联锁状态采集单元完成目标轨道区段数组destareanum[2]赋值及列车前端及尾端连续通过同一绝缘节时间戳记录；
[0014]
列车长度计算单元完成本轮列车长度的计算，本轮加速度值在门限范围外则不进行列车长度计算。
[0015]
进一步的，列车长度计算方法包括计算列车车长为l0，列车前端在t00时刻通过绝缘节j时，由于信号、通信、逻辑处理等延迟，本实施例会在t10时刻才能检测到并处理，在这期间，列车走行的距离设为d1，同理，列车尾端在t20时刻离开绝缘节j时，本实施例会在t30时刻才能检测并处理，在这期间，列车走行的距离设为d2。在[t10,t30]时间区间内，列车走
行距离为l。则列车长度为：
[0016]
l0＝l-d2 d1 delta1 delta2(1)
[0017]
需要说明的是delta1和delta2分别为车列前端和车列后端的侵限区长度；
[0018]
进一步的，计算列车走行距离l：当实施例在t10时刻检测到列车前端所在下一轨道区段占用信息时，采集速度传感器的脉冲计数为n1,在t30时刻检测到本轮车头所在轨道区段空闲信息时,采集速度传感器的脉冲计数为n2，单脉冲表示列车走行距离为r，则：
[0019]
l＝(n2-n1)*r(2)
[0020]
进一步的，包括计算d1：采用分段近似计算方法，由于实施例100ms计算一次车列长度。则将t1时间区间以分成n-1个100ms时隙，直至最后第n个时隙不足100ms，最后一个时隙内近似认为车速等于倒数第二个100ms时隙车速，以此来推算最后一个时隙列车位移。
[0021][0022]
其中分别机车从t
10
时刻往前推算的各个采样时刻的位移，位移值为相邻速度传感器的脉冲差值与单脉冲列车走行距离值之乘积的值。
[0023]
进一步的，还包括计算d2：同d1计算方法，采用分段近似计算方法，由于实施例100ms计算一次车列长度。则将t2时间区间以分成n-1个100ms时隙，直至最后第n个时隙不足100ms，最后一个时隙内近似认为车速等于倒数第二个100ms时隙车速，以此来推算最后一个时隙列车位移。
[0024][0025]
其中分别机车从t
20
时刻往前推算的各个采样时刻的列车位移，位移值为相邻速度传感器的脉冲差值与单脉冲列车走行距离值之乘积的值。
[0026]
又一方面，本发明还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。
[0027]
再一方面，本发明还公开一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上方法的步骤。
[0028]
由上述技术方案可知，本发明通过车列前端车列尾端连续通过绝缘节计算车列位移来计算列车车长，以解决现有技术中存在的列车车长不准确的问题，由于车长自动计算的，不需要人工输入车辆数目，极大降低了车长错误率，增强了列车运行的安全性，为以后工业铁路无人化提供技术支撑。
[0029]
具体的说，本发明提供了一种列车长度计算方法，通过车头车尾连续通过绝缘节计算车列位移来计算列车车长，当前实施例系统通过时间戳采集记录、机车的速度采集、加速度的计算工作及当前时刻采集速度传感器的脉冲计数，利用检测地面站联锁场状态变化，列车前端与列车尾端连续通过同一绝缘节，通过机车位移计算列车长度。
[0030]
本发明在运行过程中计算列车长度，在兼顾运营成本前提下提高列车车长计算准确性，增强了列车运行的安全性，为以后工业铁路无人化提供技术支撑。
附图说明
[0031]
图1是本发明整体步骤流程图；
[0032]
图2是本发明的列车长度计算示意图。
具体实施方式
[0033]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0034]
如图1所示，本实施例所述的列车长度计算方法，通过车头车尾连续通过绝缘节计算车列位移来计算列车车长；具体通过时间戳采集记录、采集机车的速度、计算加速度及采集当前时刻速度传感器的脉冲计数，利用检测地面站联锁场状态变化，列车前端与列车尾端连续通过同一绝缘节，进而通过机车位移计算列车长度。
[0035]
本实施例的列车长度计算方法设置了时间同步单元、联锁状态采集单元及列车长度计算单元；
[0036]
其中，时间同步单元完成系统时间同步，当前实施例系统时间戳采集记录、机车速度采集、机车加速度计算及当前采集速度传感器的脉冲计数记录；
[0037]
联锁状态采集单元完成目标轨道区段数组destareanum[2]赋值及列车前端及尾端连续通过同一绝缘节时间戳记录；
[0038]
列车长度计算单元完成本轮列车长度的计算，本轮加速度值在门限范围外则不进行列车长度计算。
[0039]
以下具体说明：
[0040]
如图1所示，整体步骤流程图，具体包括步骤s1至s3：
[0041]
s1、时间同步单元；
[0042]
需要说明的是，该单元完成地面联锁状态采集系统与本实施车长计算模块时间同步，保证联锁状态采集同步，车长计算模块定时进行时间同步工作，在没有进行列车长度计算s3时进行时间同步工作，本实施例定时5分钟进行时间同步工作；本单元还完成当前实施例系统时间戳采集记录、机车的速度采集、加速度的计算工作及当前时刻采集速度传感器的脉冲计数。
[0043]
s2、联锁状态采集单元；
[0044]
需要说明的是，该单元完成车列前端与车列尾端通过同一绝缘节时间戳采集，具体是通过采集车列前端与车列尾端采集联锁状态变化获得，根据联锁状态数据得到当前车列前端所在的轨道区段序号及运行前方下一轨道区段序号记录到静态目标轨道区段数组destareanum[2]；
[0045]
车列前端指车列运行方向的最前端，车列前端通过该绝缘节时间戳获得是destareanum[1]即车列前端所在轨道区段下一轨道区段占用时的时刻；
[0046]
车列尾端指与车列运行方向相反的最后端，车列尾端通过该绝缘节时间戳获得是destareanum[0]即车列前端所在轨道区段空闲时的时刻；
[0047]
静态数组值只在机车改变运行方向或s3计算完毕后或本轮记录轨道区段状态变化超过门限值没有进行状态变化时进行再次获取当前车列前端所在的轨道区段序号及运行前方下一轨道区段序号记录到静态数组。其中本实施例设定状态变化门限时间设置为120s，即当检测到轨道区段destareanum[1]区段状态变占用后经过120s后还没有检测到轨
道区段destareanum[0]区段状态变为空闲时，将静态目标轨道区段数组进行重新赋值。
[0048]
s3、列车长度计算单元；
[0049]
需要说明的是，本单元完成列车长度计算，在计算长度前判断下机车的加速度，过滤掉异常速度下的计算的列车长度不准确；本实施例加速度门限值设置10m/s2，即超过该门限值的本轮不进行列车长度计算，同时将目标轨道区段数组元素重置为无效值0xffff；
[0050]
若本轮加速度值在门限范围内，轨道区段数组值有效且车列前端及尾端检测状态变化在变化门限时间设置120秒内，则按照附图2进行车长计算；若前述条件不满足则跳入步骤s1继续进行下一轮检查判断。
[0051]
如图2所示，列车长度计算示意图，列车车长为l0，列车前端在t00时刻通过绝缘节j时，由于信号、通信、逻辑处理等延迟，本实施例会在t10时刻才能检测到并处理，在这期间，列车走行的距离设为d1，同理，列车尾端在t20时刻离开绝缘节j时，本实施例会在t30时刻才能检测并处理，在这期间，列车走行的距离设为d2。在[t10,t30]时间区间内，列车走行距离为l。则车长为：
[0052]
l0＝l-d2 d1 delta1 delta2(1)
[0053]
需要说明的是delta1和delta2分别为车列前端和车列后端的侵限区长度，这个值是机车头与车皮的侵限长度，为常量；
[0054]
列车前端通过绝缘节的响应时间[t00,t10]记录为t1；列车尾端通过绝缘节响应时间[t20,t30]记录为t2。
[0055]
需要说明的是t1、t2为实施例检测目标轨道区段站场状态的响应时间，为固定时间。
[0056]
要算出l0，需算出l、d1、d2。
[0057]
①
计算l：当实施例在t10时刻检测到destareanum[1]轨道区段占用信息时，采集速度传感器的脉冲计数为n1,在t30时刻检测到destareanum[0]轨道区段空闲信息时,采集速度传感器的脉冲计数为n2，单脉冲列车走行距离为r，则：
[0058]
l＝(n2-n1)*r(2)
[0059]
需要说明的是，频率量脉冲是机车固有速度传感器的固有属性，本实施例采用高精度光电传感器，因为它是利用脉冲原理，精确度达到0.001毫米，单脉冲列车走向距离为常数。
[0060]
②
计算d1：采用分段近似计算方法，由于实施例100ms循环计算一次车列长度。则将t1时间区间以分成n-1个100ms时隙，直至最后第n个时隙不足100ms，最后一个时隙内近似认为车速等于倒数第二个100ms时隙车速，以此来推算最后一个时隙列车位移。
[0061][0062]
其中分别机车从t
10
时刻往前推算的各个采样时刻的位移，各位移值为相邻速度传感器的脉冲差值与单脉冲列车走行距离值之乘积的值。
[0063]
③
计算d2：同d1计算方法，采用分段近似计算方法，由于实施例100ms循环计算一次车列长度。则将t2时间区间以分成n-1个100ms时隙，直至最后第n个时隙不足100ms，最后一个时隙内近似认为车速等于倒数第二个100ms时隙车速，以此来推算最后一个时隙列车位移。
specific integrated circuit，简称：asic)、现场可编程门阵列(英文：field-programmable gate array，简称：fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0080]
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(ssd))等。
[0081]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0082]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0083]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。