CN109131436A - 轨道占用状态的检测方法、装置和轨道交通系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种轨道占用状态的检测方法、装置和轨道交通系统，其中，轨道占用状态的检测方法包括以下步骤：通过设置于轨道的走行轮轨道面上的压力传感器获取压力信号；根据压力信号获取经过压力传感器所处位置的车轮数量；根据经过压力传感器所处位置的车轮数量判断轨道的占用状态。根据本发明的方法，能够方便准确地检测出轨道的占用状态。

Description

轨道占用状态的检测方法、装置和轨道交通系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道占用状态的检测方法、一种轨道占用状态的检测装置和一种轨道交通系统。

背景技术

轨道交通控制系统大多采用计轴器设备完成信号系统所需要的列车的出清和占用区段状态的检测。如图1所示，可在双轨的每条钢轨上设置计轴器，并通过计轴器电缆将计轴器与轨旁设备进行连接，构成微机计轴器设备，并基于电磁传感技术和二取二安全计算机技术进行无接触、故障－安全输出的区段占用状况检测。该微机计轴器设备通过电磁传感器来检测在其磁场作用范围内的金属材质的物体，具体原理是通过金属材质的物体对磁力线的切割，引起磁场的幅度和相位的变化，控制系统根据磁场相位变化的大小来判断是否有铁磁物体通过，从而达到判断物体通过次数的目的。应用以上原理，在间隔一定距离的区段两端设置两个电磁传感器来记录通过两个检测点的金属物体的数量和方向，就可以判断进入区段和离开区段的车轮数。

目前，跨座式单轨交通技术因具有适应性强、噪声低、转弯半径小、爬坡能力强等优点而被逐渐应用。如图2所示，跨座式单轨列车可包括走行轮、稳定轮和导向轮，从而可通过单根轨道来实现列车的支撑、稳定和导向，列车车体骑跨在轨道梁上运行。对于跨座式单轨交通，也可采用计轴器设备完成信号系统所需要的列车的出清和占用区段状态的检测，如图3和图4所示，可在混凝土轨道梁中设置计轴器，并通过计轴器的发送磁头和接收磁头检测车轮的通过情况，以及通过计轴器电缆将计轴器与轨旁设备进行连接。然而，由于跨座式单轨列车的轨道梁多以高强度混凝土梁如PC(Precast Concrete，预制混凝土)梁或RC(Reinforce Concrete，钢筋混凝土)梁作为列车运行的轨道，无法按常规方式安装电磁传感器，并且跨座式单轨列车的走行轮、导向轮和稳定轮均采用充气橡胶轮胎等非金属材料，无法通过列车的走行轮、导向轮和稳定轮来影响电磁场的磁力线分布。因此，跨座式单轨交通的特点决定了对于计轴器的安装方式等有着特殊的要求，安装不够方便，对车轮的检测也不方便。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种轨道占用状态的检测方法，能够方便准确地检测出轨道的占用状态。

本发明的第二个目的在于提出一种轨道占用状态的检测装置。

本发明的第三个目的在于提出一种轨道交通系统。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种轨道占用状态的检测方法，该方法包括以下步骤：通过设置于所述轨道的走行轮轨道面上的压力传感器获取压力信号；根据所述压力信号获取经过所述压力传感器所处位置的车轮数量；根据经过所述压力传感器所处位置的车轮数量判断所述轨道的占用状态。

根据本发明实施例的轨道占用状态的检测方法，通过设置于轨道的走行轮轨道面上的压力传感器获取压力信号，并根据压力信号获取经过压力传感器所处位置的车轮数量，以及根据经过压力传感器所处位置的车轮数量判断轨道的占用状态，能够方便准确地检测出轨道的占用状态。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种轨道占用状态的检测装置，该装置包括：压力传感器，所述压力传感器设置于所述轨道的走行轮轨道面上，所述压力传感器用于获取压力信号；计数模块，所述计数模块用于根据所述压力信号获取经过所述压力传感器所处位置的车轮数量；判断模块，所述判断模块用于根据经过所述压力传感器所处位置的车轮数量判断所述轨道的占用状态。

根据本发明实施例的轨道占用状态的检测装置，通过设置于轨道的走行轮轨道面上的压力传感器获取压力信号，并通过计数模块根据压力信号获取经过压力传感器所处位置的车轮数量，以及通过判断模块根据经过压力传感器所处位置的车轮数量判断轨道的占用状态，能够方便准确地检测出轨道的占用状态。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种轨道交通系统，其包括轨道、车辆和根据本发明第二方面实施例提出的轨道占用状态的检测装置。

根据本发明实施例的轨道交通系统，能够方便准确地检测出轨道的占用状态。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为相关技术中双轨占用状态的检测装置的安装结构示意图；

图2为相关技术中跨座式单轨列车的车轮结构示意图；

图3为相关技术中单轨占用状态的检测装置的安装结构示意图；

图4为相关技术中单轨占用状态的检测装置中计轴器的安装结构示意图；

图5为根据本发明实施例的轨道占用状态的检测方法的流程图；

图6为根据本发明一个实施例的轨道占用状态的检测装置的安装结构示意图；

图7为根据本发明一个实施例的轨道占用状态的检测装置的电气原理图；以及

图8为根据本发明实施例的轨道占用状态的检测装置的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的轨道占用状态的检测方法和装置。

图5为根据本发明实施例的轨道占用状态的检测方法的流程图。

如图5所示，本发明实施例的轨道占用状态的检测方法，包括以下步骤：

S1，通过设置于轨道的走行轮轨道面上的压力传感器获取压力信号。

本发明实施例的轨道占用状态的检测方法优选应用于跨座式单轨交通技术中。如图6所示，可在轨道的走行轮轨道面上设置压力传感器，当列车的走行轮碾压通过压力传感器时，可将碾压的压力信号转换为电信号。

在本发明的一个实施例中，轨道的走行轮轨道面上可设置有凹槽，压力传感器可设置在该凹槽内。具体地，可在预制混凝土轨道梁时预留安装压力传感器的凹槽，并预埋固定螺栓。在安装压力传感器时，可将压力传感器完全内置在凹槽中，并做好轨道交通要求的防水等级。

S2，根据压力信号获取经过压力传感器所处位置的车轮数量。

在本发明的一个实施例中，可通过波形转换电路将压力信号转换为脉冲信号，并对脉冲信号进行脉冲计数以获取经过压力传感器所处位置的车轮数量。

如图7所示，压力传感器可包括轨道车轮接触体和压电元件，轨道车轮接触体感知走行轮碾压的压力，压电元件可根据该压力输出电信号，波形转换电路如比较器可将该电信号转换为脉冲信号，波形放大电路可对该脉冲信号进行放大。脉冲计数器可对放大后的脉冲信号进行脉冲计数，然后将脉冲计数的结果传输至计算机控制终端。应当理解，每当一个或一组走行轮碾压通过压力传感器时，可产生一次压力信号。因此，每当一个或一组走行轮碾压通过压力传感器时，可产生一个脉冲，而压力传感器上没有走行轮时，不产生脉冲，因此，计算机控制终端可根据脉冲计数的结果得出车轮数量。

其中，波形转换电路和波形放大电路可与压力传感器集成设置在一起并设置于轨道上，轨道车轮接触体的接触面可采用钢板或其他耐磨耐腐蚀的材质的物料，并且在安装时保持与轨道梁面水平或稍突出一些，便于车轮的受力点完全落在轨道车轮接触体上。脉冲计数器可作为轨旁设备设置在轨道之外，计算机控制终端可隶属于位于室内的控制部分，其中，脉冲计数器与波形放大电路之间可通过图6所示的预留走线孔进行线束连接，脉冲计数器与计算机控制终端之间可通过RS232或RS485接口进行通信连接。

S3，根据经过压力传感器所处位置的车轮数量判断轨道的占用状态。

在本发明的一个实施例中，可在待检测轨道区段两端设置压力传感器以分别获取经过待检测轨道区段两端的车轮数量。计算机控制终端可判断经过待检测轨道区段两端的车轮数量是否相等，如果经过待检测轨道区段两端的车轮数量相等，则判断待检测轨道区段处于空闲状态；如果经过待检测轨道区段两端的车轮数量不相等，则判断待检测轨道区段处于占用状态。也就是说，通过将进入待检测轨道区段的车轮数量和离开待检测轨道区段的车轮数量进行比较，如果进入待检测轨道区段的车轮数量等于离开待检测轨道区段的车轮数量，则可判断列车已完全离开该待检测轨道区段，从而可判断待检测轨道区段处于空闲状态；如果进入待检测轨道区段的车轮数量不等于离开待检测轨道区段的车轮数量，则可判断列车完全或部分地处于该待检测轨道区段之内，从而可判断待检测轨道区段处于占用状态。

并且，在本发明的一个实施例中，还可根据待检测轨道区段两端的压力传感器获取压力信号的先后顺序判断列车的运行方向。具体地，计算机控制终端可记录两个压力传感器在某一时间段内获取压力信号的具体时间，如果第一端的压力传感器获取压力信号在时间上先于第二端的压力传感器获取压力信号，则可判断列车由第一端向第二端的方向运行。

在本发明的另一个实施例中，还可在待检测轨道区段设置多个压力传感器，其中，相邻两个压力传感器的距离小于等于列车两端的走行轮之间的距离。由此，当待检测轨道区段内的脉冲计数不为0，即待检测轨道区段内的任一压力传感器获取到压力信号，也即待检测轨道区段内的车轮数量不为0时，可判断待检测轨道区段处于占用状态；当待检测轨道区段内的脉冲计数为0，即待检测轨道区段内的所有压力传感器均未获取到压力信号，也即待检测轨道区段内的车轮数量为0时，可判断待检测轨道区段处于空闲状态。并且，通过相邻的压力传感器产生压力信号的先后顺序可判断列车的运行方向。

综上所述，根据本发明实施例的轨道占用状态的检测方法，通过设置于轨道的走行轮轨道面上的压力传感器获取压力信号，并根据压力信号获取经过压力传感器所处位置的车轮数量，以及根据经过压力传感器所处位置的车轮数量判断轨道的占用状态，能够方便准确地检测出轨道的占用状态。

对应上述实施例，本发明还提出一种轨道占用状态的检测装置。

如图8所示，本发明实施例的轨道占用状态的检测装置，包括：压力传感器10、计数模块20和判断模块30。

其中，压力传感器10设置于轨道的走行轮轨道面上，压力传感器用于获取压力信号；计数模块20用于根据压力信号获取经过压力传感器所处位置的车轮数量；判断模块30用于根据经过压力传感器所处位置的车轮数量判断轨道的占用状态。

本发明实施例的轨道占用状态的检测装置优选应用于跨座式单轨交通技术中。如图6所示，可在轨道的走行轮轨道面上设置压力传感器10，当列车的走行轮碾压通过压力传感器10时，可将碾压的压力信号转换为电信号。

在本发明的一个实施例中，轨道的走行轮轨道面上可设置有凹槽，压力传感器10可设置在该凹槽内。具体地，可在预制混凝土轨道梁时预留安装压力传感器10的凹槽，并预埋固定螺栓。在安装压力传感器10时，可将压力传感器10完全内置在凹槽中，并做好轨道交通要求的防水等级。

在本发明的一个实施例中，如图7所示，压力传感器10可包括轨道车轮接触体11和压电元件12，计数模块20可包括波形转换电路21、波形放大电路22和脉冲计数器23。其中，轨道车轮接触体11感知走行轮碾压的压力，压电元件12可根据该压力输出电信号，波形转换电路21可包括比较器，用于将压力信号转换为脉冲信号，波形放大电路22用于对脉冲信号进行放大，脉冲计数器23用于对放大后的脉冲信号进行脉冲计数。判断模块30可接收脉冲计数器23的脉冲计数的结果，应当理解，每当一个或一组走行轮碾压通过压力传感器10时，可产生一次压力信号。因此，每当一个或一组走行轮碾压通过压力传感器10时，可产生一个脉冲，而压力传感器10上没有走行轮时，不产生脉冲，因此可根据脉冲计数的结果得出车轮数量。

其中，波形转换电路21和波形放大电路22可与压力传感器10集成设置在一起并设置于轨道上，轨道车轮接触体11的接触面可采用钢板或其他耐磨耐腐蚀的材质的物料，并且在安装时保持与轨道梁面水平或稍突出一些，便于车轮的受力点完全落在轨道车轮接触体11上。脉冲计数器23可作为轨旁设备设置在轨道之外，判断模块30可处于计算机控制终端内，其隶属于位于室内的控制部分。其中，脉冲计数器23与波形放大电路22之间可通过图6所示的预留走线孔进行线束连接，脉冲计数器23与计算机控制终端之间可通过RS232或RS485接口进行通信连接。

在本发明的一个实施例中，可通过设置于待检测轨道区段两端的压力传感器分别获取经过待检测轨道区段两端的车轮数量，判断模块30可用于判断经过待检测轨道区段两端的车轮数量是否相等，其中，当经过待检测轨道区段两端的车轮数量相等时，判断模块30判断待检测轨道区段处于空闲状态；当经过待检测轨道区段两端的车轮数量不相等时，判断模块30判断待检测轨道区段处于占用状态。也就是说，通过将进入待检测轨道区段的车轮数量和离开待检测轨道区段的车轮数量进行比较，如果进入待检测轨道区段的车轮数量等于离开待检测轨道区段的车轮数量，则可判断列车已完全离开该待检测轨道区段，从而可判断待检测轨道区段处于空闲状态；如果进入待检测轨道区段的车轮数量不等于离开待检测轨道区段的车轮数量，则可判断列车完全或部分地处于该待检测轨道区段之内，从而可判断待检测轨道区段处于占用状态。

并且，在本发明的一个实施例中，判断模块30还可根据待检测轨道区段两端的压力传感器获取压力信号的先后顺序判断列车的运行方向。具体地，计算机控制终端可记录两个压力传感器在某一时间段内获取压力信号的具体时间，如果第一端的压力传感器获取压力信号在时间上先于第二端的压力传感器获取压力信号，则可判断列车由第一端向第二端的方向运行。

在本发明的另一个实施例中，还可在待检测轨道区段设置多个压力传感器，其中，相邻两个压力传感器的距离小于等于列车两端的走行轮之间的距离。由此，当待检测轨道区段内的脉冲计数不为0，即待检测轨道区段内的任一压力传感器获取到压力信号，也即待检测轨道区段内的车轮数量不为0时，判断模块30可判断待检测轨道区段处于占用状态；当待检测轨道区段内的脉冲计数为0，即待检测轨道区段内的所有压力传感器均未获取到压力信号，也即待检测轨道区段内的车轮数量为0时，判断模块30可判断待检测轨道区段处于空闲状态。并且，判断模块30还可通过相邻的压力传感器产生压力信号的先后顺序判断列车的运行方向。

综上所述，根据本发明实施例的轨道占用状态的检测装置，通过设置于轨道的走行轮轨道面上的压力传感器获取压力信号，并通过计数模块根据压力信号获取经过压力传感器所处位置的车轮数量，以及通过判断模块根据经过压力传感器所处位置的车轮数量判断轨道的占用状态，能够方便准确地检测出轨道的占用状态。

对应上述实施例，本发明还提出一种轨道交通系统。

本发明实施例的轨道交通系统，包括轨道、车辆和本发明上述实施例提出的轨道占用状态的检测装置，其具体的实施方式可参照上述实施例，在此不再赘述。

根据本发明实施例的轨道交通系统，能够方便准确地检测出轨道的占用状态。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种轨道占用状态的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过设置于所述轨道的走行轮轨道面上的压力传感器获取压力信号；

根据所述压力信号获取经过所述压力传感器所处位置的车轮数量；

根据经过所述压力传感器所处位置的车轮数量判断所述轨道的占用状态。

2.根据权利要求1所述的轨道占用状态的检测方法，其特征在于，所述轨道的走行轮轨道面上设置有凹槽，所述压力传感器设置在所述凹槽内。

3.根据权利要求1或2所述的轨道占用状态的检测方法，其特征在于，根据所述压力信号获取经过所述压力传感器所处位置的车轮数量，包括：

通过波形转换电路将所述压力信号转换为脉冲信号；

对所述脉冲信号进行脉冲计数以获取经过所述压力传感器所处位置的车轮数量。

4.根据权利要求3所述的轨道占用状态的检测方法，其特征在于，在待检测轨道区段两端设置所述压力传感器以分别获取经过所述待检测轨道区段两端的车轮数量，其中，根据经过所述压力传感器所处位置的车轮数量判断所述轨道的占用状态，包括：

判断经过所述待检测轨道区段两端的车轮数量是否相等；

如果经过所述待检测轨道区段两端的车轮数量相等，则判断所述待检测轨道区段处于空闲状态；

如果经过所述待检测轨道区段两端的车轮数量不相等，则判断所述待检测轨道区段处于占用状态。

5.根据权利要求4所述的轨道占用状态的检测方法，其特征在于，还根据所述待检测轨道区段两端的压力传感器获取压力信号的先后顺序判断列车的运行方向。

6.一种轨道占用状态的检测装置，其特征在于，包括：

压力传感器，所述压力传感器设置于所述轨道的走行轮轨道面上，所述压力传感器用于获取压力信号；

计数模块，所述计数模块用于根据所述压力信号获取经过所述压力传感器所处位置的车轮数量；

判断模块，所述判断模块用于根据经过所述压力传感器所处位置的车轮数量判断所述轨道的占用状态。

7.根据权利要求6所述的轨道占用状态的检测装置，其特征在于，所述轨道的走行轮轨道面上设置有凹槽，所述压力传感器设置在所述凹槽内。

8.根据权利要求6或7所述的轨道占用状态的检测装置，其特征在于，所述计数模块包括：

波形转换电路，所述波形转换电路用于将所述压力信号转换为脉冲信号；

波形放大电路，所述波形放大电路用于对所述脉冲信号进行放大；

脉冲计数器，所述脉冲计数器用于对放大后的脉冲信号进行脉冲计数以获取经过所述压力传感器所处位置的车轮数量。

9.根据权利要求8所述的轨道占用状态的检测装置，其特征在于，通过设置于待检测轨道区段两端的压力传感器分别获取经过所述待检测轨道区段两端的车轮数量，所述判断模块用于判断经过所述待检测轨道区段两端的车轮数量是否相等，其中，

当经过所述待检测轨道区段两端的车轮数量相等时，所述判断模块判断所述待检测轨道区段处于空闲状态；

当经过所述待检测轨道区段两端的车轮数量不相等时，所述判断模块判断所述待检测轨道区段处于占用状态。

10.根据权利要求9所述的轨道占用状态的检测装置，其特征在于，所述判断模块还根据所述待检测轨道区段两端的压力传感器获取压力信号的先后顺序判断列车的运行方向。

11.一种轨道交通系统，其特征在于，包括轨道、车辆和根据权利要求6-10中任一项所述的轨道占用状态的检测装置。