基于光纤光栅的列车测速和计轴系统及TEDS系统控制方法

本发明涉及列车测速监测，具体地指一种基于光纤光栅的列车测速和计轴系统及teds系统控制方法。

背景技术：

1、动车组运行故障动态图像检测系统(teds)是一种利用轨边面阵和线阵组合摄像头，通过图像识别技术，对列车各个部位零件进行故障检测。摄像头的拍照频率是通过列车的实时运行速度进行设置，列车的实时速度一般通过单组磁钢传感器或者雷达进行测量。上述设备都存在一定的缺陷，例如磁钢传感器在实现分布式监测方面存在组网复杂、成本较高等问题，雷达测速系统在交接处存在漏点问题。现有的测速系统无法满足对整节车厢的实时测速监测，导致图像容易出现压缩或展宽，影响系统的故障诊断效果。

技术实现思路

1、本发明的目的就是要提供一种基于光纤光栅的列车测速和计轴系统及teds系统控制方法，本发明可用于动车组运行故障动态图像检测系统的速度监测，减小图像的失真概率，提高系统对列车的检测效率。

2、为实现此目的，本发明所设计的一种基于光纤光栅的列车测速系统，其特征在于：它包括光纤光栅解调仪、设置在轨道上的光纤光栅测速计轴传感器组，光纤光栅测速计轴传感器组包括多个依次相连的光纤光栅测速计轴传感器；

3、所述光纤光栅测速计轴传感器组，用于采集列车车轮经过轨道时引起钢轨变形产生的光纤光栅中心波长变化信号；

4、所述光纤光栅解调仪，用于通过光纤光栅中心波长变化信号解调法根据所述光纤光栅中心波长变化信号得到列车速度。

5、一种基于光纤光栅的列车计轴系统，它包括光纤光栅解调仪、设置在轨道上的光纤光栅测速计轴传感器组，光纤光栅测速计轴传感器组包括多个依次相连的光纤光栅测速计轴传感器；

6、所述光纤光栅测速计轴传感器组，用于采集列车车轮经过轨道时引起钢轨变形产生的光纤光栅中心波长变化信号；

7、所述光纤光栅解调仪，用于通过光纤光栅中心波长变化信号解调法根据所述光纤光栅中心波长变化信号得到列车轴数。

8、一种基于上述列车计轴系统的teds系统控制方法,它包括如下步骤：

9、步骤1：光纤光栅解调仪通过第一组光纤光栅测速计轴传感器列车车轴数判断法判定列车驶入光纤光栅测速区域时，发送开门信号给teds系统；

10、步骤2：光纤光栅解调仪通过首尾光纤光栅测速计轴传感器车轴数比较法判定列车正在经过光纤光栅测速区域时，持续将列车速度和列车轴数输出给teds系统；

11、步骤3：光纤光栅解调仪通过首尾光纤光栅测速计轴传感器车轴数比较法判定列车驶离光纤光栅测速区域时，发送关门信号给teds系统。

12、本发明的有益效果：

13、本发明通过将大量光纤光栅测速计轴传感器组合成传感网络，可实现对整节动车的实时速度监测及计轴功能，具有监测点多、精度高、成本低、组网简单、安装方便的特点，可解决现有系统的分布式困难、无法全程跟踪、存在跳点、成本高昂等问题。该系统可使用一台解调仪，具有信号解调、数据处理及数据传输等功能，监测结果具有可靠性高和准确性高的特点。

技术特征：

1.一种基于光纤光栅的列车测速系统，其特征在于：它包括光纤光栅解调仪(1)、设置在轨道(3)上的光纤光栅测速计轴传感器组，光纤光栅测速计轴传感器组包括多个依次相连的光纤光栅测速计轴传感器(4)；

2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的列车测速系统，其特征在于：所述光纤光栅测速计轴传感器组中第一个光纤光栅测速计轴传感器(4)中传感光纤的一端与光纤光栅解调仪(1)的通信端连接，第一个光纤光栅测速计轴传感器(4)中传感光纤的另一端与顺序排列在其后的光纤光栅测速计轴传感器(4)中传感光纤的一端连接；最后一个光纤速计轴传感器(4)中传感光纤的一端连接倒数第二个光纤速计轴传感器(4)中传感光纤的另一端，最后一个光纤光栅测速计轴传感器(4)中传感光纤的另一端接空。

3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的列车测速系统，其特征在于：所述光纤光栅测速计轴传感器(4)包括两组增敏型光纤栅应变传感单元，两组增敏型光纤光栅应变传感单元的距离由实际监测路段的列车车速确定。

4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的列车测速系统，其特征在于：所述光纤光栅解调仪(1)通过光纤光栅中心波长变化信号解调法根据所述光纤光栅中心波长变化信号得到列车速度的方法如下：

5.一种基于光纤光栅的列车计轴系统，其特征在于：它包括光纤光栅解调仪(1)、设置在轨道(3)上的光纤光栅测速计轴传感器组，光纤光栅测速计轴传感器组包括多个依次相连的光纤光栅测速计轴传感器(4)；

6.根据权利要求5所述的基于光纤光栅的列车计轴系统，其特征在于，所述光纤光栅解调仪(1)通过光纤光栅中心波长变化信号解调法根据所述光纤光栅中心波长变化信号得到列车轴数的方法如下：

7.一种利用基于权利要求5或6所述光纤光栅的列车计轴系统的teds系统控制方法，其特征在于：它包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的teds系统控制方法，其特征在于：所述步骤1：光纤光栅解调仪(1)通第一组光纤光栅测速计轴传感器(4)的列车车轴数判断法判定列车驶入光纤光栅测速区域时，发送开门信号给teds系统(6)的具体方法为；

9.根据权利要求7所述的teds系统(6)控制方法，其特征在于：所述步骤2：光纤光栅解调仪(1)判定列车正在经过光纤光栅测速区域时，持续将列车速度和轴数输出给teds系统(6)的具体方法为：

10.根据权利要求7所述的teds系统(6)控制方法，其特征在于：所述步骤3：光纤光栅解调仪(1)判定列车驶离光纤光栅测速区域时，发送关门信号给teds系统(6)的具体方法为：

技术总结本发明公开了基于光纤光栅的列车测速和计轴系统及TEDS系统控制方法，它包括光纤光栅解调仪、设置在轨道上的光纤光栅测速计轴传感器组，光纤光栅测速计轴传感器组包括多个依次相连的光纤光栅测速计轴传感器；光纤光栅测速计轴传感器组，用于采集列车车轮经过轨道时引起钢轨变形产生的光纤光栅中心波长变化信号；光纤光栅解调仪，用于通过光纤光栅中心波长变化信号解调法根据所述光纤光栅中心波长变化信号得到列车速度和列车轴数。本发明能用于动车组运行故障动态图像检测系统的速度监测，减小图像的失真概率，提高系统对列车的检测效率。技术研发人员：李政颖,徐刚,王加琪,何渤,陈可为受保护的技术使用者：武汉理工大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29