[发明专利]基于雷达的机车轮径自动校准装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于雷达的机车轮径自动校准装置及方法，采用雷达测速，雷达采集机车的实际运行距离和实际运行速度；采用分步校准轮径方法修改机车轮径值，每1000秒修改一次机车轮径值，修改的差值不可以超过1毫米，直至计算值和当前轮径值相同。采用雷达校准的精度高，雷达校准的精确为毫米级别；不受运行线路限制，可广泛应用于直线、曲线、坡道等各种线路；雷达不安装在机车轴头或电机上，雷达速度与轴头速度或者电机转速比较可检测出空转、滑行等状况。采用分步校准轮径方法修改机车轮径值，解决了现有技术的轮径修改方式简单，超过某一特定值时修正或反复不间断修正的缺陷。

技术领域

本发明涉及机车轮径校准技术领域，具体涉及一种基于雷达的机车轮径自动校准装置及方法。

背景技术

机车长时间运行导致车轮的磨耗，轮径值的减小导致计算的机车速度大于实际机车速度，机车速度的大小影响机车控制与监视系统(以下简称TCMS)施加的牵引力矩，进而影响机车运行的平稳性。而且机车不同车轴的轮径值不相同时，不同车轴施加的牵引力矩需要不同，保证机车平稳运行。所以TCMS需要增加轮径自动校准功能，适应机车的平稳运行要求。

目前，机车轮径自动校准方法主要有几种，但在不同程度上都存在一定的缺点。

现有技术一：卫星定位的机车轮径校准方法。通过卫星对机车的位置进行定位，确定轮径校准检测点的位置信息，检测机车通过检测点之间的车轮转速和实际走行距离，计算得到新的轮径值，轮径值＝实际走行距离/(车轮转速*π)。判断新的轮径值与原轮径值之间的差值是否大于原轮径值的1％，如果大于，则对轮径值进行修正；如果不大于，则不对轮径值进行修正。

缺点一：卫星定位的精确度低。理想情况下，民用性质的精确度为3米，军用性质的精确度为0.3米。机车的卫星定位为民用性质，3米的误差范围会导致轮径的校准值有偏差。

缺点二：适用范围窄。两个轮径校准检测点及两个轮径校准检测点之间线路通常设置在海拔相同地区，海拔高度有变化的地区会导致通过卫星定位得到的轮径校准校测点之间的距离精度误差值扩大。

缺点三：轮径修正条件严格。新的轮径值与原轮径值之间的差值大于原轮径值的1％时，开始修正轮径值。1％的误差值会导致轴重转移有偏差，各轴牵引力施加不均衡，机车运行不平稳。

现有技术二：应答器定位的机车轮径校准方法。选取平直路线上的相邻两个应答器作为轮径校正的参考基准，测出两个应答器之间的实际距离。检测机车通过参考基准之间的车轮转速，根据车轮转速得到指定时间内的运行距离，最后根据运行距离和测量的实际距离的比值，以及轮径初始值，计算得到新的轮径值。多次测量取新轮径值的平均值，判断轮径平均值与原轮径值之间的是否有差值，如果有，则对轮径值进行修正；如果没有，则不对轮径值进行修正。

缺点一：适用范围窄。相邻两个应答器及两个应答器之间线路通常设置在海拔相同地区，需要将应答器人为安装在机车运行线路上和在机车上安装接收应答器的装置。参考基准设置导致轮径自动校准条件的难以满足。

缺点二：轮径修改方式简单。轮径平均值与原轮径值之间的有差值时，开始修正轮径值。采用轮径平均值直接取代原轮径值，导致轮径值反复被修正，同时较大范围的轮径值修改会导致机车运行的平稳性。

发明内容

为解决目前广泛应用的轮径校准方法存在的弊端，本发明提供了一种基于雷达的机车轮径自动校准装置及方法。

本发明所采用的技术方案是：基于雷达的机车轮径自动校准装置，包括机车雷达、模拟量采集装置、机车微机、主变流器和速度传感器；机车雷达传输机车线速度给模拟量采集装置，速度传感器传输机车轴头速度给模拟量采集装置，模拟量采集装置通过MVB、以太网、CAN与机车微机互相通讯，主变流器通过MVB、以太网或者CAN将电机转速传输给机车微机，与机车微机互相通讯。

所述的机车雷达安装在机车上，随机车运行。