[发明专利]一种用于测量轨道车辆与钢轨相对偏移的系统及方法

权利要求书

1.一种用于测量轨道车辆与钢轨相对偏移的系统，其特征在于，包括：

永磁体(2)，设置在车体上，且位于钢轨正上方；

磁阻式传感器(1)，设置在车体上，且位于钢轨正上方，用于采集固定点的磁感应强度变化；

数据处理器，用于建立三维坐标系，录入各所述磁阻式传感器(1)与钢轨参考点的初始位置关系，并建立各所述磁阻式传感器(1)与钢轨参考点之间的位置变化与磁感应强度变化之间的映射关系，并根据所述映射关系和相应磁阻式传感器(1)的采集数据计算得出车体与所述钢轨之间的偏移关系，其中，根据所述映射关系和相应磁阻式传感器(1)的采集数据计算得出车体与所述钢轨之间的偏移关系通过BP神经网络模型实现，所述BP神经网络模型以不同工况下，预先标注好与钢轨之间的垂向偏移和横向偏移的磁阻式传感器测量值为训练样本。

2.根据权利要求1所述的用于测量轨道车辆与钢轨相对偏移的系统，其特征在于，所述数据处理器建立的映射关系为：

B_it＝f(X_bi0,ΔY_bit+Y_bi0,ΔZ_bit+Z_bi0)；

式中，t表示车体运行时刻，B_it表示t时刻测点i处测量到的磁感应强度值，X_bi0表示初始时刻测点i在三维坐标中的纵向方位上相对于轨面参考点(3)的安装距离，Y_bi0表示初始时刻测点i在三维坐标中的横向方位上相对于轨面参考点(3)的安装距离，Z_bi0表示初始时刻测点i在三维坐标中的垂向方位上相对轨面参考点(3)的安装距离，ΔY_bit表示t时刻测点i在三维坐标中的横向方位上相对轨面参考点(3)的偏移，ΔZ_bit表示t时刻测点i在三维坐标中的垂向方位上相对轨面参考点(3)的偏移；其中，所述轨面参考点(3)为与所述测点处于同一横截面的钢轨的中点。

3.根据权利要求1所述的用于测量轨道车辆与钢轨相对偏移的系统，其特征在于，所述永磁体(2)设为轴向磁化的永磁体(2)。

4.一种用于测量轨道车辆与钢轨相对偏移的方法，其特征在于，包括：

在车体相对钢轨正上方的位置分别设置永磁体(2)和磁阻式传感器(1)；并基于所述永磁体(2)与磁阻式传感器(1)的位置关系建立各所述磁阻式传感器(1)与钢轨参考点之间的位置变化与磁感应强度变化之间的映射关系；

在车体行进过程中，数据处理器获取磁阻式传感器(1)所采集固定点的磁感应强度变化，并在三维坐标系中，根据所述映射关系、相应磁阻式传感器(1)的采集数据、及各所述磁阻式传感器(1)与钢轨参考点的初始位置关系计算得出车体与所述钢轨之间的偏移关系，其中，根据所述映射关系、相应磁阻式传感器(1)的采集数据、及各所述磁阻式传感器(1)与钢轨参考点的初始位置关系计算得出车体与所述钢轨之间的偏移关系通过BP神经网络模型实现，所述BP神经网络模型以不同工况下，预先标注好与钢轨之间的垂向偏移和横向偏移的磁阻式传感器测量值为训练样本。

5.根据权利要求4所述的用于测量轨道车辆与钢轨相对偏移的方法，其特征在于，所述映射关系为：

B_it＝f(X_bi0,ΔY_bit+Y_bi0,ΔZ_bit+Z_bi0)；

式中，t表示车体运行时刻，B_it表示t时刻测点i处测量到的磁感应强度值，X_bi0表示初始时刻测点i在三维坐标中的纵向方位上相对于轨面参考点(3)的安装距离，Y_bi0表示初始时刻测点i在三维坐标中的横向方位上相对于轨面参考点(3)的安装距离，Z_bi0表示初始时刻测点i在三维坐标中的垂向方位上相对轨面参考点(3)的安装距离，ΔY_bit表示t时刻测点i在三维坐标中的横向方位上相对轨面参考点(3)的偏移，ΔZ_bit表示t时刻测点i在三维坐标中的垂向方位上相对轨面参考点(3)的偏移；其中，所述轨面参考点(3)为与所述测点处于同一横截面的钢轨的中点。