一種火車車輪檢測方法及裝置與流程

本發明涉及鐵路管理技術領域，特別是涉及一種火車車輪檢測方法及裝置。

背景技術：

目前的鐵路AEI系統中，需要使用大量的車輪傳感器。現有的車輪傳感器主要分兩類：

一類為安裝于鐵軌上的車輪檢測傳感器，業內稱之為磁鋼，磁鋼安裝于鐵軌內側，通過電纜方式，將采集的電信號，傳遞給AEI設備，此類傳感器可以精確采集車輪信息，通過車輪信息可以實現車輛判輛和識別車輛類型，不過此種傳感器因為有信號電纜，存在著施工布線工作量大，容易引入感應電壓損壞后續設備的問題。另一類為安裝于軌道中間的傳感器，其采用電源供電和無線通信方式，這類采用電池供電的無線車輪檢測傳感器，幾乎沒有施工工作量，可以判輛，但無法識別車輛類型。

綜上所述，目前的車輪傳感器要么存在在現場施工布線上工作量大、容易引入干擾的問題，要么存在所采集的信號無法滿足鐵路對車輛進行識別的要求的問題，從而導致其不能夠很好地滿足鐵路現場實際需求的問題，需要進行改進。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種火車車輪檢測方法及裝置，用于解決現有車輪傳感器在現場施工布線上工作量大、容易引入干擾以及無法滿足現場信號采集要求的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供以下技術方案：

一種火車車輪檢測方法，包括以下步驟：1)定時讀取火車車輪信號；2)判斷所述火車車輪信號是否大于設定的門限值，若是，則轉入步驟3)，若否，則轉入步驟S1)，其中，所述火車車輪信號為對感應線圈在火車車輛經過時所產生的正負電壓信號進行預處理得到的數字信號；3)讀取當前時間信息；4)將所述時間信息通過無線網絡發送至外部設備，并轉入步驟1)。

在一優選方案中，在步驟2)中，所述對正負電壓信號進行預處理得到數字信號的步驟包括：依次對所述正負電壓信號進行低通濾波處理和模數轉換。

在一優選方案中，在對所述正負電壓信號進行低通濾波處理前還包括：對所述正負電壓信號進行超電壓保護的步驟。

在一優選方案中，所述無線網絡為藍牙無線網絡、WIFI無線網絡、zigbee無線網絡、3G無線通信網絡、4G無線通信網絡中的一種或多種。

此外，本發明還提供一種火車車輪檢測裝置，其包括：感應線圈，用于在火車車輛經過時產生火車車輪信號，所述火車車輪信號為正負電壓信號；信號變換電路模塊，連接于所述感應線圈，用于對所述正負電壓信號進行處理得到數字信號；無線通信模塊，用于接入無線網絡與外部設備進行數據通信；處理器，連接于所述信號變換電路模塊和無線通信模塊，用于定時讀取所述數字信號，判斷所述數字信號是否大于設定的門限值，若是，則讀取當前時間信息并將所述時間信息通過無線網絡發送至外部設備，并返回重新讀取所述數字信號；若否，則返回重新讀取所述數字信號。

在一優選方案中，所述信號變換電路模塊至少包括：用于對依次對所述正負電壓信號進行低通濾波處理和模數轉換的低通濾波單元和模數轉換單元。

在一優選方案中，所述信號變換電路模塊還包括：用于在對所述正負電壓信號進行低通濾波前對所述正負電壓信號進行超電壓保護的超電壓保護單元。

在一優選方案中，所述無線通信模塊為藍牙模塊、WIFI模塊、zigbee模塊、3G無線網絡通信模塊或4G無線網絡通信模塊中的一種或多種。

在一優選方案中，還包括一電源模塊，分別連接于所述處理器、信號變換電路模塊及無線通信模塊。

在一優選方案中，所述處理器為可編程邏輯處理器。

如上所述，本發明具有以下有益效果：本發明通過對火車車輪信號進行采集，并進行相應的處理來得到該火車車輪經過時間的信息進行記錄，并通過無線網絡的方式將采集到的信息發送給外部設備，從而為外部設備對火車類型的識別以及火車車輛的判輛提供依據，相比現有的車輪傳感器或者車輪信號采集裝置更為高效和實用。

附圖說明

圖1為本發明一種火車車輪檢測方法的流程圖。

圖2為本發明一種火車車輪檢測裝置的原理圖。

圖3為本發明火車車輪檢測裝置中信號變換電路模塊的原理圖。

圖4為本發明一種火車車輪檢測裝置在一優選實施方式中的原理圖。

附圖標號說明

1 火車車輪檢測裝置

11 感應線圈

12 信號變換電路模塊

121 超電壓保護單元

122 低通濾波單元

123 模數轉換單元

13 處理器

14 無線通信模塊

15 電源模塊

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。

實施例1

請參閱圖1，本實施例提供一種火車車輪檢測方法，下面對火車車輪檢測方法的實現過程進行詳細的說明。

步驟S1，定時讀取火車車輪信號。

在具體實施中，火車車輪信號包括在有火車車輪經過時產生的信號，以及在沒有火車車輪經過時產生的信號。

步驟S2，判斷所述火車車輪信號是否大于設定的門限值。

具體的，如果火車車輪信號大于設定的門限值，則轉入步驟S3，如果火車車輪信號小于設定的門限值，則轉入步驟S1，其中，所述火車車輪信號為由信號變換電路對感應線圈在火車車輛經過時所產生的正負電壓信號進行處理得到的數字信號。

在具體實施中，由于在有火車車輪經過和在沒有火車車輪經過情況下所產生的信號是不一樣的，因此，可以通過將讀取到的信號與一預先設定的門限值進行比較來判斷該信號是否為在有火車車輪經過下所產生的信號。

具體地，可以通過感應線圈來感應是否有火車車輪經過，從而產生相應的信號，具體可以為，在有火車車輪經過產生正負電壓信號，相反則不產生信號。這與現有車輪傳感器或磁鋼的采集方式是一致的。不同之處在于，這里還需要對感應線圈采集到的火車車輪信號進行信號處理來便于后續檢測的實現，即需要對正負電壓信號進行預處理，包括至少對正負電壓信號進行低通濾波處理和模數轉換，以便于進行門限值判斷。

在一優選實施方式中，還可以在對所述正負電壓信號進行低通濾波處理前設置一對所述正負電壓信號進行超電壓保護的步驟，以防止雷雨天氣或者其它意外情況導致的高電壓，從而保護裝置。

步驟S3，讀取當前時間信息。

在具體實時中，該時間信息為經過的火車車輪的時間，通過這個時間信息可以供外部進行火車車輛判輛和車輛類型識別，解決了現有設備不能兩全的問題。

在具體實施中，該時間信息為火車車輪經過磁鋼這個時間點的時間。實際應用中，本實施例可以保證每列火車各個車輪時間點的相對時間精度誤差低于0.1毫秒以內。

步驟S4，將所述時間信息通過無線網絡發送至外部設備，并轉入步驟S1。

在實際實施中，可以在每條鐵軌安裝兩個本發明提供的火車車輪采集裝置，并保證兩個火車車輪采集裝置安裝距離為已知的某固定距離，該距離通常為27cm±2cm，無線接收處理主機上運行有處理程序，程序接收到各點時間數據以后，根據同一個車輪經過兩個磁鋼的時間差，按照安裝距離除以該時間差，可以計算出當前列車的運行速度；根據速度值，乘以前后輪經過同一個火車車輪采集裝置的時間差，可以計算出該車的軸距；根據鐵道部發布的火車車型標準軸距表，可以根據該表識別出該車車輛類型。簡單來說，本發明先比現有磁鋼或者車輪傳感器具有更為齊備的信號采集功能，且其還具備現有磁鋼或者車輪傳感器所不具備的在現場施工安裝上的簡化性，能夠避免現場繁雜的布線施工，實用性較高。

在具體實施中，這里的無線網絡可以為藍牙無線網絡、WIFI無線網絡、zigbee無線網絡等短距離的無線網絡通信方式；也可以為3G無線通信網絡、4G無線通信網絡等遠距離的無線網絡通信方式。在具體實施時，可以采用上述一種或多種無線網絡來進行數據傳輸。本發明并不限制無線網絡的具體實施方式，通過無線網絡的方式來發送所采集到的信號可以避免現場繁雜的施工布線。

上述方法通過無線的方式來采集火車車輪信號并對采集到的火車車輪信號進行處理來獲取到供外部設備進行火車判輛和火車類型識別的時間信息，從而可以實現判輛和類型識別兩種功能的情況下還可以避免現場布線施工困難的問題，從而突破性的提升了產品的實用性。

實施例2

本實施例還提供了一種火車車輪檢測裝置，如圖2，該火車車輪檢測裝置1包括：感應線圈11，用于在火車車輛經過時產生火車車輪信號，所述火車車輪信號為正負電壓信號；信號變換電路模塊12，連接于所述感應線圈，用于對所述正負電壓信號進行處理得到數字信號；無線通信模塊14，用于接入無線網絡與外部設備進行數據通信；處理器13，連接于所述信號變換電路模塊和無線通信模塊，用于定時讀取所述數字信號，判斷所述數字信號是否大于設定的門限值，若是，則讀取當前時間信息并將所述時間信息通過無線網絡發送至外部設備，并返回重新讀取所述數字信號；若否，則返回重新讀取所述數字信號。

在具體實施中，見圖3，所述信號變換電路模塊是用來對感應線圈產生的正負電壓信號進行預處理以便于處理器進行計算處理，信號變換電路模塊處理方式的不同也會導致處理器處理的方式不同。具體地，該信號變換電路模塊可以包括用于對所述正負電壓信號依次進行低通濾波和脈沖轉換的低通濾波單元122和模數轉換單元123，使得經過信號變換電路模塊處理后的正負電壓信號變成數字信號，從而便于處理器處理。

進一步地，所述信號變換電路模塊中還可以包括一用于在對所述正負電壓信號進行低通濾波前對所述正負電壓信號進行超電壓保護的超電壓保護單元121，從而起到保護裝置的作用。

在具體實施中，所述無線通信模塊為3G無線網絡通信模塊或和4G無線網絡通信模塊，從而可以便于將設備進入無線網絡中，以向外界發送時間信息。需要理解的是，這里采用3G無線網絡通信模塊和4G無線網絡通信模塊僅為一種優選方案，本發明并不限制對接入無線網絡的通信方式。

在具體實施中，處理器可以采用可編程邏輯處理器，例如單片機、FPGA等。

此外，在具體實施中，可以在裝置中設置電源模塊15來為裝置提供電源，如圖4，當然，也可以通過接外部的市電或者其它供電設備提供的電源。

綜上所述，本發明相比現有的車輪信號檢測設備更為簡單和實用，不僅在功能在上可以同時滿足判輛和類型識別，而且還可以不用進行現場布線，采用無線發送的方式，這是現有設備都無法全部具備的，從而大大提升了產生的實用性。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。