[发明专利]用于检测列车冲动程度的设备及其方法

说明书

本发明公开了一种用于检测列车冲动程度的设备及方法，该设备在使用时置于列车内的平面上，该设备包括：信息采集模块，其采集列车行驶过程中各时刻的列车自身的姿态数据和在各方向上的加速度；冲动计算模块，其根据各时刻的列车自身的姿态数据和在各方向上的加速度，计算出各个时刻列车在前进方向上的加速度变化值；列车冲动程度量化模块，其基于各个时刻列车在前进方向上加速度变化值，量化当前时刻的列车冲动程度。根据本申请，通过先对列车的姿态进行检测后再进行冲动计算，能准确地通过加速度变化值的计算来量化冲动的程度。

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆技术领域，具体的是，涉及一种用于检测列车冲动程度的设备及用于检测列车冲动程度的方法。

背景技术

为适应我国经济的发展和人民日益提高的生活质量要求，铁路进行了多次大提速，并将继续提速，在提速带来的方便和快捷下，同时也带来了平稳操纵和旅客的乘坐舒适度等问题。列车的冲动，是指列车在调速过程中在较短的时间里因为一个较大的加速度(或者加速度变化率)对列车所造成的影响。从列车运行来看，表现为相邻车辆之间的冲击；从人的感受来讲，类似于在公交车突然加速或者减速时人的身体的剧烈晃动。在列车的启动、刹车和加速时通常会有这种感觉，不过没有公交车上那么明显。

以冲动的方向来分，主要分为纵向冲动和横向冲动。纵向冲动为列车前进方向一致的冲动，是列车的主冲动，一般而言检测的冲动即为纵向冲动。国内传统考核司机的方法是“木棒检测法”，采用密度较大的均匀杂木，制成5根长度相同、截面为正方形但面积不同的木棒，放在底部较为光滑的木盒中，由木板隔为5档，平放在桌面上，格子方向与列车前进的方向一致，测试人员在旁记录。当列车冲动时，木棒会倾倒，倾倒的木棒越粗、倾倒的次数越多，表明冲动越厉害。不同粗细的木棒，代表不同的冲动等级，木棒越粗，代表冲动等级越高。然而，该方法不能量化列车的冲动，只能大致估算范围，同时木棒的倾倒除了纵向冲动的影响外还有其他的因素，不利于判断冲动的程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种用于检测列车冲动的设备，实现对列车冲动检测的量化检测，且可以减少姿态变化时其他方向加速度对于列车前进加速度测量的影响。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种用于检测列车冲动程度的设备，该设备在使用时置于列车内的平面上，该设备包括：信息采集模块，其采集列车行驶过程中各时刻的列车自身的姿态数据和在各方向上的加速度，所述方向至少包括列车前进方向；冲动计算模块，其根据各时刻的列车自身的姿态数据和在各方向上的加速度，计算出各个时刻列车在前进方向上的加速度变化值；列车冲动程度量化模块，其基于各个时刻列车在前进方向上的加速度变化值来量化当前时刻的列车冲动程度。

在本申请的一个实施例中，所述信息采集模块包括加速度传感器和陀螺仪。

在本申请的一个实施例中，所述冲动计算模块，其执行如下操作来计算加速度变化值：

基于前一时刻采样得到的列车自身的姿态数据和本时刻采样得到的列车自身的姿态数据，判断原坐标系是否发生变化，所述原坐标系为以前一采样时刻的列车的前进方向、左侧正方向、垂直向上方向为坐标建立的；若原坐标系发生变化，则基于变化前的坐标系来计算所述列车相对的在前进方向的加速度分量与前一时刻的加速度进行差值处理，从而得到列车在前进方向上的冲动数值。

在本申请的一个实施例中，所述冲动计算模块，利用如下表达式来计算加速度变化值j：

j＝Δa/Δt

其中，Δa表示在列车前进方向的本采样时刻和前一采样时刻的加速度分量差值，Δt表示本采样时刻和前一采样时刻的时间间隔。

在本申请的一个实施例中，所述列车冲动程度量化模块，其执行如下操作：将所述加速度变化值与预设的冲动程度标准值进行比对，判断列车冲动程度是否超标。