轨道客车多维速度检测信息的数据融合技术

朱 彦 赵海波

(中车长春轨道客车股份有限公司总体研发部， 130062， 长春//第一作者， 教授级高级工程师)

随着科技的发展和乘客对轨道客车要求的提高，“安全、可靠、绿色、智能、高颜值”已经成为轨道客车的新发展方向。轨道客车的速度信息是重要的检测数据，直接关系到列车控制系统和信号系统等多个控制系统的控制过程。如何获得真实和可靠的速度信息是提升轨道客车安全性的重要保障。本文旨在研究充分应用各种传感器的特点，将不同检测机理的速度信息进行数据融合，以期获取真实可靠的轨道客车速度信息。

1 速度信息获取方式

目前，轨道客车一般通过安装在列车上的速度传感器或其他速度监测装置来获得各自独立的速度信息。速度传感器及速度监测装置主要包括：基于霍尔或光电效应的轴端速度传感器；基于多普勒效应的多普勒雷达；基于北斗卫星的北斗导航系统；基于惯性器件的惯性导航系统。

1.1 轴端速度传感器

轴端速度传感器安装于车辆轴端(见图1)。在车辆运行时，传感器检测车轴的转速并输出脉冲信号，信号接收器计算脉冲信号数量，并结合车辆轮径等参数计算出车辆的运行速度[1]。

图1 轴端速度传感器结构示意图

车辆的速度计算如下：

v=3.6 πdf/n

(1)

式中：

v——轨道客车运行速度；

d——轨道客车轮径；

f——速度传感器输出信号频率；

n——车轮每转脉冲次数。

1.2 多普勒雷达

多普勒雷达通常安装于轨道客车车下(见图2)[2]。在轨道客车运行时，多普勒雷达向地面发送电磁波并利用反射波与发射波的频率差，依据多普勒频移公式计算列车速度。……