專利名稱：車輪間距法識別鐵路客貨車的方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
車輪間距法識別鐵路客貨車的方法及其系統(tǒng)屬于鐵路客貨車自動識別技術(shù)領(lǐng)域。
目前還沒有專門針對客貨車進(jìn)行自動識別的裝置。已有的鐵路車輛自動識別裝置，都是針對列車車輛型號及車號進(jìn)行識別的。如申請?zhí)枮?2210541、授權(quán)公告號為2120741、名為“鐵路車輛自動識別裝置”的專利，它是把信號發(fā)生器安裝在火車底板下面的。又如申請?zhí)枮?9105199、公開號為1051330、名為“列車車輛自動識別系統(tǒng)”的專利，由采用二進(jìn)制進(jìn)行編碼的永磁體作為發(fā)射源的發(fā)送器、霍爾元件作為傳感器的接收器、接口板及控制計(jì)算機(jī)等幾個(gè)部分組成，編碼發(fā)送器安裝在車輛彈簧架下，接收器安裝在鐵軌外側(cè)與發(fā)送器相對應(yīng)的地面上。它們的共同點(diǎn)都是在車輛特定位置安裝有檢測設(shè)備，來識別列車車輛型號及車號。但一旦把它們安裝在鐵路邊境口岸國外入境的列車上，由于我們不能對國外列車進(jìn)行統(tǒng)一管理，因此它們并不適用。
1.本發(fā)明所述的車輪間距法識別鐵路客車貨車的方法，其特征在于它依次含有以下步驟(1)初始化從火車入境方向到檢測面之間沿著任一根鐵軌內(nèi)側(cè)依次設(shè)有安裝中心距等于一組貨車車輪中心距的兩個(gè)貨車車輪間距識別用磁傳感器，用于屏蔽機(jī)車以發(fā)出開始識別信號的磁傳感器以及判斷機(jī)車是否到達(dá)該處以發(fā)出結(jié)束判斷、讀取識別結(jié)果信號的磁傳感器；(2)判斷機(jī)車是否到達(dá)屏蔽機(jī)車用的磁傳感器的位置；(3)若機(jī)車已經(jīng)到達(dá)上述發(fā)出開始識別信號的磁傳感器的位置，發(fā)出開始識別信號，并開始識別；(4)若機(jī)車已經(jīng)到達(dá)上述發(fā)出結(jié)束判斷、讀取識別結(jié)果信號的磁傳感器的位置，則判斷兩個(gè)貨車車輪間距識別用的磁傳感器的輸出是否曾同為低電平；
若同為低電平，則為貨車；反之，則為客車。
本發(fā)明所述的車輪間距法識別鐵路客車貨車的系統(tǒng)，其特征在于它含有沿著火車入境方向任意一根鐵軌內(nèi)側(cè)依次設(shè)有的其安裝中心距等于一組貨車車輪中心距的兩個(gè)貨車車輪間距識別用的磁傳感器，用于屏蔽機(jī)車且發(fā)出開始識別信號的磁傳感器，判斷機(jī)車是否到達(dá)該處的發(fā)出結(jié)束判斷、讀取識別結(jié)果信號的磁傳感器，輸入端與兩個(gè)貨車車輪間距識別用磁傳感器輸出端相連的磁傳感器信號處理電路，輸入端分別與機(jī)車屏蔽磁傳感器和機(jī)車到達(dá)磁傳感器的輸出端相連的另一個(gè)磁傳感器信號處理電路，輸入端分別與上述兩個(gè)磁傳感器信號處理電路共四個(gè)輸出端相連的可編程控制器。所述的兩個(gè)磁傳感器信號處理電路各自含有用于變換磁傳感器輸出電位的模塊GXC9801以及與上述GXC9801模塊輸出端相連的各自用芯片LM324構(gòu)成的電壓跟隨器。
使用證明它達(dá)到了預(yù)期目的。
圖2、磁傳感器安裝位置示意圖。
圖3、時(shí)序圖3a貨車通過時(shí)磁傳感器C1與C2的時(shí)序圖；3b客車通過時(shí)磁傳感器C1與C2的時(shí)序圖。
圖4、磁傳感器信號處理電路原理圖。
圖5、判斷流程圖。
圖6、硬件的電路原理框圖。
圖7、主程序流程框圖。
現(xiàn)用圖3來說明區(qū)分客、貨車的原理在一條鐵軌上安裝用于檢測火車車輪到達(dá)的兩個(gè)車輪傳感器。它們的安裝中心距等于一組貨車車輪中心距。當(dāng)貨車車輪經(jīng)過時(shí)，總有兩個(gè)脈沖同時(shí)發(fā)生的時(shí)刻，但對于客車而言，其一組車輪的中心距大于兩個(gè)車輪傳感器的安裝中心距，因而不存在同時(shí)發(fā)生兩個(gè)脈沖的時(shí)刻，從而可將客、貨車區(qū)別出來。
再見圖4和圖6。模塊GXC9801的MAG1+和MAG1-、MAG2+和MAG2-分別接兩個(gè)磁傳感器的一對輸出端，Out1、Out2分別接西門子可編程控制器PLC224的信號輸入端I0.0和I0.10。另一個(gè)磁傳感器信號處理電路同理。PLC224的輸出端Q0.0接指示燈。模塊GXC9801的VREF為參考電壓輸入端，電壓范圍為4V～9V，用來調(diào)節(jié)磁傳感器的靈敏度。
現(xiàn)結(jié)合圖7來說明圖5。Identify_Sensorl，Identify_Sensor2，Pingbi_Sensor，Arrive_Sensor分別是PLC從數(shù)字信號輸入端讀取的C1，C2，C3，C4經(jīng)處理過的傳感器信號。Freight_Train存放識別結(jié)果，“1”為貨車，“0”為客車；Flag_Freight_Train識別結(jié)果的中間變量；Permit_Identify允許識別的標(biāo)志，“1”是允許識別；Arrive是“到達(dá)”信號，“1”表示到達(dá)；PWM_Identifyl，PWM_Identify2是經(jīng)展寬之后的兩個(gè)識別信號，脈寬為30ms。這是由于可編程控制器每次掃描的循環(huán)周期可能會小于C1與C2同時(shí)為低電平的時(shí)間即脈沖的寬度，因此在PLC224中作了將輸入脈沖展寬的處理，以便使PLC224能準(zhǔn)確判斷出C1與C2同時(shí)為低電平。
初始化時(shí)，對Flag_Freight_Train，F(xiàn)reight_Train，Permit_Identify，Arrive，PWM_Identify1，PWM_Identify2清零。然后從PLC224的數(shù)字信號輸入端讀取4個(gè)經(jīng)處理過的傳感器信號，并分別存入下列變量Identify_Sensor1，Identify_Sensor2，Arrive_Sensor，Pingbi_Sensor中。一旦屏蔽傳感器被觸發(fā)，則允許客貨車識別，通過Pingbi_Sensor的下降沿給Permit_Identify置位即Permit_Identify＝1。此時(shí)調(diào)用判斷兩個(gè)識別傳感器是否同為低電平的子程序。在子程序中利用兩個(gè)10ms定時(shí)器分別將Identify_Sensor1和Identify_Sensor2兩個(gè)負(fù)脈沖信號展寬為30ms脈寬的兩個(gè)正脈沖信號PWM_Identify1和PWM_Identify2。這時(shí)開始識別。如結(jié)果是PWM_Identify1＝1，PWM_Identify2＝1同時(shí)發(fā)生，則給Flag_Freight_Train置位。如一旦到達(dá)傳感器C4被觸發(fā)，則利用Arrive_Sensor的下降沿給到達(dá)信號Arrive置位。如果Arrive＝1時(shí)，F(xiàn)lag_Freight_Train＝1，即貨車到達(dá)，則判斷為貨車，給出識別結(jié)果Freight_Train＝1，否則Freight_Train保持初始值為0。最后把Freight_Train輸出到PLC224的輸出端，驅(qū)動指示燈顯示。
本發(fā)明選用的磁傳感器其特點(diǎn)是耐低溫性好，可在-40℃的室外環(huán)境中工作，而且又是無源的，可把它安裝在離檢測中心較遠(yuǎn)的位置，不必另外配置電源。因此，利用磁傳感器及其處理電路，可編程控制器和內(nèi)置的程序，根據(jù)客貨車車輪間距的不同，實(shí)現(xiàn)了對行駛中的鐵路客貨車的自動識別。
權(quán)利要求
1.車輪間距法識別鐵路客車貨車的方法含有用磁傳感器獲取信息后再由信號處理電路進(jìn)行處理和判斷的步驟，其特征在于它依次含有以下步驟(1)初始化從火車入境方向到檢測面之間沿著任一根鐵軌內(nèi)側(cè)依次設(shè)有安裝中心距等于一組貨車車輪中心距的兩個(gè)貨車車輪間距識別用磁傳感器，用于屏蔽機(jī)車以發(fā)出開始識別信號的磁傳感器以及判斷機(jī)車是否到達(dá)該處以發(fā)出結(jié)束判斷、讀取識別結(jié)果信號的磁傳感器；(2)判斷機(jī)車是否到達(dá)屏蔽機(jī)車用的磁傳感器的位置；(3)若機(jī)車已經(jīng)到達(dá)上述發(fā)出開始識別信號的磁傳感器的位置，發(fā)出開始識別信號，并開始識別；(4)若機(jī)車已經(jīng)到達(dá)上述發(fā)出結(jié)束判斷、讀取識別結(jié)果信號的磁傳感器的位置，則判斷兩個(gè)貨車車輪間距識別用的磁傳感器的輸出是否曾同為低電平；若同為低電平，則為貨車；反之，則為客車。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輪間距法識別鐵路客車貨車的方法而提出的系統(tǒng)，其特征在于，它含有沿著火車入境方向任意一根鐵軌內(nèi)側(cè)依次設(shè)有的其安裝中心距等于一組貨車車輪中心距的兩個(gè)貨車車輪間距識別用的磁傳感器，用于屏蔽機(jī)車且發(fā)出開始識別信號的磁傳感器，判斷機(jī)車是否到達(dá)該處的發(fā)出結(jié)束判斷、讀取識別結(jié)果信號的磁傳感器，輸入端與兩個(gè)貨車車輪間距識別用磁傳感器輸出端相連的磁傳感器信號處理電路，輸入端分別與機(jī)車屏蔽磁傳感器和機(jī)車到達(dá)磁傳感器的輸出端相連的另一個(gè)磁傳感器信號處理電路，輸入端分別與上述兩個(gè)磁傳感器信號處理電路共四個(gè)輸出端相連的可編程控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輪間距法識別鐵路客車貨車的系統(tǒng)，其特征在于所述的兩個(gè)磁傳感器信號處理電路各自含有用于變換磁傳感器輸出電位的模塊GXC9801以及與上述GXC9801模塊輸出端相連的各自用芯片LM324構(gòu)成的電壓跟隨器。
全文摘要
車輪間距法識別鐵路客車貨車的方法及其系統(tǒng),屬于鐵路客貨車自動識別技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于:它根據(jù)客車一組車輪的間距要大于貨車一組車輪的間距的道理,利用沿著火車入境方向,在檢測面一側(cè)的任一鐵軌上,依次設(shè)置的兩個(gè)安裝中心距等于一組貨車車輪中心距的車輪間距識別用磁傳感器,用于屏蔽機(jī)車且發(fā)出開始識別信號的機(jī)車屏蔽磁傳感器,用于測定機(jī)車到達(dá)且發(fā)出終止識別、讀取識別結(jié)果的“到達(dá)”磁傳感器共四個(gè)傳感器來判斷:若兩個(gè)車輪間距識別用磁傳感器在同一時(shí)刻各自收到一個(gè)車輪到達(dá)的脈沖,則可判定為貨車,否則便為客車。為此,提出了一個(gè)由上述四個(gè)磁傳感器、磁傳感器信號處理電路和可編程控制器依次串聯(lián)構(gòu)成的鐵路客貨車自動識別系統(tǒng)。由于磁傳感器可在－40℃下戶外工作且不需電源,它可廣泛應(yīng)用于邊境檢查中。
文檔編號B61L13/04GK1378935SQ0211786
公開日2002年11月13日 申請日期2002年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月24日
發(fā)明者張玉愛, 談春明, 劉錫明, 吳志芳, 周立業(yè), 向新程, 安繼剛 申請人:清華大學(xué)