列车轮径的监测方法和车辆系统与流程

1.本技术涉及轨道交通技术领域，更具体地涉及一种列车轮径的监测方法和车辆系统。


背景技术：

2.列车轮径值是轨道交通系统中的重要参数。因轨道列车运行环境的特殊性，基于轮径值的测速、测距、定位方式，为绝大多数厂商所采用。轮径值会在各种外力作用下动态变化，因此轮径值的测量和校准必不可少。
3.传统方案采用的是定期人工测量、定期校准轮径值、定期人工输入轮径值的方式，费用高、劳动强度大、效率低、实时性差，已经不适用于全自动运行轨道交通对于列车测速测距定位精度的高要求。引入自动化系统对轮径值进行实时测量和校准，是轨道交通技术发展的必然趋势。
4.目前存在一些列车轮径的自动校正方案，例如：有方案提出选取平直线路相邻两个应答器作为轮径校正的参考基准，根据恒定不变的双应答器间距和途经时间、列车速度，测算出轮径实际值并进行自动校正；也有方案提出采用脉冲测距装置计数器和速度计计数器分别对二者的脉冲进行计数，根据二者计数差值和列车累计行进距离得出列车轮径。
5.然而，上述的第一个方案需要在轨旁大量布置应答器，且对应答器布置地段的坡度和转弯半径有很高要求，不利于具体的工程实施；上述的第二个方案相当于两种技术方案的融合计算，但脉冲测距需要考虑空转打滑，本身精度不高；速度计自身的局限性已经限制了其精度，最终二者融合计算的效果并不理想。而且，上述方案均未摆脱列车速度参数的使用，而轮径值本身即是用于精确测速，二者数据的循环引用逻辑不自洽，最终的测量误差将无法预估。
6.此外，目前对于胶轮有轨电车使用基于轮径值的测速测距定位方式较少。已有的方式存在如下问题：受天气影响，胶轮的胎压变化直接影响轮径值，而钢轮轮径值在运动过程中的变化并不大，因此急需将静态轮径值升级为动态轮径值；传统地铁采用速度传感器实时测速测距+应答器精确校准的方式，适用于区间长、车速快的使用环境，且应答器布置量非常大，而对于胶轮有轨电车的短区间和小转弯半径，逼仄的空间对应答器的安装极为不利；基于信号系统的故障导向安全设计原则，随着列车走行距离的增加，速度传感器测速测距的累计误差逐渐增大到超过设定值的时候，再经应答器校准，此时列车判断测速系统出现异常，将导向安全侧实施紧急制动，严重影响乘客体验和行车效率。对于胶轮系统这种动态变化大、误差大的校准方式使紧急制动的频率远高于传统地铁，严重影响乘客乘车体验。


技术实现要素：

7.为了解决上述问题中的至少一个而提出了本技术。根据本技术一方面，提供了一种列车轮径的监测方法，所述方法包括：在每个轮径校准周期，获取所述轮径校准周期内得
到的至少一个有效轮径值数据，基于所述至少一个有效轮径值数据确定所述轮径校准周期的轮径监测值，并将所述轮径监测值传送到列车的信号系统作为更新的轮径监测值；其中，每个所述轮径校准周期包括至少一个轮径测量取样周期，每个所述轮径测量取样周期执行轮径测量和校准操作，以得到一个所述有效轮径值数据或者未得到所述有效轮径值数据；其中，对于一个所述轮径测量取样周期，所述轮径测量和校准操作，包括：获取测距传感器在所述轮径测量取样周期内的测距数据，其中所述测距传感器安装在与所述列车的轮胎刚性连接的位置处，所述测距数据是指所述测距传感器距离所述列车的走形面的垂直距离；基于所述测距数据和所述测距传感器与所述列车的轮轴中心的垂直距离获取所述轮径测量取样周期内所述轮胎的轮径测量数据；确定所述轮径测量数据是否为有效数据：当确定所述轮径测量数据是有效数据时，基于所述轮径测量数据获取所述轮径测量取样周期内的有效轮径值数据；当确定所述轮径测量数据不是有效数据时，所述轮径测量取样周期内未得到所述有效轮径值数据。
8.在本技术的一个实施例中，确定所述轮径测量数据是否为有效数据，包括：确定所述轮径测量数据中的最大值与最小值之间的差值是否在预设数值范围内；当所述差值在所述预设数值范围内时，确定所述轮径测量数据是有效数据。
9.在本技术的一个实施例中，当所述差值大于所述预设数值范围的最大值时，确定所述轮径测量数据不是有效数据。
10.在本技术的一个实施例中，所述轮径测量和校准操作，还包括：当所述差值小于所述预设数值范围的最小值时，获取胎压传感器在所述轮径测量取样周期内测量的所述轮胎的胎压数据；基于所述胎压数据确定所述轮径测量数据是否为有效数据。
11.在本技术的一个实施例中，基于所述胎压数据确定所述轮径测量数据是否为有效数据，包括：当所述轮径测量数据的平均值属于至少两个预设轮径数值集合中的任一个轮径数值集合，并且所述胎压数据的平均值属于与所述任一个轮径数值集合对应的胎压数据集合，则确定所述轮径测量数据是有效数据，反之，则确定不是有效数据，其中每一个所述预设轮径数值集合均有一个对应的所述预设胎压数据集合。
12.在本技术的一个实施例中，基于所述轮径测量数据获取所述轮径测量取样周期内的有效轮径值数据，包括：计算所述轮径测量数据的平均值，以作为所述轮径测量取样周期内的有效轮径值数据。
13.在本技术的一个实施例中，所述监测方法在列车运行期间执行。
14.在本技术的一个实施例中，所述监测方法适用于具有胶轮的列车。
15.根据本技术的另一方面，提供了一种车辆系统，所述车辆系统包括测距传感器、处理器和存储器，其中：所述测距传感器安装在与列车的轮胎刚性连接的位置处，用于测量所述测距传感器距离所述列车的走形面的垂直距离；所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机可执行程序，所述计算机可执行程序在由所述处理器运行时，使得所述处理器执行上述列车轮径的监测方法。
16.在本技术的一个实施例中，所述车辆系统还包括传感器固定装置，所述测距传感器安装在传感器固定装置上，所述传感器固定装置安装在与所述轮胎刚性连接的防倾覆杆的端部。
17.根据本技术实施例的列车轮径的监测方法和车辆系统采用实时动态的方式进行
轮径值测量，能够得到精度更高的轮径值，从而能够得到精度更高的测速测距值。此外，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法和车辆系统实时将轮径值数据导入信号系统，在自动化程度上具备明显优势。进一步地，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法和车辆系统摒除其他干扰因素，用测距技术直接探测接触面距离，对轮胎运动过程中的可逆性形变具备高适用性。进一步地，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法在校核轮径值时引入了胶轮独有的胎压数据，二者互相独立、互不干扰，更科学、更直观地保障了数据的准确性。进一步地，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法和车辆系统将大量减少定位应答器的使用，节约造价、降低安装工程量，减少对线槽、静电轨等其他轨旁设备安装的干扰，优化逃生通道走行面结构；同时由于轮径值精度的提高，使得能够缩小列车运动的动态包络线，减少列车驾驶模式升级所需的行走距离，减小线路和车辆段建设体量；而由于动态包络线的减小，可减少非预期的紧急制动，极大提升乘客乘车舒适度。
附图说明
18.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
19.图1示出根据本技术实施例的列车轮径的监测方法的示意性流程图。
20.图2示出根据本技术实施例的列车轮径的监测方法采用的测距传感器的示例性安装位置的侧视图。
21.图3示出根据本技术实施例的列车轮径的监测方法采用的测距传感器的示例性安装位置的正视图。
22.图4示出根据本技术实施例的车辆系统的示意性结构框图。
23.图5示出根据本技术实施例的车辆系统基于动态轮径值的测速测距定位技术的流程示意图。
24.图6示出现有车辆系统基于静态轮径值的测速测距定位技术的流程示意图。
具体实施方式
25.为了使得本技术的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是本技术的全部实施例，应理解，本技术不受这里描述的示例实施例的限制。基于本技术中描述的本技术实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其他实施例都应落入本技术的保护范围之内。
26.首先，参照图1描述根据本技术实施例的列车轮径的监测方法。图1示出了根据本技术实施例的列车轮径的监测方法100的示意性流程图。如图1所示，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法100可以包括如下步骤：
27.在步骤s110，在每个轮径校准周期，获取轮径校准周期内得到的至少一个有效轮径值数据。
28.在步骤s120，基于至少一个有效轮径值数据确定轮径校准周期的轮径监测值。
29.在步骤s130，将轮径监测值传送到列车的信号系统作为更新的轮径监测值。
30.其中，每个轮径校准周期包括至少一个轮径测量取样周期，每个轮径测量取样周期执行轮径测量和校准操作，以得到一个有效轮径值数据或者未得到有效轮径值数据。其中，对于一个轮径测量取样周期，轮径测量和校准操作，可以包括如下步骤：
31.在步骤s1101，获取测距传感器在轮径测量取样周期内的测距数据，其中测距传感器安装在与列车的轮胎刚性连接的位置处，测距数据是指测距传感器距离列车的走形面的垂直距离。
32.在步骤s1102，基于测距数据和测距传感器与列车的轮轴中心的垂直距离获取轮径测量取样周期内轮胎的轮径测量数据。
33.在步骤s1103，确定轮径测量数据是否为有效数据：当确定轮径测量数据是有效数据时，基于轮径测量数据获取轮径测量取样周期内的有效轮径值数据；当确定轮径测量数据不是有效数据时，轮径测量取样周期内未得到有效轮径值数据。
34.在本技术的实施例中，根据步骤s1101到步骤s1103，可以得到一个轮径测量取样周期(一般为毫秒或秒为单位)内的轮径值数据(可能是有效数据，也可能是无效数据；如果是无效数据，认为未得到有效数据)；然后，一个轮径校准周期(一般以毫秒或秒为单位)包括至少一个轮径测量取样周期，如步骤s110到s130记载的，每个轮径校准周期可根据其包括的轮径测量取样周期内得到的有效轮径值数据确定该轮径校准周期的轮径监测值，并将其传送至列车的信号系统作为更新的轮径监测值(覆盖原来的轮径监测值，诸如初始值或者前一个轮径校准周期的轮径监测值)。
35.因此，相对于传统方案的非实时测量轮径值(三个月至半年)获得的静态轮径值，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法100采用实时动态的方式进行列车轮径值监测能够得到动态的轮径值，采用动态轮径值进行测速测距精度更高，且能在列车运行期间执行。此外，传统方案通常在非实时测量轮径值后，定期人工将轮径值输入信号系统，而本技术在每个轮径校准周期内获得轮径监测值之后，自动传送至信号系统作为更新的轮径监测值，无需人工操作，更为便利。
36.另一方面，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法100在每个轮径测量取样周期内，根据测距传感器(诸如激光测距传感器、超声波测距传感器、毫米波雷达测距传感器、红外测距传感器等等)来获取轮胎的轮径测量数据。图2和图3分别示出了根据本技术实施例的列车轮径的监测方法采用的测距传感器的示例性安装位置的侧视图和正视图。如图2所示，标号1是动力车桥总成；标号2是二系悬挂总成；标号3是走行轮总成；标号4是牵引机构总成；标号5是导向轮总成；标号6是测距传感器安装位置。如图3所示，测距传感器相对于列车的轮轴中心的垂直距离表示为d1，测距传感器测得的测距传感器距离列车的走形面的垂直距离表示为d2。如图2和图3所示，由于测距传感器是安装在列车的轮胎刚性连接的位置处(图3中示出安装在与轮胎刚性连接的防倾覆杆的端部)，使得测距传感器与轮胎以同样的振幅和频率进行运动，这样，测距传感器测得的测距传感器距离列车的走形面的垂直距离d2随着轮径值的变化而变化，而测距传感器相对于列车的轮轴中心的垂直距离d1是固定且已知的，因此，可根据这两者距离参数得到轮胎的轮径测量数据(即测距传感器相对于列车的轮轴中心的垂直距离d1加上测距传感器距离列车的走形面的垂直距离d2等于轮胎的轮径测量数据)。
37.因此，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法100用测距技术直接探测接触面距离，对轮胎运动过程中的可塑性形变具备高适用性，因此可适用于具有胶轮的列车。当然，也适用于钢轮钢轨的列车。而且，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法100无需大量采用应答器，节约造价、降低安装工程量，减少对线槽、静电轨等其他轨旁设备安装的干扰，优化逃生通道走行面结构。
38.此外，由于外部环境影响、传感器可靠性、网络延迟等一系列原因，实时的轮径测量数据可能存在一定的误差，因此，在本技术的实施例中会对轮径测量数据进行校准，如步骤s1103所述的，确定其是否为有效数据，并在确定是有效数据后才根据该数据确定轮径测量取样周期的有效轮径值数据，这可进一步提高轮径监测结果的准确性。
39.在本技术的实施例中，步骤s1103中确定轮径测量数据是否为有效数据，可以包括：确定轮径测量数据中的最大值与最小值之间的差值是否在预设数值范围内；当差值在预设数值范围内时，确定轮径测量数据是有效数据。其中，该预设数值范围可以取决于测距传感器自身允许的测距最小差值和测距最大差值，这两个差值作为边界值可构成该预设数值范围。在本技术的实施例中，在轮径测量数据的校准过程中没有采用列车速度参数，这可避免前文所述的逻辑不自洽问题，更科学、更直观地保障了数据的准确性。
40.在本技术的实施例中，当轮径测量数据中的最大值与最小值之间的差值大于预设数值范围的最大值时，可认为该次采集由于环境影响等因素超出预设误差，确定本次采集的轮径测量数据不是有效数据。当轮径测量数据中的最大值与最小值之间的差值小于预设数值范围的最小值时，可认为该轮径测量取样周期内传感器数据更新不及时或通讯迟滞。在该情况下，在本技术的实施例中，可以将本次采集的轮径测量数据确定为不是有效数据。或者，可以结合该轮径测量取样周期内采集的胎压数据才判断该轮径测量数据是否为有效数据。结合胎压数据来进行轮径测量数据的校准，可以进一步提高轮径监测结果的准确性。
41.在本技术的实施例中，基于胎压数据确定轮径测量数据是否为有效数据，可以包括：当轮径测量数据的平均值属于至少两个预设轮径数值集合中的任一个轮径数值集合，并且胎压数据的平均值属于与任一个轮径数值集合对应的胎压数据集合，则确定轮径测量数据是有效数据，反之，则确定不是有效数据，其中每一个预设轮径数值集合均有一个对应的预设胎压数据集合。由于轮径值与胎压值正相关，因此基于轮径数值集合与胎压数据集合的对应关系，可协助判断轮径测量数据的有效性。
42.在确定轮径测量数据为有效数据后，即可确定本轮径测量取样周期内的有效轮径值数据。在本技术的实施例中，基于轮径测量数据获取轮径测量取样周期内的有效轮径值数据，可以包括：计算轮径测量数据的平均值，以作为轮径测量取样周期内的有效轮径值数据。在该示例中，将一个轮径测量取样周期内得到的轮径测量数据的平均值作为该轮径测量取样周期内的有效轮径值数据，能够得到有代表性的有效轮径值数据。类似地，在每个轮径校准周期，也可以将该轮径校准周期内包含的所有轮径测量取样周期内的所有有效轮径值数据的平均值作为该轮径校准周期内的轮径监测值。将该轮径监测值上传至信号系统作为更新的轮径检测值，轮径值的动态校准即可完成。
43.下面结合具体的示例来描述本技术的列车轮径的监测方法。
44.例如，假设轮径测量取样周期t内采集有r1、r2...rm等m组轮径测量数据，且m组数据中存在最小值r
min
和最大值r
max
；假设测距传感器自身允许的测距最小差值为δ
min
，测距最
大差值δ
max
。那么，当δ
min
≤r
max-r
min
≤δ
max
时，采信该m组数据，例如可将r1、r2...rm的算数平均值r
t
作为t周期输出的有效轮径值数据。当r
max-r
min
＞δ
max
时，可认为该次采集由于环境影响等因素超出预设误差，无参考价值，因此不采信该m组数据，丢弃本周期数据r
t
。当δ
min
＞r
max-r
min
时，可认为t周期内传感器数据更新不及时或通讯迟滞，此时可引入胎压数据进行数据校核(此时，t应为测距传感器测量脉冲周期和胎压传感器测量脉冲周期的公倍数)。因轮径值与胎压值正相关，例如设定有4个r值集合r1、r2、r3、r4，其分别对应胎压p值集合p1、p2、p3、p4。那么，在t周期内，若r
t
∈r1且对应的p
t
∈p1(其中p
t
为t周期测量的胎压数据的平均值)，则r
t
作为t周期输出的有效轮径值数据；若r
t
∈r2且对应的p
t
∈p2，则r
t
作为t周期输出的有效轮径值数据；若r
t
∈r3且对应的p
t
∈p3，则r
t
作为t周期输出的有效轮径值数据；若r
t
∈r4且对应的p
t
∈p4，则r
t
作为t周期输出的有效轮径值数据；否则，则丢弃本周期采集的数据。假设轮径校准周期t(t应包含整数倍的t，且考虑通讯延迟)，可每t周期输出一次所有有效rt的算数平均值r，作为该t周期内得到的轮径监测值，以传送至信号系统，覆盖上轮t周期的轮径监测值，动态校准完成。
45.基于上面的描述，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法采用实时动态的方式进行轮径值测量，能够得到精度更高的轮径值，从而能够得到精度更高的测速测距值。此外，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法实时将轮径值数据导入信号系统，在自动化程度上具备明显优势。进一步地，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法摒除其他干扰因素，用测距技术直接探测接触面距离，对轮胎运动过程中的可逆性形变具备高适用性。进一步地，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法在校核轮径值时引入了胶轮独有的胎压数据，二者互相独立、互不干扰，更科学、更直观地保障了数据的准确性。进一步地，根据本技术实施例的列车轮径的监测方法将大量减少定位应答器的使用，节约造价、降低安装工程量，减少对线槽、静电轨等其他轨旁设备安装的干扰，优化逃生通道走行面结构；同时由于轮径值精度的提高，使得能够缩小列车运动的动态包络线，减少列车驾驶模式升级所需的行走距离，减小线路和车辆段建设体量；而由于动态包络线的减小，可减少非预期的紧急制动，极大提升乘客乘车舒适度。
46.下面结合图4到图6描述根据本技术另一方面提供的车辆系统。图4示出了根据本技术实施例的车辆系统400的示意性结构框图。如图4所示，车辆系统400包括测距传感器410、存储器420和处理器430，其中：测距传感器410安装在与列车的轮胎刚性连接的位置处，用于测量测距传感器410距离列车的走形面的垂直距离；存储器420上存储有由处理器430运行的计算机可执行程序，计算机可执行程序在由处理器430运行时，使得处理器430执行前文的列车轮径的监测方法100。本领域技术人员可以结合前文所述的内容理解根据本技术实施例的车辆系统400中各模块的结构和具体操作，为了简洁，此处仅描述一些主要内容，不再赘述细节。
47.在本技术的一个实施例中，该计算机可执行程序在由处理器430运行时，使得处理器430执行以下操作：在每个轮径校准周期，获取轮径校准周期内得到的至少一个有效轮径值数据，基于至少一个有效轮径值数据确定轮径校准周期的轮径监测值，并将轮径监测值传送到列车的信号系统作为更新的轮径监测值；其中，每个轮径校准周期包括至少一个轮径测量取样周期，每个轮径测量取样周期执行轮径测量和校准操作，以得到一个有效轮径值数据或者未得到有效轮径值数据；其中，对于一个轮径测量取样周期，轮径测量和校准操
作，包括：获取测距传感器410在轮径测量取样周期内的测距数据，其中测距传感器410安装在与列车的轮胎刚性连接的位置处，测距数据是指测距传感器410距离列车的走形面的垂直距离；基于测距数据和测距传感器410与列车的轮轴中心的垂直距离获取轮径测量取样周期内轮胎的轮径测量数据；确定轮径测量数据是否为有效数据：当确定轮径测量数据是有效数据时，基于轮径测量数据获取轮径测量取样周期内的有效轮径值数据；当确定轮径测量数据不是有效数据时，轮径测量取样周期内未得到有效轮径值数据。
48.在本技术的一个实施例中，该计算机可执行程序在由处理器430运行时，使得处理器430执行的确定轮径测量数据是否为有效数据，包括：确定轮径测量数据中的最大值与最小值之间的差值是否在预设数值范围内；当差值在预设数值范围内时，确定轮径测量数据是有效数据。
49.在本技术的一个实施例中，当差值大于预设数值范围的最大值时，确定轮径测量数据不是有效数据。
50.在本技术的一个实施例中，该计算机可执行程序在由处理器430运行时，使得处理器430执行的轮径测量和校准操作，还包括：当差值小于预设数值范围的最小值时，获取胎压传感器在轮径测量取样周期内测量的轮胎的胎压数据；基于胎压数据确定轮径测量数据是否为有效数据。
51.在本技术的一个实施例中，该计算机可执行程序在由处理器430运行时，使得处理器430执行的基于胎压数据确定轮径测量数据是否为有效数据，包括：当轮径测量数据的平均值属于至少两个预设轮径数值集合中的任一个轮径数值集合，并且胎压数据的平均值属于与任一个轮径数值集合对应的胎压数据集合，则确定轮径测量数据是有效数据，反之，则确定不是有效数据，其中每一个预设轮径数值集合均有一个对应的预设胎压数据集合。
52.在本技术的一个实施例中，该计算机可执行程序在由处理器430运行时，使得处理器430执行的基于轮径测量数据获取轮径测量取样周期内的有效轮径值数据，包括：计算轮径测量数据的平均值，以作为轮径测量取样周期内的有效轮径值数据。
53.在本技术的实施例中，车辆系统400还包括传感器固定装置，测距传感器410安装在传感器固定装置上，传感器固定装置安装在与轮胎刚性连接的防倾覆杆的端部。本技术的发明人发现，测距传感器安装在该位置处能够获得更准确的轮径测量数据。
54.在本技术的实施例中，测距传感器410可以为激光测距传感器、超声波测距传感器、毫米波雷达测距传感器、红外测距传感器等等。其中，超声波测距传感器更适用于低速环境。在本技术的实施例中，处理器420可以实现为传感器主机和数据处理单元。其中，传感器主机可以用于对测距传感器测得的数据进行放大滤波，处理处理单元可以基于主机处理后的数据执行前文所述的方法。
55.下面以测距传感器为激光传感器为例，结合图5来描述根据本技术实施例的车辆系统基于动态轮径值的测速测距定位技术的流程示意图。如图5所示，激光传感器采集数据并经激光传感器主机放大滤波后经尾缆送入安装于列车主机柜中的数据处理单元，同时，胎压数据也经其主机由车辆canbus总线传递至数据处理单元，进而由数据处理单元完成数据筛选和校核，最终输出动态轮径值实时通过列车控制和管理系统(train control manage system，简称为tcms)导入信号系统，以实现测距测速。
56.图6是现有车辆系统基于静态轮径值的测速测距定位技术的流程示意图。很明显，
相对于现有车辆系统的测速测距定位技术，本技术的车辆系统将大量减少定位应答器的使用，节约造价、降低安装工程量，减少对线槽、静电轨等其他轨旁设备安装的干扰，优化逃生通道走行面结构；同时缩小列车运动的动态包络线，减少列车驾驶模式升级所需的行走距离，减小线路和车辆段建设体量；另可减少非预期的紧急制动，极大提升乘客乘车舒适度。此外，相对于现有车辆系统基于静态轮径值的测速测距定位技术，本技术基于动态轮径值的测速测距定位技术测速测距精度更高，且利用信号外部接口实时将轮径值数据导入信号系统，在自动化程度上具备明显优势；另外，本技术的车辆系统摒除其他干扰因素，用激光技术直接探测接触面距离，对轮胎运动过程中的可逆性形变具备高适用性；而且，本技术的车辆系统在校核轮径值时引入了胶轮独有的胎压数据，二者互相独立、互不干扰，更科学、更直观地保障了数据的准确性。
57.尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本技术的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本技术的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本技术的范围之内。
58.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
59.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。
60.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本技术的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
61.类似地，应当理解，为了精简本技术并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本技术的示例性实施例的描述中，本技术的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本技术的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本技术要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本技术的单独实施例。
62.本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
63.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其他实施例中所包括的某些特征而不是其他特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本技术的
范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
64.本技术的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本技术实施例的一些模块的一些或者全部功能。本技术还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的车辆系统程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本技术的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
65.应该注意的是上述实施例对本技术进行说明而不是对本技术进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本技术可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干车辆系统的单元权利要求中，这些车辆系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
66.以上所述，仅为本技术的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种列车轮径的监测方法，其特征在于，所述方法包括：在每个轮径校准周期，获取所述轮径校准周期内得到的至少一个有效轮径值数据，基于所述至少一个有效轮径值数据确定所述轮径校准周期的轮径监测值，并将所述轮径监测值传送到列车的信号系统作为更新的轮径监测值；其中，每个所述轮径校准周期包括至少一个轮径测量取样周期，每个所述轮径测量取样周期执行轮径测量和校准操作，以得到一个所述有效轮径值数据或者未得到所述有效轮径值数据；其中，对于一个所述轮径测量取样周期，所述轮径测量和校准操作，包括：获取测距传感器在所述轮径测量取样周期内的测距数据，其中所述测距传感器安装在与所述列车的轮胎刚性连接的位置处，所述测距数据是指所述测距传感器距离所述列车的走形面的垂直距离；基于所述测距数据和所述测距传感器与所述列车的轮轴中心的垂直距离获取所述轮径测量取样周期内所述轮胎的轮径测量数据；确定所述轮径测量数据是否为有效数据：当确定所述轮径测量数据是有效数据时，基于所述轮径测量数据获取所述轮径测量取样周期内的有效轮径值数据；当确定所述轮径测量数据不是有效数据时，所述轮径测量取样周期内未得到所述有效轮径值数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述轮径测量数据是否为有效数据，包括：确定所述轮径测量数据中的最大值与最小值之间的差值是否在预设数值范围内；当所述差值在所述预设数值范围内时，确定所述轮径测量数据是有效数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述差值大于所述预设数值范围的最大值时，确定所述轮径测量数据不是有效数据。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述轮径测量和校准操作，还包括：当所述差值小于所述预设数值范围的最小值时，获取胎压传感器在所述轮径测量取样周期内测量的所述轮胎的胎压数据；基于所述胎压数据确定所述轮径测量数据是否为有效数据。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述胎压数据确定所述轮径测量数据是否为有效数据，包括：当所述轮径测量数据的平均值属于至少两个预设轮径数值集合中的任一个轮径数值集合，并且所述胎压数据的平均值属于与所述任一个轮径数值集合对应的胎压数据集合，则确定所述轮径测量数据是有效数据，反之，则确定不是有效数据，其中每一个所述预设轮径数值集合均有一个对应的所述预设胎压数据集合。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其特征在于，基于所述轮径测量数据获取所述轮径测量取样周期内的有效轮径值数据，包括：计算所述轮径测量数据的平均值，以作为所述轮径测量取样周期内的有效轮径值数据。7.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其特征在于，所述监测方法在列车运行期间执行。8.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其特征在于，所述监测方法适用于具有胶
轮的列车。9.一种车辆系统，其特征在于，所述车辆系统包括测距传感器、处理器和存储器，其中：所述测距传感器安装在与列车的轮胎刚性连接的位置处，用于测量所述测距传感器距离所述列车的走形面的垂直距离；所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机可执行程序，所述计算机可执行程序在由所述处理器运行时，使得所述处理器执行如权利要求1-8中的任一项所述的列车轮径的监测方法。10.根据权利要求9所述的车辆系统，其特征在于，所述车辆系统还包括传感器固定装置，所述测距传感器安装在传感器固定装置上，所述传感器固定装置安装在与所述轮胎刚性连接的防倾覆杆的端部。

技术总结
一种列车轮径的监测方法和车辆系统，该方法包括：在每个轮径校准周期，获取轮径校准周期内得到的至少一个有效轮径值数据，基于至少一个有效轮径值数据确定轮径校准周期的轮径监测值，并将轮径监测值传送到列车的信号系统作为更新的轮径监测值；其中，每个轮径校准周期包括至少一个轮径测量取样周期，对于一个轮径测量取样周期，轮径测量和校准操作，包括：获取测距传感器在轮径测量取样周期内的测距数据；基于测距数据和测距传感器与列车的轮轴中心的垂直距离获取轮径测量取样周期内轮胎的轮径测量数据；当确定轮径测量数据是有效数据时，基于轮径测量数据获取轮径测量取样周期内的有效轮径值数据。本申请能够得到精度更高的动态轮径值。动态轮径值。动态轮径值。


技术研发人员：邹杨 邱吉 黄双胜 陈亚敏 刘卡丁
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：2021.09.24
技术公布日：2023/3/27