一种测速方法、装置及系统与流程

1.本发明涉及测速领域，特别是涉及一种测速方法、装置及系统。


背景技术：

2.列车在行驶时，需要实时检测列车的速度和方向，并根据实时的速度和方向来评估列车的行驶状态是否安全，由于速度和方向的检测结果直接关系到行车安全的评估结果，需要较高的实时性和安全性。在现有技术中，通过采集列车的opg(odometer pulse generator，测速电机)的脉冲信号来计算出列车的实时速度和方向，opg会输出两路脉冲信号，分别采集两路脉冲信号并进行计算，得到两个实时速度和方向的计算结果，最后将这两个计算结果发送给上位机进行比较得出最终结果。
3.但是，根据目前对列车的sil(safety integrity level，安全完整度等级)规定，测速相关的sil等级为4级，在该种sil等级下，需要这两个计算结果完全一致才能将计算结果发送给上位机，因为这两个计算结果不一致，所以需要对上位机的底层逻辑进行修改才能实现将两个相互不一致的计算结果发送给上位机的目的，增加了实现复杂度以及降低了可用性。此外，由于opg的脉冲频率相对于上位机的工作频率要高，通过上位机进行比较难以满足实时性的要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种测速方法、装置及系统，不需要上位机再参与进行比较和计算，进而不需要修改上位机的底层逻辑，降低了实现复杂度以及提高了可用性，还能够保证测速的实时性。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种测速方法，应用于列车上的处理器，所述处理器分别与所述列车的上位机以及所述列车的opg连接，所述测速方法包括：
6.在当前周期开始时，根据预设时间间隔获取n次所述opg发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号，n为不小于2的正整数，所述预设时间间隔不大于所述当前周期的时长；
7.判断同一时刻获取到的所述第一脉冲信号的频率与所述第二脉冲信号的频率之间的频率差值是否大于预设差值；
8.若大于预设差值，则删除所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；
9.若不大于预设差值，则保留所述第一脉冲信号并删除所述第二脉冲信号；
10.在所述当前周期结束时，根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的平均速度和行驶方向；
11.将所述平均速度和所述行驶方向发至所述上位机；
12.其中，所述周期与所述上位机的工作周期一致。
13.优选的，在根据预设时间间隔获取n次所述opg发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号之后，还包括：
14.确定在所述当前周期的预设时长内获取到的所述第一脉冲信号和所述第二脉冲
信号的总数量；
15.确定获取到n个所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的总时长；
16.根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的平均速度和行驶方向，包括：
17.根据所述总数量、所述总时长以及根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的平均速度和行驶方向。
18.优选的，当所述当前周期不为所述列车启动后的第一个周期时，根据所述总数量、所述总时长以及根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的平均速度和行驶方向，包括：
19.判断所述当前周期的上一个周期确定的所述平均速度是否低于预设速度；
20.若低于预设速度，则根据所述总时长和剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述平均速度；
21.若不低于预设速度，则根据所述总数量和剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述平均速度。
22.优选的，根据所述总数量、所述总时长以及剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述平均速度，包括：
23.根据所述总数量和剩余所有所述第一脉冲信号确定第一平均速度；
24.根据所述总时长和剩余所有所述第一脉冲信号确定第二平均速度；
25.判断所述第一平均速度与所述第二平均速度之间的速度差值是否大于预设速度；
26.若不大于预设速度，则在所述第一平均速度和所述第二平均速度中将指定的平均速度作为所述列车在所述当前周期的平均速度。
27.优选的，在判断所述第一平均速度与所述第二平均速度之间的速度差值是否大于预设速度之前，还包括：
28.判断所述第一平均速度是否在预设第一平均速度范围内并判断所述第二平均速度是否在预设第二平均速度范围内；
29.若所述第一平均速度在所述预设第一平均速度范围且所述第二平均速度不在所述预设第二平均速度范围内，将所述第一平均速度作为所述平均速度；
30.若所述第一平均速度不在所述预设第一平均速度范围且所述第二平均速度在所述预设第二平均速度范围内，将所述第二平均速度作为所述平均速度；
31.若所述第一平均速度在所述预设第一平均速度范围且所述第二平均速度在所述预设第二平均速度范围内，进入判断所述第一平均速度与所述第二平均速度之间的速度差值是否大于预设速度的步骤。
32.优选的，在根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的平均速度和行驶方向之前，还包括：
33.判断是否获取到用户指令；
34.若未获取到，则进入根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的平均速度和行驶方向的步骤。
35.优选的，根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的行驶方向，包括：
36.对于剩余的任一所述第一脉冲信号，确定所述第一脉冲信号中的第一通道信号与第二通道信号之间的前后顺序；
37.根据所述前后顺序确定所述第一脉冲信号表示的列车方向；
38.根据剩余的所有所述第一脉冲信号表示的列车方向确定所述列车在所述当前周期的行驶方向。
39.优选的，在根据所述相位差确定所述第一脉冲信号表示的列车方向之后，还包括：
40.判断各个所述列车方向是否均一致；
41.若是，则进入根据剩余的所有所述第一脉冲信号表示的列车方向确定所述列车在所述当前周期的行驶方向的步骤。
42.本技术还提供一种测速装置，包括：
43.存储器，用于存储计算机程序；
44.处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述的测速方法的步骤。
45.本技术还提供一种测速系统，包括上位机和opg，还包括如上述的测速装置；
46.所述测速装置分别与所述上位机以及所述opg连接。
47.综上，本技术提供了一种测速方法、装置及系统，涉及测速领域，应用于列车上的处理器，处理器分别与列车的上位机以及opg连接，在周期开始时，在周期内获取多次opg发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号，判断同一时刻获取到的第一脉冲信号的频率与第二脉冲信号的频率之间的频率差值是否大于预设差值，大于时则删除两个脉冲信号，不大于时只保留第一脉冲信号，在当前周期结束时，根据剩余的所有第一脉冲信号确定列车在当前周期的平均速度和行驶方向，最后将确定得到的平均速度和行驶方向发至上位机，其中，上述周期和上位机的工作周期一致。通过比较脉冲信号，并根据比较结果删除对应的脉冲信号，根据剩余的脉冲信号直接计算出速度和方向的计算结果，发送给上位机的计算结果即为最终的唯一结果，不需要上位机再参与进行比较和计算，进而不需要修改上位机的底层逻辑，降低了实现复杂度以及提高了可用性。此外，通过将测速周期与上位机的工作周期同步，并在一个测速周期内多次采集脉冲来计算周期的平均速度，能够保证测速的实时性。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
49.图1为本技术提供的一种测速方法的流程图；
50.图2为本技术提供的一种数据帧的示意图；
51.图3为本技术提供的一种测速装置的结构示意图；
52.图4为本技术提供的一种测速系统的结构示意图；
53.图5为本技术提供的另一种测速系统的结构示意图。
具体实施方式
54.本发明的核心是提供一种测速方法、装置及系统，不需要上位机再参与进行比较
和计算，进而不需要修改上位机的底层逻辑，降低了实现复杂度以及提高了可用性，还能够保证测速的实时性。
55.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
56.为了检测列车的速度和位移，目前，通常会配置专门的测速测距装置，也即opg，来对列车的速度、位移等信息进行实时测量，由于opg属于sil4级设备，相比于其他等级的设备，标准安全平台架构无法适用。具体的，由于opg会输出两路脉冲信号，为了保证列车测速的准确性，需要对这两路脉冲信号均进行计算才能得到最终的测速结果，但是，由于opg输出的脉冲信号之间存在一定的差异，会导致两路脉冲信号各自的测速结果存在差异，而在标准的安全平台架构中，要求必须是得到两个完全一致的测速结果才能将测速结果发送给上位机进行后续步骤，可见，这两者之间存在冲突，为了避免这种冲突，现有技术需要采用经过特殊处理的上位机或者修改上位机的底层逻辑，才能让上位机正常接收到这两个存在差异的测速结果。而这种方式不适合推广，实用性较差。
57.为了解决上述技术问题，请参照图1，图1为本技术提供的一种测速方法的流程图，应用于列车上的处理器，处理器分别与列车的上位机以及列车的opg连接，测速方法包括：
58.s1：在当前周期开始时，根据预设时间间隔获取n次opg发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号，n为不小于2的正整数，预设时间间隔不大于当前周期的时长；
59.考虑到上位机和opg的工作周期不同，opg的采集脉冲的周期比上位机的工作周期要短得多，这可能会导致上位机获取不到大部分的脉冲信号，因此，本技术设置了一种计算周期，该计算周期的时长与上位机的工作周期的时长一致，而在每个计算周期中，又以预设时间间隔作为小的脉冲采集周期，该时间间隔可以设置得较短，从而满足列车测速对实时性的要求，相当于设置了一个长周期来同步上位机的工作周期，并设置了一个短周期来实现测速实时性。
60.s2：判断同一时刻获取到的第一脉冲信号的频率与第二脉冲信号的频率之间的频率差值是否大于预设差值；
61.s3：若大于预设差值，则删除第一脉冲信号和第二脉冲信号；
62.s4：若不大于预设差值，则保留第一脉冲信号并删除第二脉冲信号；
63.每次在获取脉冲信号时，因为opg会输出两路脉冲信号，而这两路脉冲信号之间可能会存在一些误差，从而导致这两路脉冲信号各自计算出的测速结果存在误差，而误差正是导致上位机无法接收到测速结果的原因，因此，需要消除该误差。具体的，对于同一时刻获取到的两个脉冲信号，需要对比这两个脉冲信号之间的差异是否过大，也即判断两个脉冲信号频率之间的差值是否过大，或者也可以是判断脉冲周期或幅值等特性之间的差值是否过大。
64.在理想情况下，opg检测到列车速度后，会输出两路完全一致的脉冲信号；而在实际情况中，虽然会输出的两路脉冲信号之间存在差异，但是其差异通常在可接受的范围内；若出现了干扰和故障等短期突发的情况，可能会导致这两路脉冲信号之间的差异过大。基于此，当两路脉冲信号之间的差异在可接受的范围内时，说明这两个脉冲信号近似相等，最
后计算得到的测速结果也近似相等，在保证计算结果准确的前提下，为了消除脉冲信号的差异，所以将这两个脉冲信号其中的一个删除；当两路脉冲信号之间的差异过大时，由于此时的脉冲信号是在短期突发情况下生成的，其对于列车真实的行驶速度而言没有参考性，因此为了保证计算结果准确，则直接将这两个脉冲信号都删除。
65.s5：在当前周期结束时，根据剩余的所有第一脉冲信号确定列车在当前周期的平均速度和行驶方向；
66.s6：将平均速度和行驶方向发至上位机；
67.在当前周期中，无论是因为这两路脉冲信号之间的差异过大或者在可接受范围内而删除脉冲信号，最后剩下的脉冲信号均为第一脉冲信号，也即剩下的脉冲信号均是同一路输出的脉冲信号，根据这一路的脉冲信号确定列车的平均速度和行驶方向，得到唯一的测速结果。具体的，对于平均速度而言，可以根据各个第一脉冲信号的频率计算出各个第一脉冲信号生成时刻的瞬时速度，然后再根据这些瞬时速度计算出平均速度；对于行驶方向而言，可以根据脉冲信号之间的相位差来确定。
68.相比于现有技术输出两路测速结果而言，本技术考虑到速度结果可以有一定的误差接受范围，计算出在误差接受范围内的唯一测速结果，最后将唯一的测速结果发送给上位机，不需要修改上位机的底层逻辑或采用经过特殊处理的上位机。
69.其中，周期与上位机的工作周期一致。
70.综上，处理器分别与列车的上位机以及opg连接，在周期开始时，在周期内获取多次opg发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号，判断同一时刻获取到的第一脉冲信号的频率与第二脉冲信号的频率之间的频率差值是否大于预设差值，大于时则删除两个脉冲信号，不大于时只保留第一脉冲信号，在当前周期结束时，根据剩余的所有第一脉冲信号确定列车在当前周期的平均速度和行驶方向，最后将确定得到的平均速度和行驶方向发至上位机，其中，上述周期和上位机的工作周期一致。通过比较脉冲信号，并根据比较结果删除对应的脉冲信号，根据剩余的脉冲信号直接计算出速度和方向的计算结果，发送给上位机的计算结果即为最终的唯一结果，不需要上位机再参与进行比较和计算，进而不需要修改上位机的底层逻辑，降低了实现复杂度以及提高了可用性。此外，通过将测速周期与上位机的工作周期同步，并在一个测速周期内多次采集脉冲来计算周期的平均速度，能够保证测速的实时性。
71.在上述实施例的基础上：
72.作为一种优选的实施例，在根据预设时间间隔获取n次opg发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号之后，还包括：
73.确定在当前周期的预设时长内获取到的第一脉冲信号和第二脉冲信号的总数量；
74.确定获取到n个第一脉冲信号和第二脉冲信号的总时长；
75.根据剩余的所有第一脉冲信号确定列车在当前周期的平均速度和行驶方向，包括：
76.根据总数量、总时长以及根据剩余的所有第一脉冲信号确定列车在当前周期的平均速度和行驶方向。
77.为了准确地确定列车的速度和方向，本技术中，考虑到在获取opg发送的脉冲信号时，并非是获取当前周期内opg发送的所有的脉冲信号，而是获取其中的部分脉冲信号进行
计算。在理想情况下，opg会根据预设时间间隔生成脉冲信号，以便处理器来获取脉冲信号，但是在实际情况下，opg生成脉冲信号的时间会受到列车实际速度的影响，列车速度越快，opg生成脉冲信号的间隔越短，导致处理器执行获取脉冲信号的实际时间与预设时间间隔之间存在一定的误差，例如，假设预设时间间隔为5ms，实际情况中opg在到达4.9ms时就生成脉冲信号，而下一次可能是再经过5.3ms之后才生成，使得处理器获取脉冲信号的实际时刻也产生变化，因此，需要得知获取脉冲信号的实际时刻，以便根据实际时间来修正平均速度。
78.具体的，可以预先设置一个预设时长，该预设时长也小于大周期的时长，并且还需要比获取到n个脉冲信号的理论总时长要小，这是因为当预设时长大于理论总时长时，在任何时间长度的预设时长内获取到脉冲信号的总数量总是一致的，对于后续步骤没有参考性。在实际应用中，确定在预设时长内获取到的脉冲信号的总数量，将其在预设时长内理论能够获取到的总数量进行对比，可知，若脉冲信号的总数量大于理论能够获取到的总数量，说明列车当前的实际速度比较快；反之若脉冲信号的总数量小于理论能够获取到的总数量，说明列车当前的实际速度比较慢，可以基于此来对最后的平均速度进行修正。例如，当前周期为100ms，opg理论情况下每5ms生成一次脉冲信号，n为10，可以设置预设时长为30ms，可知30ms内理论上最多能够获取到7次脉冲信号，但实际情况中的opg可能是经过4ms或6ms才生成脉冲信号，导致实际获取到的脉冲信号不等于7。
79.同理，在获取完n个脉冲信号时，判断其实际总时长与理论总时长之间的差距，实际总时长比理论总时长短则说明列车的实际速度越快，反之说明列车的实际速度越慢，基于此来对最后的平均速度进行修正。
80.例如，可以将计算总数量的步骤称为模式1，并将计算总时长的步骤称为模式2，系统层可以每间隔一段时间发送一个中断信号isr1给模式1，作为其时钟信号；底层驱动层给模式2提供时钟信号isr2，以便其计算实际总时长；此外底层驱动层再生成一个中断信号isr3作为采集信号，通过isr1和isr3的配合完成模式1数据采集。通过isr2和isr3的配合完成模式2的数据采集。而对于行驶方向，isr1对模式1数据进行更新，当发现模式1计算到的总数量与预期不符时重置模式1的步骤，或者将本周期内的模式1数据删除。除此以外每隔一段时间，通过isr1使能isr3中断，更新脉冲采集的方向数据。
81.基于此，通过引入获取n个脉冲信号的实际用时以及预设时长内获取到的脉冲信号的数量，能够准确地确定列车的速度和方向。
82.作为一种优选的实施例，当当前周期不为列车启动后的第一个周期时，根据总数量、总时长以及剩余的所有第一脉冲信号确定平均速度，包括：
83.判断当前周期的上一个周期确定的平均速度是否低于预设速度；
84.若低于预设速度，则根据总时长和剩余的所有第一脉冲信号确定平均速度；
85.若不低于预设速度，则根据总数量和剩余的所有第一脉冲信号确定平均速度。
86.为了准确地确定列车速度，本技术中，考虑到列车当前的实际速度会影响到opg的脉冲信号，当列车的实际速度过慢时，当前周期内生成的脉冲信号可能较少，可能会导致预设时长内获取到的脉冲信号的总数量过少，甚至可能是1个或0个，导致总数量对于列车速度的计算产生异常影响，为了准确地确定列车速度，可以忽略总数量，仅通过总时长和剩余的所有第一脉冲信号确定平均速度；当列车的实际速度正常时，考虑到获取到n个脉冲信号
所花费的总时长之间的差异不大，为了减轻计算压力，可以忽略总时长，仅通过总数量和剩余的所有第一脉冲信号确定平均速度。对于列车的实际速度，采用的是上一个周期计算得到的平均速度，由于上位机的工作周期通常在ms级别，相邻周期之间的列车实际速度变化不大，所以可以将上个周期的平均速度作为本周期的列车实际速度。预设速度可以是根据列车在正常运行时，opg能够在可接收的时间间隔内生成脉冲信号的时间来设定的，列车实际速度在大于预设速度时，opg能够在当前周期中正常生成至少n个脉冲信号。基于此，能够准确地确定列车速度。
87.作为一种优选的实施例，根据总数量、总时长以及剩余的所有第一脉冲信号确定平均速度，包括：
88.根据总数量和剩余所有第一脉冲信号确定第一平均速度；
89.根据总时长和剩余所有第一脉冲信号确定第二平均速度；
90.判断第一平均速度与第二平均速度之间的速度差值是否大于预设速度；
91.若不大于预设速度，则在第一平均速度和第二平均速度中将指定的平均速度作为列车在当前周期的平均速度。
92.为了准确地确定列车速度，本技术中，为了避免计算总数量和总时长其中的一个因为某些短期突发情况而导致计算得到的总数量或总时长存在异常，因此，首先分别根据总时长/总数量与第一脉冲信号来计算出各自对应的平均速度，可以理解的是，由于列车的行驶速度是唯一参数，所以在正常情况下，计算得到的第一平均速度和第二平均速度都会接近列车的真实行驶速度，进而可知，第一平均速度和第二平均速度之间也较为接近。基于此，在计算出这两个平均速度后，判断这两个平均速度之间的差值是否过大，若过大，则说明这两个平均速度中至少有一个平均速度a存在异常，而另一个平均速度b也由于失去了作为参照的另一个平均速度a，从而也不知道另一个平均速度b是否为正常速度，此时，为了保证列车测速的准确性，可以直接将本周期的计算结果作废，等待下一个周期开始后再进行下一轮的计算；只有在第一平均速度和第二平均速度之间的差值在可接受范围内时，可以根据工作人员的需要，将这两个平均速度中的任一个作为最终的测速结果。请参照图2，图2为本技术提供的一种数据帧的示意图，可以将计算第一平均速度的步骤称为model1，将计算第二平均速度的步骤称为model2，相当于与上述实施例中的模式1和模式2对应，计算过程中，先确定model1和model2各自确定得到的脉冲信号数量和相应的计算结果(buff)，并根据当前用户指定的周期配置和脉冲配置在计算各自的测速结果。基于此，能够准确地确定列车速度。
93.作为一种优选的实施例，在判断第一平均速度与第二平均速度之间的速度差值是否大于预设速度之前，还包括：
94.判断第一平均速度是否在预设第一平均速度范围内并判断第二平均速度是否在预设第二平均速度范围内；
95.若第一平均速度在预设第一平均速度范围且第二平均速度不在预设第二平均速度范围内，将第一平均速度作为平均速度；
96.若第一平均速度不在预设第一平均速度范围且第二平均速度在预设第二平均速度范围内，将第二平均速度作为平均速度；
97.若第一平均速度在预设第一平均速度范围且第二平均速度在预设第二平均速度
范围内，进入判断第一平均速度与第二平均速度之间的速度差值是否大于预设速度的步骤。
98.为了准确地确定列车速度，本技术中，考虑到实际情况中可能会出现两个平均速度均异常，但异常后的两个平均速度之间的差距不大的情况，因此，在对比两个平均速度之间的速度差值之前，还需要对比两个平均速度与各自对应的预设平均速度范围，预设第一/第二平均速度范围是根据列车历史的正常情况下的行驶速度计算得到的，这两个预设平均速度范围可以是相互不同但差距不大的范围，也可以是同一个速度范围。若有第一或第二平均速度不在其对应的预设平均速度范围内，则可以直接判定其异常，并使用另一个正常的平均速度最为最终的测速结果；若两个平均速度度均正常，则进入后续的判断速度差值的过程；若两个平均速度均异常，则将这两个平均速度均删除，也即当前周期作废，等下一个周期开始后再开始新一轮计算。基于此，能够准确地确定列车速度。
99.作为一种优选的实施例，在根据剩余的所有第一脉冲信号确定列车在当前周期的平均速度和行驶方向之前，还包括：
100.判断是否获取到用户指令；
101.若未获取到，则进入根据剩余的所有第一脉冲信号确定列车在当前周期的平均速度和行驶方向的步骤。
102.为了及时同步新的测速流程，本技术中，考虑到在实际情况中，可能会因为列车速度、气候、铁路情况以及实际使用的opg型号等因素，导致具体的测速步骤发生变化，例如，在获取n次所述opg发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号时，n的实际数值可能会发生变化；或者在判断两个脉冲信号之间的频率差值是否大于预设差值时，实际的预设差值也可能会发生变化等。当出现这种变化时，说明之后的测速流程需要根据新的n值或者新的预设差值等变化过的参数进行计算，因此，用户通过操作用户终端生成对应的用户指令发送给处理器，处理器在接收到用户指令时，则可以确定有参数发生变化，当前周期计算得到的测速结果不适用于新的测速流程中；若没有用户指令，则说明没有参数发生变化，处理器正常执行后续步骤。基于此，能够及时同步新的测速流程。
103.作为一种优选的实施例，根据剩余的所有第一脉冲信号确定列车在当前周期的行驶方向，包括：
104.对于剩余的任一第一脉冲信号，确定第一脉冲信号中的第一通道信号与第二通道信号之间的前后顺序；
105.根据前后顺序确定第一脉冲信号表示的列车方向；
106.根据剩余的所有第一脉冲信号表示的列车方向确定列车在当前周期的行驶方向。
107.为了简单地确定列车的行驶方向，本技术中，由于opg生成的脉冲信号属于双通道信号，也即每个脉冲信号实际上由两个通道的子脉冲信号构成，通过先同一脉冲信号中的两个子脉冲信号(也即通道信号)之间的相位差，通过相位差再根据通道信号的前后顺序可以确定出列车的行驶方向。例如，可以预先确定第一通道信号为表示向车头方向行驶的信号，第二通道信号为表示向车尾方向行驶的信号，当第一通道信号和第二通道信号之间的相位差为90度时，两个通道信号之间的差距是1/4个周期，若第一通道信号在前，第二通道信号在后，如当第二通道信号的电平刚从0翻转为1时，第一通道信号已经为1，则可以说明第一通道信号在前且第二通道信号在后，进而可以说明列车的行驶方向为车头方向；反之
若第二通道信号在前，则可以说明列车的行驶方向为车尾方向。基于此，通过确定各个脉冲信号对应的列车方向，则可以确定列车的行驶方向。
108.作为一种优选的实施例，在根据相位差确定第一脉冲信号表示的列车方向之后，还包括：
109.判断各个列车方向是否均一致；
110.若是，则进入根据剩余的所有第一脉冲信号表示的列车方向确定列车在当前周期的行驶方向的步骤。
111.为了准确地确定列车的行驶方向，本技术中，考虑到上位机的工作周期的时间通常为数十ms或数百ms，也即当前周期的时间通常也为数十ms或数百ms，当列车正常行驶时，由于列车的行驶速度很快，加上列车的总重量较重，所以列车有较大的惯性，可以理解的是，正常情况下的列车不可能出现数十ms或数百ms内也即在一个周期内出现行驶方向突然从车头方向变成车尾方向的现象，因此，若在一个周期内检测到的各个列车方向中存在不一致的列车方向，则说明当前周期的方向计算存在问题，需要重新计算或者作废；只有当一个周期内检测到的所有列车方向均表示为同一方向，才能够进行后续步骤。
112.请参照图3，图3为本技术提供的一种测速装置的结构示意图，包括：
113.存储器21，用于存储计算机程序；
114.处理器22，用于执行计算机程序时实现如上述的测速方法的步骤。
115.对于本技术提供的一种测速装置的详细介绍，请参照上述的测速方法的实施例，本技术在此不再赘述。
116.请参照图4，图4为本技术提供的一种测速系统的结构示意图，包括上位机31和opg33，还包括如上述的测速装置32；
117.测速装置32分别与上位机31以及opg33连接。
118.对于本技术提供的一种测速系统的详细介绍，请参照上述的测速方法的实施例，本技术在此不再赘述。
119.考虑到一些安全计算机平台拥有两个上位机31，这两个上位机31都需要获取来自测速装置32的测速结果，因此，为了避免共模故障，请参照图5，图5为本技术提供的另一种测速系统的结构示意图，可以设置两个型号不同的cpu作为测速装置32，这两个测速装置分别获取不同一路的opg33的脉冲信号，并通过两个测速装置32相互连接的方式，将自身获取到的原始脉冲信号转发给另一个测速装置32，从而实现两个测速装置32都获取到两路脉冲信号的目的，这两个测速装置32分别和不同的上位机31连接，来将各自的测速结果发送给对应的上位机31，其中，由于这两个测速装置32的测速流程完全一致，获取到的脉冲信号也完全一致，因此计算得到的测速结果也完全一致，从而实现两个上位机31都获取到相同测速结果的目的。而对于具体使用的测速装置32，需要采用不同的处理器来避免处理器之间的共模故障，例如，第一路脉冲信号(信号1+信号2)采用的测速装置32的型号为tms570的处理器，第二路脉冲信号(信号3+信号4)采用的测速装置32的型号为scp5777的处理器，这两个处理器之间通过spi总线进行串行通信，从而使这两个处理器在计算出测速结果后，可以相互进行验证，来判断相互计算得到的测速结果是否一致，以便在一致时输出给上位机31；其中的脉冲采集电路为hcpl-0630，其属于一种光耦隔离芯片，仅需一个外部供电即可使用；opg33输出的脉冲信号经过脉冲采集电路中的分流电路将电流大小稳定在10ma，可以达
到光耦最好的驱动效果，光耦输出端经过分压电路将脉冲信号电压由5v降为2.5v后输入到相应的处理器中。进一步的，这两个处理器在计算平均速度和行驶方向时，分别根据采集到的脉冲信号与用户指定的采集配置计算出本周期速度、位移和方向信息，并对计算出的位移信息和速度进行监督，判断列车空转打滑状态和停稳状态(例如检测到的速度很快但列车没有位移时，则说明列车空转)，最终生成列车运动信息包发送给上位机31处理，列车运动信息包中包含了两路脉冲信号的测速结果、两路脉冲中的通道脉冲信号的参数信息和列车行驶方向，以及空转打滑状态和停稳状态的判定结果。
120.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
121.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
122.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种测速方法，其特征在于，应用于列车上的处理器，所述处理器分别与所述列车的上位机以及所述列车的opg连接，所述测速方法包括：在当前周期开始时，根据预设时间间隔获取n次所述opg发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号，n为不小于2的正整数，所述预设时间间隔不大于所述当前周期的时长；判断同一时刻获取到的所述第一脉冲信号的频率与所述第二脉冲信号的频率之间的频率差值是否大于预设差值；若大于预设差值，则删除所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；若不大于预设差值，则保留所述第一脉冲信号并删除所述第二脉冲信号；在所述当前周期结束时，根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的平均速度和行驶方向；将所述平均速度和所述行驶方向发至所述上位机；其中，所述周期与所述上位机的工作周期一致。2.如权利要求1所述的测速方法，其特征在于，在根据预设时间间隔获取n次所述opg发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号之后，还包括：确定在所述当前周期的预设时长内获取到的所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的总数量；确定获取到n个所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的总时长；根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的平均速度和行驶方向，包括：根据所述总数量、所述总时长以及根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的平均速度和行驶方向。3.如权利要求2所述的测速方法，其特征在于，当所述当前周期不为所述列车启动后的第一个周期时，根据所述总数量、所述总时长以及根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的平均速度和行驶方向，包括：判断所述当前周期的上一个周期确定的所述平均速度是否低于预设速度；若低于预设速度，则根据所述总时长和剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述平均速度；若不低于预设速度，则根据所述总数量和剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述平均速度。4.如权利要求2所述的测速方法，其特征在于，根据所述总数量、所述总时长以及剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述平均速度，包括：根据所述总数量和剩余所有所述第一脉冲信号确定第一平均速度；根据所述总时长和剩余所有所述第一脉冲信号确定第二平均速度；判断所述第一平均速度与所述第二平均速度之间的速度差值是否大于预设速度；若不大于预设速度，则在所述第一平均速度和所述第二平均速度中将指定的平均速度作为所述列车在所述当前周期的平均速度。5.如权利要求4所述的测速方法，其特征在于，在判断所述第一平均速度与所述第二平均速度之间的速度差值是否大于预设速度之前，还包括：判断所述第一平均速度是否在预设第一平均速度范围内并判断所述第二平均速度是
否在预设第二平均速度范围内；若所述第一平均速度在所述预设第一平均速度范围且所述第二平均速度不在所述预设第二平均速度范围内，将所述第一平均速度作为所述平均速度；若所述第一平均速度不在所述预设第一平均速度范围且所述第二平均速度在所述预设第二平均速度范围内，将所述第二平均速度作为所述平均速度；若所述第一平均速度在所述预设第一平均速度范围且所述第二平均速度在所述预设第二平均速度范围内，进入判断所述第一平均速度与所述第二平均速度之间的速度差值是否大于预设速度的步骤。6.如权利要求1所述的测速方法，其特征在于，在根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的平均速度和行驶方向之前，还包括：判断是否获取到用户指令；若未获取到，则进入根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的平均速度和行驶方向的步骤。7.如权利要求1至6任一项所述的测速方法，其特征在于，根据剩余的所有所述第一脉冲信号确定所述列车在所述当前周期的行驶方向，包括：对于剩余的任一所述第一脉冲信号，确定所述第一脉冲信号中的第一通道信号与第二通道信号之间的前后顺序；根据所述前后顺序确定所述第一脉冲信号表示的列车方向；根据剩余的所有所述第一脉冲信号表示的列车方向确定所述列车在所述当前周期的行驶方向。8.如权利要求7所述的测速方法，其特征在于，在根据所述相位差确定所述第一脉冲信号表示的列车方向之后，还包括：判断各个所述列车方向是否均一致；若是，则进入根据剩余的所有所述第一脉冲信号表示的列车方向确定所述列车在所述当前周期的行驶方向的步骤。9.一种测速装置，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述的测速方法的步骤。10.一种测速系统，其特征在于，包括上位机和opg，还包括如权利要求9所述的测速装置；所述测速装置分别与所述上位机以及所述opg连接。

技术总结
本发明公开了一种测速方法、装置及系统，涉及测速领域，在周期开始时，在周期内获取多次列车OPG发送的第一脉冲信号和第二脉冲信号，判断同一时刻获取到的第一脉冲信号的频率与第二脉冲信号的频率之间的频率差值是否大于预设差值，大于时则删除两个脉冲信号，不大于时只保留第一脉冲信号，在当前周期结束时，根据剩余的所有第一脉冲信号确定列车在当前周期的平均速度和行驶方向，最后将确定得到的平均速度和行驶方向发至上位机。由于发送给上位机的计算结果即为最终的唯一结果，不需要上位机再参与比较，不需要修改上位机的底层逻辑，以降低实现复杂度和提高可用性。此外，在每个周期中设置时间间隔以获取脉冲信号，能够保证测速的实时性。证测速的实时性。证测速的实时性。


技术研发人员：田全胜 刘龙 孟宪章 徐兴亮
受保护的技术使用者：新誉集团有限公司
技术研发日：2022.11.11
技术公布日：2023/3/24