本發(fā)明公開了一種基于磁編碼的鐵路道岔位置測定裝置及方法，應(yīng)用于鐵路交通安全領(lǐng)域，磁編碼生成系統(tǒng)安裝于鐵路道岔上，用于產(chǎn)生具有特定空間分布的磁編碼信息，作為道岔本身磁場信息標(biāo)識；磁探測系統(tǒng)分布在道岔運(yùn)動區(qū)域，用于探測道岔運(yùn)動過程中該區(qū)域的磁場變化信息；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于根據(jù)磁探測系統(tǒng)獲得的磁場變化信息，構(gòu)建道岔運(yùn)動過程的局部區(qū)域磁場分布，提取局部區(qū)域磁場分布的實(shí)際特征信息來確定鐵路道岔是否已被操縱至目標(biāo)位置。通過本發(fā)明提高了測定鐵路道岔位置的準(zhǔn)確性和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路交通安全領(lǐng)域，尤其涉及一種基于磁編碼的鐵路道岔位置測定裝置及方法。

背景技術(shù)

鐵路道岔是控制鐵路軌道變軌、列車行走方向的關(guān)鍵因素，也是軌道的薄弱環(huán)節(jié)之一。鐵路道岔的位置有定位和反位兩個位置，當(dāng)鐵路道岔實(shí)際位置與預(yù)期位置不一致，鐵路道岔扳錯方向或扳不到位時，將出現(xiàn)列車駛?cè)脲e誤軌道、或者列車脫軌的事故。

鐵路道岔位置控制在早期是由人工來控制，隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以通過設(shè)備對全站信號和鐵路道岔位置進(jìn)行集中操縱和核校，利用繼電器變位后的位置、鐵路道岔動作電流、定位/反位繼電器狀態(tài)三種數(shù)據(jù)來判斷室內(nèi)室外、室內(nèi)是否一致。目前判定鐵路道岔是否扳到位的方式準(zhǔn)確性不夠高，仍然存在出錯情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例通過提供一種基于磁編碼的鐵路道岔位置測定裝置及方法，以提高鐵路道岔位置檢測的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而利于更準(zhǔn)確、可靠的操作鐵路道岔。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于磁編碼的鐵路道岔位置測定裝置，包括：

磁編碼生成系統(tǒng)，安裝于鐵路道岔上，其中，所述磁編碼生成系統(tǒng)包括以幾何構(gòu)型分布于所述鐵路道岔上的磁體陣列，用于產(chǎn)生作為所述鐵路道岔的磁場信息標(biāo)識的磁編碼信息；

磁探測系統(tǒng)，安裝于所述鐵路道岔的運(yùn)動區(qū)域，用于在所述鐵路道岔的運(yùn)動過程中探測所述運(yùn)動區(qū)域的磁場變化信息，其中，所述磁場變化信息包含所述磁編碼信息；

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于根據(jù)所述磁場變化信息，構(gòu)建針對所述運(yùn)動過程的局部區(qū)域磁場分布；提取所述局部區(qū)域磁場分布的實(shí)際特征信息，并利用所述實(shí)際特征信息判定所述鐵路道岔是否到達(dá)目標(biāo)位置。

可選地，所述磁體陣列，包括：

以特定幾何構(gòu)型排布于所述鐵路道岔的多個磁偶極子，用于產(chǎn)生具有特定空間分布的磁編碼信息，以作為所述鐵路道岔的磁場信息標(biāo)識。

可選地，所述磁探測系統(tǒng)，包括：

磁探測陣列，排布于所述鐵路道岔的運(yùn)動區(qū)域，用于在所述鐵路道岔的運(yùn)動過程中，感測所述運(yùn)動區(qū)域的磁場變化信息，并將所述磁場變化信息轉(zhuǎn)換為磁場矢量數(shù)據(jù)后發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

可選地，所述磁探測陣列，包括：

多列直線排布的磁強(qiáng)計，各列直線排布磁強(qiáng)計交叉于同一位置，其中，每列直線排布的磁強(qiáng)計中包含等間隔分布的多個磁強(qiáng)計。

可選地，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，具體用于：

接收所述磁場變化信息，所述磁場變化信息包含每個物理過程在所述鐵路道岔的運(yùn)動過程中貢獻(xiàn)的磁場組分；

根據(jù)所述磁場變化信息，構(gòu)建用于標(biāo)識所述局部區(qū)域磁場分布的樣本矩陣，其中，所述樣本矩陣包含m個數(shù)據(jù)樣本，每個數(shù)據(jù)樣本包含n個元素，m、n為大于1的正整數(shù)。

可選地，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，具體用于：

利用所述樣本矩陣構(gòu)建協(xié)方差矩陣，并利用自然正交分量法對所述協(xié)方差矩陣進(jìn)行正交分解，以得到對應(yīng)不同物理過程的多階本征模，以及與該階本征模對應(yīng)的本征向量；