列車測速

輪軸脈衝轉速傳感器

轉速傳感器的種類很多
，有磁電式
、光電式、離心式
、霍爾式等轉速傳感器。其中輪軸脈衝轉速傳感器在高速鐵路中應用較為廣泛。輪軸脈衝轉速傳感器測速的基本工作原理：利用車輪的周長作為“尺子”測量列車走行距離，根據所測距離測算列車運行速度，其基本公式為：
V=πDn/3.6
式中，π=3.14
，D為車輪直徑，n為車輪轉速。

congshangshikezhi，celiangliechesudujiushijianceliechechelunzhuansuheliechelunjing。maichongzhuansuchuanganqianzhuangzailunzhoushang，lunzhoumeizhuandongyizhou
，chuanganqishuchuyidingshumudemaichong
，shimaichongpinlvyulunzhouzhuansuchengzhengbi。shuchudemaichongjinggelihezhengxinghouzhijieshurujisuanjiCPU進行頻率測量
，再經換算從而得出車組速度和走行距離閉。其原理框圖如圖1所示。

圖1：脈衝轉速傳感器原理框圖

慣性加速度傳感器

加jia速su度du傳chuan感gan器qi是shi一yi種zhong能neng夠gou測ce量liang加jia速su力li的de電dian子zi設she備bei。加jia速su力li是shi物wu體ti在zai加jia速su過guo程cheng中zhong作zuo用yong在zai物wu體ti上shang的de力li，可ke以yi是shi常chang量liang或huo變bian量liang。一yi般ban加jia速su度du傳chuan感gan器qi根gen據ju壓ya電dian效xiao應ying原yuan理li工gong作zuo
，加jia速su度du傳chuan感gan器qi利li用yong其qi內nei部bu由you於yu加jia速su度du造zao成cheng的de晶jing體ti變bian形xing產chan生sheng電dian壓ya，隻zhi要yao計ji算suan出chu產chan生sheng的de電dian壓ya和he所suo施shi加jia的de加jia速su度du之zhi間jian的de關guan係xi
，就jiu可ke將jiang加jia速su度du轉zhuan化hua成cheng電dian壓ya輸shu出chu。還hai有you很hen多duo其qi他ta方fang法fa製zhi作zuo加jia速su度du傳chuan感gan器qi，如ru電dian容rong效xiao應ying、熱氣泡效應、光效應
，但其最基本的原理都是由於加速度使某種介質產生變形，通過測量其變形量並用相關電路轉化成電壓輸出。

輪軸脈衝轉速傳感器也存在一定缺陷：即(ji)車(che)輪(lun)空(kong)轉(zhuan)或(huo)打(da)滑(hua)會(hui)使(shi)列(lie)車(che)速(su)度(du)的(de)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)存(cun)在(zai)誤(wu)差(cha)，為(wei)解(jie)決(jue)此(ci)類(lei)問(wen)題(ti)

，在(zai)列(lie)車(che)車(che)軸(zhou)上(shang)加(jia)裝(zhuang)一(yi)個(ge)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)，配(pei)合(he)脈(mai)衝(chong)轉(zhuan)速(su)傳(chuan)感(gan)器(qi)使(shi)用(yong)。該(gai)方(fang)式(shi)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)：在zai列lie車che打da滑hua期qi間jian，把ba機ji車che的de內nei加jia速su度du作zuo為wei測ce速su的de信xin息xi源yuan，該gai信xin息xi與yu車che輪lun旋xuan轉zhuan的de狀zhuang態tai等deng信xin息xi不bu相xiang關guan
，而er在zai其qi餘yu工gong作zuo時shi間jian仍reng用yong輪lun軸zhou脈mai衝chong傳chuan感gan器qi測ce速su，所suo以yi該gai方fang式shi稱cheng為wei基ji於yu慣guan性xing加jia速su度du傳chuan感gan器qi的de測ce速su。在zai車che輪lun打da滑hua時shi
，由you加jia速su度du傳chuan感gan器qi測ce得de加jia速su度du及ji車che輪lun打da滑hua前qian加jia速su度du的de傾qing斜xie分fen量liang，而er計ji算suan出chu車che輪lun打da滑hua時shi的de列lie車che運yun行xing加jia速su度du，再zai將jiang該gai值zhi積ji分fen即ji得de車che輪lun打da滑hua時shi列lie車che實shi時shi運yun行xing的de速su度du。具ju體ti原yuan理li如ru圖tu2所示。

圖2：加速度傳感器測速原理

列車定位

在高速列車運行過程中，能否準確及時地獲得列車位置信息是列車安全有效運行的保障。

相對傳感器

相對傳感器是根據預先確定的或先前測量的距離、位置等信息所安裝的一種設備。該方式目前由輪軸傳感器實現。其工作原理：將傳感器輸出頻率與輪軸轉速成正比的脈衝信號，通過對頻率進行一係列換算先得出速度

，再由速度對時間進行積分得到距離。

地麵傳感器

相(xiang)對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)工(gong)作(zuo)時(shi)必(bi)須(xu)首(shou)先(xian)確(que)定(ding)其(qi)相(xiang)對(dui)於(yu)大(da)地(di)的(de)絕(jue)對(dui)位(wei)置(zhi)和(he)取(qu)向(xiang)。為(wei)此(ci)，在(zai)地(di)麵(mian)適(shi)當(dang)位(wei)置(zhi)必(bi)須(xu)加(jia)裝(zhuang)地(di)麵(mian)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，俗(su)稱(cheng)信(xin)標(biao)。當(dang)機(ji)車(che)通(tong)過(guo)時(shi)，車(che)上(shang)感(gan)應(ying)器(qi)接(jie)收(shou)到(dao)地(di)麵(mian)傳(chuan)感(gan)器(qi)提(ti)供(gong)的(de)絕(jue)對(dui)位(wei)置(zhi)信(xin)息(xi)，使(shi)列(lie)車(che)對(dui)距(ju)離(li)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)更(geng)新(xin)，得(de)到(dao)新(xin)的(de)初(chu)始(shi)位(wei)置(zhi)，從(cong)而(er)克(ke)服(fu)了(le)相(xiang)對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)誤(wu)差(cha)缺(que)陷(xian)。

絕對傳感器

由(you)於(yu)相(xiang)對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)工(gong)作(zuo)的(de)局(ju)限(xian)性(xing)，絕(jue)對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)成(cheng)為(wei)未(wei)來(lai)高(gao)速(su)鐵(tie)路(lu)運(yun)行(xing)中(zhong)列(lie)車(che)定(ding)位(wei)的(de)主(zhu)流(liu)技(ji)術(shu)。絕(jue)對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)直(zhi)接(jie)提(ti)供(gong)絕(jue)對(dui)位(wei)置(zhi)和(he)取(qu)向(xiang)信(xin)息(xi)
，進(jin)而(er)實(shi)現(xian)列(lie)車(che)的(de)測(ce)距(ju)定(ding)位(wei)。

結束語

通過以上論述表明，利用傳感器進行測速和定位方法簡單、經濟實用，測量數據誤差在規定範同，岡而傳感器在高速鐵路的應用較廣，是目前應用的主導產品。現已出現的GPS移yi動dong通tong信xin和he衛wei星xing定ding位wei技ji術shu方fang式shi就jiu是shi通tong過guo外wai加jia輸shu入ru信xin號hao直zhi接jie獲huo取qu列lie車che的de位wei置zhi和he速su度du信xin息xi來lai實shi現xian測ce速su和he定ding位wei的de
，但dan該gai方fang式shi的de測ce量liang精jing度du受shou到dao一yi些xie因yin素su的de製zhi約yue

，暫zan時shi尚shang未wei推tui廣guang。但dan隨sui著zhe其qi技ji術shu成cheng熟shu
，移yi動dong通tong信xin、衛星定位在高速鐵路的應用前景將更為廣闊。