基于速度傳感器測速的車載系統的測速功能測試平臺的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及城市軌道交通安全信號領域，特別涉及一種基于速度傳感器測速的車 載系統的測速功能測試平臺。
【背景技術】
[0002] 在城市軌道交通安全信號領域，列車速度與距離測量（簡稱測速測距）是車載信 號系統中安全完整性等級SIL4的列車自動防護（Automatic Train Protection，簡稱ATP) 系統的關鍵技術之一。
[0003] 目前，ATP系統中一般采用速度傳感器、編碼里程計或雷達測速儀等測速設備對機 車車輪角速度或車輪走行距離進行測量，這些外部設備通常安裝在列車制動輪軸上，ATP系 統通過采集、補償、分析測速設備的傳感器信號，計算出車輪速度與走行距離。
[0004] IEEE1474. 1基于通信的列車控制（CBTC)性能與功能需求標準（1474. IIEEE Standard for Communications-Based Train Control (CBTC) Performance and Functional Requirements)中對測速精度有較為嚴苛的要求，而城市軌道交通行業技術規 范-ATP產品技術規范1. 0中對ATP功能列車測速誤差也有規定，同時二者對列車位置分辨 率（精度）要求也很明確。上述標準都對ATP測速測距功能提出了嚴格的要求，可見測速 測距功能在車載系統中的重要性，因此保證測速測距功能與算法的可測性及正確性尤為重 要。
[0005] 在列車牽引過程中，若車輛施加的牽引力大于輪軌之間的最大粘著力時，車輪會 出現空轉現象，在列車制動過程中，若車輛施加的制動力大于輪軌之間的最大粘著力時，車 輪會出現打滑或抱死現象。ATP系統測速測距算法應能準確檢測這類現象，并能對列車速度 與走形距離進行補償。
[0006] 其中，中國專利申請《對空轉和打滑進行檢測和補償的安全列車測速測距系統及 方法》（【申請號】201210475913.x)中對使用速度傳感器與加速度傳感器組合的方式進行數 據相互校驗，打滑判定，再補償速度與走行距離實現測速測距功能做了詳細介紹，這里不再 詳細贅述。
[0007] 目前基于多傳感器融合測速方法的測試或仿真大都基于硬件平臺，如論文《多傳 感器信息融合的列車測速定位實驗平臺的研宄》（作者：王少偉，北京交通大學碩士學位論 文）介紹了利用開發工具LabVIEW，結合選擇工控機，數據采集卡等硬件設備搭建了測速定 位硬件實驗平臺，并在鐵路現場做了數據采集試驗，同時分析驗證了實驗平臺的穩定性。但 文中是主要針對速度傳感器、光纖陀螺、電子羅盤、衛星接收機等硬件傳感器搭建了檢測平 臺，再對采集數據進行簡單濾波，并沒有能做到模擬列車空轉打滑以驗證ATP測速測距算 法的有效性及正確性。
[0008] 在論文《ATP設備定位測速的研宄與仿真》（作者：孟琦，西南交通大學碩士學位論 文）中主要研宄了基于速度傳感器、雷達測速儀以及模擬應答器的測速定位算法，最后簡 單的通過rand()函數隨機產生固定范圍的列車速度來對測速定位算法進行測試。文章并 沒能模擬速度傳感器/雷達測速儀的各種場景以驗證測速測距算法。
[0009] 在目前的地鐵項目中，測速測距算法一般都基于在試驗線現場進行實際動車測 試，而對ATP測速測距算法功能的測試的關鍵在于驗證算法對待異常場景下的安全反應， 如列車制動過程中出現滑行的情況。目前制造滑行場景一般需要人工降低軌道的粘著力 并且是在列車高速運行的過程中對列車施加制動。在IEC61133-1992(電力牽引-機車車 輛-電力機車車輛和電傳動熱力機車車輛制成后投入使用前的試驗方法.1992.)標準中對 滑行試驗均有介紹，一般通過將乙二醇與水的按一定比例混合液涂于車輪或鋼軌面上達到 降低輪軌粘著并測試空轉與打滑功能。這類方法對測試環境要求高，實施較復雜，同時有一 定危險性，并且測試效果并不理想。

【發明內容】

[0010] 本發明要解決的技術問題是提供一種基于速度傳感器測速的車載系統的測速功 能測試平臺，可在軟件層面為測試人員實現車載系統的測速算法功能的測試，能通過動態 滑移率控制來模擬車輛打滑場景，達到更精確的測試效果。
[0011] 為解決上述技術問題，本發明提供的基于速度傳感器測速的車載系統的測速功能 測試平臺，測試平臺包括牽引制動位置模塊、牽引制動加速度計算模塊、輪速計算模塊、參 數設置模塊；
[0012] 所述牽引制動位置模塊，用于獲取牽引制動桿位置；
[0013] 所述牽引制動加速度計算模塊，用于根據牽引制動桿位置計算得到機車牽引制動 加速度，并輸出到輪速計算模塊及基于速度傳感器測速的車載系統；
[0014] 所述輪速計算模塊，用于根據機車牽引制動加速度，計算得到機車速度、速度傳感 器脈沖計數、速度傳感器計數脈寬，并將速度傳感器脈沖計數、速度傳感器計數脈寬輸出到 基于速度傳感器測速的車載系統；
[0015] 所述參數設置模塊，用于設定所述牽引制動加速度計算模塊、輪速計算模塊計算 時所需參數；
[0016] 所述輪速計算模塊，通過以下方式計算得到速度傳感器脈沖計數、速度傳感器計 數脈寬：
【主權項】
1. 一種基于速度傳感器測速的車載系統的測速功能測試平臺，其特征在于，測試平臺 包括牽引制動位置模塊、牽引制動加速度計算模塊、輪速計算模塊、參數設置模塊； 所述牽引制動位置模塊，用于獲取牽引制動桿位置； 所述牽引制動加速度計算模塊，用于根據牽引制動桿位置計算得到機車牽引制動加速 度，并輸出到輪速計算模塊及基于速度傳感器測速的車載系統； 所述輪速計算模塊，用于根據機車牽引制動加速度，計算得到機車速度、速度傳感器脈 沖計數、速度傳感器計數脈寬，并將速度傳感器脈沖計數、速度傳感器計數脈寬輸出到基于 速度傳感器測速的車載系統； 所述參數設置模塊，用于設定所述牽引制動加速度計算模塊、輪速計算模塊計算時所 需參數； 所述輪速計算模塊，通過以下方式計算得到速度傳感器脈沖計數、速度傳感器計數脈 寬：
式中，Vtrainw為當前車載系統周期的機車速度，V 為上ー車載系統周期的機車速 度，VtrainOO為初始速度且VtMinft〇= 0, 所述牽引制動加速度計算模塊計算得到的機 車牽引制動加速度，Vwhral(n)為當前車載系統周期機車輪速，PCwhMl(n)為速度傳感器截至當前 車載系統周期的累積脈沖計數，PCwhraui^為速度傳感器截至上ー車載系統周期的累積脈沖 計數，PWwteel(11)為速度傳感器當前車載系統周期的計數脈寬，T為測試平臺及車載系統周期 時間，N為試驗車輪旋轉一周速度傳感器產生的脈沖方波數目，D為試驗車輪輪徑，〇為滑 移率，b為速度傳感器脈沖計數通道系數，f?為速度傳感器計數脈寬通道系數； T、N、D、〇、b、f?通過所述參數設置模塊設定。
2. 根據權利要求1所述的基于速度傳感器測速的車載系統的測速功能測試平臺，其 特征