[科普中国]-测速设备

测速设备(car velocity measuring device)是指在驼峰车场内测量车辆溜放速度的设备。在以车辆减速器为调速工具的自动化驼峰中，是一种配套设备。从20世纪50年代中期开始，使用雷达来测量驼峰车辆的溜放速度，测速原理以多普勒效应为依据。

简介测速设备(car velocity measuring device)是指在驼峰车场内测量车辆溜放速度的设备。在以车辆减速器为调速工具的自动化驼峰中，是一种配套设备。从20世纪50年代中期开始，使用雷达来测量驼峰车辆的溜放速度，测速原理以多普勒效应为依据。雷达天线面向运动中的车辆发射一定频率的电磁波，并接收车辆反射回来的电磁波，用发射频率与接收频率之差来确定车辆的溜放速度。当前世界各国铁路驼峰上使用的测速雷达，其波长多数在3cm左右。根据测得的车辆溜放速度，自动控制车辆减速器的动作，使之及时对车辆自动进行制动或缓解1。

测速技术城市轨道交通中，列车的速度信息起着至关重要的作用。

已知列车的的即时速度信息，可以计算列车位置信息，并将速度信息和位置信息送到控制中心，根据全线的列车运行情况，控制中心生成相应的控制命令下达给各列车和沿线地面设备；列车根据接收到的控制命令，结合列车的速度信息、位置信息、线路地理条件和列车自自身状况等信息，对列车进行具体控制，从而保证最佳的运行状态。

车辆系统的稳定性也在很大程度上取决于它所采集到的速度信号的可靠性和精度，而所采集的速度信号包括当前速度值和速度的变化量。

在列车的牵引控制、车轮滑动保护、列车控制、和车门控制过程中都要涉及到速度信号的采集问题。可见速度信息的测量和反映精确与否直接关系到列车运行的质量，这个任务是由许许多多的速度测量设备来完成的1。

测速发电机测速发电机通常会安装于车轮外侧，包括一个齿轮和两组带有永久磁铁的线圈，齿轮固定在机车轮轴上，随车轮转动，线线圈固定在轴箱上。轮轴转动，带动齿轮切割磁力线，在线线圈上产生感应电动势，其频率与列车速度（齿轮的转速）成正比。

这样列车的速度信息就包含在感应电动势的频率特征里，经过频率电压变化后，把列车实际运行的速度变换为电压值，通过测量电压的幅度得到速度值1。

轮轴脉冲速度传感器在轨道交通中，基于轮轴脉冲速度传感器的列车测速定位方法是较为常用的方法。轮轴脉冲速度传感器是通过测量测速轮对的转速脉冲来计算列车的速度。

设测速轮对转一圈速度传感器输出N个脉冲，测速轮对的直径为D，这样只需测量输出脉冲的频率就可以计算测速轮对的轮周线速度，如果轮对与钢轨接触面上的点与钢轨之间没有相对运动，那么这个轮周线速度就是列车沿轨道方向的线速度。

轮轴脉冲速度传感器即是通过在轴承盖上安装信号发生器，对车轮旋转计数。车轮每旋转一周，发生器输出一定数量的脉冲或方波信号，对信号发生器输出信号计数，测出脉冲或方波的频率即可得出列车运行的速度2。

多普勒雷达普勒雷达测速是一种直接测量速度和距离的方法。

在列车上安装多普勒雷达，始终向轨面发射电磁波，由于列车和轨面之间有相对运动，根据多普勒频移效应原理，在发射波和反射波之间产生频移，通过测量频移就可以计算出列车的运行速度，进一步计算出列车运行的距离近年来多普勒雷达测速的技术发展日趋成熟测速精度不断提高、雷达趋于小型化和实用化，为实际应用提供了基础。

由于列车在运动过程中会产生多普勒效应，所以检测到信号的反射频率与发射的信号频率必然存在一定的差异性。如果列车在前进状态，反射的信号频率会高于发射信号频率；反之，则低于发射信号频率。而且，列车运行的速度越快，两个信号之间频率差距越大。通过测量两个信号之间的频率差就可以获取列车的运行方向和即时的运行速度。

多普勒雷达测速法对列车测速的精度和频率要求都比较高，但是由于采用该测速法的设备通常比较复杂，容易受到地面条件的制约，如地面不够光滑会导致电波散射现象较为严重，加大测量难度，同时影响了测量的准确性。它能成功克服脉冲速度传感器车轮磨损、空转、打滑等造成的误差，而且可以持续测速3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学