CN102593947B - 一种动车组应对停电和雷击故障的处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种动车组应对停电和雷击故障的处理方法，使用能源供电系统，包括用于将太阳光转换成一电能的太阳能模块，用于将风力转换成一电能的风能模块，可转换成一电能的备用电池模块，分别耦接至所述太阳能模块、风能模块的充电与转换模块，耦接至所述充电与转换模块的储电模块，耦接至所述太阳能模块、风能模块及备用电池模块的能量切换模块，耦接至所述能量切换模块及储电模块的放电与转换模块，分别耦接至上述各模块的电能管理模块。采用一种太阳能、风能、带有备用电池等供电，设备本身采用低功耗设计思想做到节能环保，能够长时间、主动上传报警和定位信息到控制中心和附近动车组，使得停电和雷击造成的故障得到及时处理，从而避免交通事故的发生起到重大作用。
Description
【技术领域】
本发明涉及动车组，特别是涉及一种动车组应对停电和雷击故障的处理方法。
【背景技术】
高速动车组，是指中国新一代高速动车组，其持续运营时速350公里，试验时速将超过400公里，是世界上商业运营速度最快、科技含量最高、系统匹配最优的动车组。
随着经济社会和交通系统的发展和生活水平的提高，高速动车组的出现给人们生活出行带来巨大的方便，但是动车组遭停电和雷击故障发生时，不能自动上传报警位置信息造成严重交通事故给人们生命和财物的安全造成巨大的损失。针对目前动车组存在这一缺陷，设计一种动车组应对停电和雷击故障的处理系统和方法。
【发明内容】
本发明旨在解决现有技术的缺点，而提供一种动车组应对停电和雷击故障的处理系统和方法，具有智能性、实时性、实用性，采用一种太阳能、风能、带有备用电池等供电，设备本身采用低功耗设计思想做到节能环保，能够长时间、主动上传报警和定位信息到控制中心和附近动车组，附近动车组收相关信息采取相应制动措施，控制中心也可以及时处理这个交通系统运行，使得停电和雷击造成的故障得到及时处理，从而避免交通事故的发生起到重大作用。
为实现上述目的，本发明提供一种动车组应对停电和雷击故障的处理方法，使用能源供电系统，该能源供电系统包括用于将太阳光转换成一电能Es的太阳能模块，用于将风力转换成一电能Ew的风能模块，可转换成一电能Eb的备用电池模块，分别耦接至所述太阳能模块、风能模块的充电与转换模块，耦接至所述充电与转换模块的储电模块，耦接至所述太阳能模块、风能模块及备用电池模块的能量切换模块，耦接至所述能量切换模块及储电模块的放电与转换模块，分别耦接至上述各模块的电能管理模块，其特征在于，该处理方法包括以下步骤：
a、判断所述太阳能模块是否正常，若正常则输出一电能Es，否则将该太阳能模块停机，并通过能量切换模块切换到所述风能模块；
b、判断所述风能模块是否正常，若正常则输出一电能Ew，否则将该风能模块停机，并通过能量切换模块切换到所述备用电池模块；
c、判断所述备用电池模块是否正常，若正常则输出一电能Eb；
所述能量切换模块判断所述太阳能模块、风能模块及备用电池模块的电能，若Es趋近于一默认最低电量，则切换至风能模块，若Ew趋近于一默认最低电量，则切换至备用电池模块；
所述电能管理模块可对所述太阳能模块、风能模块及备用电池模块的输出电能的若干参数进行判断，以决定电源的配置。
一种动车组应对停电和雷击故障的处理系统，其特征在于，该处理系统包括：
无线通信模块，用于接收动车组的上传的故障信息；
GSM模块，用于上传数据和信息到指挥控制中心和附近的动车组；
GPS定位模块，用于车辆的定位；
MCU控制器模块，用于控制故障消息的处理，并控制所述GPS定位模块的定位及所述GSM模块的故障信息上传到指挥控制中心和附近的动车组；
存储器模块，用于记录一些相关不能及时上传的数据，等到与指挥控制中心联系正常时再上传数据。
所述GPS定位模块中的GPS采用热启动的方式，V_BACKP的管脚接有3.3V独立供电的电池，能做10秒钟快速定位的功能。
所述备用电池模块是电流降压型DC-DC开关电源模块，其工作频率为100KHZ，输出5V低波纹的直流电源VCC。
所述MCU控制器模块采用低功耗具有休眠模式和自动唤醒模式。
所述无线通信模块与动车组无线通信模块进行通讯。
所述处理系统采用低功耗的电子元件，使得该处理系统耗电量更小，从而保证其工作时间更长。
所述处理系统在电路中增加过压保护的TVS管和电源隔离措施。
本发明的有益效果在于，其有效克服了目前动车组存在的诸多缺陷，提供了一种具有智能性、实时性、实用性的动车组应对停电和雷击故障的处理方法，本发明通过在其电路中增加过压保护的TVS管和电源隔离的措施，可有效防止雷击；采用太阳能、风能和加备用电池供电，从而避免遭动车组停电而无法工作；采用低功耗的元器件，耗能很小，使得系统能长时间工作；采用无线传输方式跟动车组本身进行通信方式，也是一种防止受雷击影响的方法；并且能及时和长时间定位。同时，本系统采用一种太阳能、风能、带有备用电池等供电，设备本身采用低功耗设计思想做到节能环保，能够长时间、主动上传报警和定位信息到控制中心和附近动车组，附近动车组收相关信息采取相应制动措施，控制中心也可以及时处理这个交通系统运行，使得停电和雷击造成的故障得到及时处理，从而避免交通事故的发生起到重大作用。
【附图说明】
图1是本发明的实施例的电能管理模块与太阳能模块、风能模块、备用电池模块的方块示意图。
图2是本发明的实施例的能源供电系统的方块示意图。
图3是本发明的实施例的处理系统的流程图。
图4是本发明的实施例的处理方法的流程图。
【具体实施方式】
下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。
参见图1，本发明的动车组应对停电和雷击故障的处理方法，使用能源供电系统10，该能源供电系统10包括用于将太阳光转换成一电能Es的太阳能模块11，用于将风力转换成一电能Ew的风能模块12，可转换成一电能Eb的备用电池模块13，分别耦接至所述太阳能模块11、风能模块12的充电与转换模块14，耦接至所述充电与转换模块14的储电模块15，耦接至所述太阳能模块11、风能模块12及备用电池模块13的能量切换模块16，耦接至所述能量切换模块16及储电模块15的放电与转换模块17，分别耦接至上述各模块的电能管理模块18，该处理方法包括以下步骤：
a、判断所述太阳能模块11是否正常，若正常则输出一电能Es，否则将该太阳能模块11停机，并通过能量切换模块16切换到所述风能模块12；
b、判断所述风能模块12是否正常，若正常则输出一电能Ew，否则将该风能模块12停机，并通过能量切换模块16切换到所述备用电池模块13；
c、判断所述备用电池模块13是否正常，若正常则输出一电能Eb；
如图4，若所述太阳能模块11正常，则输出一电能Es，从而避免动车组遭雷击停电无法工作，若所述太阳能模块11不正常或者电量趋近于最低默认电量，则由所述能量切换模块16切换到所述风能模块12，由风能模块12保证动车组的定位与通信。
若所述风能模块12工作不正常或者电量趋近于最低默认电量，则由所述能量切换模块16切换到所述备用电池模块12，由备用电池模块12保证动车组的定位与通信。所述太阳能模块11、风能模块12、备用电池模块13负责保证整个处理系统供电，能有效防止动车组停电和遭雷击，防止动车组不能正常供电，对整个系统也能正常上传故障信息和所处的位置，提高系统工作的可靠性。
所述能量切换模块16判断所述太阳能模块11、风能模块12及备用电池模块13的电能，若Es趋近于一默认最低电量，则切换至风能模块12，若Ew趋近于一默认最低电量，则切换至备用电池模块13；
所述电能管理模块18可对所述太阳能模块11、风能模块12及备用电池模块13的输出电能的若干参数进行判断，以决定电源的配置。
如图2所示，其中，所述太阳能模块11用于将太阳光转换成一电能Es，其进一步包括至少一太阳能板，所述风能模块12用于将风力转换成一电能Ew，所述备用电池模块13，可转换成一电能Eb，所述充电与转换模块14，分别耦接至所述太阳能模块11及所述风能模块12，其可根据所述储电模块15的种类或特性选择适合的充电模式，以输出电能对所述储电模块15充电。所述储电模块15耦接至该充电与转换模块14，其进一步具有至少一充电电池(图中未示出)。所述能量切换模块16耦接至所述备用电池模块13，充电与转换模块14及放电与转换模块17，用于将该储电模块15或备用电池模块13中的电能经稳压成后电能后输出。所述电能管理模块18分别耦接至所述太阳能模块11、风能模块12、备用电池模块13、充电与转换模块14、储电模块15、能量切换模块16，放电与转换模块17，可对各模块输出电能的若干参数进行判断，以决定电源的配置。其中所述太阳能模块11、风能模块12、备用电池模块13等模块输出的电能Es、Ew、Es及Eb进一步可输出电压、电流、数据等参数至所述太阳能模块11、风能模块12、备用电池模块13的电能输出。
如图2所示，所述电能管理模块18与所述太阳能模块11、风能模块12及备用电池模块13对整个系统供电，并能有效防止动车组停电和遭雷击是动车组不能正常供电，整个系统也能正常上传故障信息和所处的位置，提高系统工作可靠性，整个系统采用低功耗的电子元件，使得整个系统耗电量更小，从而保证整个系统工作时间更长。
同时，对整个处理系统采用低功耗的元器件，这样耗能很小，使得处理系统能长时间的工作，如所提供的电源模块是电流降压型DC-DC开关电源模块，工作频率为100KHZ，输出5V低波纹的直流电源VCC，MCU采用低功耗具有休眠模式和自动唤醒模式。采用防雷击的技术，在电路中增加过压保护的TVS管和电源隔离等等措施，使得本系统设备本身采用低功耗设计思想做到节能环保，能够长时间、主动上传报警和定位信息到控制中心和附近动车组，附近动车组收相关信息采取相应制动措施，控制中心也可以及时处理本交通系统运行，使得在停电和雷击造成的故障得到及时处理，从而避免交通事故的发生起到重大作用，采用太阳能和风能、加备用电池等供电，从而避免遭动车组停电无法工作，该风能模块、太阳能模块、备用电池模块是对整个系统供电，能有效防止动车组停电和遭雷击是动车组不能正常供电，整个系统也能正常上传故障信息和所处的位置，提高系统工作可靠性，并且本系统采用一种太阳能、风能、带有备用电池等供电，设备本身采用低功耗设计思想做到节能环保，能够长时间、主动上传报警和定位信息到控制中心和附近动车组，附近动车组收相关信息采取相应制动措施，控制中心也可以及时处理这个交通系统运行，使得停电和雷击造成的故障得到及时处理，从而避免交通事故的发生起到重大作用。
如图3所示，本发明的实施例的处理系统的流程图，该处理系统包括：
无线通信模块19，用于接收动车组的上传的故障信息；
GSM模块20，用于上传数据和信息到指挥控制中心和附近的动车组；
GPS定位模块21，用于车辆的定位；
MCU控制器模块22，用于控制故障消息的处理，并控制所述GPS定位模块21的定位及所述GSM模块20的故障信息上传到指挥控制中心和附近的动车组；
存储器模块23，用于记录一些相关不能及时上传的数据，等到与指挥控制中心联系正常时再上传数据。
本发明的动车组遭停电和雷击故障报警定位系统具有GPS定位和GSM/GPRS传输功能，能实时上报相关信息到控制指挥的中心和附近的动车组，形成一种很好的互动，如果平时没故障信息上报的时候，GPS和GSM处于休眠或者停止工作状态，此状态为达到省电效果，如果一旦出现故障信息上报的时候，则GPS开始定位，并上传信息时再开启GPS和GSM模块，所述无线通信模块用于接收动车组的上传的故障信息，并转交所述MCU控制器的处理，所述GSM模块用于上传数据和信息到指挥控制中心和附近的动车组，所述GPS定位模块用于车辆的定位，具有GPS定位和GSM/GPRS传输功能，能实时上报相关信息到控制指挥的中心和附近的动车组，形成一种很好的互动，GPS采用热启动的方式，V_BACKP的管脚接有3.3V独立供电的电池，能做10秒钟快速定位的功能，所述MCU控制器包括MCU控制器模块，其用于控制故障消息的处理，控制所述GPS定位模块的定位及所述GSM模块的把故障信息上传到指挥控制中心和附近的动车组，所述存储器包括存储器模块，其为记录一些相关不能及时上传的数据，等到与指挥控制中心联系正常时再上传数据，所述能源供电模块包括风能模块、太阳能模块、备用电池模块，所述风能模块、太阳能模块、备用电池模块是对所述定位系统供电，所述无线通信模块与动车组无线通信模块进行通讯，所述定位系统采用低功耗的电子元件，使得该定位系统耗电量更小，从而保证其工作时间更长，所述定位系统在电路中增加过压保护的TVS管和电源隔离措施。
藉此，通过上述实施例形成了动车组应对停电和雷击故障的处理系统和方法，通过在其电路中增加过压保护的TVS管和电源隔离的措施，可有效防止雷击；采用太阳能、风能和加备用电池供电，从而避免遭动车组停电而无法工作；采用低功耗的元器件，耗能很小，使得系统能长时间工作；采用无线传输方式跟动车组本身进行通信方式，也是一种防止受雷击影响的方法；并且能及时和长时间定位。同时，本系统采用一种太阳能、风能、带有备用电池等供电，设备本身采用低功耗设计思想做到节能环保，能够长时间、主动上传报警和定位信息到控制中心和附近动车组，附近动车组收相关信息采取相应制动措施，控制中心也可以及时处理这个交通系统运行，使得停电和雷击造成的故障得到及时处理，从而避免交通事故的发生起到重大作用。
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。
Claims (3)
1.一种基于动车组应对停电和雷击故障的处理系统的处理方法，其特征在于，在电路中增加过压保护的TVS管和电源隔离措施，且采用低功耗的电子元件；该处理系统包括：
能源供电系统(10)，该能源供电系统(10)包括用于将太阳光转换成一电能Es的太阳能模块(11)，用于将风力转换成一电能Ew的风能模块(12)，可转换成一电能Eb的备用电池模块(13)，分别耦接至所述太阳能模块(11)、风能模块(12)的充电与转换模块(14)，耦接至所述充电与转换模块(14)的储电模块(15)，耦接至所述太阳能模块(11)、风能模块(12)及备用电池模块(13)的能量切换模块(16)，耦接至所述能量切换模块(16)及储电模块(15)的放电与转换模块(17)，分别耦接至上述各模块的电能管理模块(18)；
无线通信模块(19)，与动车组无线通信模块进行通讯，以接收动车组的上传的故障信息；
GSM模块(20)，用于上传数据和信息到指挥控制中心和附近的动车组；
GPS定位模块(21)，用于进行车辆的定位，且所述GPS定位模块(21)中的GPS采用热启动的方式，V_BACKP的管脚接有3.3V独立供电的电池，能做10秒钟快速定位的功能；
MCU控制器模块(22)，用于控制故障信息的处理，并控制所述GPS定位模块(21)的定位及所述GSM模块(20)的故障信息上传到指挥控制中心和附近的动车组，且所述MCU控制器模块(22)采用低功耗具有休眠模式和自动唤醒模式；
存储器模块(23)，用于记录一些相关不能及时上传的数据，等到与指挥控制中心联系正常时再上传数据；
该处理方法包括：
a、所述能量切换模块(16)判断所述太阳能模块(11)是否正常，若正常则输出一电能Es，否则将该太阳能模块(11)停机,并通过能量切换模块(16)切换到所述风能模块(12)；
b、所述能量切换模块(16)判断所述风能模块(12)是否正常，若正常则输出一电能Ew，否则将该风能模块(12)停机，并通过能量切换模块(16)切换到所述备用电池模块(13)；
c、所述能量切换模块(16)判断所述备用电池模块(13)是否正常，若正常则输出一电能Eb；
d、所述能量切换模块(16)判断所述太阳能模块(11)、风能模块(12)及备用电池模块(13)的电能，若Es趋近于一默认最低电量，则切换至风能模块(12)，若Ew趋近于一默认最低电量，则切换至备用电池模块(13)；
e、所述电能管理模块(18)可对所述太阳能模块(11)、风能模块(12)及备用电池模块(13)的输出电能的若干参数进行判断，以决定电源的配置。
2.一种基于权利要求1所述的处理方法的动车组应对停电和雷击故障的处理系统，其特征在于，在电路中增加过压保护的TVS管和电源隔离措施，且所述处理系统采用低功耗的电子元件，使得该处理系统耗电量更小，从而保证其工作时间更长；
该处理系统包括能源供电系统(10)，该能源供电系统(10)包括用于将太阳光转换成一电能Es的太阳能模块(11)，用于将风力转换成一电能Ew的风能模块(12)，可转换成一电能Eb的备用电池模块(13)，分别耦接至所述太阳能模块(11)、风能模块(12)的充电与转换模块(14)，耦接至所述充电与转换模块(14)的储电模块(15)，耦接至所述太阳能模块(11)、风能模块(12)及备用电池模块(13)的能量切换模块(16)，耦接至所述能量切换模块(16)及储电模块(15)的放电与转换模块(17)，分别耦接至上述各模块的电能管理模块(18)，
其中，所述能量切换模块(16)用于判断所述太阳能模块(11)是否正常，若正常则输出一电能Es，否则将该太阳能模块(11)停机,并通过能量切换模块(16)切换到所述风能模块(12)；还用于判断所述风能模块(12)是否正常，若正常则输出一电能Ew，否则将该风能模块(12)停机，并通过能量切换模块(16)切换到所述备用电池模块(13)；还用于判断所述备用电池模块(13)是否正常，若正常则输出一电能Eb；还用于判断所述太阳能模块(11)、风能模块(12)及备用电池模块(13)的电能，若Es趋近于一默认最低电量，则切换至风能模块(12)，若Ew趋近于一默认最低电量，则切换至备用电池模块(13)；
其中，所述电能管理模块(18)可对所述太阳能模块(11)、风能模块(12)及备用电池模块(13)的输出电能的若干参数进行判断，以决定电源的配置；
该处理系统还包括：
无线通信模块(19)，与动车组无线通信模块进行通讯，用于接收动车组的上传的故障信息；
GSM模块(20)，用于上传数据和信息到指挥控制中心和附近的动车组；
GPS定位模块(21)，用于车辆的定位，且所述GPS定位模块(21)中的GPS采用热启动的方式，V_BACKP的管脚接有3.3V独立供电的电池，能做10秒钟快速定位的功能；
MCU控制器模块(22)，用于控制故障信息的处理，并控制所述GPS定位模块(21)的定位及所述GSM模块(20)的故障信息上传到指挥控制中心和附近的动车组；且所述MCU控制器模块(22)采用低功耗具有休眠模式和自动唤醒模式；
存储器模块(23)，用于记录一些相关不能及时上传的数据，等到与指挥控制中心联系正常时再上传数据。
3.如权利要求2所述的动车组应对停电和雷击故障的处理系统，其特征在于，所述备用电池模块(13)是电流降压型DC-DC开关电源模块，其工作频率为100KHZ，输出5V低波纹的直流电源VCC。
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