CN103280004A

CN103280004A - 一种应用于调车机车的数据记录装置及实现方法

Info

Publication number: CN103280004A
Application number: CN2013102203561A
Authority: CN
Inventors: 李茹华; 孟远文; 马晓媛; 樊迟; 廖忠文; 孟玉发
Original assignee: CSR Ziyang Locomotive Co Ltd
Current assignee: CRRC Ziyang Co Ltd
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2013-06-05
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明提供一种应用于调车机车的数据记录装置及实现方法，所述的数据记录装置包括嵌入式微处理器、数据通信接口以及存储设备和显示控制设备；数据记录装置通过数据通信接口与调车机车的微机通信端口相互通信，所述的存储设备通过数据记录装置的输出端口与嵌入式微处理器通信，所述的显示控制设备与嵌入式微处理器直接进行双向通信。所述的实现方法包括：S1)机车运行数据的采集，包括报警与故障信息；S2)机车微机对采集数据、信息进行分析与判断；S3)数据记录装置对机车微机输出数据、信息进行记录与显示；S4)数据记录装置将记录的数据、信息转化为格式文件并输出转存。与现有技术相比，本发明成本低、记录数据量大且记录时间长。

Description

一种应用于调车机车的数据记录装置及实现方法

技术领域

本发明涉及机车车辆设备领域，尤其是涉及一种应用于调车机车的数据记录装置。

本发明还涉及一种应用于调车机车的数据记录实现方法。

背景技术

现有的调车机车是专门用于编组站或者调车场进行列车编组、解体作业的机车，尽管调车作业对调车机车的牵引力要求不是很大，但是调车作业要求调车机车经常换向，而且换向也要方便，因此，调车机车在作业过程中不可避免地面临很多安全方面的问题，而且因机车频繁作业也容易导致机车故障频发，影响作业效率。由于现在对机车安全性的要求越来越高，对机车的故障分析也显得尤为重要，而进行故障分析就必须依赖于机车故障发生时所能调取、核查的数据。

但是，目前在国内外干线机车上虽有数据记录的专用设备，但数据记录量有限，设备成本也高；而在调车机车上则基本上没有这种数据记录的专用设备。因此，开发一套成本低、易于与机车微机接口连接通信、记录数据量大且记录时间长的专用数据记录装置很有实际意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种应用于调车机车的数据记录装置及实现方法，不仅实施成本低、易于与机车微机接口连接通信，而且记录数据量大且记录时间长。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种应用于调车机车的数据记录装置，包括嵌入式微处理器、数据通信接口以及存储设备和显示控制设备；数据记录装置通过数据通信接口与调车机车的微机通信端口相互通信，所述的存储设备通过数据记录装置的输出端口与嵌入式微处理器通信，所述的显示控制设备与嵌入式微处理器直接进行双向通信。

优选地，所述的数据通信接口为RS485接口，数据记录装置通过RS485通讯方式与调车机车的微机相互通信。

优选地，所述的嵌入式微处理器采用Intel PXA270微处理器，所述的存储设备采用U盘，所述的显示控制设备采用触摸屏设备。

一种应用上述的数据记录装置记录数据的实现方法，主要包括如下步骤：S1)机车运行数据的采集，包括报警与故障信息；S2)机车微机对采集数据、信息进行分析与判断；S3)数据记录装置对机车微机输出数据、信息进行记录与显示；S4)数据记录装置将记录的数据、信息转化为格式文件并输出转存。其中，在步骤S2)中，机车微机对采集的柴油机转速、机车速度等数据进行分析后，如果判断结果是发生了数据突变，即柴油机转速或者机车速度等数据超出系统预先设定的限定数值范围，则将采集的数据输出到数据记录装置进行记录与显示；如果判断结果是没有发生数据突变，则重新进行数据采集与分析。在步骤S2)中，机车微机对采集的报警、故障等信息进行分析后，如果判断结果是发生了报警、故障等异常情况，即发生了主发电机过压、主发电机过流、柴油机水温高、柴油机油温高、机车超速等异常情况，则将报警、故障等信息和机车数据均输出到数据记录装置进行记录与显示；如果判断结果是没有发生报警、故障等异常信息，则重新进行报警、故障等信息的采集与分析。

数据记录装置根据机车微机的记录触发信号，将接收到的数据、信息生成CSV格式文件并转存至存储设备里，通过在显示控制设备上输入查询信息，可以查看到存储设备里记录的历史数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于本发明的数据记录装置所采用的Intel PXA270微处理器集成了存储单元控制器、LCD控制器、快速红外线通信控制器等外围控制器，可以支持U盘接入实现存储功能、支持触摸屏显示设备接入实现便捷操控、支持RS485通信实现数据信息快速传输，使得数据记录装置与机车微机可以进行直接的实时通讯，不用增加外部设备，即可直接记录开关量信号和模拟量信号；再配合嵌入式LINUX操作系统，并通过管理软件，可以实现所记录的数据信息能直接在触摸屏显示设备上显示，并可查询历史数据；数据记录在U盘上，可以方便地直接转存到PC上，可直接用EXCEL打开查看、分析，具有开发、实施成本低、可靠性高等突出优点。

附图说明

图1为本发明一种应用于调车机车的数据记录装置的部品组成图。

图2为本发明一种应用于调车机车的数据记录装置的系统构成框图。

图3为本发明一种应用于调车机车的数据记录实现方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种应用于调车机车的数据记录装置，包括嵌入式微处理器、数据通信接口以及存储设备和显示控制设备。如图1所示，所述的嵌入式微处理器是Intel PXA270微处理器，所述的存储设备采用一个U盘，所述的显示控制设备采用一个10.4英寸触摸屏，由于现有的调车机车的微机系统是采用RS485通信接口，与之相匹配，所述的数据通信接口也是采用RS485接口，数据记录装置通过RS485通讯方式与调车机车的微机相互通信。所述的U盘通过数据记录装置的USB输出端口与Intel PXA270微处理器通信，所述的10.4英寸触摸屏与Intel PXA270微处理器直接进行双向通信。

为了能够利用上述的数据记录装置来实现记录机车数据、信息，构建了如图2所示的系统，该系统是由数据记录装置(Recorder)、U盘、机车微机(ACC)、机车显示屏(HMI)及机车相关传感器、继电器组成。机车微机通过机车相关传感器、继电器采集机车运行中的相关数据、信息，经过处理后可以由机车显示屏显示，操作人员可以方便的查看这些数据、信息，并作出判断。数据记录装置采用LINUX操作系统，并通过RS485通讯方式与机车微机相连，实现了数据记录装置与机车微机的实时通讯，从而可以保证所采集的数据、信息的及时性、准确性。数据记录装置自动读取机车微机采集的各种机车信号，可记录柴油机转速、机车速度、冷却水温、滑油压力、牵引电机电流、报警事件、故障发生等具体信息，该数据记录实现方法包括数据记录与显示子程序和报警事件/故障记录与显示子程序，具体而言：

在数据记录与显示子程序中，机车微机通过机车相关传感器、继电器采集机车运行中的如柴油机转速、机车速度、冷却水温、滑油压力、牵引电机电流等具体实时数据，经过分析判断后，如果判断结果是发生了数据突变，例如，柴油机转速两秒内突变50R/MIN或者机车速度两秒内突变2km/h，则根据机车微机的数据记录触发信号将采集的数据输出到数据记录装置的U盘里进行记录，并可以通过数据记录装置的10.4英寸触摸屏显示、查看已记录的机车数据；如果判断结果是没有发生数据突变，则重新进行数据采集与分析。记录到U盘里的数据是按天进行存储，考虑到数据的时效性，设计的最大存储天数为30天，当记录数据达到30天时，机车主机自动将最早一天的数据覆盖。同时，通过在触摸屏上输入指定日期，还可以方便地查看U盘里记录的历史数据。

在报警事件/故障记录与显示子程序中，通过机车传感器、继电器等监控机车运行状态信息，机车微机对采集的报警、故障等信息进行分析后，如果判断结果是发生了报警、故障等异常情况，例如，主发电机过压、主发电机过流、柴油机水温高、柴油机油温高、机车超速、列车管风压低、柴油机润滑压力低等异常情况，则自动触发记录功能，将报警事件或者故障的发生时间、恢复时间、事件/故障内容输出到数据记录装置的U盘里进行记录，并可以通过数据记录装置的触摸屏显示已记录的报警事件或者故障；同时，机车微机还将报警事件/故障发生时的相关机车数据也输出到数据记录装置的U盘里进行记录，并可以通过数据记录装置的触摸屏显示、查看已记录的机车数据；如果判断结果是没有发生报警、故障等异常信息，则重新进行报警、故障等信息的采集与分析。记录到U盘里的报警/故障等信息和机车数据也是按天进行存储，考虑到数据、信息的时效性，为方便收集有价值的分析数据、信息，设计的最大存储天数为30天，当记录数据、信息达到30天时，机车主机自动将最早一天的数据、信息覆盖。同时，通过在触摸屏上输入指定日期，还可以方便地查看U盘里记录的历史事件/故障。

本发明可以直接同机车微机实时通讯，不用增加其他外部设备，直接记录开关量信号和模拟量信号，因此成本较低，数据的可靠性较高；而且数据记录时间长，能满足最少一个月的记录量，已经记录的数据信息还能直接在触摸屏上显示出来，也可查询历史数据，便于利用大量的数据信息进行故障的集中分析，提高故障分析的准确度和效率。所有采集的数据记录分天存储，每天记录的数据以当天的日期为文件名，如2013年3月8日记录的数据，文件名就为“20130308”。此功能由数据记录装置通过内置程序将记录的数据、信息生成CSV格式文件并存储在U盘里。用户则可以在数据记录装置自身的触摸显示屏上输入具体日期以查询指定日期的历史数据信息，由于数据信息是以CSV格式文件保存，各类数据按照一定的顺序、格式整齐排列，再加上触摸显示屏是10.4英寸的大屏幕触摸屏，可以尽量完整地显示全部文件信息，方便用户对文件信息能够一览无余；而且，记录在U盘上的数据，可以直接转存到PC上，直接用EXCEL打开查看、分析。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种应用于调车机车的数据记录装置，其特征在于：所述的数据记录装置包括嵌入式微处理器、数据通信接口以及存储设备和显示控制设备；数据记录装置通过数据通信接口与调车机车的微机通信端口相互通信，所述的存储设备通过数据记录装置的输出端口与嵌入式微处理器通信，所述的显示控制设备与嵌入式微处理器直接进行双向通信。

2.根据权利要求1所述的一种应用于调车机车的数据记录装置，其特征在于：所述的数据通信接口为RS485接口，数据记录装置通过RS485通讯方式与调车机车的微机相互通信。

3.一种应用权利要求1的数据记录装置记录数据的实现方法，其特征在于：所述的实现方法包括数据记录与显示子程序和报警事件及故障记录与显示子程序，主要包括如下步骤：

S1)机车运行数据的采集，包括报警与故障信息；

S2)机车微机对采集数据、信息进行分析与判断；

S3)数据记录装置对机车微机输出数据、信息进行记录与显示；

S4)数据记录装置将记录的数据、信息转化为格式文件并输出转存。

4.根据权利要求3所述的一种应用数据记录装置记录数据的实现方法，其特征在于：所述的步骤S2)中，机车微机对采集的柴油机转速、机车速度等数据进行分析后，如果判断结果是发生了数据突变，即柴油机转速或者机车速度等数据超出系统预先设定的限定数值范围，则将采集的数据输出到数据记录装置进行记录与显示；如果判断结果是没有发生数据突变，则重新进行数据采集与分析。

5.根据权利要求3所述的一种应用数据记录装置记录数据的实现方法，其特征在于：所述的步骤S2)中，机车微机对采集的报警、故障等信息进行分析后，如果判断结果是发生了报警、故障等异常情况，即发生了主发电机过压、主发电机过流、柴油机水温高、柴油机油温高、机车超速等异常情况，则将报警、故障等信息和机车数据均输出到数据记录装置进行记录与显示；如果判断结果是没有发生报警、故障等异常信息，则重新进行报警、故障等信息的采集与分析。

6.根据权利要求3所述的一种应用数据记录装置记录数据的实现方法，其特征在于：所述的步骤S3)中，数据记录装置根据机车微机的记录触发信号，将接收到的数据、信息记录到存储设备里，通过在显示控制设备上输入查询信息，可以查看到存储设备里记录的历史数据。

7.根据权利要求3所述的一种应用数据记录装置记录数据的实现方法，其特征在于：所述的步骤S4)中，数据记录装置将记录的数据、信息生成CSV格式文件并转存至存储设备。