CN103630165A - 轨道车辆环境状态监控装置 - Google Patents

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李慧娟
苗欣
姜付杰
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Abstract

本发明涉及一种轨道车辆环境状态监控装置，安装于车辆电气柜的柜体内，包括数据采集模块、电源模块及控制器模块；其中，数据采集模块，用于采集电气柜内的环境状态参数；电源模块，用于向控制器模块提供电源；控制器模块，用于接收所述数据采集模块的数据，并对数据进行分析、处理及存储，再将数据传输至车辆控制器和人机交互设备。本发明可以准确及时地在显示当前车辆电气柜内的工作环境参数，同时可以根据设置的报警点，告知司机当前柜体内环境的变化，并能实现电气柜内环境突变时的提前预警，从而柜体内各系统设备的正常工作，保证列车运营的安全和可靠。

Description

轨道车辆环境状态监控装置
技术领域
本发明涉及一种环境状态监控装置，特别涉及一种用于监控轨道车辆各系统运行环境状态的监控装置。
背景技术
在城轨列车上，一般都设置有用于安装各子系统控制设备、数据采集设备等的电气柜，在列车运行的过程中，电气柜内的各设备处于工作状态，电气柜内的环境状态参数，如柜体内的温度、湿度、振动等均处于不断变化的状态，柜体内的环境状态对各设备的运行安全起着较为重要的作用。
目前，国内城轨列车电气柜内未安装过环境监控装置，对柜体内真实的运行环境也没有测量过，车辆的试验项目是针对整车的试验进行的，因此无论是车辆厂还是用户，对电气柜内的真实的运行环境都不了解，唯一的来源主要是国标或其它国际标准。
由于柜体内安装的子系统控制设备较多，一旦柜体内的环境参数超出安全值，对车辆本身运营安全将会造成很坏的影响，甚至会危及到乘客和司乘人员的安全。因此，能否实时的掌握列车运营过程中车辆电气柜内运行环境的参数就变人特别重要了。
发明内容
本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种可以实时监控电气柜内环境状态参数，确保车辆运营安全的轨道车辆环境状态监控装置。
 为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种轨道车辆环境状态监控装置，安装于车辆电气柜的柜体内，包括数据采集模块、电源模块及控制器模块；其中，数据采集模块，用于采集电气柜内的环境状态参数；电源模块，用于向控制器模块提供电源；控制器模块，用于接收所述数据采集模块的数据，并对数据进行分析、处理及存储，再将数据传输至车辆控制器和人机交互设备。
进一步，所述数据采集模块至少包括3轴向速度传感器、温湿度传感器。
进一步，所述控制器模块包括采集模拟量信息的采集单元、用于将采集数据实时记录的记录单元、用于分析和处理数据的中央控制单元、用于与车辆控制器及人机交互设备交互数据的通讯单元、用于将采集的环境状态参数的数值与预先设定的报警点进行比较的预警单元。
进一步，所述控制器模块通过两个通讯连接器分别与车辆控制器和人机交互设备连接。
进一步，所述通讯模块通过所述通讯连接器与车辆控制器和人机交互设备以RS485或RS422通讯协议进行通讯。
进一步，所述记录单元中包括有FIFO数据存储器。
进一步，所述控制器模块将模拟量数据通过低通滤波和均值滤波的方式过滤。
进一步，所述人机交互设备为设置于列车司机室车辆控制中心的显示器。
进一步，所述电源模块为DC24V蓄电池。
综上内容，本发明所述的轨道车辆环境状态监控装置，可以准确及时地在显示当前车辆电气柜内的工作环境参数，同时可以根据设置的报警点，告知司机当前柜体内环境的变化，并能实现电气柜内环境突变时的提前预警，从而柜体内各系统设备的正常工作，保证列车运营的安全和可靠。
附图说明
图1 是本发明结构示意图。
如图1所示，控制器模块1，车辆控制器2，人机交互设备3，3轴向速度传感器4，温湿度传感器5，采集单元6，记录单元7，中央控制单元8，通讯单元9，预警单元10，通讯连接器11，模拟量隔离采集模块12，模拟量非隔离采集模块13，蓄电池14。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，本发明所述的轨道车辆环境状态监控装置，可以单独安装于车辆电气柜的柜体内，通过自带的通讯模块与车辆控制器交互数据，用于监控车辆电气柜内各设备运行环境的参数数据，并能对环境参数进行记录以及进一步预警。
该装置主要包括包括数据采集模块、电源模块及控制器模块1，其中，数据采集模块，用于采集电气柜内的环境状态参数。电源模块，用于向控制器模块1提供电源，本实施例中，电源模块采用DC24V蓄电池14。控制器模块1用于接收数据采集模块的数据，并对数据进行分析、处理及存储，再将数据传输至车辆控制器2和人机交互设备3。车辆控制器2和人机交互设备3都设置在列车司机室内的控制中心，人机交互设备3为可供司机室观察和操作的显示器。
数据采集模块包括3轴向速度传感器4和温湿度传感器5。3轴向速度传感器4用于检测在X、Y、Z轴三个方向上的加速度值，即可反应车辆运行过程中各设备的振动情部，温湿度传感器5用于检测电气柜内的温度和湿度，反应柜体内各设备所在环境的温湿度状态。
模块包括采集模拟量信息的采集单元6、用于将采集数据实时记录的记录单元7、用于分析和处理数据的中央控制单元8、用于与车辆控制器2及人机交互设备3交互数据的通讯单元9、用于将采集的环境状态参数的数值与预先设定的报警点进行比较的预警单元10。
采集单元6包括模拟量隔离采集模块12CompactRIO-9219和模拟量非隔离采集模块13CompactRIO-9201。记录单元7包括数据记录模块CompactRIO-9802，中央控制单元8包括控制模块CompactRIO-9074，通讯单元9包括通讯模块CompactRIO-9871，并采用RS485和RS422通讯协议，该装置配备2个DB9通讯连接器11分别与车辆控制器2和人机交互设备3通讯连接。
温湿度传感器5将采集的温湿度值经过A/D转换模块的转换，变为0-10V的模拟量信号送至非隔离的模拟量采集模块13 CompactRIO-9201，3轴向速度传感器4将采集到的横向、纵向及垂向加速度的值经过A/D转换模块的转换，变为-4V-+4V的模拟量信号送到模拟量隔离采集模块12CompactRIO-9219。
控制模块CompactRIO-9074将采集到的模拟量数据通过低通滤波和均值滤波的方法过滤，将干扰数据滤除并将滤除后的数据经过进一步的数据转换，转换为可存储的数据格式存储至数据记录模块CompactRIO-9802中，该装置的数据存储方式采用FIFO的方式，即存储单元容量存满后，最先存储的文件将被删除，新的文件将被写入到存储模块中。
通讯模块CompactRIO-9871将实时监测到的温度、湿度及3轴向速度值，通过2个DB9通讯连接器11与车辆控制器2和人机交互设备3（即显示器）以RS485/RS422通讯协议进行通讯，并将监测到的环境数据发送给显示器显示。最终通过显示器这一人机交互界面将信息传到司乘人员，为司乘人员对列车的正确操作提供可靠的依据。
控制模块CompactRIO-9074时刻监控采集到的数值，并将温度、湿度以及3轴向的加速度值与设定的预警值进行比较，一旦出现超过或等于预警值的时候，将预警信息通过通讯模块CompactRIO-9871传递到车辆控制器2，车辆控制器2根据预先制定的操作规范比对装置传输过来的参数，对车辆进行正确的处理避免列车运行事故的发生，保证列车运营的安全和可靠。
该装置可以准确及时地在显示器上显示当前车辆电气柜内的温湿度、振动等工作环境参数，同时可以根据设置的报警点，告知司机当前柜体内环境的变化，并能实现电气柜内环境突变时的提前预警，从而柜体内各系统设备的正常工作，保证列车运营的安全和可靠。
如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种轨道车辆环境状态监控装置,其特征在于：安装于车辆电气柜的柜体内，
包括数据采集模块、电源模块及控制器模块；
数据采集模块，用于采集电气柜内的环境状态参数；
电源模块，用于向控制器模块提供电源；
控制器模块，用于接收所述数据采集模块的数据，并对数据进行分析、处理及存储，再将数据传输至车辆控制器和人机交互设备。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆环境状态监控装置，其特征在于：所述数据采集模块至少包括3轴向速度传感器、温湿度传感器。
3.根据权利要求1所述的轨道车辆环境状态监控装置，其特征在于：所述控制
器模块包括采集模拟量信息的采集单元、用于将采集数据实时记录的记录单元、用于分析和处理数据的中央控制单元、用于与车辆控制器及人机交互设备交互数据的通讯单元、用于将采集的环境状态参数的数值与预先设定的报警点进行比较的预警单元。
4.根据权利要求1所述的轨道车辆环境状态监控装置，其特征在于：所述控制器模块通过两个通讯连接器分别与车辆控制器和人机交互设备连接。
5.根据权利要求4所述的轨道车辆环境状态监控装置，其特征在于：所述通讯模块通过所述通讯连接器与车辆控制器和人机交互设备以RS485或RS422通讯协议进行通讯。
6.根据权利要求3所述的轨道车辆环境状态监控装置，其特征在于：所述记录单元中包括有FIFO数据存储器。
7.根据权利要求3所述的轨道车辆环境状态监控装置，其特征在于：所述控制器模块将模拟量数据通过低通滤波和均值滤波的方式过滤。
8.根据权利要求1所述的轨道车辆环境状态监控装置，其特征在于：所述人机交互设备为设置于列车司机室车辆控制中心的显示器。
9.根据权利要求1所述的轨道车辆环境状态监控装置，其特征在于：所述电源模块为DC24V蓄电池。
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