CN104090202A - 用于接触网线夹电连接状态的监测系统和监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于接触网线夹电连接状态的监测系统和监测方法，包括线夹状态采集器、手持机、车载中继装置、地面数据处理设备，线夹状态采集器配置成采集接触网线夹的线夹电连接参数并将其与线夹的编号组合成线夹数据；手持机配置成从线夹状态采集器接收线夹数据，称为手持机接收线夹数据，并将所接收的手持机接收线夹数据发送至地面数据处理设备，同时对手持机接收线夹数据进行处理并据此判断是否产生报警信号；车载中继装置配置成从线夹状态采集器接收线夹数据，称为车载接收线夹数据并将车载接收线夹数据发送至地面数据处理设备；地面数据处理设备配置成接收手持机接收线夹数据和车载接收线夹数据并分别处理它们，以进行数据存储、转发、报警。

Description

用于接触网线夹电连接状态的监测系统和监测方法

技术领域

本申请涉及检测技术领域，具体地，涉及铁路安全检测领域，更具体地，涉及用于接触网线夹电连接状态的监测系统和监测方法。

背景技术

近年来，我国以及世界上的许多其他国家大力发展铁路技术，尤其是高铁技术，铁路运输无论对国家、企业的经营活动还是对人们的日常生活都起着举足轻重的作用。除了在铁路运输的高速、重载方面进行不断的研发，同时鉴于铁路运输安全的重要性，对于铁路运输过程中可能存在的安全隐患的监测也日益引起人们的注意。

在列车运行过程中，通过接触网给列车供电，使得列车能够在线路上正常行驶。接触网上安装有数量很多的线夹，这些线夹在正常情况下电接触状态良好。但是由于运行过程中存在很多影响因素，例如，震动等，可能使得有些线夹松脱，破坏其电接触状态。为了使得线路上经过的列车能够正常行驶，需要保证该线路的接触网的各个线夹均保持良好的电接触状态，避免出现存在安全隐患的因素。因此，保证各个线路接触网上的线夹的电连接状态良好，是铁路部门的重要的任务。

在创新实践的新思路指导下，京广、郑西、哈大等高铁相继开通。随着电气化铁路快速发展，供电专业的安全责任越来越重、运输组织对供电的要求越来越高。而牵引供电接触网运行环境特殊而复杂、物理变化多端，供电载流量大、负荷变化快、电流冲击大，弓网取、授流关系恶劣等客观事实，使得供电系统不可避免的发生各种故障和事故。

显然，现有技术中存在这样的需求，例如，预防电连接“松、脱、断、裂”等隐患，提高天窗运用效率，并弥补目前在用的各类检测产品之功能性不足。

目前，对电连接线夹的状态监测主要通过人工目测，远距离现场作业和巡视，消耗作业时间和物力，检测速度慢，效率低下。一般只对重点部位和区域巡检，易出现漏检情况。为保证作业人员的人身安全，必须实施现场人身安全防护措施，增加作业人员和作业内容。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题中的至少一个问题，本发明的发明人研发了本发明。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于接触网线夹电连接状态的监测系统，包括线夹状态采集器、手持机、车载中继装置、地面数据处理设备，其中：该线夹状态采集器配置成采集该接触网的线夹的接触电阻并将该接触电阻或该接触电阻与该线夹的编号组合成的线夹数据向该手持机和/或该车载中继装置发送；该手持机配置成从该线夹状态采集器接收该接触电阻或该线夹数据，形成手持机接收线夹数据，并将该手持机接收线夹数据发送至该地面数据处理设备，同时对该手持机接收线夹数据进行处理并据此判断是否产生报警信号，其中，当该手持机仅接收该接触电阻时，该手持机接收线夹数据包含由该手持机自身测定的线夹位置；该车载中继装置配置成从该线夹状态采集器接收该接触电阻或该线夹数据，形成车载接收线夹数据并将该车载接收线夹数据发送至该地面数据处理设备，其中，当该车载中继装置仅接收该接触电阻时，该车载接收线夹数据包含由该车载中继装置自身测定的线夹位置；该地面数据处理设备配置成接收该手持机接收线夹数据和该车载接收线夹数据并分别处理它们，以进行数据存储、转发、报警。

进一步地，该线夹状态采集器包括采集器本体和从该采集器本体伸出的导线，该采集器本体和该导线分别安装在待检测线夹所连接的两根电连接线上。

进一步地，该线夹状态采集器包括微电阻检测器、感应取电电源装置、采集器处理器、采集器无线通信装置，其中：该微电阻检测器配置成利用伏安法测量电连接接触电阻；该感应取电电源装置配置成通过电磁感应从该接触网获取电能为该线夹状态采集器供电；该采集器处理器配置成对由该微电阻检测器测得的接触电阻进行滤波得到精确接触电阻并且控制该采集器无线通信装置的数据发送；该采集器无线通信装置配置成对该精确接触电阻进行打包发送。

进一步地，该手持机包括壳体、数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块、无线数据远传模块、数据显示模块，其中，该数据接收模块、该数据处理模块、该数据存储模块、该无线数据远传模块、该数据显示模块位于该壳体中，其中：该数据接收模块配置成接收来自该线夹状态采集器的该接触电阻或线夹数据，形成手持机接收线夹数据；该数据处理模块配置成根据该手持机接收线夹数据来判断是否产生该报警信号；该存储模块配置成用于存储该手持机接收线夹数据以及该报警信号及其相应的线夹数据；该无线数据远传模块设置有天线并且配置成通过无线方式将该手持机接收线夹数据传输至该地面数据处理设备；该数据显示模块配置成用于显示该报警信号及其相应的线夹数据。

进一步地，该手持机对所接收的该手持机接收线夹数据的处理包括：判断针对待检测线夹的该手持机接收线夹数据中的该接触电阻是否大于预定阈值以确定该待检测线夹的电接触状态。

进一步地，该车载中继装置包括天线接收设备、嵌入式处理器、数据远传模块和车载中继电源，其中：该天线接收设备配置成接收该线夹状态采集器发送的电波信号并将其转换成线夹电连接参数提供给该嵌入式处理器；该嵌入式处理器配置成，将来自机车上安装的TAX箱或该线夹状态采集器的位置信息与从该线夹状态采集器接收的接触电阻进行组合，经过处理转换形成该车载接收线夹数据并发送至该数据远传模块；该数据远传模块配置成将所接收的车载接收线夹数据无线地发送至该地面数据处理设备；该车载中继电源配置成与机车直流电源连接并且对来自该机车直流电源的电流进行滤波、隔离和变换，以对该车载中继装置进行供电。

进一步地，该地面数据处理设备包括数据库、监听服务器、中心服务器、路由服务器、web系统，其中：该监听服务器配置成通过设置固定IP地址和端口号而进行车载中继和手持机数据的无线数据传输并将接收到的车载接收线夹数据储存到该数据库的各个表格中；该中心服务器配置成推送由服务器的IP和端口确定的路由服务器列表至该数据库中的路由表；该路由服务器配置成根据所接收的车载接收线夹数据中的线夹ID来判断所接收的车载接收线夹数据是否存在不属于与该地面数据处理设备所在区段的非本段线夹数据，其中，当存在非本段线夹数据时，该路由服务器根据该路由表对数据进行转发；该数据库配置成存储该地面数据处理设备所接收的作为线夹信息的车载接收线夹数据以及该路由表。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于接触网线夹电连接状态的监测方法，包括以下步骤：a)针对该接触网中的每个待检测线夹安装线夹状态采集器，该线夹状态采集器被构造成获取待检测线夹的电压和电流，并将该电压和电流或该电压和电流与该线夹的编号组合成的线夹数据发送至该手持机和该车载中继装置；b)利用手持机接收来自该线夹状态采集器的该接触电阻或该线夹数据并产生手持机接收线夹数据并判断是否进行相应的报警，并且将所接收的数据通过网络发送至地面数据处理设备，其中当仅接收该接触数据时，该手持机接收线夹数据包含由手持机自身测定的线夹位置；c)利用车载中继装置接收来自该线夹状态采集器的该电压和电流并产生车载接收线夹数据，将其无线地发送至该地面数据处理设备，其中，当仅接收该接触数据时，该车载接收线夹数据包含由车载中继装置自身测定的线夹位置；d)利用该地面数据处理设备，将接收到的车载接收线夹数据和/或手持机接收线夹数据储存到该数据库的各个表格中，并且根据该地面数据处理设备的数据库中存储的路由表判断所接收的车载接收线夹数据和/或手持机接收线夹数据是否存在不属于该地面数据处理设备所在区段的非本段线夹数据，其中，当存在该非本段线夹数据时，根据该路由表对该非本段线夹数据进行转发。

进一步地，该线夹状态采集器设置有微电阻检测器、感应取电电源装置、采集器处理器、采集器无线通信装置，其中：该微电阻检测器利用伏安法测量电连接接触电阻；该感应取电电源装置通过电磁感应将该接触网的电能转换成该线夹状态采集器的电源；该采集器处理器对由该微电阻检测器测得的接触电阻进行滤波得到精确接触电阻并且控制该采集器无线通信装置的数据发送；该采集器无线通信装置对该精确接触电阻进行打包发送。

进一步地，该手持机判断所接收的待检测线夹的接触电阻值是否大于预定阈值，以确定该待检测线夹的电接触状态。

利用根据本发明的接触网线夹电连接状态的监测装置系统和监测方法，实现了优于现有技术的有益技术效果，例如，包括对电连接工作状态判定、电连接状态趋势预测、故障提前预警，同时具有维护自动提醒和历史数据查询功能，可有效的解决高铁特有的高架桥、高路基、长大隧道、全封闭的线路状况造成的人员无法检测的难题，同时也摆脱了传统的依靠人盯、眼看、手摸的传统检测方式。本发明的装置的硬件核心采用嵌入式微处理器设计，软件为面向对象的设计方法，其完善的功能和稳定的性能对进一步提升供电设备管理信息化水平，对确保供电安全和运输高效畅通具有十分重要的意义。实现了铁道部关于推行供电安全风险管理，加强供电安全基础建设，提高供电设备运行质量的要求。

附图说明

为了更清楚地描述本发明，提供如下附图，附图的目的在于使得本领域技术容易理解本发明并能够实现本发明的实施例，附图不旨在对本发明的保护范围进行限定，本发明的保护范围仅有所附权利要求所限定。在各附图中，相同的附图标记始终表示相同的部件。

图1示出了本发明的用于接触网线夹电连接状态的监测系统的结构示意图。

图2示出了根据本发明的线夹状态采集器的安装图。

图3A示出了根据本发明的线夹状态采集器的结构示意图。

图3B示出了无源感应电源电路图。

图3C示出了采集器对微电压信号进行采集放大处理的电路图。

图4示出了根据本发明的手持机的立体图，示出了该手持机的外观。

图5示出了图4中的手持机的内部结构图。

图6A示出了根据本发明的车载中继装置的结构示意图。

图6B示出了车载中继装置硬件设计框图。

图6C示出了车载中继装置的立体图。

图7示出了根据本发明的地面数据处理设备的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细介绍本发明的示例性实施方式。提供这些示例性实施方式的目的是使得本领域普通技术人员能够清楚地理解本发明，并且根据这里的描述，能够实现本发明。附图和示例性的具体实施方式以及优选实施方式不旨在对本发明进行限定，本发明的范围由所附权利要求所限定。

为了使得本领域技术人员能够清楚且容易地理解本发明，下面描述根据本发明的一些实施例。

参照附图1，图1示出了本发明的一实施例的用于接触网线夹电连接状态的监测系统的结构示意图。

如图1所示，示出了本发明的用于接触网线夹电连接状态的监测系统，该用于接触网线夹电连接状态的监测系统包括线夹状态采集器10、手持机20、车载中继装置30、地面数据处理设备40。

在附图1所示的监测系统中，该线夹状态采集器10能够采集该接触网50的线夹60(见图2所示)的线夹电连接参数(可以是线夹接触电阻)，并将该线夹电连接参数与该线夹的编号组合成线夹数据。每个线夹被预先分配了相应的线夹编号，该线夹编号与线夹所在的位置是一一对应的。这里，在操作过程中，线夹状态采集器10所产生的线夹数据分别包括通过传感器测量的线夹的接触电阻和该被测量的线夹的编号。

该手持机20可以配置成，从该线夹状态采集器10接收接触电阻和线夹位置组成的线夹数据，形成手持机接收线夹数据(为了与后面的车载中继装置所接收的数据相区分)，或者从线夹状态采集器10仅接收接触电阻，并且通过手持机自身设置的定位装置测定线夹位置，并将接收的接触电阻和线夹位置组成的线夹数据，形成手持机接收线夹数据。将手持机接收线夹数据发送至该地面数据处理设备40，同时，手持机20能够对该手持机接收线夹数据进行相应的处理并根据处理结果来判断是否需要产生报警信号，报警信号能够向手持机20的操作者提示，正在被检测的线夹出现电接触不良的问题，需要进行维修，甚至更换。

该车载中继装置30可以配置成，从该线夹状态采集器10接收接触电阻和线夹位置组成的线夹数据，形成车载接收线夹数据(同理，为了和手持机接收的数据相区分)或者从线夹状态采集器10仅接收接触电阻，并且通过车载中继装置自身设置的定位装置测定线夹位置或者从机车上安装的TAX箱获取位置信息，并将接收的接触电阻和线夹位置组成的线夹数据，形成车载接收线夹数据并将该车载接收线夹数据发送至该地面数据处理设备40，以备地面数据处理设备40进行进一步处理。

该地面数据处理设备40可以配置成，接收该手持机接收线夹数据和该车载接收线夹数据并分别处理它们，以进行数据存储、转发、报警。

作为优选的实施例，参见图2，图2示出了根据本发明的线夹状态采集器10的安装图。

如图2所示，示出了线夹状态采集器10的安装状态，其中，该线夹状态采集器10具有采集器本体和从本体伸出的一根高温导线，采集器本体和高温导线分别安装在待检测线夹所连接的两根电连接线上，从而能够通过测量线夹两端的电压而测得线夹的接触电阻值。这里，优选的是，进行线夹状态采集器10的安装前准备工作，可包括：

1)确认现场天窗时间可以进行安装作业条件下进行安装作业；

2)安装前准备好六角扳手一枚，具有剪线功能的尖嘴钳等工具一套，插入插销的短铜线若干，并固定导线的短铜线；

3)准备好合格采集器一套；

4)确定线径适合安装；

5)安装人员接受过安装注意事项的知识培训。

之后，进行如下安装操作：

1)拔出活动插销，打开采集器10外壳；

2)将采集器10卡在电连接线上，其中根据型号(线夹A型为承力索卡环，B型为接触线卡)的不同，将白色高温导线向上或者向下，合上外壳重新插入插销，扁头在上，下端用尖嘴钳夹扁；

3)将高温导线前段不锈钢卡环固定在导线上，注意卡环与导线要紧密卡紧B型卡紧会听到一声清脆的声响。

并且，如上所述，线夹状态采集器10被构造成获取相关的待检测线夹的接触电阻作为该线夹电连接参数，并将该线夹电连接参数与该线夹的编号组合成线夹数据并发送该线夹数据至该手持机20和该车载中继装置30。

作为优选的实施例，参见图3，图3示出了根据本发明的线夹状态采集器10的结构示意图。

根据本发明的线夹状态采集器10主要功能是自动采集并处理线夹状态信息，通过无线通信自动发送到机车的车载中继或手持机20上。该线夹状态采集器10能够通过传感器监测电连接线夹接触电阻和温度多种数据；通过2.4G无线网络将数据传输到车载中继或手持机20。线夹状态采集器10运用高精度传感器，数据采集速度快、采样精度高；电源使用感应电源，无需更换电池实现了传感器免维护功能。

具体地，如图3所示，该线夹状态采集器10包括采集器壳体15以及位于该壳体内的微电阻检测器11、感应取电电源装置12、采集器处理器13、采集器无线通信装置14，其中：该微电阻检测器11配置成利用伏安法测量电连接接触电阻；该感应取电电源装置12配置成通过电磁感应将该接触网的电能转换成该线夹状态采集器10的电源(图3A示出了无源感应电源电路图)；该采集器处理器13配置成对由该微电阻检测器11测得的接触电阻进行滤波得到精确接触电阻并且控制该采集器无线通信装置14的数据发送；该采集器无线通信装置14配置成对该精确接触电阻进行打包发送(图3B示出了采集器10对微电压信号进行采集放大处理的电路图)。

作为示例性实例，采集器技术参数可如下设置：1)额定电压：27.5kV；2)额定受流电流：200～500A；3)监测装置与车载设备无线通讯距离：≮50m；4)适用电连接线外径：≯ф18mm，承力索外径：≯ф20mm；5)抗风压：30m/S；6)工作温度范围：-30℃～+70℃；7)湿度：≯95％；8)海拔高度：≯5500m；9)污秽等级：Ⅳ级；10)监测报警装置本体净重量：≯180g；11)外形尺寸：80(长)×50(宽)×65(高)(mm)。

作为优选实施例，参照图4和图5，图4示出了根据本发明的手持机20的立体图，示出了该手持机20的外观。图5示出了图4中的手持机20的内部结构图。

如图所示，该手持机20包括壳体、数据接收模块22、数据处理模块24、数据存储模块25、手持机无线数据远传模块23、数据显示模块26，其中，该数据接收模块22、该数据处理模块24、该数据存储模块25、该手持机无线数据远传模块23、该数据显示模块26位于该壳体中。

该数据接收模块22配置成接收来自该线夹状态采集器10的该手持机接收线夹数据；该数据处理模块24配置成根据所接收的该手持机接收线夹数据来判断是否产生该报警信号；该存储模块配置成用于存储该报警信号及其相应的该手持机接收线夹数据；该手持机无线数据远传模块23设置有天线并且配置成通过无线方式将该手持机接收线夹数据传输至该地面数据处理设备40；该数据显示模块26配置成用于显示该报警信号及其相应的该手持机接收线夹数据。

优选地，该手持机20对所接收的该手持机接收线夹数据的处理包括：判断针对待检测线夹的该手持机接收线夹数据中的该线夹电连接参数是否大于预定阈值，以确定该待检测线夹的电接触状态。其中，当线夹电接触良好时，接触电阻应该很小，当出现松脱情况时，线夹的连接出现局部空隙或完整的空隙，这时接触电阻会增大，因此，当接触电阻大于某一预设阈值时，表明线夹电连接出现松脱情况，当接触电阻大于另一预设的更大的阈值时，表示线夹的电连接已经完全断开。因此，通过对于不同阈值的设置，可以监测线夹电连接的当前状态，并且可以预测线夹潜在的断开风险。相应地，手持机20可根据不同的检测结果给出不同的报警信号，使得操作人员能够根据不同的报警信号进行不同的处理，例如，立即安排维修，或者在一定的时间内进行维修即可。

优选地，手持机20具有实时查询电连接的状态，3G数据无线通讯，LCD显示功能。工作人员利用手持终端可以查询电连接的状态数据，并能够实时接收传感器发送的数据。该装置携带方便、操作简单，无需外部电源工作。并留有扩充接口，可以扩展GPS功能，能远程浏览电连接地理位置。

作为示例性实例，手持机参数可如下设置：

1)主机性能：CPU:ARM9主频800MHz；操作系统：MicrosoftWindows CE6.0；内存：64MB SDRAM/128MB FLASH；显示屏：彩色TFT-LCD耐磨触摸屏，3.5寸，26万色，分辨率240x320；键盘：20键，包含电源键、数字、英文键和功能键；扬声器：内置扬声器，可输出高清语音；电池：标称7.4V，2400mAh可充电锂电池；

2)数据采集：2.4G无线技术：IEEE802.15.4标准协议，通讯距离达到60m；

3)无线通讯：3G:CDMA20001X EVDO；

4)物理特性：外观设计：小巧工业级设计，支持单手操作；产品规格：180*78*38mm(不含打印机)，240*78*38(含打印机)；重量：不含电池380克，含标准电池468克(以实物为准)；

5)使用环境：工作温度：-20℃～60℃；储存温度：-40℃～70℃；湿度：5％RH～95％RH(无凝露)。

作为优选实施例，参照图6A-6C，图6A示出了根据本发明的车载中继装置的结构示意图。图6B示出了车载中继装置硬件设计框图。图6C示出了车载中继装置的立体图。

如图所示，该车载中继装置30包括天线接收设备31、嵌入式处理器33、车载数据远传模块34和车载中继电源32。在该车载中继装置30中，该天线接收设备31配置成接收该线夹状态采集器10发送的电波信号并将其转换成线夹电连接参数提供给该嵌入式处理器33；该嵌入式处理器33可以配置成不同方式，例如：

(1)将来自机车上安装的TAX箱的位置信息与从该线夹状态采集器10接收的线夹电连接参数进行组合，TAX箱用于检测、存储列车运行期间的车况，例如，车速、位置等等。

(2)将从该线夹状态采集器10接收的该线夹数据中的线夹电连接参数和线夹位置数据的组合。这里，线夹数据中的线夹位置数据是指线夹的编号。在线夹安装之后，线夹编号与线夹的位置是一一对应的，车载中继装置30中预先存储有表示线夹编号与线夹位置的对应关系的表格。因此，在获得线夹编号后，可通过查表获取该线夹的位置。

进而，车载中继装置30对数据经过处理转换，形成该车载接收线夹数据并发送至该车载数据远传模块34；该车载数据远传模块34配置成将所接收的车载接收线夹数据无线地发送至该地面数据处理设备40；该车载中继电源32配置成与机车直流电源连接并且对来自该机车直流电源的电流进行滤波、隔离和变换，以对该车载中继装置30进行供电。

可选地，该车载中继装置30用于对采集器10进行唤醒、线夹状态信息的接收和转发。车载中继装置30在整个监测系统中有着桥梁作用，它是采集器10和地面数据处理设备40之间通讯的纽带；车载中继装置30先对采集器10发送的数据进行处理，然后通过GPRS网络将数据远传到地面数据处理中心服务器端。

作为示例性实例，根据本发明的车载中继装置30的参照可如下设置：

1)基站工作电源：AC220V/DC110V；2)基站工作电流：最大2A；3)RF射频板：工作电压：DC3.3V；最大工作电流：100mA；4)GPRS模块：工作电压：DC5V；待机电流：20mA；最大工作电流：2A；5)该基站和采集器10的通讯：采用频率为2.4G的IEEE802.15.4协议标准通讯方式；6)基站和服务器的通讯：采用TCP协议的无线通讯方式；7)基站和采集器10的通讯距离：大于50m；8)长*宽*高：156mm*147mm*61mm。

作为优选实施例，参照图7，图7示出了根据本发明的地面数据处理设备40的结构示意图。

如图所示，该地面数据处理设备40包括数据库41、监听服务器42、中心服务器43、路由服务器44、web系统，其中：该监听服务器42配置成通过设置固定IP地址和端口号而进行车载中继和手持机数据的的无线数据传输并将接收到的车载接收线夹数据储存到该数据库41的各个表格中；该中心服务器43配置成推送由服务器的IP和端口确定的路由服务器44列表至该数据库41中的路由表；该路由服务器44配置成根据所接收的车载接收线夹数据中的线夹ID来判断所接收的车载接收线夹数据是否存在不属于与该地面数据处理设备40所在区段的非本段线夹数据，其中，当存在非本段线夹数据时，该路由服务器44根据该路由表对数据进行转发；该数据库41配置成存储该地面数据处理设备40所接收的作为线夹信息的车载接收线夹数据以及该路由表。

作为实例，根据本发明的地面数据处理设备40具有如下功能：

1)用户/部门管理功能

每条铁路线上具有不同的部门，譬如管理员，技术科，生产调度部门和班组等部门，每个部门中具有不同的工作人员，该功能实现了管理员登录后，对部门和工作人员信息(例如：报警电话号码，密码等)的增加、删除、修改、查找功能。

2)铁路线管辖范围管理功能

部门对铁路线具有管辖能力，而且每个部门管辖多条铁路线，该功能实现了部门对铁路线的管辖，从而直接和属于该铁路线上的电连接发生“对话”，实现了部门对电连接的远传管理和检测。

3)电连接线夹管理功能

在铁路线上分布许多线夹，当传感器采集到数据并发送到数据库41后，在线夹管理功能模块的综合查询中，可以实时的显示出线夹的具体信息，例如线夹的编号、杆号、公里标、电阻等信息。在历史曲线功能中，实现了线夹电阻所有数据的曲线图，其中在曲线图中同样标注了维修该线夹的时间点，也实现了对线夹未来的状态的预测功能。

4)传感器管理功能

在铁路线的接触网电连接线夹上安装的传感器，将实时采集的电连接状态信息发送到数据库41中，传感器管理功能实现了对传感器的报废故障检测和安装位置校准等功能。

5)系统设置功能

该功能实现了电连接状态门限值的设定、短信接口、短信发送、采集器10寿命设置等功能。

6)系统短信报警和预警声音提醒功能

当有不合格电连接线夹时，系统会自动的向该电连接线夹所属部门的工作人员发送报警短信，同时该人员登录系统后，系统会发出报警提示音，从而使相应的工作人员做出及时维修等处理，避免事故的发生。

在实际运行中，当数据监听服务器42开始监听后，安装在列车上的车载中继收到数据，并通过远传模块发送到监听服务器42，收到的数据存储在数据库41中，应用程序就从数据库41中取出数据，经过一系列的处理，最终显示在浏览器页面中。

为了更清楚地描述本发明，给出以下示例性的实例：

中心服务器

IP:192.168.1.100

路由服务器A

编号：RT101

IP:192.168.1.101

网络路由服务器B

编号：RT102

IP:192.168.1.102

1)监听服务器42路由功能)

监听服务器42通过设置固定的IP地址和端口号与远端的中继器连接，通过GPRS网络进行数据的传递，连接远端中继器，中继器发送数据的同时，监听服务收。监听服务器42的服务功能分为数据监听服务、短信发送服务、线夹统计服务和回归分析服务。

2)中心服务器43

监听服务器42接收车载中继或手持机20发送的数据，存储到数据库41的各个表格中，但这些数据中有些并不属于本段管辖线夹的数据。这样，就要考虑对不属于本段线夹数据的转发处理。中心服务器43启动后，负责推送路由服务器44列表到各个服务器数据库41的路由表中，系统根据路由服务器44列表广播数据，从而达到转发数据的功能。

3)路由服务器

路由服务器负责转发和接收线夹数据，路由服务器接收到数据后，根据服务器中的路由表判断是否属于本段线夹，从而实现数据的接收到转发。对于异常数据不断广播的问题，服务器可以定期对异常数据进行清理。

作为示例性实例，根据本发明的地面数据处理设备40的硬件参数可如下设置：

1)操作系统Windows XP/Vista/Win7；2)内存：1G以上；3)硬盘：100G以上；4)显卡：频率在400MHz以上；显存容量：64M以上；5)CPU：频率1.6GHz以上(例如：酷睿、奔腾等)；6)浏览器：IE6.0/Firefox。

根据本发明的另一方面，提供了用于接触网线夹电连接状态的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)针对所述接触网中的每个待检测线夹安装线夹状态采集器，所述线夹状态采集器被构造和安装成获取相关的待检测线夹的电压和电流作为线夹电连接参数并将所述线夹电连接参数与所述线夹的编号组合成线夹数据并发送所述线夹数据至所述手持机和所述车载中继装置；

b)利用手持机20以接收来自该线夹状态采集器10的该线夹数据并基于该线夹数据进行相应的报警，并且将该线夹数据通过网络发送至地面数据处理设备40；

c)利用车载中继装置30接收来自该线夹状态采集器10的该线夹数据(电压和电流)并将其无线地发送至该地面数据处理设备40；

d)利用该地面数据处理设备40，将接收到的车载接收线夹数据和/或手持机接收线夹数据储存到该数据库41的各个表格中，并且根据该地面数据处理设备40的数据库41中存储的路由表判断所接收的车载接收线夹数据和/或手持机接收线夹数据是否存在不属于该地面数据处理设备40所在区段的非本段线夹数据，其中，当存在该非本段线夹数据时，根据该路由表对该非本段线夹数据进行转发。

优选地，在根据本发明的用于接触网线夹电连接状态的监测方法中，该线夹状态采集器10设置有微电阻检测器11、感应取电电源装置12、采集器处理器13、采集器无线通信装置14，其中：该微电阻检测器11利用伏安法测量电连接接触电阻；该感应取电电源装置12通过电磁感应将该接触网的电能转换成该线夹状态采集器10的电源；该线夹状态采集器10对由该微电阻检测器11测得的接触电阻进行滤波得到精确接触电阻并且控制该线夹状态采集器无线通信装置14的数据发送；该线夹状态采集器无线通信装置14对该精确接触电阻进行打包发送。这样设计的有益效果是，通过简单的结构实现了为该线夹状态采集器供电，从而无需在线夹状态采集器内设置电源模块，不仅节省了能源，并且也不会出现由于电源老化、失效而需要更换电源的操作，另外还节省了制造成本。

优选地，在根据本发明的用于接触网线夹电连接状态的监测方法中，该手持机20判断所接收的待检测线夹的接触电阻值是否大于预定阈值，以确定该待检测线夹的电接触状态。

利用根据本发明的接触网线夹电连接状态的监测装置系统和监测方法，实现了优于现有技术的有益技术效果,例如，包括对电连接工作状态判定、电连接状态趋势预测、故障提前预警，同时具有维护自动提醒和历史数据查询功能，可有效的解决高铁特有的高架桥、高路基、长大隧道、全封闭的线路状况造成的人员无法检测的难题，同时也摆脱了传统的依靠人盯、眼看、手摸的传统检测方式，等等。

虽然已经示出并描述了本发明的优选实施方式，但是可以对其进行各种更改和替换，这并不背离本发明的精神和范围。因此，将理解的是，已经通过示例而非限定的方式描述了本发明。

Claims (10)

1.一种用于接触网线夹电连接状态的监测系统，其特征在于，包括线夹状态采集器、手持机、车载中继装置、地面数据处理设备，其中：

所述线夹状态采集器配置成采集所述接触网的线夹的接触电阻并将所述接触电阻或所述接触电阻与所述线夹的编号组合成的线夹数据向所述手持机和/或所述车载中继装置发送；

所述手持机配置成从所述线夹状态采集器接收所述接触电阻或所述线夹数据，形成手持机接收线夹数据，并将所述手持机接收线夹数据发送至所述地面数据处理设备，同时对所述手持机接收线夹数据进行处理并据此判断是否产生报警信号，其中，当所述手持机仅接收所述接触电阻时，所述手持机接收线夹数据包含由所述手持机自身测定的线夹位置；

所述车载中继装置配置成从所述线夹状态采集器接收所述接触电阻或所述线夹数据，形成车载接收线夹数据并将所述车载接收线夹数据发送至所述地面数据处理设备，其中，当所述车载中继装置仅接收所述接触电阻时，所述车载接收线夹数据包含由所述车载中继装置自身测定的线夹位置；

所述地面数据处理设备配置成接收所述手持机接收线夹数据和所述车载接收线夹数据并分别处理它们，以进行数据存储、转发、报警。

2.根据权利要求1所述的用于接触网线夹电连接状态的监测系统，其特征在于，所述线夹状态采集器包括采集器本体和从所述采集器本体伸出的导线，所述采集器本体和所述导线分别安装在待检测线夹所连接的两根电连接线上。

3.根据权利要求2所述的用于接触网线夹电连接状态的监测系统，其特征在于，所述线夹状态采集器包括微电阻检测器、感应取电电源装置、采集器处理器、采集器无线通信装置，其中：

所述微电阻检测器配置成利用伏安法测量电连接接触电阻；

所述感应取电电源装置配置成通过电磁感应从所述接触网获取电能为所述线夹状态采集器供电；

所述采集器处理器配置成对由所述微电阻检测器测得的接触电阻进行滤波得到精确接触电阻并且控制所述采集器无线通信装置的数据发送；

所述采集器无线通信装置配置成对所述精确接触电阻进行打包发送。

4.根据权利要求1所述的用于接触网线夹电连接状态的监测系统，其特征在于，所述手持机包括壳体、数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块、无线数据远传模块、数据显示模块，其中，所述数据接收模块、所述数据处理模块、所述数据存储模块、所述无线数据远传模块、所述数据显示模块位于所述壳体中，其中：

所述数据接收模块配置成接收来自所述线夹状态采集器的所述接触电阻或线夹数据，形成手持机接收线夹数据；

所述数据处理模块配置成根据所述手持机接收线夹数据来判断是否产生所述报警信号；

所述存储模块配置成用于存储所述手持机接收线夹数据以及所述报警信号及其相应的线夹数据；

所述无线数据远传模块设置有天线并且配置成通过无线方式将所述手持机接收线夹数据传输至所述地面数据处理设备；

所述数据显示模块配置成用于显示所述报警信号及其相应的线夹数据。

5.根据权利要求4所述的用于接触网线夹电连接状态的监测系统，其特征在于，所述手持机对所接收的所述手持机接收线夹数据的处理包括：

判断针对待检测线夹的所述手持机接收线夹数据中的所述接触电阻是否大于预定阈值以确定该待检测线夹的电接触状态。

6.根据权利要求1所述的用于接触网线夹电连接状态的监测系统，其特征在于，所述车载中继装置包括天线接收设备、嵌入式处理器、数据远传模块和车载中继电源，其中：

所述天线接收设备配置成接收所述线夹状态采集器发送的电波信号并将其转换成线夹电连接参数提供给所述嵌入式处理器；

所述嵌入式处理器配置成，将来自机车上安装的TAX箱的或所述线夹状态采集器的位置信息与从所述线夹状态采集器接收的接触电阻进行组合，经过处理转换形成所述车载接收线夹数据并发送至所述数据远传模块；

所述数据远传模块配置成将所接收的车载接收线夹数据无线地发送至所述地面数据处理设备；

所述车载中继电源配置成与机车直流电源连接并且对来自所述机车直流电源的电流进行滤波、隔离和变换，以对所述车载中继装置进行供电。

7.根据权利要求1所述的用于接触网线夹电连接状态的监测系统，其特征在于，所述地面数据处理设备包括数据库、监听服务器、中心服务器、路由服务器、web系统，其中：

所述监听服务器配置成通过设置固定IP地址和端口号而进行车载中继和手持机数据的无线数据传输并将接收到的车载接收线夹数据储存到所述数据库的各个表格中；

所述中心服务器配置成推送由服务器的IP和端口确定的路由服务器列表至所述数据库中的路由表；

所述路由服务器配置成根据所接收的车载接收线夹数据中的线夹ID来判断所接收的车载接收线夹数据是否存在不属于与所述地面数据处理设备所在区段的非本段线夹数据，其中，当存在非本段线夹数据时，所述路由服务器根据所述路由表对数据进行转发；

所述数据库配置成存储所述地面数据处理设备所接收的作为线夹信息的车载接收线夹数据以及所述路由表。

8.一种用于接触网线夹电连接状态的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)针对所述接触网中的每个待检测线夹安装线夹状态采集器，所述线夹状态采集器被构造成获取待检测线夹的电压和电流，并将所述电压和电阻或所述电压和电阻与所述线夹的编号组合成的线夹数据发送至所述手持机和所述车载中继装置；

b)利用手持机接收来自所述线夹状态采集器的所述接触电阻或所述线夹数据并产生手持机接收线夹数据并判断是否进行相应的报警，并且将所接收的数据通过网络发送至地面数据处理设备；

c)利用车载中继装置接收来自所述线夹状态采集器的所述电压和电流并产生车载接收线夹数据，将其无线地发送至所述地面数据处理设备，其中，当仅接收所述接触数据时，所述车载接收线夹数据包含由车载中继装置自身测定的线夹位置；

d)利用所述地面数据处理设备，将接收到的车载接收线夹数据和/或手持机接收线夹数据储存到所述数据库的各个表格中，并且根据所述地面数据处理设备的数据库中存储的路由表判断所接收的车载接收线夹数据和/或手持机接收线夹数据是否存在不属于所述地面数据处理设备所在区段的非本段线夹数据，其中，当存在所述非本段线夹数据时，根据所述路由表对所述非本段线夹数据进行转发。

9.根据权利要求8所述的用于接触网线夹电连接状态的监测方法，其特征在于，所述线夹状态采集器设置有微电阻检测器、感应取电电源装置、采集器处理器、采集器无线通信装置，其中：

所述微电阻检测器利用伏安法测量电连接接触电阻；

所述感应取电电源装置通过电磁感应将所述接触网的电能转换成所述线夹状态采集器的电源；

所述采集器处理器对由所述微电阻检测器测得的接触电阻进行滤波得到精确接触电阻并且控制所述采集器无线通信装置的数据发送；

所述采集器无线通信装置对所述精确接触电阻进行打包发送。

10.根据权利要求8所述的用于接触网线夹电连接状态的监测方法，其特征在于，所述手持机判断所接收的待检测线夹的接触电阻值是否大于预定阈值，以确定所述待检测线夹的电接触状态。