CN104742936A - 一种智能化铁路货车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化铁路货车，包括货车车体和转向架，在货车车体和转向架上安装有中央控制系统、智能化称重装置、温度检测系统、车辆定位系统、故障报警系统、智能制动系统、动力学性检测系统、车门意外开启报警装置、车辆黑匣子和车辆信息显示屏；所述智能化称重装置、温度检测系统、车辆定位系统、故障报警系统、智能制动系统、动力学性检测系统和车门意外开启报警装置构成智能化终端，中央控制系统通过传输介质采用有线或无线网络对智能终端数据进行传输、集中处理分析，并通过有线网络或无线网络与机车、地面列控中心及调度中心等实现交互，实时传输车辆信息。本发明能实时显示车辆载重，实现实时定位，方便用户实时了解货物状态信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能化铁路货车，尤其是一种运输高附加值货物的智能化铁路货车。
背景技术
随着社会经济进步，电子商务和网络经济快速发展，服装以及电子产品等高附加值“白货”的铁路运输需求快速增加，该种货物的运输对车辆装备的要求越来越高，尤其是对货车的智能化程度方面。目前传统铁路货车其运用模式仍然采用传统模式，其主要存在以下缺点：(1)货物装载完成后需要进行超载、偏载检测，当发生超载或偏载现象时，需要重新进行装载，影响到车辆运输组织效率；(2)传统货车列车发生故障时不能及时报警，对车辆运行安全带来隐患；(3)传统车辆没有安装实时记录车辆状态的黑匣子，无法获取车辆实时运行状态数据，当车辆发生事故时不方便查找事故原因；(4)车辆制动时，其制动力大小不够智能化，容易引起车辆制动力过大或过小，从而引起车轮擦伤或者制动距离延长；(5)车辆运行时，对车辆的正常动力学性能指标没有实时监测，没有对车辆在故障发生前的预判处理；(6)当车门由于外力非正常打开时，不能及时发现，货物丢失风险较大。同时，铁路用户对货车的智能化程度要求越来越高，其不仅关心货物的整体运输组织效率，还关心货物的实时状态以及位置等，便于及时安排货物的运输组织。由于现代货车智能化程度不高，在铁路快运货物运输时，需要在列车端部加装宿营车，采用人工方式对列车进行实时监控以及管理等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种新型铁路货运智能化车辆，适应运行速度等级为160km/h以上的铁路快运货车，用于运输电商高附加值货物。
为解决这一技术问题，本发明提供了一种智能化铁路货车，包括货车车体和转向架，在货车车体和转向架上安装有中央控制系统、智能化称重装置、温度检测系统、车辆定位系统、故障报警系统、智能制动系统、动力学性检测系统、车门意外开启报警装置、车辆黑匣子和车辆信息显示屏；所述智能化称重装置、温度检测系统、车辆定位系统、故障报警系统、智能制动系统、动力学性检测系统和车门意外开启报警装置构成智能化终端，中央控制系统通过传输介质采用有线或无线网络对智能终端数据进行传输、集中处理分析，并通过有线网络或无线网络与机车、地面列控中心及调度中心等实现交互，实时传输车辆信息。
所述转向架包括转向架轮对、转向架构架和一系称重装置，其中转向架构架安装于一系称重装置上，一系称重装置安装于转向架轮对上。
所述智能化称重装置安装于转向架轮对和转向架构架之间，其设有两种基本模式：一是采用位移式传感器，其安装于转向架构架上，通过测量一系悬挂弹簧的位移来计算车辆载重，通过对比车辆所有的位移式传感器测量的数值大小，实现对偏载的测量；二是采用称重式传感器，直接在一系悬挂弹簧底部安装称重式传感器，通过测量一系悬挂弹簧力的大小获取载荷信息，实现载重及偏载的测量。
所述温度检测系统包括温度传感器和轴温传感器，所述温度传感器安装于能货车车体内部，所述轴温传感器安装于转向架轴端的转向架轮对上，实时测量车辆内部温度及轴承温度，当温度超差后通过故障报警系统自动报警；所述故障报警系统包括安装于货车车体上的声光报警装置，通过中央控制系统获取相关数据，当相关数据超差或异常时，通过声光报警装置向外发送信息。
所述智能制动系统包括基础制动系统、安装在一系悬挂系统中的空重车调整阀和安装在转向架轴端的自发电式或外供电式电子防滑器，中央控制系统实时收集速度、载重、制动距离、轮轨黏着系数、闸盘摩擦系数、有效制动缸数量、制动效率等参数，自动计算出最合理的制动力大小；所述基础制动系统采用单元式盘形、闸瓦式或轮盘式制动装置。
所述动力学性能监测系统通过在转向架上安装测力轮对，实现对车辆安全性指标实时测量；在转向架构架安装加速及位移传感器，实现对车辆的稳定性指标的测量；在货车车体安装相应的加速度及位移传感器，实现对车辆平稳性指标的实时测量。
所述车门意外开启报警装置通过设置在车门开闭部位的触发装置，在非正常原因打开车门时，向外发送信号报警。
所述车辆黑匣子安装于货车车体之上，并与中央控制系统进行实时数据交换，对监测数据进行实时储存，并留有输出接口。
所述车辆定位系统包括安装于货车车体之上GPS或北斗导航系统，通过GPS、北斗导航系统实时显示车辆位置。
所述中央控制系统、智能化称重装置、温度检测系统、车辆定位系统、故障报警系统、智能制动系统、动力学性检测系统、车门意外开启报警装置、车辆黑匣子和车辆信息显示屏采用机车供电、或采用自身发电、或采用发电车供电。
有益效果：本发明具有以下特点：1)具有货物超载、偏载监测功能，能实时显示车辆载重；并能够实现对车辆装载的指导，提高了装车效率以及用户的综合经济效益；2)车辆安装GPS或北斗定位系统，车辆可实现实时定位；可以为用户及铁路管理部门提供货物追踪，方便用户实时了解货物状态信息；3)当车辆发生事故时，车辆具有声光报警功能；通过不同的报警级别声光报警向外传递信息，提高了车辆的运行安全性；4)可根据车辆制动性能需求进行智能分配制动力大小功能；通过智能制动系统，可以最大程度减少磨耗以及车轮擦伤；5)可针对车辆运行加速度、运行平稳性指标、安全指标进行监控，同时对车辆故障进行提前预判分析；通过对动力学性能指标实时监控，可对对车辆故障进行提前预判分析，提高车辆运行安全；6)并可根据车辆具体的用途特点增加车门意外开启报警、装载货物状态指标检测等功能；车门意外开启报警系统提高了货物运输的安全性；7)以上功能采取实时监测，监测信息储存到车辆系统中，该系统实现车辆的运行数据记录，具有“黑匣子”功能，并留有输出接口，方便数据的导出；车辆装用“黑匣子”，当车辆发生事故或故障时，可以及时了解故障信息，有针对性的分析原因及提出解决措施。
附图说明
图1为本发明的结构原理图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明转向架的局部结构示意图；
图4为本发明智能化称重装置的结构示意图；
图5为本发明基础制动结构示意图；
图6为本发明的位移式称重装置结构示意图；
图7为本发明的自发电式电子防滑器结构示意图。
图中：1货车车体、2转向架、21转向架轮对、22转向架构架、23一系称重装置、231位移式传感器、232一系悬挂弹簧、233称重式传感器、24电子防滑器、25轴温传感器、161基础制动、162位移式称重装置结构、163自发电式电子防滑器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
图1所示为本发明的结构原理图。
图2所示为本发明的结构示意图。
本发明与传统车辆一样，包括货车车体1和转向架2、制动系统、车钩缓冲系统等主要关键子系统，为了实现智能铁路货车“智能化”的特点，在货车车体1和转向架2上安装有中央控制系统、智能化称重装置、温度检测系统、车辆定位系统、故障报警系统、智能制动系统、动力学性检测系统、车门意外开启报警装置、车辆黑匣子和车辆信息显示屏。
所述智能化称重装置、温度检测系统、车辆定位系统、故障报警系统、智能制动系统、动力学性检测系统和车门意外开启报警装置构成智能化终端，中央控制系统通过传输介质采用有线或无线网络对智能终端数据进行传输、集中处理分析，统一协调各子系统之间的数据管理，并通过有线网络或无线网络统一协调与机车、地面列控中心及调度中心等实现交互，实时传输车辆信息，并对采集数据进行分析、处理等。
图3所示为本发明转向架的局部结构示意图。
所述转向架2包括转向架轮对21、转向架构架22和一系称重装置23，其中转向架构架22安装于一系称重装置23上，一系称重装置23安装于转向架轮对21上。
图4所示为本发明智能化称重装置的结构示意图。
为了实现车辆智能化称重功能，转向架2需采用一系作为主悬挂焊接转向架，每个转向架具有四个一系悬挂系统，即单个车辆具有八个一系悬挂系统。由于车辆偏载情况直接反映到八个悬挂系统的受力情况，故智能化称重装置安装于转向架轮对21和转向架构架22之间，其设有两种基本模式：一是采用位移式传感器231，其安装于转向架构架22上，通过测量一系悬挂弹簧232的位移来计算车辆载重，通过对比车辆所有的位移式传感器231测量的数值大小，实现对偏载的测量；二是采用称重式传感器，直接在一系悬挂弹簧232底部安装称重式传感器233，通过测量一系悬挂弹簧232力的大小获取载荷信息，实现载重及偏载的测量，根据弹簧受力的大小自动计算出车辆偏载工况，并通过有线或无线传输技术传输到中央控制系统，经过数据分析之后自动实现称重偏载和载重测量，并用于对车辆装载进行指导。
所述温度检测系统包括温度传感器和轴温传感器25，所述温度传感器安装于能货车车体1内部，所述轴温传感器25安装于转向架轴端的转向架轮对21上，实时测量车辆内部温度及轴承温度，当温度超差后通过故障报警系统自动报警。
所述故障报警系统包括安装于货车车体1上的声光报警装置，通过中央控制系统获取相关数据，当车辆的动力学性能、制动性能、偏载性能、温度性能等指标超出标准等相关数据超差或异常时，通过声光报警装置向外发送信息。
图5所示为本发明基础制动结构示意图。
图6所示为本发明的位移式称重装置结构示意图。
图7所示为本发明的自发电式电子防滑器结构示意图。
所述智能制动系统包括三个技术特征：一是在一系悬挂系统中的空重车调整阀162(如图6所示)，根据弹簧的位移大小调整车辆制动力的大小，根据位移和载重的比例关系，从而可以实现根据载重智能调整制动力大小；二是在转向架轴端安装的自发电式或外供电式电子防滑器163(如图7所示)，避免过大的制动力造成车轮擦伤；三是借助中央控制系统实时收集速度、载重、制动距离、轮轨黏着系数、闸盘摩擦系数、有效制动缸数量、制动效率等参数，自动计算出最合理的制动力大小，从而使车辆制动具有智能化特点。
本发明采用的基础制动系统161(如图5所示)，采用单元式盘形制动装置，但此种方式仅为该智能货车采用的一种基础制动方式之一，和传统铁路一样，本发明还可以采用闸瓦、轮盘等基础制动方式。
所述动力学性能监测系统通过在转向架2上安装转向架轮对21可以实现对车辆安全性指标实时测量，转向架轮对21为一种带有侧力传感器的轮对，在转向架构架22安装加速及位移传感器，实现对车辆的稳定性指标的测量；在货车车体1安装相应的加速度及位移传感器，实现对车辆平稳性指标的实时测量，上述测量结果可以实时反馈给中央控制系统，实时对车辆运行安全性、稳定性、平稳性指标进行监控。
所述车门意外开启报警装置主要用于实时监控监测智能货车车体1的车门开闭状态，通过设置在车门开闭部位的触发装置，在非正常原因打开车门时，向外发送信号报警。
通过安装速度传感器可以实现对车辆运行速度的实时测量且显示。
所述车辆黑匣子安装于货车车体1之上，并与中央控制系统进行实时数据交换，对监测数据进行实时储存，实现车辆的运行数据记录，并留有输出接口，方便数据的导出。
所述车辆定位系统包括安装于货车车体1之上GPS或北斗导航系统，通过GPS、北斗导航系统实时显示车辆位置。
所述的车辆信息显示屏安装于货车车体1之上，用于显示必要的车辆载重、称重数值、动力学性能指标、速度、温度信息等数据信息。
所述中央控制系统、智能化称重装置、温度检测系统、车辆定位系统、故障报警系统、智能制动系统、动力学性检测系统、车门意外开启报警装置、车辆黑匣子和车辆信息显示屏采用机车供电、或采用自身发电、或采用发电车供电。
本发明的工作原理：
本发明主要由转向架2和货车车体1组成，智能化称重装置、温度检测系统、车辆定位系统、故障报警系统、智能制动系统、动力学性检测系统、车门意外开启报警装置安装于转向架2和货车车体1之上，构成智能化终端，中央控制系统为智能化铁路货车的“大脑”，对智能终端数据进行集中处理分析，所有智能终端和中央控制系统之间传输介质采用有线或无线网络。车辆黑匣子用于对铁路货车中央控制系统产生的关键数据进行实时记录。车辆信息显示屏用于对铁路货车中央控制系统产生的关键数据信息进行实时显示。铁路货车中央控制系统通过有线网络和无线网络和机车、地面列控中心及调度中心等实现交互，实时传输车辆信息。
本发明具有以下特点：1)具有货物超载、偏载监测功能，能实时显示车辆载重；并能够实现对车辆装载的指导，提高了装车效率以及用户的综合经济效益；2)车辆安装GPS或北斗定位系统，车辆可实现实时定位；可以为用户及铁路管理部门提供货物追踪，方便用户实时了解货物状态信息；3)当车辆发生事故时，车辆具有声光报警功能；通过不同的报警级别声光报警向外传递信息，提高了车辆的运行安全性；4)可根据车辆制动性能需求进行智能分配制动力大小功能；通过智能制动系统，可以最大程度减少磨耗以及车轮擦伤；5)可针对车辆运行加速度、运行平稳性指标、安全指标进行监控，同时对车辆故障进行提前预判分析；通过对动力学性能指标实时监控，可对对车辆故障进行提前预判分析，提高车辆运行安全；6)并可根据车辆具体的用途特点增加车门意外开启报警、装载货物状态指标检测等功能；车门意外开启报警系统提高了货物运输的安全性；7)以上功能采取实时监测，监测信息储存到车辆系统中，该系统实现车辆的运行数据记录，具有“黑匣子”功能，并留有输出接口，方便数据的导出；车辆装用“黑匣子”，当车辆发生事故或故障时，可以及时了解故障信息，有针对性的分析原因及提出解决措施。
本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。
Claims (10)
1.一种智能化铁路货车，包括货车车体(1)和转向架(2)，其特征在于：在货车车体(1)和转向架(2)上安装有中央控制系统、智能化称重装置、温度检测系统、车辆定位系统、故障报警系统、智能制动系统、动力学性检测系统、车门意外开启报警装置、车辆黑匣子和车辆信息显示屏；所述智能化称重装置、温度检测系统、车辆定位系统、故障报警系统、智能制动系统、动力学性检测系统和车门意外开启报警装置构成智能化终端，中央控制系统通过传输介质采用有线或无线网络对智能终端数据进行传输、集中处理分析，并通过有线网络或无线网络与机车、地面列控中心及调度中心等实现交互，实时传输车辆信息。
2.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于：所述转向架(2)包括转向架轮对(21)、转向架构架(22)和一系称重装置(23)，其中转向架构架(22)安装于一系称重装置(23)上，一系称重装置(23)安装于转向架轮对(21)上。
3.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于：所述智能化称重装置安装于转向架轮对(21)和转向架构架(22)之间，其设有两种基本模式：一是采用位移式传感器(231)，其安装于转向架构架(22)上，通过测量一系悬挂弹簧(232)的位移来计算车辆载重，通过对比车辆所有的位移式传感器(231)测量的数值大小，实现对偏载的测量；二是采用称重式传感器，直接在一系悬挂弹簧(232)底部安装称重式传感器(233)，通过测量一系悬挂弹簧(232)力的大小获取载荷信息，实现载重及偏载的测量。
4.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于：所述温度检测系统包括温度传感器和轴温传感器(25)，所述温度传感器安装于能货车车体(1)内部，所述轴温传感器(25)安装于转向架轴端的转向架轮对(21)上，实时测量车辆内部温度及轴承温度，当温度超差后通过故障报警系统自动报警；所述故障报警系统包括安装于货车车体(1)上的声光报警装置，通过中央控制系统获取相关数据，当相关数据超差或异常时，通过声光报警装置向外发送信息。
5.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于：所述智能制动系统包括基础制动系统、安装在一系悬挂系统中的空重车调整阀和安装在转向架轴端的自发电式或外供电式电子防滑器(24)，中央控制系统实时收集速度、载重、制动距离、轮轨黏着系数、闸盘摩擦系数、有效制动缸数量、制动效率等参数，自动计算出最合理的制动力大小；所述基础制动系统采用单元式盘形、闸瓦式或轮盘式制动装置。
6.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于：所述动力学性能监测系统通过在转向架(2)上安装测力轮对，实现对车辆安全性指标实时测量；在转向架构架(22)安装加速及位移传感器，实现对车辆的稳定性指标的测量；在货车车体1安装相应的加速度及位移传感器，实现对车辆平稳性指标的实时测量。
7.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于：所述车门意外开启报警装置通过设置在车门开闭部位的触发装置，在非正常原因打开车门时，向外发送信号报警。
8.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于：所述车辆黑匣子安装于货车车体(1)之上，并与中央控制系统进行实时数据交换，对监测数据进行实时储存，并留有输出接口。
9.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于：所述车辆定位系统包括安装于货车车体(1)之上GPS或北斗导航系统，通过GPS、北斗导航系统实时显示车辆位置。
10.根据权利要求1-9任一项所述的智能化铁路货车，其特征在于：所述中央控制系统、智能化称重装置、温度检测系统、车辆定位系统、故障报警系统、智能制动系统、动力学性检测系统、车门意外开启报警装置、车辆黑匣子和车辆信息显示屏采用机车供电、或采用自身发电、或采用发电车供电。
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150701 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |