CN105564468B - 一种铁路货车行车安全监控系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种铁路货车行车安全监控系统和方法，其中，铁路货车行车安全监控系统包括：铁路货车轴端供电装置、车厢监测设备以及机车监测设备；其中，铁路货车轴端供电装置安装于铁路货车车轴轴端，用于为车厢监测设备和机车监测设备提供电能；车厢监测设备与铁路货车轴端供电装置电连接，分别设置于每节货车车厢，用于实时监控每节货车车厢的行车安全机构的运行状态信息，并根据运行状态信息对行车安全机构进行故障诊断；机车监测设备与车厢监测设备无线通信连接，设置于铁路货车的机车内部，用于对每节车厢监测设备发送的运行状态信息和故障诊断信息进行汇总和处理。本发明的技术方案能够及时有效地对铁货车的行车安全进行监测。
Description
技术领域
本发明涉及铁路行车安全技术领域，特别是涉及一种铁路货车行车安全监控系统和方法。
背景技术
为了满足国民经济需求，铁路货车的货物运输量越来越多，相应地，铁路货车的运行速度也越来越快，随着铁路货车运行速度的提升，铁路货车的行车安全也越来越受到重视。
铁路货车在运行过程中，货车车轴、防滑装置以及制动装置是保障铁路货车行车安全的主要行车安全机构，为了保证列车行车安全，需要对上述机构进行监测，然而传统的行车安全监控方式为配备相关的机械师和电气师人工定期入库进行监测检修，由于人工监测的工作量大和非实时性等特点，无法及时有效地对铁路货车行车安全进行监测，导致铁路货车运行过程中的行车安全不能够保障。
综上所述，如何能够及时有效地对铁路货车行车安全进行监测，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例中提供了一种铁路货车行车安全监控系统和方法，以解决现有技术中的无法及时有效地对铁路货车行车安全进行监测，导致铁路货车运行过程中行车安全不能够得到保障问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
根据本发明的第一方面，提供了一种铁路货车行车安全监控系统，包括：
铁路货车轴端供电装置、车厢监测设备以及机车监测设备；其中，
所述铁路货车轴端供电装置安装于所述铁路货车车轴轴端，用于为所述车厢监测设备和所述机车监测设备提供电能；
所述车厢监测设备与所述铁路货车轴端供电装置电连接，分别设置于每节货车车厢，用于监控每节货车车厢的行车安全机构的运行状态信息，并根据所述运行状态信息对所述行车安全机构进行故障诊断；
所述机车监测设备与所述车厢监测设备使用无线通信方式连接、且设置于铁路货车的机车内部，用于对每节所述车厢监测设备发送的运行状态信息和故障诊断信息进行汇总和处理。
优选地，所述铁路货车行车安全监控系统还包括：
与所述车厢监测设备电连接的地面监测系统；
所述地面监测系统，用于接收所述车厢监测设备发送的运行状态信息和故障诊断信息，并对所述运行状态信息和故障诊断信息进行监控、分析和存储。
优选地，所述铁路货车行车安全监控系统还包括：
车厢间无线通信装置以及车地通信装置；其中，
所述车厢间无线通信装置包括安装于所述货车车厢顶部的车间通信天线，所述车地通信装置包括安装于所述货车车厢顶部的移动网络通信天线；
所述机车监测设备与每节货车车厢的车厢监测设备通过总线连接方式进行连接，并用于通过所述车间通信天线交互运行状态信息和故障诊断信息；
所述车厢监测设备，还用于与所述地面监测系统通过所述移动网络通信天线交互运行状态信息和故障诊断信息。
优选地，所述铁路货车轴端供电装置包括：
轴端发电机、电源管理设备和蓄电池；其中，
所述轴端发电机与所述货车车轴的轴端转动相连，用于通过所述货车车轴的转动发电；
所述电源管理设备分别与所述轴端发电机和所述蓄电池电连接，用于对所述轴端发电机提供的电能进行监控和处理以及管理所述蓄电池的充放电，还用于向所述车厢监测设备、所述机车监测设备以及电子防滑器进行供电。
优选地，所述车厢监测设备包括：
轴温监测设备、电子防滑器、制动监测设备以及中央控制模块；所述中央控制模块分别与所述轴温监测设备、所述电子防滑器以及所述制动监测设备电连接，其中，
所述轴温监测设备包括：
安装于货车车厢底部的环境温度传感器，用于监测车轴轴承周围的环境温度；
与每根所述货车车轴两端的车轴轴承分别相连的轴承温度传感器，用于测量车轴轴承温度；
所述环境温度传感器与所述轴承温度传感器分别与所述中央控制模块电连接；
所述中央控制模块，还用于当所述轴承温度大于最高预设轴承温度阈值，或所述轴承温度与所述环境温度之差大于最高温差阈值时，向所述地面监测系统或所述机车监测设备发送温度报警信号；
所述电子防滑器包括：
与所述货车车轴相连的车轴转速传感器，用于监测每根货车车轴的车轴转速，所述车轴转速传感器还与所述中央控制模块的车轴转速比较器电连接；
所述车轴转速比较器还用于根据所述车轴转速与车轮转速的关系，判断所述铁路货车是否打滑；
与所述车轴转速比较器电连接的各个防滑排风阀，所述防滑排风阀用于当所述车轴转速比较器判定所述铁路货车打滑时，进行缓解制动操作；
所述制动监测设备包括：
与所述铁路货车的制动缸体设备电连接的压力传感器，所述压力传感器还与所述中央控制模块的压力比较器电连接；
所述压力比较器，用于当所述制动缸体设备的压力超过预设压力范围时，向所述机车监测设备或所述地面监测系统发送压力报警信号。
优选地，所述车厢监测设备还包括：
安装于所述货车车厢顶部的导航天线；
与所述导航天线电连接的导航装置，所述导航装置还与所述中央控制模块电连接；
与所述中央控制模块电连接的行车记录仪。
优选地，所述车厢监测设备还包括：与所述中央控制模块电连接的人机交互装置。
根据本方面的第二方面，还提供了一种铁路货车行车安全监控方法，用于上述技术方案所述的铁路货车行车安全监控系统，所述铁路货车行车安全监控方法包括：
铁路货车轴端供电装置为车厢监测设备和机车监测设备供电；
所述车厢监测设备监测各节货车车厢内行车安全机构的运行状态信息，并根据所述运行状态信息对所述行车安全机构进行故障诊断；
所述机车监测设备对所述运行状态信息和故障诊断信息进行汇总和处理，并将处理结果发送至所述车厢监测设备；
所述车厢监测设备根据所述处理结果对所述行车安全机构进行故障处理。
优选地，所述车厢监测设备监测各节货车车厢内行车安全机构的运行状态信息，并根据所运行状态信息对所述行车安全机构进行故障诊断，包括：
环境温度传感器监测车轴轴承周围的环境温度；
轴承温度传感器测量车轴轴承温度；
当所述轴承温度大于最高预设轴承温度阈值，或所述轴承温度与所述环境温度之差大于最高温差阈值时，所述中央控制模块向所述地面监测系统或所述机车监测设备发送温度报警信号；
使用车轴转速传感器监测每根货车车轴的车轴转速；
根据所述车轴转速与车轮转速的关系，判断所述铁路货车是否打滑；
当所述车轴转速比较器判定所述铁路货车打滑时，控制防滑排风阀进行缓解制动操作；
测量铁路货车的制动缸体设备的压力；
当所述制动缸体设备的压力超过预设压力范围时，向所述机车监测设备或所述地面监测系统发送压力报警信号。
优选地，所述铁路货车行车安全监控方法还包括：
所述车厢监控设备与所述机车通信设备通过车间通信天线交互运行状态信息和故障诊断信息；
所述车厢监测设备与所述地面监测系统通过移动网络通信天线交互运行状态信息和故障诊断信息。
由以上技术方案可见，本发明实施例提供的铁路货车行车安全监控方案，车厢监测设备设置于每节货车车厢，能够实时监控每节货车车厢的行车安全机构的运行状态信息，从而能够及时了解铁路货车运行过程中相关行车安全机构的运行状态，方便对铁路货车行车安全进行监控，相较于背景技术中所述的需要人工定期入库进行监测检修的方案，本发明提供的技术方案能够根据运行状态信息对行车安全机构进行故障诊断，进一步及时对铁路货车进行故障排查、诊断和修复，使得铁路货车运行过程的安全性得到保障。同时车厢监测设备向机车监测设备发送运行状态信息和故障诊断信息，机车监测设备能够对运行状态信息和故障诊断信息进行汇总和处理，并提供给机车内相应地操作人员或者机车监测设备进行处理，从而能够更加及时地对铁路货车的行车安全进行监控、诊断和修复。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种铁路货车行车安全监控系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种铁路货车轴端供电装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种车厢监测设备的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种铁路货车行车安全监控系统的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种铁路货车行车安全监控系统的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种铁路货车行车安全监控方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种铁路货车行车安全监控方法的流程示意图；
图8为本发明实施例提供的一种铁路货车行车安全监控方法的流程示意图。
图1至图8所示的具体结构与附图标记的对应关系如下：
1-铁路货车轴端供电装置、11-轴端发电机、12-电源管理设备、13-蓄电池、2-车厢监测设备、21-轴温监测设备、211-环境温度传感器、212-轴承温度传感器、22-电子防滑器、221-车轴转速传感器、23-制动监测设备、231-压力传感器、24-人机交互装置、25-中央控制模块、251-车轴转速比较器、252-压力比较器、26-导航天线、27-行车记录仪、28-导航装置、3-机车监测设备、4-货车车轴、5-货车车厢、6-机车、7-防滑排风阀、8-地面监测系统、81-5T系统、82-货车段、83-列检所、84-铁路系统网站、85-编组站、86-运调中心、87-车站、9-车厢间无线通信装置、91-车间通信天线、10-车地通信装置、101-移动网络通信天线。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
参见图1，为本发明实施例提供的一种铁路货车行车安全监控系统的结构示意图，如图1所示，本发明提供的铁路货车行车安全监控系统包括：
铁路货车轴端供电装置1、车厢监测设备2以及机车监测设备3；其中，
所述铁路货车轴端供电装置1安装于所述铁路货车车轴4轴端，用于为所述车厢监测设备2和所述机车监测设备3提供电能；铁路货车轴端供电装置1使用轴端发电，能够在铁路货车运行时，实时为车厢监测设备2和机车监测设备3提供电能，从而保证对铁路货车运行状态的实时监测。
所述车厢监测设备2与所述铁路货车轴端供电装置1电连接，分别设置于每节货车车厢5，用于实时监控每节货车车厢5的行车安全机构的运行状态信息，并根据所述运行状态信息对所述行车安全机构进行故障诊断；车厢监测设备2实时监控每节货车车厢5的行车安全机构，从而能够实时地对铁路货车的行车安全进行监控，诊断和修复，避免因故障处理不及时造成灾难性影响。
所述机车监测设备3与所述车厢监测设备2通过无线通信方式电连接、且设置于铁路货车的机车6内部，用于对每节所述车厢监测设备2发送的运行状态信息和故障诊断信息进行汇总和处理。其中，对行车安全机构的故障诊断包括获取诊断结果以及对故障进行修复。
机车监测设备3对运行状态信息和故障诊断信息进行汇总和处理，同时，能够提供给机车6内相应的操作人员进行处理，从而及时有效地对故障进行排查，诊断和修复。
如图1和图2所示，图2为本发明实施例提供的一种铁路货车轴端供电装置的结构示意图，该铁路货车轴端供电装置包括：
轴端发电机11、电源管理设备12和蓄电池13；其中，
所述轴端发电机11安装于货车车轴4的轴端，用于通过所述货车车轴4的转动发电；
所述电源管理设备12分别与所述轴端发电机11和所述蓄电池13电连接，用于对所述轴端发电机11提供的电能进行监控和处理和管理所述蓄电池13的充放电，还与车厢监测设备2或机车监测设备3电连接，用于向所述车厢监测设备2或所述机车监测设备3进行供电。
其中，优选地，每节车厢的铁路货车轴端供电装置1供应本货车车厢的车厢监测设备，同时，若机车处也设置有铁路货车车轴端供电装置，则机车处的铁路货车车轴供电装置也为机车监测设备提供电能。
轴端发电机11通过货车车轴4带动发电，从而能够在货车运行时，实时获取电能，方便车厢监测设备2和机车监测设备3对铁路货车进行实时监控和诊断，同时当铁路货车运行速度低于预设低速阈值或停车时，使用蓄电池13对车厢监测设备2和机车监测设备3进行供电，从而能够在电源管理设备12的控制下，实现轴端发电机11和蓄电池13的无缝切换，实现铁路货车无间断供电。
其中，电源管理设备12还用于对轴端发电机11的整流、变压以及切换等操作。
同时每个货车车厢底部可以分别设置铁路货车轴端供电装置1，从而为每节车厢供电，同时铁路货车轴端供电装置1还可以与车厢照明系统等设备电连接。
如图1所示，铁路货车行车安全监控系统还包括：
与所述车厢监测设备2电连接的地面监测系统8；
所述地面监测系统8通过无线通信方式与车厢监测设备2电连接，用于接收所述车厢监测设备2发送的运行状态信息和故障诊断信息，并对所述运行状态信息和故障诊断信息进行监控、分析和存储。
地面监测系统8，即地面数据分析系统，主要是为各级货运车站87、列检所83等铁路系统的安全行车管理部门服务，提供一套实时、高效且稳定可靠的安全行车监测及预警系统。地面监测系统8提供货运列车的实时监控、报警诊断及处置、安全行车设备管理、车辆故障档案以及基础信息管理等丰富实用的功能。数据可以接入现有的5T系统81(TPDS货车运行状态地面安全监测系统、TADS滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统、TFDS货车运行故障动态图像检测系统、THDS铁路车辆轴温智能探测系统以及TCDS铁路客车运行安全监控系统)，或者接入编组站85、运调中心86、车站87及铁路系统网站84(如92306网站)等铁路系统，以使上述铁路系统可以通过远程数据服务器实时访问列车运行状态信息。
其中，铁路货车到达列检所83时，列检人员通过拷贝的方式将铁路货车的历史数据下载下来。
如图3、图4和图5所示，图1所示实施例提供的车厢监测设备2包括：轴温监测设备21、电子防滑器22、制动监测设备23以及中央控制模块25；所述中央控制模块25分别与所述轴温监测设备21、所述电子防滑器22以及所述制动监测设备23电连接，其中，
所述轴温监测设备21包括：
安装于货车车厢5底部的环境温度传感器211，用于监测所述货车车轴4的车轴轴承周围的环境温度；其中，环境温度传感器211设置于车厢底部，并与其他发热设备相隔离。
与每根所述货车车轴4两端的车轴轴承分别相连的轴承温度传感器212，用于测量轴承温度；
所述环境温度传感器211与所述轴承温度传感器212分别与所述中央控制模块25电连接；
车厢监测设备2的中央控制模块25比较环境温度传感器211监测的环境温度和轴承温度传感器212监测的每个车轴轴承的轴承温度，其中铁路货车每节车厢一般有4个货车车轴，因此轴承温度传感器212数量一般设为8个。
所述环境温度传感器211与所述轴承温度传感器212分别与所述中央控制模块25电连接；
所述中央控制模块25，还用于当所述轴承温度大于最高预设轴承温度阈值，或所述轴承温度与所述环境温度之差大于最高温差阈值时，向所述地面监测系统8或所述机车监测设备3发送温度报警信号；
通过监测货车车轴4的车轴轴承的环境温度和轴承温度，能够判断车轴轴承是否过热，进而当车轴轴承过热时，发送温度报警信号，避免因车轴轴承过热导致的货车行车的危险事故。
所述电子防滑器22包括：
与所述货车车轴4相连的车轴转速传感器221，用于监测每根货车车轴4的车轴转速，所述车轴转速传感器221还与所述中央控制模块25的车轴转速比较器251电连接；
所述车轴转速比较器251还用于根据所述车轴转速与车轮转速的关系，判断所述铁路货车是否打滑；具体地根据车轮转速与车轮直径的关系，计算车轮转动圈数，根据车轴转速与车轴直径的关系计算车轴转动圈数；比较车轮转动圈数与车轴转动圈数的大小，若车轮转动圈数小于车轴转动圈数，则判定铁路货车打滑。
所述车轴转速比较器251与铁路货车的防滑排风阀7电连接，所述防滑排风阀7用于当所述车轴转速比较器251判定所述铁路货车打滑时，进行缓解制动操作；
电子防滑器22通过车轴转速传感器221监测车轴转速，并与车轮转速相比较，从而能够准确判断出铁路货车是否打滑，从而在铁路货车打滑时，控制防滑排风阀7进行缓解制动操作，从而尽可能避免铁路货车打滑造成的行车安全事故。
所述制动监测设备23包括：
与所述铁路货车的制动缸体设备电连接的压力传感器231，所述压力传感器231还与所述中央控制模块25的压力比较器252电连接；其中，制动缸体设备包括铁路货车的列车管、制动缸以及副风缸。
所述压力比较器252，用于当所述制动缸体设备的压力超过预设压力范围时，向所述机车监测设备3或所述地面监测系统8发送压力报警信号。即制动缸体设备的压力小于或等于预设压力范围的下限，或者大于或等于预设压力范围的上限时，发出压力报警信号。同时，若制动缸体设备的压力过大，则中央控制模块25向制动缸体设备的减压阀发送开启信号，从而减小制动缸体设备的压力。
通过压力比较器252监测制动缸体设备的压力，从而当制动缸体设备的压力异常时，发出压力报警信号，从而减少制动缸体设备压力异常导致的行车安全事故。
由于铁路货车各节车厢需要频繁拆解和编组，传统的使用有线通信方式实现机车6与各节车厢之间互联的方法，变得装卸困难，造价高并且不稳定，因此，如图1和图3所示，所述铁路货车行车安全监控系统还包括：
车厢间无线通信装置9以及车地通信装置10；其中，
所述车厢间无线通信装置9包括安装于所述货车车厢5顶部和机车6顶部的车间通信天线91，所述车地通信装置10包括安装于所述货车车厢5顶部的移动网络通信天线101；
所述机车监测设备3与每节货车车厢5的车厢监测设备2通过总线连接方式进行连接，并通过所述车间通信天线91与每节货车车厢5的车厢监测设备2电连接，用于通过所述车间通信天线91与每节货车车厢5的车厢监测设备2交互运行状态信息和故障诊断信息；
机车监测设备3和车厢监测设备2通过总线连接方式进行连接，则每节货车车厢的车厢监测设备2可直接将运行状态信息和故障诊断信息发送给机车监测设备3，从而保证了信息处理的时效性。同时通过车间通信天线91交互运行状态信息和故障诊断信息，能够避免货车车厢5频繁拆解和重复编组带来的拆装困难、且信息传输不稳定等情况。
所述车厢监测设备2，还通过移动网络通信天线101与地面监测系统8电连接，用于与所述地面监测系统8通过所述移动网络通信天线101交互运行状态信息和故障诊断信息。
其中，移动网络通信天线101使用GPRS/3G/4G等移动网络通信方式进行交互，信息传输速度快，且稳定性高，能够适用于铁路货车高速运行的情况。
如图3所示，车厢监测设备2还包括：
安装于所述货车车厢5顶部的导航天线26，该导航天线26与车厢监测设备2的导航装置28电连接；导航装置28与中央控制模块25电连接，并且导航装置28采用GPS和北斗导航系统进行双模导航，通过地面监测系统8向列检所83、货车段82、运调中心86、车站87等铁路机构提供定位系统服务，能够方便相关铁路机构掌握铁路货车的位置与运行情况，同时采用双模导航，提高了导航信息传递的可靠性。
与所述中央控制模块25电连接的行车记录仪27。行车记录仪27能够记录铁路货车运行的历史数据，包括车辆运行过程中的运行状态数据和设备故障信息等数据。
其中，车厢监测设备2还包括与所述中央控制模块25电连接的人机交互装置24，人机交互装置24包括但不限于触摸屏、报警器以及显示器等设备。通过人机交互装置24，中央控制模块25可以根据人机交互装置24传递过来的人为控制指令控制相关的电子防滑器22、轴温监测设备21以及制动监测设备23进行工作。
其中，如图3所示，车厢间无线通信装置9能够作为车厢监测设备2的一部分，并且所述车厢间无线通信装置9与中央控制模块25电连接，通过中央控制模块25通过车厢间无线通信装置9向机车监测设备34交互运行状态信息和故障诊断信息。
基于同一发明构思，与本发明提供的铁路货车行车安全监控系统的实施例相对应，本发明还提供了铁路货车行车安全监控方法的实施例，由于方法对应的系统是本申请实施例中的铁路货车行车安全监控系统，并且该方法解决问题的原理与系统相似，因此该方法的实施请参照系统的实施，重复之处不再赘述。
请参见图6，为本发明实施例提供的一种铁路货车行车安全监控方法的流程示意图，如图6所示，本发明实施例提供的铁路货车行车安全监控方法，包括如下步骤：
S601:铁路货车轴端供电装置1为车厢监测设备2和机车监测设备3供电；
S602:所述车厢监测设备2实时监测各节货车车厢5内行车安全机构的运行状态信息，并根据所述运行状态信息对所述行车安全机构进行故障诊断；
S603：所述机车监测设备3对所述运行状态信息和故障诊断信息进行汇总和处理，并将处理结果发送至所述车厢监测设备2；
S604：所述车厢监测设备2根据所述处理结果对所述行车安全机构进行故障处理。
优选地，如图7所示，图7所示的铁路货车行车安全监控方法除了图6所示的各个步骤外还包括如下步骤：
S701：环境温度传感器211监测车轴轴承周围的环境温度；
S702：轴承温度传感器212测量车轴轴承温度；当所述轴承温度大于最高预设轴承温度阈值，或所述轴承温度与所述环境温度之差大于最高温差阈值时，执行步骤S703
S703：所述中央控制模块25向所述地面监测系统8或所述机车监测设备3发送温度报警信号；
S704：使用车轴转速传感器221监测每根货车车轴的车轴转速；
S705：根据所述车轴转速与车轮转速的关系，判断所述铁路货车是否打滑；
S706：当所述车轴转速比较器251判定所述铁路货车打滑时，进行缓解制动操作；
S707：测量铁路货车的制动缸体设备的压力；
S708：当所述制动缸体设备的压力超过预设压力范围时，向所述机车监测设备3或所述地面监测系统8发送压力报警信号。
优选地，如图8所示，所述铁路货车行车安全监控方法除了图6所示的各个步骤外，还包括如下步骤：
S801：所述车厢监控设备与所述机车6通信设备通过车间通信天线91交互运行状态信息和故障诊断信息；
S802:所述车厢监测设备2与所述地面监测系统8通过移动网络通信天线101交互运行状态信息和故障诊断信息。
由上述实施例可见，本发明实施例提供的铁路货车行车安全监控方案，车厢监测设备2设置于每节货车车厢5，能够实时监控每节货车车厢5的行车安全机构的运行状态信息，从而能够及时了解铁路货车运行过程中相关行车安全机构的运行状态，方便对铁路货车行车安全进行监控，相较于背景技术中所述的需要人工定期入库进行监测检修的方案，本发明提供的技术方案能够根据运行状态信息对行车安全机构进行故障诊断，进一步及时对铁路货车进行故障排查、诊断和修复，使得铁路货车运行过程的安全性得到保障。同时车厢监测设备2向机车监测设备3发送运行状态信息和故障诊断信息，机车监测设备3能够对运行状态信息和故障诊断信息进行汇总和处理，并提供给机车6内相应地操作人员进行处理，从而能够更加及时地对铁路货车的行车安全进行监控、诊断和修复。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种铁路货车行车安全监控系统，其特征在于，包括：
铁路货车轴端供电装置(1)、车厢监测设备(2)以及机车监测设备(3)；其中，
所述铁路货车轴端供电装置(1)安装于铁路货车的货车车轴(4)轴端，用于为所述车厢监测设备(2)和所述机车监测设备(3)提供电能；
所述车厢监测设备(2)与所述铁路货车轴端供电装置(1)电连接，分别设置于每节货车车厢(5)，用于实时监控每节货车车厢(5)的行车安全机构的运行状态信息，并根据所述运行状态信息对所述行车安全机构进行故障诊断；
所述机车监测设备(3)与所述车厢监测设备(2)通过无线通信方式连接、且设置于铁路货车的机车(6)内部，用于对所述车厢监测设备(2)发送的运行状态信息和故障诊断信息进行汇总和处理；
与所述车厢监测设备(2)电连接的地面监测系统(8)；
所述地面监测系统(8)，用于接收所述车厢监测设备(2)发送的运行状态信息和故障诊断信息，并对所述运行状态信息和故障诊断信息进行监控、分析和存储；
其中，所述车厢监测设备(2)包括：
制动监测设备(23)以及中央控制模块(25)；所述中央控制模块(25)与所述制动监测设备(23)电连接，其中，
所述制动监测设备(23)包括：
与所述铁路货车的制动缸体设备电连接的压力传感器(231)，所述压力传感器(231)还与所述中央控制模块(25)的压力比较器(252)电连接；
所述压力比较器(252)与所述机车监测设备(3)以及所述地面监测系统(8)电连接，用于当所述制动缸体设备的压力超过预设压力范围时，向所述机车监测设备(3)或所述地面监测系统(8)发送压力报警信号。
2.根据权利要求1所述的铁路货车行车安全监控系统，其特征在于，还包括：
车厢间无线通信装置(9)以及车地通信装置(10)；其中，
所述车厢间无线通信装置(9)包括安装于所述货车车厢(5)和机车(6)顶部的车间通信天线(91)，所述车地通信装置(10)包括安装于所述货车车厢(5)顶部的移动网络通信天线(101)；
所述机车监测设备(3)与每节货车车厢(5)的车厢监测设备(2)通过总线连接方式进行连接，并通过所述车间通信天线(91)与每节货车车厢(5)的车厢监测设备(2)交互运行状态信息和故障诊断信息；
所述车厢监测设备(2)，还用于与所述地面监测系统(8)通过所述移动网络通信天线(101)交互运行状态信息和故障诊断信息。
3.根据权利要求1所述的铁路货车行车安全监控系统，其特征在于，所述铁路货车轴端供电装置(1)包括：
轴端发电机(11)、电源管理设备(12)和蓄电池(13)；其中，
所述轴端发电机(11)与所述货车车轴(4)的轴端转动相连，用于通过所述货车车轴(4)的转动发电；
所述电源管理设备(12)分别与所述轴端发电机(11)和所述蓄电池(13)电连接，用于对所述轴端发电机(11)提供的电能进行监控和处理、以及管理所述蓄电池(13)的充放电，所述电源管理设备(12)还与所述车厢监测设备(2)或所述机车监测设备(3)电连接，还用于向所述车厢监测设备(2)或所述机车监测设备(3)进行供电。
4.根据权利要求1所述的铁路货车行车安全监控系统，其特征在于，所述车厢监测设备(2)包括：
轴温监测设备(21)、电子防滑器(22)以及中央控制模块(25)；所述中央控制模块(25)分别与所述轴温监测设备(21)和所述电子防滑器(22)电连接，其中，
所述轴温监测设备(21)包括：
安装于货车车厢(5)底部的环境温度传感器(211)，用于监测车轴轴承周围的环境温度；
与每根所述货车车轴(4)两端的车轴轴承分别相连的轴承温度传感器(212)，用于测量车轴轴承温度；
所述环境温度传感器(211)与所述轴承温度传感器(212)分别与所述中央控制模块(25)电连接；
所述中央控制模块(25)还与所述机车监测设备(3)以及所述地面监测系统(8)电连接，用于当所述轴承温度大于最高预设轴承温度阈值，或所述轴承温度与所述环境温度之差大于最高温差阈值时，向所述机车监测设备(3)或所述地面监测系统(8)发送温度报警信号；
所述电子防滑器(22)包括：
与所述货车车轴(4)相连的车轴转速传感器(221)，用于监测每根货车车轴(4)的车轴转速，所述车轴转速传感器(221)还与所述中央控制模块(25)的车轴转速比较器(251)电连接；
所述车轴转速比较器(251)还用于根据所述车轴转速与车轮转速的关系，判断所述铁路货车是否打滑。
5.根据权利要求4所述的铁路货车行车安全监控系统，其特征在于，所述车厢监测设备(2)还包括：
与所述中央控制模块(25)电连接的人机交互装置(24)；
安装于所述货车车厢(5)顶部的导航天线(26)；
与所述导航天线(26)电连接的导航装置(28)，所述导航装置(28)还与所述中央控制模块(25)电连接；
与所述中央控制模块(25)电连接的行车记录仪(27)。
6.一种铁路货车行车安全监控方法，其特征在于，用于权利要求1至5任一项所述的铁路货车行车安全监控系统，所述监控方法包括：
铁路货车轴端供电装置为车厢监测设备和机车监测设备供电；
所述车厢监测设备实时监测各节货车车厢内行车安全机构的运行状态信息，并根据所述运行状态信息对所述行车安全机构进行故障诊断；
所述机车监测设备对所述运行状态信息和故障诊断信息进行汇总和处理，并将处理结果通过无线通信方式发送至所述车厢监测设备；
所述车厢监测设备根据所述处理结果对所述行车安全机构进行故障处理；
其中，所述车厢监测设备监测各节货车车厢内行车安全机构的运行状态信息，并根据所述运行状态信息对所述行车安全机构进行故障诊断，包括：
测量铁路货车的制动缸体设备的压力；
当所述制动缸体设备的压力超过预设压力范围时，向所述机车监测设备或所述地面监测系统发送压力报警信号。
7.根据权利要求6所述的铁路货车行车安全监控方法，其特征在于，所述车厢监测设备监测各节货车车厢内行车安全机构的运行状态信息，并根据所运行状态信息对所述行车安全机构进行故障诊断，包括：
环境温度传感器监测车轴轴承周围的环境温度；
轴承温度传感器测量车轴轴承温度；
当所述轴承温度大于最高预设轴承温度阈值，或所述轴承温度与所述环境温度之差大于最高温差阈值时，所述中央控制模块向所述地面监测系统或所述机车监测设备发送温度报警信号；
使用车轴转速传感器监测每根货车车轴的车轴转速；
根据所述车轴转速与车轮转速的关系，判断所述铁路货车是否打滑；
当所述车轴转速比较器判定所述铁路货车打滑时，控制防滑排风阀进行缓解制动操作。
8.根据权利要求7所述的铁路货车行车安全监控方法，其特征在于，
所述车厢监控设备与所述机车通信设备通过车间通信天线交互运行状态信息和故障诊断信息；
所述车厢监测设备与所述地面监测系统通过移动网络通信天线交互运行状态信息和故障诊断信息。
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