CN108124248B - 有轨电车无线智能监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的有轨电车无线智能监测系统包括监测器组，监测器组用于接收多种监测数据并将监测数据转发；无线路由器组，无线路由器组的多个无线路由器用于接收来自监测器组的多种监测数据并将获取的监测数据进行转发；协调器，协调器用于获取来自无线路由器组的监测数据并将监测数据进行转发；监测终端，监测终端用于接收自协调器发出的监测数据，并根据监测数据建立数据库，监测终端还用于应用大数据关联分析技术和相容性检验智能故障分析技术对已获取的监测数据进行实时和往时分析，监测终端还用于对电车运行的状态和可能故障进行判断并发送控制指令。本发明的智能监测系统有便于携带、易于维护的优点，实现远程监测并保证电车的正常运行状态。

Description

有轨电车无线智能监测系统

技术领域

本发明涉及有轨电车监测技术领域，具体涉及一种基于无线网络的有轨电车无线智能监测系统。

背景技术

随着我国城市化和新型城镇化的快速发展，以及城市规模的逐年增长，城市交通的压力越来越大，对城市交通也提出了越来越高的要求。轨道交通具有客运量大、准时等优点而得到高速发展，是国家重点发展的领域之一。而采取运营监测系统是现代有轨电车系统发展的趋势，运营监测系统对于有轨电车安全运营起到了保证性作用。

现有的有轨电车监测系统还存在着很多相关的问题，采用数据线连接的监测系统只能将监测数据近距离传送，监测终端只能设置在列车上，不但不能能够实现远程无线智能监测，且列车车箱连接也对监测设备的布线造成影响，进而对有轨电车安全运行会造成一定影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种其终端为便携式智能终端、实现远程监测、实时性好、易于维修的有轨电车无线智能监测系统。

本发明提供的有轨电车无线智能监测系统包括监测器组，监测器组用于接收多种监测数据并将监测数据转发；无线路由器组，无线路由器组包括多个无线路由器，多个无线路由器用于接收来自监测器组的多种监测数据并将获取的监测数据进行转发；协调器，协调器用于获取来自无线路由器组的监测数据并将监测数据进行转发；监测终端，监测终端用于接收自协调器发出的监测数据，并根据监测数据建立数据库，监测终端还用于应用大数据关联分析技术和相容性检验智能故障分析技术对已获取的监测数据进行实时和往时分析，监测终端还用于对电车运行的状态和可能故障进行判断并对监测人员发送预警信号。

由上述方案可见，监测器组中多个监测器相互独立工作，对有轨电车上不同工作位置的监测数据进行获取，并以无线传输方式将监测数据依此通过无线路由器组、协调器和卫星，数据最终被传输至监测终端处。监测终端通过大数据对监测数据进行分析并对电车的控制系统做出有效反馈，从而保证电车的正常运行状态，且智能监测系统有便于携带、实时性好、易于操作、易于维护的优点，实现了远程智能无线监测。

进一步的方案是，监测器组包括温度监测器、气体监测器、电气监控系统、振动监测器、摄像监测器、轨道对地电压监测器和杂散电流监测系统。

由上可见，有轨电车无线智能监测系统可以有轨电车温度、异常气体、电气监控系统、异常行为、振动、驾驶员行为、轨道对地电压、杂散电流进行实时监测，检测准确，使用方便。

进一步的方案是，监测终端还用于根据往时获取的监测数据生成关于该监测对象安全阈值，并将实时获取的监测数据与阈值进行对比，产生运行状态判定。

进一步的方案是，监测终端还用于根据最新获取的监测数据自主学习并对往时阈值进行修定。进一步的方案是，监测终端还用于根据获取自监测数据判断对应监测对象的故障类型。

进一步的方案是，无线路由器采用结合ZigBee技术和GPRS技术的无线数据传输网络对监测数据进行传输。

进一步的方案是，监测终端是便携式的。

附图说明

图1为本发明有轨电车无线智能监测系统实施例的示意图。

图2为本发明有轨电车无线智能监测方法实施例的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，图1为本发明有轨电车无线智能监测系统实施例的示意图。有轨电车无线智能监测系统包括监测器组、无线路由器组、协调器21和监测终端31，监测器组包括多个监测器，无线路由器组包括多个无线路由器，协调器为无线路由器，具体地，协调器为4G网络路由器，无线路由器采用结合ZigBee技术和GPRS技术的无线数据传输网络，监测终端31为便携式监测终端。

监测器组包括轨道对地电压监测器1、温度监测器2、气体监测器3、电气监控系统4、摄像监测器5、振动监测器6、和杂散电流监测系统7，轨道对地电压监测器1和杂散电流监测系统7设置在列车的底部，轨道对地电压监测器1和杂散电流监测系统7分别用于对轨道的电压和轨道的杂散电流进行监测；温度监测器2可设置在列车上接近电机处，以对动力源的发热情况进行监测；气体监测器3设置在车厢内以对车厢内的异常气体进行监测；电气监控系统4设置在电力源处以对供电情况进行实施监测；一个摄像监测器5放置在车厢内以对人员的异常行为进行监测；振动监测器6设置在靠近轨道轮处以对车体的振动情况进行监测；另一个摄像检测器5设置在驾驶室以对驾驶员的行为进行监测。

每个监测器分别与一个无线路由器一一对应，且每个监测器仅与对应的无线路由器通讯，本实施例中，轨道对地电压监测器1与无线路由器11对应并通讯，温度监测器2与无线路由器12对应并通讯，气体监测器3与无线路由器13对应并通讯，电气监控系统4与无线路由器14对应并通讯，摄像监测器5与无线路由器15对应并通讯，振动监测器6与无线路由器16对应并通讯，杂散电流监测系统7与无线路由器17对应并通讯。

轨道对地电压监测器1为电压检测仪或电压互感器等具有电压检测能力的设备，轨道对地电压监测器1用于对轨道的电压数据进行监测。

电气监控系统4即PSCADA 系统，是通信技术、计算机网络技术在城市轨道交通应用的重要体现。该系统对全线的变电设备进行监控，并采集、分析变电设备的运行数据，从而为供电系统的调度、维护提供科学的依据。以确保牵引供电系统和全线的电力变配电系统安全可靠和经济运行。 电气监控系统4主要由电力调度系统、变电所综合自动化系统、通信通道三部分组成。电力调度系统设置在调度中心，主要由硬件平台、系统软件、数据库系统、信息收集系统等部分组成；变电所综合自动化系统具有一次设备监控、运行数据采集、时间顺序记录等功能，同时还承担着整个变电所信息处理、调度通信、中央信号、保护自动化等功能；通信通道是指变电所与调度中心电力调度系统的前置机之间进行数据交换的通信链路。

杂散电流监测系统7包括杂散电流测定仪，杂散电流测定仪为检测大地中的杂散电流的仪表。

在本实施例中，由于协调器21设置在靠近无线路由器14和无线路由器15的位置上，故在无线系统自主组网时，无线路由器14和无线路由器15与协调器21直接通信，协调器21与监测终端31通过卫星进行数据传输和通信。

结合图2，图2为本发明有轨电车无线智能监测方法实施例的流程图。有轨电车无线智能监测方法为将监测器中获取的数据通过无线网络发送至监测终端，有轨电车无线智能监测方法如下：以温度监测器2获取数据并传送为例，首先温度监测器2获取监测数据之前，建立与无线路由器12的通信连接，例如进行握手操作，这样，温度监测器2将记录无线路由器12的IP地址，也就是执行步骤S1。当温度监测器2获取监测数据以后，将监测数据以及无线路由器12的IP地址写入到需要传输的报文中。

随后执行步骤S2，多个无线路由器均提取报文中IP地址，随后执行步骤S3，多个无线路由器将数据中IP与其上的路由项上的IP地址进行对比。然后进行步骤S4，判断数据中IP地址与路由项中IP地址是否匹配，由于温度监测器2只有无线路由器12与其对应，故仅有无线路由器12的路由项的IP地址与温度监测器2中获取数据的IP地址相匹配，故当步骤S4的判断结果为是时，即无线路由器12与温度监测器2匹配成功。随后执行步骤S5，找寻无线路由器12直连链路的上一个路由器并将数据转发至上一个路由器。在执行步骤S5时，系统可根据路由表中各个无线路由器的路由项信息，寻找上一个路由器的路由项的IP地址，并将监测数据发送至该路由项的IP地址。直连链路上，无线路由器12的上一个路由器为无线路由器13，无线路由器13的上一个路由器为无线路由器14，温度监测器2的监测数据依此传输至无线路由器14上。随后执行步骤S6，监测数据从无线路由器14发送至协调器21后，监测数据通过协调器21发送至监测终端31和监测终端32上。

本发明提供的有轨电车无线智能监测系统中，监测器组接收多种监测数据后将监测数据转发至无线路由器组；无线路由器组中的多个无线路由器接收来自监测器组的多种监测数据后，将获取的监测数据转发至协调器；协调器获取来自无线路由器组的监测数据后将监测数据转发至监测终端，监测终端接收自协调器发出的监测数据后根据监测数据建立数据库， 监测终端应用大数据关联分析技术和相容性检验智能故障分析技术对已获取的监测数据进行实时和往时分析，并对电车运行的状态和可能故障进行判断并对电车的控制系统发送控制指令，若系统判断电车发生故障，系统则通过无线通信模块向监测人员手中的监测终端31发送警告信号，。

大数据关联分析技术即通过将往时获取的监测数据与实时获取的监测数据进行对比，具体地，系统通过往时获取的监测数据计算出关于该监测数据的阈值，当系统实时地获取到监测数据时，则将实时监测数据与阈值对比。通过数据对比结果判断当下监测器所处的工作区域是否存在对应的技术故障。可选的是，当每获取一组监测数据后，系统则根据新获取的监测数据自主学习并对阈值进行重新计算和修定，自主学习即系统通过大数据数据库中已有数据和获取的事实数据分析得出故障对应的更准确阈值；当然阈值也可以为预设的固定值。

相容性检验智能故障分析技术即通过多个监测器获取的监测数据结合并进行分析计算以判断车上出现的故障或问题类型。例如，温度监测器2、气体监测器3和摄像监测器5均获取了监测数据，温度监测器2、气体监测器3和摄像监测器5对应的监测数据均超过了阈值，则可据此判断车厢内起火，温度升高且产生气体和浓烟。更多的监测器组合判断分析则不再作赘述。

监测器组中多个监测器相互独立工作，对有轨电车上不同工作位置的监测数据进行获取，并以无线传输方式将监测数据依此通过无线路由器组、协调器和卫星，数据最终被传输至监测终端处。监测终端通过大数据对监测数据进行分析并对电车的控制系统做出有效反馈，从而保证电车的正常运行状态，且智能监测系统有便于携带、实时性好、易于操作、易于维护的优点，实现了远程智能无线监测。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.有轨电车无线智能监测系统，其特征在于，包括：

监测器组，所述监测器组用于接收监测数据并将所述监测数据转发；

无线路由器组，所述无线路由器组包括多个无线路由器，多个所述无线路由器用于接收来自所述监测器组的多种所述监测数据并将获取的监测数据进行转发；

协调器，所述协调器用于获取来自所述无线路由器组的监测数据并将监测数据进行转发；

监测终端，所述监测终端用于接收所述协调器发出的监测数据，并根据所述监测数据建立数据库，所述监测终端还用于应用大数据关联分析技术和相容性检验智能故障分析技术对已获取的所述监测数据进行实时和往时分析，所述监测终端还用于对电车运行的状态和可能故障进行判断并对监测人员发送预警信号；

所述无线路由器组的多个所述无线路由器设置成直连链路，所述直连链路中除靠近所述协调器的一个所述无线路由器外的其余多个所述无线路由器均能够将数据转发至所述直连链路中的上一个所述无线路由器，所述直连链路中靠近所述协调器的一个所述无线路由器可所述协调器发送所述监测数据。

2.根据权利要求1所述的有轨电车无线智能监测系统，其特征在于：

所述监测器组包括温度监测器、气体监测器、电气监控系统、振动监测器、摄像监测器、轨道对地电压监测器和杂散电流监测系统。

3.根据权利要求2所述的有轨电车无线智能监测系统，其特征在于：

所述监测终端还用于：

根据往时获取的监测数据生成关于监测对象安全的阈值，并将实时获取的监测数据与所述阈值进行对比，产生运行状态判定。

4.根据权利要求3所述的有轨电车无线智能监测系统，其特征在于：

所述监测终端还用于：

根据最新获取的监测数据自主学习并对往时所述阈值进行修定。

5.根据权利要求2所述的有轨电车无线智能监测系统，其特征在于：

所述监测终端还用于：

根据获取自监测数据判断对应监测对象的故障类型。

6.根据权利要求1至5任一项所述的有轨电车无线智能监测系统，其特征在于：

无线路由器采用结合ZigBee技术和GPRS技术的无线数据传输网络对所述监测数据进行传输。

7.根据权利要求1所述的有轨电车无线智能监测系统，其特征在于：

所述监测终端是便携式的。