CN109435936A - 一种双通道数据传输列车制动监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双通道数据传输列车制动监测系统，包括操作终端、服务器、数据传输装置、车载装置和列车监控仪；所述的车载装置包括车载主控模块、车载数据采集与处理模块和车载RFID数据传输模块；所述的车载RFID数据传输模块与数据传输装置通信连接；所述的列车监控仪包括监控主控模块、监控数据处理模块、监控RFID数据传输模块和监控GPRS通信模块；所述的监控RFID数据传输模块和监控GPRS通信模块与数据传输装置通信连接。本发明的有益效果是：本发明能够在行车前检查故障，并且能够在列车行驶的过程中实现在线检测，在发生故障时及时判断出现故障的位置，有利于帮助工作人员快速排查故障。
Description
技术领域
本发明涉及列车制动技术领域，具体是一种双通道数据传输列车制动监测系统。
背景技术
列车制动在操纵上按用途可分为"常用制动"和"紧急制动"两种。在正常情况下为调节或控制列车速度包括进站停车所施行的制动，称为"常用制动"，它的特点是作用比较缓和而且制动力可以调节。在紧急情况下为使列车尽快停住所施行的制动，称为"紧急制动"(也称为"非常制动")，它的特点是作用比较迅猛而且要把列车制动能力全部用上。
从施行制动的瞬间起，到列车速度降为零的瞬间止，列车驶过的距离，称为制动距离。这是综合反映列车制动装置性能和效果的主要技术指标。列车重量越大，运行速度越高，就越不容易在短时间、短距离内停下来。
而列车一旦发生意外紧急制动，则需要临时停车，由检车人员下车逐个车厢耳听和目测检查，同时由司机配合操作进行分段制动缓解测试，定位首先发生意外紧急制动的车辆，采取措施排除故障后，方可继续运行。受列车编组长和停车环境的限制，定位故障车辆一般需花费较长时间，由于占线影响其他正线列车的运行，经常造成列车大面积晚点，严重影响列车运行。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种双通道数据传输列车制动监测系统，用于在线监测列车制动装置是否故障，在列车故障时，提高排查故障的效率。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种双通道数据传输列车制动监测系统，包括操作终端、与操作终端电连接的服务器、与服务器电连接的数据传输装置、分别与数据传输装置电连接的车载装置和列车监控仪；
所述的车载装置包括车载主控模块以及分别与车载主控模块电连接的用于检测故障信息的车载数据采集与处理模块和车载RFID数据传输模块；所述的车载RFID数据传输模块与数据传输装置通信连接；
所述的列车监控仪包括监控主控模块以及分别与监控主控模块电连接的监控数据处理模块、监控RFID数据传输模块和监控GPRS通信模块；所述的监控RFID数据传输模块和监控GPRS通信模块分别与数据传输装置通信连接；
所述的车载主控模块与监控主控模块通过无线自组网通信模块通信连接。
进一步地，为了更好的实现本发明，列车包括按顺序依次连接的机车和位于机车后利用服务器按顺序编组的车辆，所述的机车后第一辆车为首车，机车后最后一辆车为尾车，列车监控仪安装在首车与尾车内，车载装置安装在每一节车辆内，列车监控仪与车载装置通过拓扑结构自适应组网通信连接。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的故障信息包括车辆级故障信息与列车级故障信息；
所述的车载数据采集与处理模块包括用于采集车辆制动系统列车管、分配阀处的制动缸上游、限压阀处的制动缸下游、副风缸压力变化数据的A类压力传感器，车载主控模块对A类压力传感器采集到的数据进行分析处理判断车辆级故障的类型；
所述的车载数据采集与处理模块包括用于采集列车车辆列车管、副风缸、主阀处的制动缸上游、限压阀处的制动缸下游压力变化数据的B类压力传感器，车载主控模块对B类压力传感器采集到的数据进行分析处理判断列车级故障的类型。
所述的车辆级故障信息包括主阀故障导致的不制动、空重车故障导致的不制动、主阀故障导致的缓解不良、空重车故障导致的缓解不良、自然制动、自然缓解、制动缸漏泄。
所述的列车级故障信息包括关门车故障、折角塞门关闭、列车管漏泄、意外紧急制动。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的车载主控模块电连接有车载同步时钟模块。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的车载主控模块电连接有车载信息写入模块。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的车载主控模块电连接有车载电源管理模块。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述的信息传输通道包括无线自组网+GPRS传输通道和RFID传输通道。
本方案所取得的有益效果是：
（1）本方案能够在行车前检查故障，并且能够在列车行驶的过程中实现在线检测，在发生故障时及时判断出现故障的位置，有利于帮助工作人员快速排查故障。
（2）采用拓扑结构进行组网，在单个节点的设备出现故障时，不会影响整个系统的通讯，提高系统通讯功能的稳定性。
（3）通过使用同步时钟模块能够使同一列车的各个车载装置时钟保持一致，使数据分析更加清晰、准确。
附图说明
图1为本方案的结构示意图；
图2为故障判断逻辑图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1所示，本实施例中，一种双通道数据传输列车制动监测系统，包括操作终端、与操作终端电连接的服务器、与服务器电连接的数据传输装置、分别与数据传输装置电连接的车载装置和列车监控仪。
所述的车载装置包括车载主控模块以及分别与车载主控模块电连接的用于检测故障信息的车载数据采集与处理模块和车载RFID数据传输模块。所述的车载RFID数据传输模块与数据传输装置通信连接。
所述的故障信息包括车辆级故障信息与列车级故障信息；
所述的车载数据采集与处理模块包括用于采集车辆制动系统列车管、分配阀处的制动缸上游、限压阀处的制动缸下游、副风缸压力变化数据的A类压力传感器，车载主控模块对A类压力传感器采集到的数据进行分析处理判断车辆级故障的类型；
所述的车载数据采集与处理模块包括用于采集列车车辆列车管、副风缸、主阀处的制动缸上游、限压阀处的制动缸下游压力变化数据的B类压力传感器，车载主控模块对B类压力传感器采集到的数据进行分析处理判断列车级故障的类型。
通过对A类压力传感器采集到的数据进行分析能够判断出主阀故障导致的不制动、空重车故障导致的不制动、主阀故障导致的缓解不良、空重车故障导致的缓解不良、自然制动、自然缓解、制动缸漏泄等车辆级故障信息。
通过对B类压力传感器采集到的数据进行分析能够判断出关门车故障、折角塞门关闭、列车管漏泄、意外紧急制动等列车级故障信息。
其具体的判断方法为本领域技术人员的公知常识与惯用手段，此处不对具体的判断方法进行赘述。
本实施例中，所述的压力传感器为本领域技术人员的公知常识以及惯用手段，其具体结构和工作原理不作为本方案的改进点，此处不对压力传感器的具体结构和工作原理进行限定和赘述。
所述的列车监控仪包括监控主控模块以及分别与监控主控模块电连接的监控数据处理模块、监控RFID数据传输模块和监控GPRS通信模块；所述的监控RFID数据传输模块和监控GPRS通信模块与数据传输装置通信连接。
所述的车载主控模块与监控主控模块通过无线自组网通信模块通信连接。
本实施例中，所述的车载主控模块与监控主控模块指的是用于实现控制功能的控制模块，控制模块为本领域技术人员的公知常识以及惯用手段，其具体结构和工作原理不作为本方案的改进点，此处不对控制模块的具体结构和工作原理进行限定和赘述。无线自组网通信模块通信连接为本领域技术人员的公知常识以及惯用手段，其具体结构和工作原理不作为本方案的改进点，此处不对无线自组网通信模块的具体结构和工作原理进行限定和赘述。
通过车载数据采集与处理模块实现检测功能，由于现有技术条件下，制动装置采用空气制动机较多，本实施例中，所述的车载数据采集与处理模块主要用于检测制动系统气压的变化，通过对气压信息进行采集、压缩、打包，并分析判断本车制动系统性能状态，将信息和原始数据经车载主控模块统一协调发送至无线自组网通信模块和车载RFID数据传输模块。
无线自组网通信模块再将所得的信息与原始数据发送给监控主控模块，车载RFID数据传输模块将所得的信息与原始数据发送给数据传输装置，再通过数据传输装置发送给服务器。
监控主控模块主要负责负责系统各部分数据的汇集、处理、分析，例如将多个车载装置采集到的数据通过无线自组网通信模块进行汇集，并实现系统各功能模块的相互协调工作。
监控主控模块将收到的信息与原始数据发送给监控数据处理模块，由监控数据处理模块对数据进行分析与整理，判断列车制动系统是否故障，例如判断列车意外紧急首发车辆、关门车车辆和折角塞门关闭车辆是否故障。再将车辆故障信息与列车级故障信息一起传递给监控GPRS通信模块和监控RFID数据传输模块。
监控RFID数据传输模块利用RFID无线传输技术，将车辆故障信息和列车级故障信息通过读出装置传送到服务器。
监控GPRS通信模块利用GPRS通信技术，将车辆故障信息和列车级故障信息传送到服务器。
列车监控仪通过监控RFID数据传输模块与监控GPRS通信模块能够实现双通道数据传输的功能，将车辆故障信息和列车级故障信息传送到服务器，能够提高数据传输的抗干扰性，避免数据丢失，两个通道的数据还能够互相作为参考，避免数据出错导致误判。
本方案能够在列车启动前，通过启动制动系统来检测制动系统是否发生故障，也能够在列车运行的过程中进行实时监控。
本实施例中，所述的GPRS通信模块与RFID数据传输模块为本领域技术人员的惯用手段以及公知常识，其具体结构和工作原理不作为本方案的改进点，此处不对GPRS通信模块与RFID数据传输模块的具体结构和工作原理进行限定和赘述。
本实施例中，所述的数据传输装置指的是能够用于传输数据的装置、模块或系统，能够实现数据传输的装置为本领域技术人员的公知常识以及惯用手段，其具体结构和工作原理不作为本方案的改进点，此处不对数据传输装置的具体结构和工作原理进行限定和赘述。
实施例2：
在上述实施例的基础上，本实施例中，列车包括按顺序依次连接的机车和位于机车后利用服务器按顺序编组的车辆，所述的机车后第一辆车为首车，机车后最后一辆车为尾车，列车监控仪安装在首车与尾车内，车载装置安装在每一节车辆内，列车监控仪与车载装置通过拓扑结构自适应组网通信连接。
在每一节车辆内均设置一个车载装置采集车辆制动系统数据，并且使采集到的数据与本节车辆一一对应，避免出错，能够快速排查出处故障的车辆，提高排查故障的效率。采用拓扑结构进行组网，在单个网络节点发生故障时，能够避免整个网络无法使用，提高了本方案网络系统的安全性以及稳定性。
如图2所示，首车负责整个列车制动缓解指令的提取，并将制动缓解指令报告给列车监控仪，列车监控仪向列车整过网络发送制动缓解指令到车载装置。如果车辆所处位置不是机车后第一辆车，则确认为非首车，车载装置根据监控仪提供的制动缓解指令来判断本车制动系统是否存在故障。车载装置将监控数据处理模块采集到的数据利用车载主控模块进行分析，判断本车是否存在不制动、缓解不良、自然制动、列车管泄露、制动缸泄露、列车管压力异常、紧急制动等车辆级故障。当数据传送至列车监控仪的监控数据处理模块之后，监控数据处理模块进行判断分析，若列车管压力出现异常，但是异常现象的存在并非由首发车一直持续到尾车，则判断关门车故障，若列车管压力出现异常，并且异常现象的存在由首发车一直持续到尾车，则判断折角塞门出现故障。根据紧急制动的发生时间先后顺序判断紧急制动首发车辆位置。根据列车管漏泄发生时间先后顺序判断列车管漏泄车辆位置。
本方案对车辆进行编组，并使车载装置监测到的数据与编组一一对应，便于快速找出出现故障的车辆。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。
实施例3：
在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的车载主控模块电连接有车载同步时钟模块。利用车载同步时钟模块能够确保同一列车的各车载装置时钟保持一致，使数据分析更加清晰、准确。本实施例中，所述的同步时钟模块为本领域技术人员的惯用手段以及公知常识，其具体结构和工作原理不作为本方案的改进点，此处不对同步时钟模块的具体结构和工作原理进行限定和赘述。
所述的车载主控模块电连接有车载信息写入模块。利用车载信息写入模块在车载装置安装到车辆之前，配置车辆的身份识别编码信息，便于使数据与车辆一一对应，有利于实现快速确认故障车辆。本实施例中，所述的信息写入模块为本领域技术人员的惯用手段以及公知常识，其具体结构和工作原理不作为本方案的改进点，此处不对信息写入模块的具体结构和工作原理进行限定和赘述。
所述的车载主控模块电连接有车载电源管理模块。该模块负责电源的使用管理，并具有低电压检测功能，当设备主电压低于预警值时，发出电源不足的提醒信息。本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。本实施例中，所述的电源管理模块为本领域技术人员的惯用手段以及公知常识，其具体结构和工作原理不作为本方案的改进点，此处不对电源管理模块的具体结构和工作原理进行限定和赘述。
以上所述的，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种双通道数据传输列车制动监测系统，其特征在于：包括操作终端、与操作终端电连接的服务器、与服务器电连接的数据传输装置、分别与数据传输装置电连接的车载装置和列车监控仪；
所述的车载装置包括车载主控模块以及分别与车载主控模块电连接的用于检测故障信息的车载数据采集与处理模块和车载RFID数据传输模块；所述的车载RFID数据传输模块与数据传输装置通信连接；
所述的列车监控仪包括监控主控模块以及分别与监控主控模块电连接的监控数据处理模块、监控RFID数据传输模块和监控GPRS通信模块；所述的监控RFID数据传输模块和监控GPRS通信模块分别与数据传输装置通信连接；
所述的车载主控模块与监控主控模块通过无线自组网通信模块通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种双通道数据传输列车制动监测系统，其特征在于：列车包括按顺序依次连接的机车和位于机车后利用服务器按顺序编组的车辆，所述的机车后第一辆车为首车，机车后最后一辆车为尾车，列车监控仪安装在首车与尾车内，车载装置安装在每一节车辆内，列车监控仪与车载装置通过拓扑结构自适应组网通信连接。
3.根据权利要求1所述的一种双通道数据传输列车制动监测系统，其特征在于：所述的故障信息包括车辆级故障信息与列车级故障信息；
所述的车载数据采集与处理模块包括用于采集车辆制动系统列车管、分配阀处的制动缸上游、限压阀处的制动缸下游、副风缸压力变化数据的A类压力传感器，车载主控模块对A类压力传感器采集到的数据进行分析处理判断车辆级故障的类型；
所述的车载数据采集与处理模块包括用于采集列车车辆列车管、副风缸、主阀处的制动缸上游、限压阀处的制动缸下游压力变化数据的B类压力传感器，车载主控模块对B类压力传感器采集到的数据进行分析处理判断列车级故障的类型。
4.根据权利要求3所述的一种双通道数据传输列车制动监测系统，其特征在于：所述的车辆级故障信息包括主阀故障导致的不制动、空重车故障导致的不制动、主阀故障导致的缓解不良、空重车故障导致的缓解不良、自然制动、自然缓解、制动缸漏泄。
5.根据权利要求3所述的一种双通道数据传输列车制动监测系统，其特征在于：所述的列车级故障信息包括关门车故障、折角塞门关闭、列车管漏泄、意外紧急制动。
6.根据权利要求1所述的一种双通道数据传输列车制动监测系统，其特征在于：所述的车载主控模块电连接有车载同步时钟模块。
7.根据权利要求1所述的一种双通道数据传输列车制动监测系统，其特征在于：所述的车载主控模块电连接有车载信息写入模块。
8.根据权利要求1所述的一种双通道数据传输列车制动监测系统，其特征在于：所述的车载主控模块电连接有车载电源管理模块。
9.根据权利要求1所述的一种双通道数据传输列车制动监测系统，其特征在于：所述的信息传输通道包括无线自组网+GPRS传输通道和RFID传输通道。
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