CN109443427A - 一种无线通信检测接触网定位器状态预警系统及方法 - Google Patents

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赵正路
李增勤
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Abstract

一种无线通信检测接触网定位器状态预警系统及方法，包括支柱和数据中心，在所述支柱上设有定位器，在所述定位器上设有能采集所述定位器受拉力值，坡度和振动值的定位器状态检测装置和能向所述数据中心上传数据的网关，所述定位器状态检测装置通过无线传输与所述网关连接。本发明通过应变片组采集定位器的受拉力值、定位器坡度和振动值并转换为状态数据传输至网关，网关再上传状态数据至数据中心，可实现实时的对定位器状态测量，具有准确度高，安全性高，维护成本低。

Description

一种无线通信检测接触网定位器状态预警系统及方法
技术领域
本发明涉及电气化铁道接触网检测技术领域，尤其涉及一种无线通信检测接触网定位器状态预警系统及方法。
背景技术
现有的对于定位器的检测方法，已无法满足我国高速铁路接触网检修维护的要求，对于定位器的检测主要以人工方式逐个定位点进行，对定位器坡度的测量，需要接触网断电，并登乘作业梯车或轨道车，在曲线区段，还需进行轨平面倾斜角度的测量，现有对于定位器的检测方法严重影响了我国高速铁路接触网检修维护的效率。
发明内容
为了解决为解决上述问题，本发明提供一种实时监测、准确度高、安全性高的无线通信的接触网定位器状态检测预警系统及方法。
为实现上述方法，本发明技术方案如下：一种无线通信检测接触网定位器状态预警系统，包括支柱和数据中心，在所述支柱上设有定位器，在所述定位器上设有能采集所述定位器受拉力值，坡度和振动值的定位器状态检测装置和能向所述数据中心上传数据的网关，所述定位器状态检测装置通过无线传输与所述网关连接。
优选的，所述定位器状态检测装置包括状态信息采集模块和检测电源处理模块，所述状态信息采集模块连接检测处理单元模块，所述检测处理单元模块连接检测无线接口模块；所述状态信息采集模块设在所述定位器上采集定位器的状态数据传输至所述检测处理单元模块，通过所述检测处理单元模块处理状态数据后传输至所述检测无线接口模块，通过所述检测无线接口模块发送状态数据至所述网关，所述检测电源处理模块分别为状态信息采集模块，检测处理单元模块和检测无线接口模块供电。
优选的，所述网关包括网关无线接口模块和网关电源处理模块，所述网关无线接口模块连接网关处理单元模块，所述网关处理单元模块连接GPRS通信模块；通过所述网关无线接口模块接受所述所述定位器状态检测装置发送的状态数据并传输至所述网关处理单元模块，通过所述网关处理单元模块进行数据处理后传输至所述GPRS通信模块，通过所述GPRS通信模块上传状态数据至数据中心，网关电源处理模块分别为网关无线接口模块，网关处理单元模块和GRPS通信模块供电。
优选的，所述状态信息采集模块采用高精度的应变片组成应变电桥和九轴传感器，所述检测电源处理模块采用锂电池和低压差线性稳压器。
优选的，所述网关电源处理模块采用锂电池和DC/DC电路。
按照本发明的另一方面，提供了一种无线通信的接触网定位器状态检测预警方法，定位器状态检测装置采集定位器的受拉力值，坡度和振动值转换为状态数据传输至网关，网关再上传状态数据至数据中心，数据中心进行数据分析和预警分析得出分析结果数据。
优选的，所述定位器状态检测装置包括状态信息采集模块和检测电源处理模块，所述状态信息采集模块连接检测处理单元模块，所述检测处理单元模块连接检测无线接口模块；所述状态信息采集模块设在所述定位器上采集定位器的状态数据传输至所述检测处理单元模块，通过所述检测处理单元模块处理状态数据后传输至所述检测无线接口模块，通过所述检测无线接口模块发送状态数据至所述网关，所述检测电源处理模块分别为状态信息采集模块，检测处理单元模块和检测无线接口模块供电。
优选的，所述网关包括网关无线接口模块和网关电源处理模块，所述网关无线接口模块连接网关处理单元模块，所述网关处理单元模块连接GPRS通信模块；通过所述网关无线接口模块接受所述所述定位器状态检测装置发送的状态数据并传输至所述网关处理单元模块，通过所述网关处理单元模块进行数据处理后传输至所述GPRS通信模块，通过所述GPRS通信模块上传状态数据至数据中心，网关电源处理模块分别为网关无线接口模块，网关处理单元模块和GRPS通信模块供电。
优选的，所述状态信息采集模块采用高精度的应变片组成应变电桥和九轴传感器，所述检测电源处理模块采用锂电池和低压差线性稳压器。
优选的，所述网关电源处理模块采用锂电池和DC/DC电路。
本发明的有益效果：定位器状态检测装置通过应变片组采集定位器的受拉力值、定位器坡度和振动值并转换为状态数据传输至网关，网关再上传状态数据至数据中心可实现连续、实时、全天侯的定位器状态测量，定位器状态检测装置和网关之间采用无线传输，不会降低接触网的绝缘等级，数据中心可实时分析定位器状态数据，通过大数据分析，做出故障预判，防止和减少事故发生；状态检测模块静态功耗很小，使用年限长，减少维护频率，降低成本。
附图说明
图1为本发明的安装示意图；
图2为本发明的结构框图；
图3为定位器状态检测装置的结构框图；
图4为网关的结构框图；
图5为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用发明技术方案如下：定位器状态检测装置101采用应变片组的电阻改变来采集定位器11受拉力值，并采用九轴传感器的加速度和角速度的变化情况采集定位器坡度和振动值，再将读取到的定位器11的受拉力值、定位器坡度和振动值转换为状态数据传输至网关102，网关102再将状态数据上传状态数据至数据中心2，数据中心2得到定位器的受拉力值、定位器坡度和振动值的状态数据，进行数据分析和预警分析，得出分析结果数据根据接触网的正常温度值判断是否存在问题，继而对接触网实时监控，通过大数据分析，做出故障预判、警报，防止和减少事故发生。
具体实施例：如图1所示，一种无线通信检测接触网定位器状态预警系统及方法，包括支柱1和数据中心2，在支柱1上设有定位管12，定位管12端部连接有定位器11，在定位器11上设有能采集定位器11受拉力值，定位器坡度和振动值的定位器状态检测装置101 和能向数据中心2上传数据的网关102，定位器状态检测装置101通过无线传输与网关102连接，在定位管12上安装电池盒103，电池盒103为定位器状态检测装置101提供电源；如图2所示，定位器状态检测装置101采用应变片组的电阻来采集定位器11受拉力值，采用九轴传感器的加速度和角速度采集定位器坡度和振动值，再将读取到的定位器11受拉力值，定位器坡度和振动值转换为状态数据传输至网关102，网关102接受并处理定位器状态检测装置101的状态数据后通过GPRS上传至数据中心2，数据中心2接收网关102的状态数据进行数据分析和预警分析得出分析结果数据；如图3，定位器状态检测装置101包括状态信息采集模块1011和检测电源处理模块 1014，状态信息采集模块1011连接检测处理单元模块1012，检测处理单元模块1012连接检测无线接口模块1013；状态数据采集模块 1011采用应变片组的电阻变化情况采集定位器11受拉力值，并采用九轴传感器的加速度和角速度采集定位器坡度和振动值，再将定位器受拉力值，坡度和振动值转换成数字信号传输至检测处理单元模块 1012，检测处理单元模块1012将状态数据采集模块101输出的电压转换为定位器所受拉力的状态数据，并读取加速度和角速度测量值得到定位器坡度和振动值的状态数据后传输至检测无线接口模块1013，通过检测无线接口模块1013将检测处理单元模块1012发送的状态数据发送至网关102，检测电源处理模块1014分别为为状态信息采集模块1011，检测处理单元模块1012和检测无线接口模块1013提供电源；如图4所示，网关102包括网关无线接口模块1021和网关电源处理模块1024，网关无线接口模块1021连接网关处理单元模块1022，网关处理单元模块1022连接GPRS通信模块1023；通过网关无线接口模块1021将检测无线接口模块1013发送的状态数据并传输至网关处理单元模块1022，通过网关处理单元模块1022将发送的状态数据并进行数据处理和一定的判断后传输至GPRS通信模块1023，GPRS通信模块1023接受发送的数据并通过GPRS把定位器的状态数据上传至数据中心2，网关电源处理模块1024分别为网关无线接口模块1021，网关处理单元模块1022和GRPS通信模块1023提供电源；状态数据采集模块1011采用高精度的应变片组成应变电桥和九轴传感器，应变片组贴附在定位器11上，当定位器11产生变化时(如角度变化，伸缩变化和振动变化)应变片和九轴传感器随之跟着变化，应变片的变化导致电阻改变从而影响电流信号来采集定位器11的变化情况，九轴传感器的坡度和振动值变化会导致加速度和角速度改变从而影响数字信号来采集定位器11的状态变化情况，检测电源处理模块1014采用锂电池和低压差线性稳压器，电池盒3为定位器状态检测装置101供电，电池盒通过抱箍固定在定位管上，电池盒采用弹簧线连接到定位器状态检测装置上实现供电；网关电源处理模块1024 采用锂电池和DC/DC电路(电压转换电路)，可通过太阳能给锂电池充电，方便室外安装使用；如图5所示，网关102可连接多个定位器状态检测装置101。
定位器状态检测装置101采用应变片进行对定位器受力进行测量，状态数据采集模块1011采用应变片组的电阻变化情况采集定位器11受拉力值，并采用九轴传感器的加速度和角速度采集定位器坡度和振动值，再将定位器受拉力值，坡度和振动值转换成数字信号传输至检测处理单元模块1012，检测处理单元模块1012将状态数据采集模块101输出的电压转换为定位器所受拉力的状态数据，并读取加速度和角速度测量值得到定位器坡度和振动值的状态数据后传输至检测无线接口模块1013，检测无线接口模块1013再将定位器的状态数据发送至网关102上的网关无线接口模块1021，网关无线接口模块1021将定位器11的状态数据并传输至网关处理单元模块1022，网关处理单元模块1022将定位器11的状态数据处理后传输至GPRS 通信模块1023，GPRS通信模块1023再将定位器的状态数据通过GPRS上传至数据中心2，数据中心2接受定位器11的状态数据数据进行整合处理，在Web上显示定位器的状态，形成数据图表，并可做一些数据分析，可实时远程在线监测电连接线夹的温度，防止和减少事故发生，提路电气装置安全运行水平。测温电源处理模块为测温模块供电，网关电源处理模块为网关电源处理模块供电，太阳能板为网关电源处理模块供电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无线通信检测接触网定位器状态预警系统，其特征在于：包括支柱(1)和数据中心(2)，在所述支柱(1)上设有定位器(11)，在所述定位器(11)上设有能采集所述定位器(11)受拉力值，坡度和振动值的定位器状态检测装置(101)和能向所述数据中心(2)上传数据的网关(102)，所述定位器状态检测装置(101)通过无线传输与所述网关(102)连接。
2.根据权利要求1所述的一种无线通信检测接触网定位器状态预警系统，其特征在于：所述定位器状态检测装置(101)包括状态信息采集模块(1011)和检测电源处理模块(1014)，所述状态信息采集模块(1011)连接检测处理单元模块(1012)，所述检测处理单元模块(1012)连接检测无线接口模块(1013)；所述状态信息采集模块(1011)设在所述定位器(11)上采集定位器(11)的状态数据传输至所述检测处理单元模块(1012)，通过所述检测处理单元模块(1012)处理状态数据后传输至所述检测无线接口模块(1013)，通过所述检测无线接口模块(1013)发送状态数据至所述网关(102)，所述检测电源处理模块(1014)分别为状态信息采集模块(1011)，检测处理单元模块(1012)和检测无线接口模块(1013)供电。
3.根据权利要求1所述的一种无线通信检测接触网定位器状态预警系统，其特征在于：所述网关(102)包括网关无线接口模块(1021)和网关电源处理模块(1024)，所述网关无线接口模块(1021)连接网关处理单元模块(1022)，所述网关处理单元模块(1022)连接GPRS通信模块(1023)；通过所述网关无线接口模块(1021)接受所述所述定位器状态检测装置(101)发送的状态数据并传输至所述网关处理单元模块(1022)，通过所述网关处理单元模块(1022)进行数据处理后传输至所述GPRS通信模块(1023)，通过所述GPRS通信模块(1023)上传状态数据至数据中心(3)，网关电源处理模块(1024)分别为网关无线接口模块(1021)，网关处理单元模块(1022)和GRPS通信模块(1023)供电。
4.根据权利要求2所述的一种无线通信检测接触网定位器状态预警系统，其特征在于：所述状态信息采集模块(1011)采用高精度的应变片组成应变电桥和九轴传感器，所述检测电源处理模块(1014)采用锂电池和低压差线性稳压器。
5.根据权利要求3所述的一种无线通信检测接触网定位器状态预警系统，其特征在于：所述网关电源处理模块(1024)采用锂电池和电压转换电路。
6.一种无线通信检测接触网定位器状态预警方法，其特征在于：定位器状态检测装置(101)采集定位器(11)的受拉力值、坡度和振动值转换为状态数据传输至网关(102)，网关(102)再上传状态数据至数据中心(2)，数据中心(2)进行数据分析和预警分析得出分析结果数据。
7.根据权利要求6所述的一种无线通信检测接触网定位器状态预警方法，其特征在于：所述定位器状态检测装置(101)包括状态信息采集模块(1011)和检测电源处理模块(1014)，所述状态信息采集模块(1011)连接检测处理单元模块(1012)，所述检测处理单元模块(1012)连接检测无线接口模块(1013)；所述状态信息采集模块(1011)设在所述定位器(11)上采集定位器(11)的状态数据传输至所述检测处理单元模块(1012)，通过所述检测处理单元模块(1012)处理状态数据后传输至所述检测无线接口模块(1013)，通过所述检测无线接口模块(1013)发送状态数据至所述网关(102)，所述检测电源处理模块(1014)分别为状态信息采集模块(1011)，检测处理单元模块(1012)和检测无线接口模块(1013)供电。
8.根据权利要求6所述的一种无线通信检测接触网定位器状态预警方法，其特征在于：所述网关(102)包括网关无线接口模块(1021)和网关电源处理模块(1024)，所述网关无线接口模块(1021)连接网关处理单元模块(1022)，所述网关处理单元模块(1022)连接GPRS通信模块(1023)；通过所述网关无线接口模块(1021)接受所述所述定位器状态检测装置(101)发送的状态数据并传输至所述网关处理单元模块(1022)，通过所述网关处理单元模块(1022)进行数据处理后传输至所述GPRS通信模块(1023)，通过所述GPRS通信模块(1023)上传状态数据至数据中心(3)，网关电源处理模块(1024)分别为网关无线接口模块(1021)，网关处理单元模块(1022)和GRPS通信模块(1023)供电。
9.根据权利要求7所述的一种无线通信检测接触网定位器状态预警方法，其特征在于：所述状态信息采集模块(1011)采用高精度的应变片组成应变电桥和九轴承传感器，所述检测电源处理模块(1014)采用锂电池和低压差线性稳压器。
10.根据权利要求8所述的一种无线通信检测接触网定位器状态预警方法，其特征在于：所述网关电源处理模块(1024)采用锂电池和DC/DC电路。
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