CN109515454A - 一种基于信号无线传输的列车上水控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于信号无线传输的列车上水控制系统及方法，所述系统包括列车信号监测与传输系统、车站执行系统和中控室管理系统，所述列车信号监测与传输系统包括液位传感器、模数转换器、单片机和无线传输单元，车站执行系统包括无线接收单元、处理器、上水电磁阀、车站上水管。本发明通过处理器获取液位传感器采集的列车水箱的液位数据，将液位数据传输给中控室管理系统；中控室管理系统接收到液位数据，将液位数据与预先设置的液位数据阈值对比，当液位数据达到或超过预先设置的阈值时，给处理器发送关阀指令；处理器根据所述关阀指令控制设置于车站上水管上的上水电磁阀关闭，停止上水。

Description

一种基于信号无线传输的列车上水控制系统及方法

技术领域

本发明涉及列车上水监控领域，具体涉及一种基于信号无线传输的列车上水控制系统及方法。

背景技术

目前常用的旅客列车上水栓包括传统上水栓和自动回卷型上水栓，前者需要上水工人将上水栓插入列车上水口，打开上水阀门开始上水，待列车水箱溢水后再关闭上水阀，取下上水管，操作过程费时费力，并且一列火车通常只配备3～5名上水工人，平均一名上水工负责4节车厢的上水任务，这导致有的车厢溢水时上水工在其他车厢操作，无法及时关闭相应车厢的上水阀，这造成了极大的水资源浪费。以北京铁路局为例，该铁路局下辖车站全年因上水造成的水资源浪费量约62万吨。自动回卷型上水栓相对于传统上水栓可以实现上水完成后上水软管自动回卷，降低了上水工人的劳动强度，但这种上水栓大多采用定时回卷，即预设的上水时间结束时上水软管自动脱落、回卷，由于列车每节车厢的用水量并不完全一致，上水前水相内剩余水量也不尽相同，因此这种上水方式会出现部分水箱未上满水，而部分水箱上水溢流的现象，同样存在水资源的浪费。

当前国内专利库中关于旅客列车上水装置的专利不多。发明专利201310319956.3公布了一种铁路列车上水自动关闭装置，该方法包括列车蓄水箱、发射器和接收器；所述列车蓄水箱上设置有注水管和溢水口，其工作原理是，当列车水箱注满后，水从水箱溢流管溢出，冲击位于溢流管正下方的跷跷板一端，使板体另一端翘起触发控制触点，使无线发射模块发射信号，关闭位于上水管上的电磁阀，停止上水。该方法要求列车停靠后溢水管口正对跷跷板的一端，但实际停车过程中常存在一定偏差，且不同车型溢水口位置也不相同，难以保证每节车厢溢水管口正对跷跷板，此外，车站为半露天环境，外界风荷载也有可能带动跷跷板，从而产生误操作。

发明内容

针对现有列车上水技术的不足，本发明提出一种基于信号无线传输的列车上水控制系统及方法，能在上水过程中将水位信号实时传送至车站执行系统的控制柜中，在水箱水满后自动关停上水阀门，该装置无需对列车上水管路进行改造，工作稳定可靠。

作为本发明的第一方面，提供一种基于信号无线传输的列车上水控制系统，包括列车信号监测与传输系统、车站执行系统和中控室管理系统，所述列车信号监测与传输系统安装于列车上，所述车站执行系统安装于列车上水股道旁，所述中控室管理系统安装于车站中控室中，所述车站执行系统包括处理器、车站上水管和电磁阀，所述上水电磁阀安装于所述车站上水管上，用于控制所述车站上水管的通断；

所述列车信号监测与传输系统，用于监测列车水箱内的液位数据，并将所述液位数据传输到车站执行系统的处理器；

所述车站执行系统的的处理器，用于将接收到的液位数据传输到中控室管理系统，还用于控制电磁阀的通断；

所述中控室管理系统，用于根据接收到的液位数据判断列车水箱是否已满，如判断列车水箱已满，则向车站执行系统的处理器发送关阀指令。

进一步地，所述列车信号监测与传输系统包括液位传感器、模数转换器、单片机和无线传输单元，所述液位传感器安装于所述列车水箱中，用于采集列车水箱内的液位数据，所述车站执行系统还包括无线接收单元和通讯交换机，所述液位传感器通过模数转换器与所述单片机电连接，所述单片机还与所述无线传输单元电连接，所述处理器与所述无线接收单元电连接，所述无线传输单元与所述无线接收单元无线连接。

进一步地，所述车站执行系统还包括通讯交换机，所述中控室管理系统包括网络交换机、远程控制计算机和数据服务器，所述网络交换机和所述数据服务器均与所述远程控制计算机电连接，所述通讯交换机与所述网络交换机通过以太网电连接。

进一步地，所述车站上水管包括上水软管和上水干管，所述上水干管安装于车站排水沟内，所述上水干管的前端与车站生产生活用水管道连通，所述上水干管末端与所述上水软管前端连通，所述上水软管的末端用于与列车上水管连通，所述上水电磁阀安装于所述上水软管上。

进一步地，所述车站执行系统还包括自动上水设备，所述上水软管末端安装于所述自动上水设备上，所述自动上水设备与所述处理器电连接。

进一步地，还包括信号处理柜，所述信号处理柜安装于所述列车上，所述模数转换器、单片机和无线传输单元集成安装在所述信号处理柜中。

进一步地，还包括控制柜，所述无线接收单元和处理器安装于所述控制柜中。

进一步地，所述车站上水管上位于上水电磁阀后依次安装有用于采集上水流量的水表和用于防止水回流的止回阀。

进一步地，所述车站执行系统为多个，多个所述车站执行系统的自动上水设备与列车车厢一一对应。

进一步地，所述无线传输单元为蓝牙无线传输单元，所述无线接收单元为蓝牙无线接收单元。

作为本发明的另一方面，提供一种基于信号无线传输的列车上水控制方法，所述方法包括：

处理器获取液位传感器采集的列车水箱的液位数据，将液位数据传输给中控室管理系统；

中控室管理系统接收到液位数据，将液位数据与预先设置的液位数据阈值对比，当液位数据达到或超过预先设置的阈值时，给处理器发送关阀指令；

处理器根据所述关阀指令控制上水电磁阀关闭，停止上水。

进一步地，所述方法还包括：

所述处理器中预设有上水电磁阀开启时间阈值，当上水电磁阀开启时间达到或超过预先设置的阈值时，处理器自动控制上水电磁阀关闭。

本发明的有益效果：

本发明的基于信号无线传输的列车上水控制系统，上水过程中液位传感器将列车水箱内的液位数据通过模数转换器进行模数转换，转换后的液位数据通过单片机和无线传输单元输送到控制柜中的无线接收单元上，处理器获取液位传感器采集的列车水箱的液位数据，将液位数据传输给中控室管理系统，中控室管理系统接收到液位数据，将液位数据与预先设置的液位数据阈值对比，当液位数据达到或超过预先设置的阈值时，给处理器发送关阀指令，处理器再根据所述关阀指令控制上水电磁阀关闭，停止上水，另外，还可以在所述处理器中预设有上水电磁阀开启时间阈值，当上水电磁阀开启时间达到或超过预先设置的阈值时，处理器自动控制上水电磁阀关闭；相比于现有的上水控制方法，本发明提出的基于无线传输的列车上水控制系统无需对列车上水管进行改造，信号传输稳定，精度高，实时性强。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于无线传输的列车上水控制系统的功能模块连接示意图；

图2为本发明实施例提供的基于无线传输的列车上水控制系统的组成及安装示意图；

附图标记说明：1、液位传感器，2、信号处理柜，3、溢流管，4、1#列车上水管，5、2#列车上水管，6、上水电磁阀，7、水表，8、止回阀，9、自动上水设备，10、上水干管，11、控制柜，12、通讯交换机，13、网络交换机，14、远程控制计算机，15、数据服务器，16、模数转换器，17、单片机，18、无线传输单元，19、无线接收单元，20、处理器，21、上水软管。

具体实施方式

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，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图2所示，作为本发明的第一方面，提供一种基于信号无线传输的列车上水控制系统，包括列车信号监测与传输系统、车站执行系统和中控室管理系统，所述列车信号监测与传输系统安装于列车上，所述车站执行系统安装于列车上水股道旁，所述中控室管理系统安装于车站中控室中，所述列车信号监测与传输系统包括液位传感器1、模数转换器16、单片机17和无线传输单元18，车站执行系统包括无线接收单元19、处理器20、上水电磁阀6、车站上水管，所述液位传感器1安装于所述列车水箱中，用于采集列车水箱内的液位数据，所述上水电磁阀6安装于所述车站上水管上，用于控制所述车站上水管的通断，所述液位传感器1通过模数转换器16与所述单片机17电连接，所述单片机17还与所述无线传输单元18电连接，所述上水电磁阀6与所述无线接收单元19均与所述处理器20电连接，所述无线传输单元18与所述无线接收单元19无线连接，所述处理器20还与所述中控室管理系统电连接。

本发明的基于信号无线传输的列车上水控制系统，上水过程中液位传感器1将列车水箱内的液位数据通过模数转换器16进行模数转换，转换后的液位数据通过单片机17和无线传输单元18输送到控制柜11中的无线接收单元19上，处理器20通过无线接收单元19获取液位传感器1采集的列车水箱的液位数据，将液位数据传输给中控室管理系统，中控室管理系统接收到液位数据，将液位数据与预先设置的液位数据阈值对比，当液位数据达到或超过预先设置的阈值时，给处理器20发送关阀指令，处理器20再根据所述关阀指令控制上水电磁阀6关闭，停止上水，另外，还可以在所述处理器20中预设上水电磁阀6开启时间阈值，当上水电磁阀6开启时间达到或超过预先设置的阈值时，处理器20自动控制上水电磁阀6关闭；相比于现有的上水控制方法，本发明提出的基于无线传输的列车上水控制系统无需对列车上水管进行改造，信号传输稳定，精度高，实时性强。

优选地，所述车站执行系统还包括通讯交换机12、所述处理器20通过通讯交换机12与所述中控室管理系统电连接。

优选地，所述中控室管理系统包括网络交换机13、远程控制计算机14和数据服务器15，所述网络交换机13和所述数据服务器15均与所述远程控制计算机14电连接，所述通讯交换机12与所述网络交换机13通过以太网电连接。

上述实施例中，当处理器20获取液位传感器1采集的列车水箱的液位数据后，将液位数据传通过通讯交换机12传输给中控室管理系统，通过中控室管理系统的网络交换机13将液位数据传输给远程控制计算机14，远程控制计算机14将液位数据与预先设置的液位数据阈值对比，当液位数据达到或超过预先设置的阈值时，通过网络交换机13和通讯交换机12给处理器20发送关阀指令，处理器20根据所述关阀指令控制上水电磁阀6关闭。

优选地，所述车站上水管包括上水软管21和上水干管10，所述上水干管10安装于车站排水沟内，所述上水干管10的前端与车站生产生活用水管道连通，所述上水干管10末端与所述上水软管21前端连通，所述上水软管21的末端用于与列车上水管连通，所述上水电磁阀6安装于所述上水软管21上。

如图1所示，所述列车水箱中连通有溢流管3、设置于列车一侧的1#列车上水管4和设置于列车另一侧的2#列车上水管5。

优选地，所述车站执行系统还包括自动上水设备9，所述上水软管21末端安装于所述自动上水设备9上，所述自动上水设备9与所述处理器20电连接。

上述实施例中，控制器可以控制自动上水设备9移动，带动位于自动上水设备9上的上水软管21末端移动到合适位置，便于上水软管21管末的管口与列车上水管的管口对接。

优选地，还包括信号处理柜2，所述信号处理柜2安装于所述列车上，所述模数转换器16、单片机17和无线传输单元18集成安装在所述信号处理柜2中。

优选地，还包括控制柜11，所述无线接收单元19和处理器20安装于所述控制柜11中。

优选地，所述车站上水管上位于上水电磁阀6后依次安装有用于采集上水流量的水表7和用于防止水回流的止回阀8。

优选地，所述车站执行系统为多个，多个所述车站执行系统的自动上水设备9与列车车厢一一对应，即一节车厢对应一台自动上水设备9。

优选地，所述无线传输单元18为蓝牙无线传输单元，所述无线接收单元19为蓝牙无线接收单元。

优选地，所述控制柜11与自动上水设备9、电磁阀等的信号总线沿股道间排水沟侧壁敷设。

优选地，所述处理器20为嵌入式DSP处理器。

作为本发明的另一方面，提供一种基于信号无线传输的列车上水控制方法，所述方法包括：

处理器20获取液位传感器1采集的列车水箱的液位数据，将液位数据传输给中控室管理系统；

中控室管理系统接收到液位数据，将液位数据与预先设置的液位数据阈值对比，当液位数据达到或超过预先设置的阈值时，给处理器20发送关阀指令；

处理器20根据所述关阀指令控制上水电磁阀6关闭，停止上水。

具体地，列车水箱中的液位传感器1实时采集列车水箱的液位数据，将液位数据通过模数转换器16转换后传输给单片机17，单片机17再将转换后的液位数据通过无线传输单元18和无线接收单元19传输给车站执行系统的处理器20中，处理器20获取液位传感器1采集的列车水箱的液位数据，将液位数据通过通讯交换机12和网络交换机13传输给中控室管理系统的远程控制计算机14，中控室管理系统的远程控制计算机14接收到液位数据，将液位数据与预先设置的液位数据阈值对比，当液位数据达到或超过预先设置的阈值时，给处理器20发送关阀指令。

优选地，所述方法还包括：

所述处理器20中预设有上水电磁阀6开启时间阈值，当上水电磁阀6开启时间达到或超过预先设置的阈值时，处理器20自动控制上水电磁阀6关闭，另外，可通过设置处理器20优先级别，设置由远程控制计算机14发送来的关阀指令的优先级高于该判定条件优先级。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于信号无线传输的列车上水控制系统，其特征在于，包括列车信号监测与传输系统、车站执行系统和中控室管理系统，所述列车信号监测与传输系统安装于列车上，所述车站执行系统安装于列车上水股道旁，所述中控室管理系统安装于车站中控室中，所述车站执行系统包括处理器、车站上水管和电磁阀，所述上水电磁阀安装于所述车站上水管上，用于控制所述车站上水管的通断；

所述列车信号监测与传输系统，用于监测列车水箱内的液位数据，并将所述液位数据传输到车站执行系统的处理器；

所述车站执行系统的的处理器，用于将接收到的液位数据传输到中控室管理系统，还用于控制电磁阀的通断；

所述中控室管理系统，用于根据接收到的液位数据判断列车水箱是否已满，如判断列车水箱已满，则向车站执行系统的处理器发送关阀指令。

2.根据权利要求1所述的基于信号无线传输的列车上水控制系统，其特征在于，所述列车信号监测与传输系统包括液位传感器、模数转换器、单片机和无线传输单元，所述液位传感器安装于所述列车水箱中，用于采集列车水箱内的液位数据，所述车站执行系统还包括无线接收单元和通讯交换机，所述液位传感器通过模数转换器与所述单片机电连接，所述单片机还与所述无线传输单元电连接，所述处理器与所述无线接收单元电连接，所述无线传输单元与所述无线接收单元无线连接。

3.根据权利要求2所述的基于信号无线传输的列车上水控制系统，其特征在于，所述车站执行系统还包括通讯交换机，所述中控室管理系统包括网络交换机、远程控制计算机和数据服务器，所述网络交换机和所述数据服务器均与所述远程控制计算机电连接，所述通讯交换机与所述网络交换机通过以太网电连接。

4.根据权利要求1所述的基于信号无线传输的列车上水控制系统，其特征在于，所述车站上水管包括上水软管和上水干管，所述上水干管安装于车站排水沟内，所述上水干管的前端与车站生产生活用水管道连通，所述上水干管末端与所述上水软管前端连通，所述上水软管的末端用于与列车上水管连通，所述上水电磁阀安装于所述上水软管上。

5.根据权利要求4所述的基于信号无线传输的列车上水控制系统，其特征在于，所述车站执行系统还包括自动上水设备，所述上水软管末端安装于所述自动上水设备上，所述自动上水设备与所述处理器电连接。

6.根据权利要求2所述的基于信号无线传输的列车上水控制系统，其特征在于，还包括信号处理柜，所述信号处理柜安装于所述列车上，所述模数转换器、单片机和无线传输单元集成安装在所述信号处理柜中。

7.根据权利要求2所述的基于信号无线传输的列车上水控制系统，其特征在于，还包括控制柜，所述无线接收单元和处理器安装于所述控制柜中。

8.根据权利要求1所述的基于信号无线传输的列车上水控制系统，其特征在于，所述车站上水管上位于上水电磁阀后依次安装有用于采集上水流量的水表和用于防止水回流的止回阀。

9.一种基于信号无线传输的列车上水控制方法，其特征在于，所述方法包括：

处理器获取液位传感器采集的列车水箱的液位数据，将液位数据传输给中控室管理系统；

中控室管理系统接收到液位数据，将液位数据与预先设置的液位数据阈值对比，当液位数据达到或超过预先设置的阈值时，给处理器发送关阀指令；

处理器根据所述关阀指令控制上水电磁阀关闭，停止上水。

10.根据权利9所述的基于信号无线传输的列车上水控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述处理器中预设有上水电磁阀开启时间阈值，当上水电磁阀开启时间达到或超过预先设置的阈值时，处理器自动控制上水电磁阀关闭。