CN110395293A - 一种基于NBIoT物联网的轨道电路监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于NBIoT物联网的轨道电路监测系统；本系统包括轨道电路数据采集设备、轨道电路监测管理平台、移动端；轨道电路由钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，用于自动、连续检测这段线路是否被机车车辆占用，也用于控制信号装置或转辙装置，以保证行车安全的设备。本发明运用NBIoT物联网技术解决了对于影响轨道电路运行质量的轨道变压器、补偿电容等重要因素进行监测的问题。

Description

一种基于NBIoT物联网的轨道电路监测系统

技术领域

本发明涉及信号设备监测技术领域，尤其是一种基于NBIoT物联网的轨道 电路监测系统。

背景技术

轨道电路是信号联锁系统的关键设备，受环境、温度和钢轨物理变化等影 响较大，也是故障的多发设备。轨道电路虽然结构简单，但是应用环境复杂， 造成故障难以查找。虽然现有的微机监测设备，能够对轨道电路状态进行实时 监测，但是测试项目仅限于室内设备，且不完善，例如室外送、受端的电气参 数、轨道载频信号信息、补偿电容运用状态监测等尚为空白。这些项目的测试 现在只能采用人工定期测试的方法进行，这样不但工作效率低，而且由于职工 的技术水平参差不齐，造成测试数据不准，不能作为轨道电路运用状态的分析 的基础，尤其是当轨道电路故障时，不能作为判断、分析故障的依据，给故障处理造成一定的困难，针对这些实际问题研制轨道电路监测装置势在必行，也 是压缩故障延时，确保行车安全行之有效的方法之一。本发明运用了NBIoT物 联网技术实时对于影响轨道电路运行质量的轨道变压器、补偿电容等重要因素 进行监测，解决了对于轨道电路进行实时监测问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于NBIoT物联网的轨道电路监测系统，本发明 解决了，对于影响轨道电路运行质量的轨道变压器、补偿电容等重要因素进行 监测的问题。

为了解决上述问题，本发明采用的一个技术方案是：这一种基于NBIoT物 联网的轨道电路监测系统，其特征在于，包括轨道电路数据采集设备、轨道电 路监测管理平台、移动端；所述移动端分别与所述轨道电路数据采集设备、所 述轨道电路监测管理平台通信连接，所述轨道电路数据采集设备与所述轨道电 路监测管理平台通信连接。

所述轨道电路监测管理平台，用于对收到的所述轨道电路数据采集设备数 据进行处理，生成数据分析结果。

所述移动端，用于向所述轨道电路监测管理平台进行数据查询，以及对所 述轨道电路数据采集设备进行远程控制。

所述轨道电路数据采集设备，用于采集轨道变压器的电压、电流、频率等 及安装位置全球定位数据，二是用于采集轨道补偿电容的电压、电流、频率、 电容容量等及安装位置全球定位数据，并将其发送给所述轨道电路监测管理平 台；所述的补偿电容容量是通过采集电容两端电压值、电流值、信号频率，再 根据欧姆定律计算而得；所述轨道电路数据采集设备包括主控制器、显示单元、 NBIoT通信模块、全球定位模块、传感器模组和电源；所述主控制器分别与所 述显示单元、NBIoT通信模块、全球定位模块、传感器模组通信连接，所述主 控制器与所述电源电连接。

进一步：所述轨道电路数据采集设备采用低功耗嵌入式安全处理器。

进一步：所述轨道电路数据采集设备采用的处理器具有在线远程升级功 能。

进一步：所述电源包括直接供电电源、电池供电、太阳能供电。

进一步：所述环境监测管理平台的架构为Hadoop架构。

本发明提供一种基于NBIoT物联网的轨道电路监测系统，该系统包括： 轨道电路数据采集设备、轨道电路监测管理平台、移动端三大部分。

轨道电路数据采集设备，主要由主控制器、显示单元、NBIoT通信模块、 全球定位模块、传感器模组和电源组成，它用于通过传感器模组采集轨道变压 器和轨道补偿电容上的电压、电流、频率、电容容量值数据，并通过NBIoT通 信模块将数据信息传输到轨道电路监测管理平台。轨道电路数据采集设备，采 用高性能嵌入式安全处理器，该处理器具有加密算法，可以对相关数据进行加 密传输；NBIoT通讯模块采用窄带蜂窝物联网技术具有覆盖广、连接多、功耗 低、成本低的优点；采用LED显示各种状态，以及网络信号强度、电池电量等 信息；电源采用直接供电、电池供电、太能能供电。

轨道电路监测管理平台主要包括用户管理、设备管理、告警管理、数据查 询、统计分析等功能，实现轨道电路数据相应的处理和管理功能。

移动端主要用于实时数据展示、数据查询、远程控制。实现用户随时随地 掌控轨道电路数据采集设备采集的数据信息，并对数据采集设备进行远程控制 管理。

本发明优点在于：

本发明提供一种基于NBIoT物联网的轨道电路监测系统，该系统包括：轨 道电路数据采集设备、轨道电路监测管理平台、移动端三大部分。本发明提供 的轨道电路数据采集设备采用NBIoT通信模块，该NBIoT通讯模块一是广覆盖， 在同样的频段下，NBIoT比现有的物联网网络增益20dB，相当于提升了100倍 覆盖区域的能力，尤其是在一些隧道里或传统无线网络信号不好的地方，采用 NBIoT通讯模块优势更明显；二是具备支撑海量连接的能力，支持低延时敏感 度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，采用两 节普通AA干电池的NBIoT通信模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块 成本。

本发明提供的轨道电路数据采集设备采用高性能嵌入式安全处理器，该处 理器具加密算法，可以对相关数据进行加密传输，确保特殊应用数据不被第三 方非法获取，从而保障采集的数据可靠安全。

本发明提供的轨道电路监测管理平台采用Hadoop架构，支持海量监测数 据并发处理，同时采用多种静态和动态展示数据方式，为用户提供直观数据分 析结果。

本发明提供的轨道电路监测管理平台支持告警管理，通过平台设置监测 参数的阈值，当数据采集设备采集到的对应参数数据等于或大于阈值时，可实 时将告警信息通过移动端通知到管理者，管理者收到告警信息后可通过移动端 对数据采集设备进行相应的远程控制处理。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详述：

本发明提供一种基于NBIoT物联网的轨道电路监测系统，该系统包括：轨 道电路数据采集设备、轨道电路监测管理平台、移动端三大部分。

轨道数据采集设备主要由主控制器、显示单元、NBIOT通信模块、传感器 模组，电源组成，它用于通过各种传感器采集各种轨道电路检测数据，包括电 压、电流、频率，电容容量、安装位置的全球定位数据等，并通过NBIoT通信 模块将数据信息经过加密后传输到轨道电路监测管理平台。

轨道电路监测管理平台主要包括用户管理、设备管理、告警管理、数据查 询、统计分析等功能，实现轨道电路数据相应的处理和管理功能。

移动端主要用于实时数据展示、数据查询、远程控制。实现用户随时随地 掌控轨道电路数据采集设备的数据信息，并对设备进行远程控制管理。

对本发明提供的系统进一步说明如下：

1、用户首先在轨道电路监测管理平台进行用户注册并配置一个或多个轨 道电路数据采集设备的管理信息，设备管理信息包括但不限于设备ID、NBIoT 通信模块SIM卡信息、网络参数、设备采集参数类型，监控参数阈值等。

2、一个或多个数据采集设备在环境监测管理平台注册成功后，通过传感 器模组实时采集各种环境监控参数数据，包括但不限于电压、电流、频率、电 容容量、设备安装位置的全球定位数据等，并通过NBIoT通信模块将数据信息 经过主控制器加密后传输到轨道电路监测管理平台。

3、轨道电路监测管理平台按照设备ID分类存储一个或多个轨道数据采集 设备发送的监控数据。经过一段时间运行后，形成一个或多个轨道电路数据采 集设备的历史数据，并进行相关统计分析，比如形成某个设备在一个月内监控 采集到电容容量数据曲线图。

4、轨道电路监测管理平台可将一个或多个数据采集设备的监控数据实时 通过网络发送到移动端，通过移动端还可实现一个或多个轨道电路数据采集设 备的历史数据查询。

5、如果一个或多个轨道电路数据采集设备的监控参数数值超过预先设置 的阈值，轨道电路监测管理平台通过网络将对应设备ID的告警信息及时发送到 移动端。

6、管理者可通过移动端对出现告警的的一个或多个轨道电路数据采集设 备进行相应的远程控制管理。

Claims (5)

1.一种基于NBIoT物联网的轨道电路监测系统，其特征在于，包括轨道电路数据采集设备、轨道电路监测管理平台、移动端。

2.根据权利要求1所述的一种基于NBIoT物联网的轨道电路监测系统，其特征在于：所述系统是基于应用NBIoT物联网技术对轨道电路运行状态进行监测的系统。

3.根据权利要求1所述的一种基于NBIoT物联网的轨道电路监测系统，其特征在于：所述轨道电路数据采集设备中所述的传感器模组包括但不限于电压、电流传感器。

4.根据权利要求1所述的一种基于NBIoT物联网的轨道电路监测系统，其特征在于：所述轨道电路数据采集设备中所述的电源包括了直接供电电源、电池供电电源、太阳能供电。

5.根据权利要求1所述的基于NBIoT物联网的轨道电路监测系统，其特征在于：所述轨道电路数据采集设备中所述的全球定位模块包括了GPS模块、北斗模块、GPS北斗双模模块。