CN110879102A - 一种用于轨道的列车振动监控系统 - Google Patents

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伍德勇
陈亚洲
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Abstract

本发明提供一种用于轨道的列车振动监控系统，包括设置在轨道列车每节车厢内的多个振动监控端、与多个监控端通讯连接的主控端，以及与主控端通讯连接的车辆监控室、总控制中心；多个振动监控端用于获取车辆每节车厢的振动信息；主控端用于获取多个振动监控端的振动信息，并将振动信息与预设的阈值对比，判定车厢的振动是否异常；本发明以单片机为核心，多个振动监控端联合工作，同时监测每个车厢的振动情况，且每个振动监控端相互独立，易拆装，可靠性高，功耗低，易于实现长时间监测；通过与历史数据的对比，预测可能出现的问题，结合GPS准确定位出故障路段的地理位置，并回传给车辆及时预警，保证列车的安全运行。

Description

一种用于轨道的列车振动监控系统
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其是一种用于轨道的列车振动监控系统。
背景技术
随着经济的快速发展，轨道交通也得到了快速的发展，然而，伴随着城市轨道交通与高速铁路的快速发展，机车体和轨道体振动幅度增大，轨道及其部件振动幅度，共振频率也将变大。同时，为了适应城市轨道交通的速度，轨道的动态结构也将朝着复杂，高速，轻的方向发展，造成附近建筑物的铁路运输和居民的轨道交通噪音问题特别突出，因此，人们更加关心铁路周围，特别是在城市附近的轨道发生的噪音和振动问题。城市轨道交通造成的振动不仅影响到居民正常工作和生活，而且对周边交通工具，使用精密仪器和建筑物造成一定程度的损害。
随着过传感器网络和无线传输技术的快速发展，现有技术可实现实时的监测轨道交通车辆的运行振动状态，通过振动情况可间接反映轨道线路的路况，降低危险发生的概率。专利 CN106314477A公开了一种基于振动监测的轨道状态在线监测方法，该专利通过设置在轨道上的多个测试点获取当前各个对应轨道振动数据，但是布控范围大，操作耗时耗力，而且检修复杂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于轨道的列车振动监控系统。
本发明的技术方案为：一种用于轨道的列车振动监控系统，包括设置在轨道列车每节车厢内的多个振动监控端、与多个监控端通讯连接的主控端，以及与主控端通讯连接的车辆监控室、总控制中心；
所述的主控端通过WIFI模块与车辆监控室通信连接；
所述的主控端通过4G模块与总控制中心通信连接；
所述的多个振动监控端用于获取车辆每节车厢的振动信息；
所述的主控端用于获取多个振动监控端的振动信息，并将振动信息与预设的阈值对比，判定车厢的振动是否异常；
若振动信息未超出预设的阈值，则所述的振动信息正常，所述的主控端将政策的振动信息发送给车辆监控室；
若振动信息超出预设的阈值，则振动信息异常，则将该节车厢的针对信息与相邻的车厢的振动信息进行对比，若相邻车厢的振动信息与该节车厢的振动信息相似，则判定该振动异常是由于路况引起；若该节车厢的振动信息与相邻的多节车厢的振动信息不同，则判断该节车厢出现异常，并将该异常信息发送给车辆监控室；
并且，所述的监控端获取的车辆振动信息、以及车辆的振动信息的是否异常情况发送给总控制中心。
优选的，所述的监控系统还包括设置在车辆上的GPS定位模块，所述的GPS定位模块将车辆的位置信息实时发送给总控制中心，以判断车辆振动异常的位置信息。
优选的，所述的振动监控端采用VS9000.5D单轴模拟加速度传感器。
优选的，所述的车辆监控室内设置有相应的OLED显示器，所述的OLED显示器用于显示每节车厢的振动信息。
优选的，所述的监控系统还包括云数据库，所述的云数据库内存储有车辆的振动信息、以及相应振动信息对应的可能异常原因。
优选的，若车厢的振动信息为车厢异常时，所述的总控制中心通过调用云数据库中车辆振动信息，并与存储的历史振动数据进行对比，以获取振动异常的原因，同时将振动异常的原因发送给主控端。
优选的，所述的总控制中心获取车辆振动的异常信息、以及振动异常的原因后，通过结合GPS的位置信息进行综合分析，并将检修意见反馈给主控端。
优选的，所述的监控系统还包括报警模块，所述的报警模块为蜂鸣器，所述的蜂鸣器与主控端连接，若车厢的振动信息为车厢异常时，主控端控制蜂鸣器报警。
优选的，所述的主控端采用信号为STM32F103RC的主控芯片。
本发明的有益效果为：
1、本发明以单片机为核心，多个振动监控端联合工作，同时监测每个车厢的振动情况，且每个振动监控端相互独立，易拆装，可靠性高，功耗低，易于实现长时间监测；
2、本发明通过WiFi模块将每个车厢的情况发送给车辆控制室，有助于车辆控制室实时掌握车辆的运行情况，有助于及时作出准确地判断，并且通过采用OLED显示器对检测结果进行显示；
3、本发明通过采用4G模块将数据实时发送给总控制中心，通过与历史数据的对比，快速分析出已经出现的问题或者预测可能出现的问题，同时与GPS结合，能够准确定位出故障路段的地理位置，并回传给车辆及时预警，为整个轨道交通系统的安全运行提供一定的保障；
4、本发明能够在车辆运行的过程中间接获取轨道交通道路的路况信息，从而解决了定点监测操作困难的问题，降低了交通维护的社会投入，从长远的数据分析来看，也可以分析出问题多发路段及时做好预防维修工作。
附图说明
图1为本发明结构框架图；
图2本发明车辆监控室的振动信息的处理流程图；
图3为本发明总控制中心振动信息的处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，一种用于轨道的列车振动监控系统，包括设置在轨道列车每节车厢内的多个振动监控端、与多个监控端通讯连接的主控端，以及与主控端通信连接的车辆监控室、总控制中心。
其中，所述的主控端采用信号为STM32F103RC的主控芯片。
所述的主控端通过WIFI模块与车辆监控室通信连接。
所述的主控端通过4G模块与总控制中心通信连接。
所述的多个振动监控端用于获取车辆每节车厢的振动信息，所述的振动监控端采用 VS9000.5D单轴模拟加速度传感器。
所述的主控端用于获取多个振动监控端的振动信息，并将振动信息与预设的阈值对比，从而判定车厢的振动是否异常。若振动信息未超出预设的阈值，则所述的振动信息正常，所述的主控端将正常的振动信息发送给车辆监控室。若振动信息超出预设的阈值，则振动信息异常，主控端则将该节车厢的针对信息与相邻的车厢的振动信息进行对比，若相邻车厢的振动信息与该节车厢的振动信息相似，则判定该振动异常是由于路况引起；若该节车厢的振动信息与相邻的多节车厢的振动信息不同，则判断该节车厢可能出现异常，并将该异常信息发送给车辆监控室。所述的车辆监控室内设置有相应的OLED显示器，所述的OLED显示器用于显示每节车厢的振动信息。如图2所示。
所述的主控端将获取的车辆振动信息、以及车辆的振动信息的是否异常情况发送给总控制中心。
优选的，所述的监控系统还包括设置在车辆上的GPS定位模块，所述的GPS定位模块将车辆的位置信息实时发送给总控制中心，以判断车辆振动异常的位置信息。
优选的，所述的监控系统还包括云数据库，所述的云数据库内存储有车辆的振动信息、以及相应振动信息对应的可能异常原因。若车厢的振动信息为车厢异常时，所述的总控制中心通过调用云数据库中车辆振动信息，并与存储的历史振动数据进行对比，并结合GPS的位置信息进行综合分析，以获取振动异常的原因，同时将振动异常的原因、以及检修建议发送给主控端。如图3所示。
优选的，所述的监控系统还包括报警模块，所述的报警模块为蜂鸣器，所述的蜂鸣器与主控端连接，若车厢的振动信息为车厢异常时，主控端控制蜂鸣器报警。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种用于轨道的列车振动监控系统，其特征在于：包括设置在轨道列车每节车厢内的多个振动监控端、与多个监控端通讯连接的主控端，以及与主控端通讯连接的车辆监控室、总控制中心；
所述的主控端通过WIFI模块与车辆监控室通信连接；
所述的主控端通过4G模块与总控制中心通信连接；
所述的多个振动监控端用于获取车辆每节车厢的振动信息；
所述的主控端用于获取多个振动监控端的振动信息，并将振动信息与预设的阈值对比，判定车厢的振动是否异常；
若振动信息未超出预设的阈值，则所述的振动信息正常，所述的主控端将正常的振动信息发送给车辆监控室；
若振动信息超出预设的阈值，则振动信息异常，则将该节车厢的针对信息与相邻的车厢的振动信息进行对比，若相邻车厢的振动信息与该节车厢的振动信息相似，则判定该振动异常是由于路况引起；若该节车厢的振动信息与相邻的多节车厢的振动信息不同，则判断该节车厢出现异常，并将该异常信息发送给车辆监控室；
并且，所述的监控端获取的车辆振动信息、以及车辆的振动信息的是否异常情况发送给总控制中心。
2.根据权利要求1所述的一种用于轨道的列车振动监控系统，其特征在于：所述的监控系统还包括设置在车辆上的GPS定位模块，所述的GPS定位模块将车辆的位置信息实时发送给总控制中心，以判断车辆振动异常的位置信息。
3.根据权利要求1所述的一种用于轨道的列车振动监控系统，其特征在于：所述的振动监控端采用VS9000.5D单轴模拟加速度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种用于轨道的列车振动监控系统，其特征在于：所述的车辆监控室内设置有相应的OLED显示器，所述的OLED显示器用于显示每节车厢的振动信息。
5.根据权利要求1所述的一种用于轨道的列车振动监控系统，其特征在于：所述的监控系统还包括云数据库，所述的云数据库内存储有车辆的振动信息、以及相应振动信息对应的可能异常原因。
6.根据权利要求1所述的一种用于轨道的列车振动监控系统，其特征在于：若车厢的振动信息为车厢异常时，所述的总控制中心通过调用云数据库中车辆振动信息，并与存储的历史振动数据进行对比，以获取振动异常的原因，同时将振动异常的原因发送给主控端。
7.根据权利要求6所述的一种用于轨道的列车振动监控系统，其特征在于：所述的总控制中心获取车辆振动的异常信息、以及振动异常的原因后，通过结合GPS的位置信息进行综合分析，并将检修意见反馈给主控端。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种用于轨道的列车振动监控系统，其特征在于：所述的监控系统还包括报警模块，所述的报警模块为蜂鸣器，所述的蜂鸣器与主控端连接，若车厢的振动信息为车厢异常时，主控端控制蜂鸣器报警。
9.根据权利要求8所述的一种用于轨道的列车振动监控系统，其特征在于：所述的主控端采用信号为STM32F103RC的主控芯片。
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