CN111169498A - 一种用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统及方法，包括中央控制器、制冷机组以及布置在各个冷藏箱内侧和外侧的温湿度传感器，所述中央控制器根据接收到的各个冷藏箱内外的温湿度值以及车轴发电和市电供电情况，实时控制制冷机组的工作状态，使得各个冷藏箱内温湿度维持在预设阈值范围内；本公开满足了车轴轴端和轴间发电的铁路冷藏车的控制需求，根据发电机和市电网络电力提供情况以及冷藏厢内货物要求情况实施调整制冷机组的运转状态，保证了货厢内部温度始终满足运输货物的制冷需求。

Description

一种用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统及方法
技术领域
本公开涉及铁路机车车辆电气设备技术领域，具体涉及一种用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
铁路货运是我国立体交通网中重要一部分，具有运量大、距离长、成本低、节能环保等优势。目前国内在铁路货车上尚未设计常规的供电系统，因此无法为需求电力的设备提供需求，严重制约了铁路货运的自动化、信息化、多样性的发展；在国内外特别是冷藏车这类大功率用电车辆的电力提供方面也少有应用先例。
在设计智能化铁路物流车辆时，特别是冷藏车需求时，提供满足电力需求是首要解决的问题。目前国内铁路冷藏车采用柴油发电机组进行电力提供，其缺点是这类车辆要求整列运行，设计一种适应多种编组、灵活编组而需求的冷藏车是现阶段铁路物流亟需。
本公开发明人发现，已设计的铁路货车车轴端经液压传动带动发电机发电的铁路货车已实现高达30kW的电功率；申请号200610156743.3公开了用于铁路客车等的车轴驱动发电机，也已实现高达30kW的电功率。但是，现有的车轴发电的铁路冷藏车，缺乏有效的监控，无法实现冷藏箱的智能化控制，自动化水平较低，不能实现自适应控制。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统及方法，满足了车轴轴端和轴间发电的铁路冷藏车的控制需求，根据发电机和市电网络电力提供情况以及冷藏厢内货物要求情况实施调整制冷机组的运转状态，保证了货厢内部温度始终满足运输货物的制冷需求。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开第一方面提供了一种用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统。
一种用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统，包括中央控制器、制冷机组以及布置在各个冷藏箱内侧和外侧的温湿度传感器，所述中央控制器根据接收到的各个冷藏箱内外的温湿度值以及车轴发电和市电供电情况，实时控制制冷机组的工作状态，使得各个冷藏箱内温湿度维持在预设阈值范围内。
作为可能的一些实现方式，还包括与中央控制器通信连接的车轴发电机、整流器、逆变器和输出转换器，所述车轴发电机发出的电能通过整流器分别传送给逆变器，所述输出转换器分别与市电电网和逆变器连接，用于选择车轴发电或者市电给制冷机组供电，其中以市电为最高优先级。
作为可能的一些实现方式，还包括与整流器连接的电池组，所述电池组用于存储车轴发电机的过剩电力，提供车轴发电机未达标电力输入时的逆变电力，还用于提供所述监控系统中各控制模块所需的电力。
作为可能的一些实现方式，所述制冷机组包括风机和压缩机，所述中央控制器通过制冷机组控制器控制制冷机组的工作，所述制冷机组控制器还用于当车厢内温湿度传感器全部发生故障时，上传温湿度数据到中央控制器进行数据补偿。
作为可能的一些实现方式，所述中央控制器与云服务器和/或移动智能终端通信连接，用于相互间的数据交互。
作为可能的一些实现方式，还包括车门开闭检测模块，所述车门开闭检测模块用于检测冷藏厢门开闭状态并传给中央控制器，当长时间未关闭冷藏厢门发出声光报警。
作为可能的一些实现方式，还包括定位模块，用于实时传送位置信息和天气信息给中央控制器。
本公开第二方面提供了一种用于车轴发电的铁路冷藏车监控方法。
一种用于车轴发电的铁路冷藏车监控方法，利用本公开第一方面所述的用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统；
所述中央控制器根据接实时收到的各个冷藏箱内外的温湿度值以及车轴发电和市电供电情况，控制制冷机组的工作状态，当车厢外环境温湿度故障时，中央控制器采用定位模块或云服务器的数据信息进行数据补偿；
当车厢内部各处温湿度传感器部分发生故障时，采用温湿度模糊算法进行数据补偿，全部发生故障时，采用制冷机组控制器上传温湿度数据进行数据补偿。
作为可能的一些实现方式，中央控制器与制冷机组控制进行数据交互，至少包括：制冷机组运行方式、压缩机运行状态、风机运行速度等级、制冷机组出风口温度和进风口温度以及制冷机组检修信息；
作为可能的一些实现方式，中央控制器与云服务器进行数据交互，至少包括货物信息、GPS位置信息、沿途天气信息、温度控制方式和车辆运行状态信息。
本公开第三方面提供了一种铁路冷藏车，包括本公开第一方面所述的用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本公开满足了车轴轴端和轴间发电的铁路冷藏车的控制需求，根据发电机和市电网络电力提供情况以及冷藏厢内货物要求情况实施调整制冷机组的运转状态，保证了货厢内部温度始终满足运输货物的制冷需求，能够实现冷藏箱内温湿度的自动化和自适应控制，极大的提高了车轴发电铁路冷藏车的智能化水平。
2、当车厢外环境温湿度故障时，中央控制器将采用定位模块或云服务器的数据信息。车厢内部各处测温湿度点部分发生故障时，将采用温湿度模糊算法进行数据补偿；全部发生故障时，将采用制冷机组控制器上传温湿度数据进行数据补偿，通过温度补偿的方式极大的提高了冷藏箱温湿度控制的稳定性。
3、本公开通过车门开闭检测模块实时检测冷藏厢门开闭状态并传给中央控制器，当长时间未关闭冷藏厢门发出声光报警以便提示货物装卸人员，有效的防止了电力消耗。
附图说明
图1为本公开实施例1提供的用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统的结构示意图。
1、中央控制器；2、发电机；3、整流器；4、电池组；5、逆变器；6、输出切换开关；7、市电网络；8、压缩机；9、风机；10、制冷机组控制器；11、网关；12云服务器；13、移动终端；14、车门开闭检测模块；15、定位模块；16、第一温湿度传感器；17、第二温湿度传感器；18、第三温湿度传感器；19、第四温湿度传感器；20、第五温湿度传感器；21、第六温湿度传感器；22、第七温湿度传感器。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
如图1所示，本公开实施例1提供了用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统，主要包括中央控制器1和内嵌的专用嵌入式软件，具备控制单辆铁路冷藏车和与云服务器交互数据的功能。
中央控制器1采用RS-485总线与网关11进行通讯；网关通过无线网络连接云服务器12和移动终端13，通信方式可选GPRS、3G/4G、NB-IoT，优选的通信方式是NB-IoT。云服务器可用于物流监控系统；移动终端用于列车监控人员使用，可服务现场监控和与客户沟通运输货物的制冷需求。
通讯内容主要包括：货物信息(品类、重量、体积、发货方、收货方、冷藏温度等)、GPS位置信息、沿途天气信息、温度控制方式、车辆运行状态信息(报警信息、电量信息、维护信息等)。
车门开闭检测模块14与中央控制器1采用RS-485总线的方式进行连接。车门开闭检测模块14检测冷藏厢门开闭状态并传给中央控制器1，长时间未关闭冷藏厢门发出声光报警以便提示货物装卸人员。优选是集成无线门磁传感器的检测模块。
定位模块15实时传送位置信息、天气信息给中央控制器1，两者采用RS-485总线的方式进行连接。其模块优选是北斗定位模块。
第一、第二、第三、第四、第五和第六温湿度传感器(16、17、18、19、20、21、22)，布置于车厢内部各处测温湿度点和车厢外环境温湿度。
所述温湿度传感器优选的是与中央控制器1采用RS-485总线的方式进行连接。
当车厢外环境温湿度故障时，中央控制器1将采用定位模块15或云服务器12的数据信息。车厢内部各处测温湿度点部分发生故障时，将采用温湿度模糊算法进行数据补偿；全部发生故障时，将采用制冷机组控制器10上传温湿度数据进行数据补偿，这两种数据补偿方式是保证系统可靠运行的方法之一。
发电机2，优选交流异步发电机，发出交流电经整流器3、逆变器5后变为优质的标准电压、固定频率的交流电。
输出切换开关6用于选择并切换市电网络7或逆变器5的电力提供给压缩机8和风机9，其市电网络7电力优先级最高。
整流器3、逆变器5、输出切换开关6、制冷机组控制10与中央控制器1采用RS-485总线的方式进行连接；发电机2的转速数据通过转速传感器采用脉冲信号传给中央控制器1。
电池组4，优选是磷酸铁锂电池，与整流器3连接，功能有提供发电机2过剩电力储存、提供发电机2未达标电力输入时的逆变的电力，提供本身控制系统所需的电力需求。
中央控制器1与制冷机组控制器10通讯内容包括：制冷机组运行方式、压缩机8运行状态、风机运行速度等级、制冷机组出风口温度和进风口温度、制冷机组检修信息等。
中央控制器1预留有液压传动装置和本系统温控装置的接口。
中央控制器1内嵌的专业嵌入式软件，用于上述功能的实现、数据处理，是车轴发电的铁路冷藏车监控系统的专用监控软件。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统，其特征在于，包括中央控制器、制冷机组以及布置在各个冷藏箱内侧和外侧的温湿度传感器，所述中央控制器根据接收到的各个冷藏箱内外的温湿度值以及车轴发电和市电供电情况，实时控制制冷机组的工作状态，使得各个冷藏箱内温湿度维持在预设阈值范围内。
2.如权利要求1所述的用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统，其特征在于，还包括与中央控制器通信连接的车轴发电机、整流器、逆变器和输出转换器，所述车轴发电机发出的电能通过整流器分别传送给逆变器，所述输出转换器分别与市电电网和逆变器连接，用于选择车轴发电或者市电给制冷机组供电，其中以市电为最高优先级。
3.如权利要求1所述的用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统，其特征在于，还包括与整流器连接的电池组，所述电池组用于存储车轴发电机的过剩电力，提供车轴发电机未达标电力输入时的逆变电力，还用于提供所述监控系统中各控制模块所需的电力。
4.如权利要求1所述的用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统，其特征在于，所述制冷机组包括风机和压缩机，所述中央控制器通过制冷机组控制器控制制冷机组的工作，所述制冷机组控制器还用于当车厢内温湿度传感器全部发生故障时，上传温湿度数据到中央控制器进行数据补偿。
5.如权利要求1所述的用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统，其特征在于，所述中央控制器与云服务器和/或移动智能终端通信连接，用于相互间的数据交互。
6.如权利要求1所述的用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统，其特征在于，还包括车门开闭检测模块，所述车门开闭检测模块用于检测冷藏厢门开闭状态并传给中央控制器，当长时间未关闭冷藏厢门发出声光报警。
7.如权利要求1所述的用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统，其特征在于，还包括定位模块，用于实时传送位置信息和天气信息给中央控制器。
8.一种用于车轴发电的铁路冷藏车监控方法，其特征在于，利用权利要求1-7任一项所述的用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统；
所述中央控制器根据接实时收到的各个冷藏箱内外的温湿度值以及车轴发电和市电供电情况，控制制冷机组的工作状态，当车厢外环境温湿度故障时，中央控制器采用定位模块或云服务器的数据信息进行数据补偿；
当车厢内部各处温湿度传感器部分发生故障时，采用温湿度模糊算法进行数据补偿，全部发生故障时，采用制冷机组控制器上传温湿度数据进行数据补偿。
9.如权利要求8所述的用于车轴发电的铁路冷藏车监控方法，其特征在于，中央控制器与制冷机组控制进行数据交互，至少包括：制冷机组运行方式、压缩机运行状态、风机运行速度等级、制冷机组出风口温度和进风口温度以及制冷机组检修信息；
或者，中央控制器与云服务器进行数据交互，至少包括货物信息、GPS位置信息、沿途天气信息、温度控制方式和车辆运行状态信息。
10.一种铁路冷藏车，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的用于车轴发电的铁路冷藏车监控系统。
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