CN111190053A - 一种地铁车辆重联贯穿线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地铁车辆重联贯穿线检测装置，包括：近端机，至少包括第一主控板、至少一个第一隔离升压电路、第一无线通信装置和至少一个第二隔离升压电路；第一主控板的至少一个信号输出端分别对应通过各第一隔离升压电路向至少一根重联贯穿线输出电平检测信号，且至少一个信号输出端分别通过各第二隔离升压电路向至少一根重联贯穿线输出模拟电压信号；远端机，至少包括第二主控板、第一隔离降压电路和第二无线通信装置；各第一隔离降压电路分别接收电平检测信号并传递至第二主控板；至少一个电流获取装置；第一主控板根据模拟电压信号和电流计算各重联贯穿线的电阻。本发明自动实现贯穿线的导通情况及电阻检测，检测效率高，且降低任务量。

Description

一种地铁车辆重联贯穿线检测装置

技术领域

本发明涉及重联贯穿线检测技术领域，尤其涉及一种地铁车辆重联贯穿线检测装置。

背景技术

现有的铁路机车、地铁车辆在使用中有时固定多机重联，可以减少乘务员的数量，提高工作效率。被重联的机车通过重联贯穿线进行控制，重联贯穿线包括电源贯穿线和通讯贯穿线，需要定期对重联贯穿线进行检测，以避免发生运行事故，影响机车的安全运行。

现有多重联贯穿线的检测主要依靠人工进行，使用万用表对每根贯穿线进行逐一检测，在检测过程中，工作人员使用对讲电话交流其检测准备情况和检测结果，任务量大、检测效率低，且智能化程度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地铁车辆重联贯穿线检测装置，自动实现地铁车辆重联贯穿线的导通情况及导通电阻检测，检测方便、快速，提高检测效率，且降低人工任务量。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案予以解决：

一种地铁车辆重联贯穿线检测装置，用于重联贯穿线的检测，其特征在于，所述地铁车辆重联贯穿线检测装置包括：近端机，其设置在地铁车辆的第一端处，且至少包括第一主控板、至少一个第一隔离升压电路、第一无线通信装置和至少一个第二隔离升压电路；所述第一主控板的至少一个信号输出端分别对应通过各第一隔离升压电路向至少一根重联贯穿线输出电平检测信号，且至少一个信号输出端分别通过各第二隔离升压电路向所述至少一根重联贯穿线输出模拟电压信号；远端机，其设置在所述地铁车辆的第二端处，且至少包括第二主控板、第一隔离降压电路、第二无线通信装置；各第一隔离降压电路分别接收来自各重联贯穿线的电平检测信号并传递至所述第二主控板；所述第一主控板和第二主控板通过所述第一无线通信装置和第二无线通信装置无线通信；至少一个电流获取装置，其用于获取所述至少一根重联贯穿线上的电流；所述第一主控板根据所述模拟电压信号和电流计算各重联贯穿线的电阻。

如上所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，每个电流获取装置包括：电流变送器，其接收每根重联贯穿线上电流信号；高精度模数转换模块，其模拟输入端与所述电流变送器的电压输出端相连，数字输出端与所述第二主控板的信号输入端相连；所述第二主控板计算每根重联贯穿线上的电流。

如上所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，所述第一主控板和第二主控板分别为ARM芯片。

如上所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，所述第一无线通信装置包括第一电平转换模块和第一无线通信模块，且所述第二无线通信装置包括第二电平转换模块和第二无线通信模块；所述第一主控板通过所述第一电平转换模块与所述第一无线通信模块连接，所述第二主控板通过所述第二电平转换模块与所述第二无线通信模块连接，所述第一无线通信模块与第二无线通信模块无线通信。

如上所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块分别为无线RS232通信模块。

如上所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，所述近端机还包括存储卡，其与所述第一主控板数据连接。

如上所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，所述近端机还包括显示屏，其与所述第一主控板通信连接。

如上所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，所述近端机还包括模式切换按键，用于切换导通检测模式和阻值检测模式；在所述导通检测模式下，所述近端机发送电平检测信号向所述远端机，用于检测各重联贯穿线的导通情况，在所述阻值检测模式下，用于计算所述电阻。

如上所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，所述地铁车辆重联贯穿线检测装置还包括：第一连接器，其包括至少一个第一输入端子和至少一个第一输出端子，各第一输入端子分别连接各第一隔离升压电路的输出端和各第二隔离升压电路的输出端，各第一输出端子连接用于接收所述电平检测信号的重联贯穿线的一端；第二连接器，其包括至少一个第二输入端子和至少一个第二输出端子，各第二输入端子连接各根重联贯穿线的另一端，至少部分第二输出端子连接各第一隔离降压电路的输入端。

如上所述地铁车辆重联贯穿线检测装置还包括与所述第一主控板通信连接的提示装置；在所述第二主控板未正确接收到所述电平检测信号时，所述第一主控板接收所述第二主控板回发的不导通信号，且同时控制所述提示装置发出提示。

与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果是：利用该检测装置直接为多根重联贯穿线自动检测，发送信号及接收信号速度快，检测效率高；无需多人协作，降低工作劳动强度；能够检测重联贯穿线的导通情况及导通电阻，为维修重联贯穿线提供保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的地铁车辆重联贯穿线检测装置的一种实施例与地铁车辆连接的示意图；

图2为本发明的地铁车辆重联贯穿线检测装置实施例中近端机的结构框图；

图3为图2中示出的近端机中第一隔离升压电路一实施例的电路图；

图4为本发明的地铁车辆重联贯穿线检测装置实施例中远端机的结构框图；

图5为图4中示出的远端机中第一隔离降压电路一实施例的电路图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在地铁车辆中，重联贯穿线的数量是巨大的，为了自动检测贯穿线的导通情况及导通电阻，本实施例涉及一种地铁车辆重联贯穿线检测装置，用于重联贯穿线的检测，包括：近端机10，其设置在地铁车辆的首端，且至少包括第一主控板11、至少一个第一隔离升压电路12、第一无线通信装置和至少一个第二隔离升压电路13；第一主控板11的至少一个信号输出端分别对应通过各第一隔离升压电路12向至少一根重联贯穿线输出电平检测信号，且至少一个信号输出端分别通过各第二隔离升压电路13向至少一根重联贯穿线输出模拟电压信号U；远端机20，其设置在地铁车辆的尾端处，且至少包括第二主控板21、第一隔离降压电路22和第二无线通信装置；各第一隔离降压电路22分别接收来自各重联贯穿线的电平检测信号并传递至第二主控板21；第一主控板11和第二主控板21通过第一无线通信装置和第二无线通信装置无线通信；至少一个电流获取装置，其用于获取至少一根重联贯穿线上的电流I；第一主控板11根据模拟电压信号U和电流I计算各重联贯穿线的电阻R。

具体地，在本实施例中，第一主控板11和第二主控板21均选择为ARM芯片，其具有高性能、低功耗、低价格、可反复擦写程序等优点，且ARM芯片采用3.3V电源供电，具有多个GPIO口（通用型输入/输出端口，General-purpose input/output），通用型之输入输出的），用作信号输入端和信号输出端。

为了检测重联贯穿线是否导通，本实施例中采用近端机10向远端机20发送电平检测信号，根据远端机20所接收到的信号判断该重联贯穿线是否导通，并将该导通情况通过第一无线通信装置和第二无线通信装置发送至近端机10。

将第一主控板11的多个GPIO口做如下划分：多个GPIO口用作发出电平检测信号的输出口，分别连接待检测的多根重联贯穿线的一端；多个GPIO口用于发出模拟电压信号的输出口，分别连接待检测的多根重联贯穿线的一端；一个GPIO口用作无线连接口，用于与第一无线通信装置连接。

同理地，将第二主控板21的多个GPIO口做如下划分：多个GPIO口用作接收电平检测信号的输入口，分别连接待检测的多根重联贯穿线的另一端；多个GPIO口用于与电流检测装置连接，其中电流检测装置在第一主控板11发送模拟电压信号时，检测多根重联贯穿线中的电流；一个GPIO口用作无线连接口，用于与第二无线通信装置23连接。

当然，在第一主控板11的GPIO口够用的情况下，也可以将多个GIPO口用于与电流检测装置连接。优选地，为了充分利用第二主控板21的GPIO口资源，选择使用多个GPIO口用于与电流检测装置连接。

参见图2和图3，在本实施例中，由于ARM芯片提供的高电平信号为3.3V、低电平信号为0V，因此，在向重联贯穿线发送电平检测信号时，需要通过第一隔离升压电路12将电压进行升高，以便驱动重联贯穿线。

为了考虑对ARM芯片的保护，第一隔离升压电路12选择第一光耦，参见图3，本实施例中第一光耦的A脚通过限流电阻R1接电源+3.3V，K脚连接近端机10的ARM芯片的信号输出端，C脚接电源+12V，E脚连接重联贯穿线的一端PAI，向重联贯穿线供电，在ARM芯片的信号输出端输出低电平0V时，第一光耦的E脚和C脚接通，向重联贯穿线输出12V高电平，而在ARM芯片的信号输出端输出3.3V高电平时，第一光耦的E脚和C脚不接通，表示开路，重联贯穿线输出0V低电平，在ARM芯片输出高/低电平信号（3.3V/0V）时，可向重联贯穿线发出低/高电平信号（0V/12V）。

替代地，本实施例中第一光耦的A脚通过限流电阻R1接电源+3.3V，K脚连接近端机10的ARM芯片的信号输出端，E脚连接电源负极地，C脚通过第一限流电阻接电源+12V，重联贯穿线的一端连接在第一限流电阻和C脚之间的连接点处，在ARM芯片的输出端输出低电平0V时，第一光耦的E脚和C脚接通，拉低电平，向重联贯穿线输出0V低电平，而在ARM芯片的输出端输出3.3V高电平时，第一光耦的E脚和C脚不接通，表示开路，重联贯穿线输出12V高电平，在ARM芯片输出高/低电平信号（3.3V/0V）时，可向重联贯穿线发出高/低电平信号（12V/0V）。

同理地，第二升压隔离电路选择为第二光耦，其具体为，本实施例中第二光耦的A脚通过限流电阻R1接电源+3.3V，K脚连接近端机10的ARM芯片的信号输出端，C脚接电源+24V，E脚连接重联贯穿线的一端，在ARM芯片的输出端输出0V低电平时，第一光耦的E脚和C脚接通，向重联贯穿线输出24V模拟电压高电平，用作检测重联贯穿线电阻时的电压信号U。

参见图4和图5，升压后的高低电平检测信号在由远端机20的ARM芯片接收时，需要对其进行降压处理，且为了考虑对与远端机20的ARM芯片的保护，本实施例第一隔离降压电路22为第三光耦。本实施例中第三光耦的A脚通过限流电阻R1接重联贯穿线的另一端，K脚连接ARM芯片的电源负极地，E脚连接ARM芯片的电源负极地，C脚接远端机20的ARM芯片的输入端，在重联贯穿线的另一端接收到+12V高电平时，第一光耦的E脚和C脚接通，向ARM芯片的输入端输入0V低电平，而在重联贯穿线的另一端接收到低电平0V时，第一光耦的E脚和C脚不接通，表示开路，ARM芯片的输入端输出其默认的高电平。

近端机10的ARM芯片向远端机20发送电平检测信号，远端机20根据接收到的电平信号（3.3.V/0V）推导出来自重联贯穿线的高/低电平（12V/0V）,因此，在远端机20处可以知道重联贯穿线是否导通，将重联贯穿线是否导通的情况通过第二无线通信装置和第一无线通信装置反馈至近端机10，则可以在近端机10的显示屏16上显示重联贯穿线的导通情况，方便操作人员直观看到重联贯穿线的导通情况。

若在近端机10发出高/低电平信号若干时间（即，时间阈值设定）后，远端机20仍没有接收到所发送的信号，则表示该重联贯穿线不导通，且对应地在继续下一根重联贯穿线的检测；如果重联贯穿线是导通的，当远端机20接收到所发送的信号并向近端机10回发信号后，近端机10即可继续下一根重联贯穿线的检测。此种自动检测方式节省人工任务量，提高了检测效率，缩短了检测时间。

在所检测的对应重联贯穿线不导通时，可以使近端机10处设置的提示装置（未示出）发出提示信号，例如声/光报警信号；且也可以在将导通情况显示在显示屏16上的同时发出提示。

本实施例第一无线通信装置和第二无线通信装置的结构相同，第一无线通信装置包括第一电平转换模块14和第一无线通信模块15，且第二无线通信装置包括第二电平转换模块25和第二无线通信模块26；第一主控板11通过第一电平转换模块14与第一无线通信模块15连接，第二主控板21通过第二电平转换模块25与第二无线通信模块26连接，第一无线通信模块15与第二无线通信模块26无线通信。本实施例第一无线通信模块15和第二无线通信模块26均为无线RS232通信模块，由于无线RS232通信模块的高/低电平为15V/0V，因此，需要在ARM芯片和无线RS232通信模块之间增设电平转换模块14/25，用于转换为ARM芯片可以承受的高/低电平信号。无线信号传递方式，避免人工采用对讲机进行交流，且提升数据传递速度。

针对每根重联贯穿线都需要检测其导通情况及电阻，在重联贯穿线不导通时，其电阻为无穷大，因此，在本实施例中，所检测的电阻应指重联贯穿线的导通电阻，如果导通电阻偏大，表示可能存在重联贯穿线插接不良而导致通信质量不佳的问题，便于向维修工人提供检修数据。

如前所述，近端机10的ARM芯片向重联贯穿线发送DC 24V模拟电压信号U，在远端机20处，通过电流变送器24采集每根重联贯穿线上电流信号，并转换为标准模拟电压信号，该标准模拟电压信号输入到高精度AD转换模块23，该高精度AD转换模块23选择为高精度AD转换芯片，将标准模拟电压信号转换为数字信号并输入至远端机20的ARM芯片的GPIO口，该ARM芯片会反推出该重联贯穿线上的电流I，进而该电流通过第二无线通信装置和第一无线通信装置无线发送至近端机10的ARM芯片的无线接收口。近端机10的ARM芯片会通过已发出的24V模拟电压信号U和电流I，计算该根重联贯穿线上的导通电阻R。

为了方便向维修人员提供重联贯穿线的检测数据，在本实施例中，ARM芯片会将其计算的导通电阻R以及所检测的对应的重联贯穿线的导通情况写入存储卡17，该存储卡17可以为SD卡，其与近端机10的ARM芯片数据连接，实现了数据自动记录的功能。

鉴于有些情况下，需要检测重联贯穿线的导通情况，有些情况下，需要检测重联贯穿线的导通电阻，且由于近端机10发送的电平检测信号和模拟电压信号都是针对重联贯穿线的，因此，为了避免信号干扰，检测导通情况及导通电阻不会同时进行。为了满足不同用户的需要，且避免信号干扰，在近端机10侧设置有模式切换按钮（未示出），用于切换导通检测模式和阻值检测模式，在导通检测模式下，进行重联贯穿线的导通检测，在阻值检测模式下，计算重联贯穿线的电阻R。

为了方便使用该检测装置对重联贯穿线进行检测，近端机10侧还设置有第一连接器A，其具有至少一个第一输入端子和至少一个第一输出端子,近端机10的第一光耦的输出端和第二光耦的输出端分别连接第一连接器A的第一输入端子，各第一输出端子连接用于接收电平检测信号的各重联贯穿线的一端。远端机20侧还设置有第二连接器B，其具有至少一个第二输入端子和至少一个第二输出端子，各第二输入端子与各重联贯穿线的另一端相连，至少部分第二输出端子与各第一隔离降压电路的输入端相连。

如果远端机20的ARM芯片的GPIO口用于与电流检测装置连接，那么部分第二输出端子还与电流变送器24的输入端相连。

本发明提出的地铁车辆重联贯穿线检测装置，利用该检测装置直接为多根重联贯穿线自动检测，发送信号及接收信号速度快，检测效率高；无需多人协作，降低工作劳动强度；能够检测重联贯穿线的导通情况及导通电阻，为维修重联贯穿线提供保障。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种地铁车辆重联贯穿线检测装置，用于重联贯穿线的检测，其特征在于，所述地铁车辆重联贯穿线检测装置包括：

近端机，其设置在地铁车辆的第一端处，且至少包括第一主控板、至少一个第一隔离升压电路、第一无线通信装置和至少一个第二隔离升压电路；所述第一主控板的至少一个信号输出端分别对应通过各第一隔离升压电路向至少一根重联贯穿线输出电平检测信号，且至少一个信号输出端分别通过各第二隔离升压电路向所述至少一根重联贯穿线输出模拟电压信号；

远端机，其设置在所述地铁车辆的第二端处，且至少包括第二主控板、第一隔离降压电路、第二无线通信装置；各第一隔离降压电路分别接收来自各重联贯穿线的电平检测信号并传递至所述第二主控板；所述第一主控板和第二主控板通过所述第一无线通信装置和第二无线通信装置无线通信；

至少一个电流获取装置，其用于获取所述至少一根重联贯穿线上的电流；

所述第一主控板根据所述模拟电压信号和电流计算各重联贯穿线的电阻。

2.根据权利要求1所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，其特征在于，每个电流获取装置包括：

电流变送器，其接收每根重联贯穿线上电流信号；

高精度模数转换模块，其模拟输入端与所述电流变送器的电压输出端相连，数字输出端与所述第二主控板的信号输入端相连；

所述第二主控板计算每根重联贯穿线上的电流。

3.根据权利要求1所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，其特征在于，所述第一主控板和第二主控板分别为ARM芯片。

4.根据权利要求3所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，其特征在于，所述第一无线通信装置包括第一电平转换模块和第一无线通信模块，且所述第二无线通信装置包括第二电平转换模块和第二无线通信模块；所述第一主控板通过所述第一电平转换模块与所述第一无线通信模块连接，所述第二主控板通过所述第二电平转换模块与所述第二无线通信模块连接，所述第一无线通信模块与第二无线通信模块无线通信。

5.根据权利要求4所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，其特征在于，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块分别为无线RS232通信模块。

6.根据权利要求1所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，其特征在于，所述近端机还包括存储卡，其与所述第一主控板数据连接。

7.根据权利要求1所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，其特征在于，所述近端机还包括显示屏，其与所述第一主控板通信连接。

8.根据权利要求1所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，其特征在于，所述近端机还包括模式切换按钮，用于切换导通检测模式和阻值检测模式；在所述导通检测模式下，所述近端机发送电平检测信号向所述远端机，用于检测各重联贯穿线的导通情况，在所述阻值检测模式下，用于计算所述电阻。

9.根据权利要求1所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，其特征在于，所述地铁车辆重联贯穿线检测装置还包括：

第一连接器，其包括至少一个第一输入端子和至少一个第一输出端子，各第一输入端子分别连接各第一隔离升压电路的输出端和各第二隔离升压电路的输出端，各第一输出端子连接用于接收所述电平检测信号的重联贯穿线的一端；

第二连接器，其包括至少一个第二输入端子和至少一个第二输出端子，各第二输入端子连接各根重联贯穿线的另一端，至少部分第二输出端子连接各第一隔离降压电路的输入端。

10.根据权利要求1所述的地铁车辆重联贯穿线检测装置，其特征在于，所述地铁车辆重联贯穿线检测装置还包括与所述第一主控板通信连接的提示装置；在所述第二主控板未正确接收到所述电平检测信号时，所述第一主控板接收所述第二主控板回发的不导通信号，且同时控制所述提示装置发出提示。

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