CN112816048B - 一种动车组轮重检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动车组轮重检测系统，包括数据采集模块，用于在动车组通过称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据；数据分析模块，用于接收动车组的轮重数据并对其进行分析处理，生成并发送车辆轮重状态信息；数据通讯模块，用于通过有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息；诊断检测模块，用于根据预录入的动车组标准轮重数据建立轮重诊断模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析，生成并发送诊断分析报告。本发明还公开了一种动车组轮重检测方法。本发明可对动车组轴重、轮重、轮重差以及整车重量进行安全检测评估并给出相应问题的解决分析方案，有效保障动车组的车辆行车安全。

Description

一种动车组轮重检测系统及方法

技术领域

本发明涉及动车组行车安全技术领域，具体而言，涉及一种动车组轮重检测系统及方法。

背景技术

随着我国铁路第六次大面积提速。目前，和谐号和复兴号动车组正在以200至350公里每小时的时速在我国辽阔的疆域上飞驰。高速动车组的发展极大缩短了城市与城市之间的距离，给人们的日常出行带来了极大的便利。

然而，动车组的转向架与普通列车的转向架存在着极大的差异，其支点不在转向架中心，而位于两侧。转向架与车体连接相对位置用不锈钢垫片调整；垫片厚度对整车在轮对上的重量分配影响很大，安装时厚度选择稍有差异，会导致轮对的偏重。因此，为了保证行车安全，动车组在出厂前和检修后都必须对其轮重进行检测。

因此，实现对动车组轮重状态的检测关乎人民的生命安全以及铁路的行车安全。目前，国内生产的列车重量测量设备集中应用在货车领域，而且只测总重和转向架重/轴重，运用在测量轮对重量上，其检测精度低，无法满足动车组轮重状态的检测要求。国外该方面设备结构过分复杂，不但价格昂贵，而且很难在室外安装。动车组轮重检测系统的研究属于前沿性技术课题，是一个综合性的科研实践课题。由于动车组结构的差异性和复杂性，目前还没有比较好的方法准确的检测出动车组的轮重状态。

发明内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种动车组轮重检测系统及方法，可对动车组轴重、轮重、轮重差以及整车重量进行安全检测评估并生成检测分析报告，给出相应问题的解决分析方案，有效保障动车组的车辆行车安全。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种动车组轮重检测系统，包括数据采集模块、数据分析模块、数据通讯模块以及诊断检测模块，其中：

数据采集模块，用于在动车组通过称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据；

数据分析模块，用于接收动车组的轮重数据并对其进行分析处理，生成并发送车辆轮重状态信息；

数据通讯模块，用于通过有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息；

诊断检测模块，用于根据预录入的动车组标准轮重数据建立轮重诊断模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析，生成并发送诊断分析报告。

针对动车组检修作业中对车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量进行高速精确的检测，以便保证后续对车辆进行检修维护，进而保证行车安全。首先，当动车组行驶至称重区时，通过数据采集模块实时采集动车组的轮重数据，并将采集到的动车组的轮重数据发送给数据分析模块进行分析处理，数据分析模块接收到动车组的轮重数据后，对动车组的轮重数据进行分析处理，以得到生成并发送车辆轮重状态信息；在得到动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息后，通过数据通讯模块采用有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息至诊断检测模块；在对动车组的轮重和车辆轮重状态进行检测时，首先，预录入动车组的标准轮重数据，以便为后续提供检测对比基础，然后通过诊断检测模块根据预录入的动车组的标准轮重数据建立轮重诊断模型，该轮重诊断模型是指将标准轮重数据与实时接收到的轮重数据和车辆轮重状态信息进行对比，以得到动车组车辆的检测对比信息的数据模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析判断，判断车辆轮重是否满足要求，然后生成并发送诊断分析报告，该诊断分析报告包含车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量等诊断数据，还包含针对相应的车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量的安全评估信息以及对应的解决方案信息，用户可以根据该诊断分析报告对动车组车辆进行维修，进而保证动车组车辆的行车安全。

本系统针对动车组车辆的轴重、轮重、轮重差以及整车重量等进行检测，及时对动车组的行车安全进行检测，针对相应的影响行车安全问题给出相应的诊断分析报告解决方案，进而保证动车组车辆的行车安全。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，数据采集模块包括动车组轮重检测承载平台、断轨式称重传感器、称重变送器和A/D采集卡，断轨式称重传感器设于动车组轮重检测承载平台上，断轨式称重传感器与称重变送器连接，称重变送器与A/D采集卡连接，A/D采集卡还与数据分析模块连接。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，数据分析模块包括滤波子模块、运算子模块、整理子模块以及上传子模块，其中：

滤波子模块，用于对接收的动车组的轮重数据进行滤波处理，以得到并发送目标轮重数据；

运算子模块，用于对目标轮重数据进行分析处理，以得到并发送车辆轮重状态信息；

整理子模块，用于对车辆轮重状态信息进行整合并存储；

上传子模块，用于将车辆轮重状态信息传输至诊断检测模块。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，运算子模块包括车辆状态单元、系统状态单元、数字滤波单元以及轮重差单元，其中：

车辆状态单元，用于对车辆在称重区中的运行方向、速度以及车辆的持续运行状态进行分析，以得到第一车辆轮重状态信息；

系统状态单元，用于对系统的线路状态、车辆的行驶状态以及零点的复位状态进行分析，以得到第二车辆轮重状态信息；

数字滤波单元，用于对计算的轮重、轴重以及整车重量的数据进行二次滤波处理，以得到第三车辆轮重状态信息；

轮重差单元，用于对同一车轴的轮重差进行分析计算处理，以得到第四车辆轮重状态信息。

基于第一方面，在本发明的一些实施例中，诊断检测模块包括模型建立子模块、诊断分析子模块以及反馈子模块，其中：

模型建立子模块，用于根据预录入的标准车辆轮重信息建立轮重诊断模型；

诊断分析子模块，用于通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行诊断分析，以得到诊断结果；

反馈子模块，用于根据诊断结果生成并发送诊断分析报告。

第二方面，本发明实施例提供一种动车组轮重检测方法，包括以下步骤：

在动车组通过称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据；

接收动车组的轮重数据并对其进行分析处理，生成并发送车辆轮重状态信息；

通过有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息；

根据预录入的动车组标准轮重数据建立轮重诊断模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析，生成并发送诊断分析报告。

针对动车组检修作业中对车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量进行高速精确的检测，以便保证后续对车辆进行检修维护，进而保证行车安全。首先，当动车组行驶至称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据，然后对动车组的轮重数据进行分析处理，以得到生成并发送车辆轮重状态信息；在得到动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息后，采用有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息；在对动车组的轮重和车辆轮重状态进行检测时，首先，预录入动车组的标准轮重数据，以便为后续提供检测对比基础，然后根据预录入的动车组的标准轮重数据建立轮重诊断模型，该轮重诊断模型是指将标准轮重数据与实时接收到的轮重数据和车辆轮重状态信息进行对比，以得到动车组车辆的检测对比信息的数据模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析判断，判断车辆轮重是否满足要求，然后生成并发送诊断分析报告，该诊断分析报告包含车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量等诊断数据，还包含针对相应的车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量的安全评估信息以及对应的解决方案信息，用户可以根据该诊断分析报告对动车组车辆进行维修，进而保证动车组车辆的行车安全。

本方法针对动车组车辆的轴重、轮重、轮重差以及整车重量等进行检测，及时对动车组的行车安全进行检测，针对相应的影响行车安全问题给出相应的诊断分析报告解决方案，进而保证动车组车辆的行车安全。

基于第二方面，在本发明的一些实施例中，在动车组通过称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据的方法包括以下步骤：

在动车组通过称重区时，通过断轨式称重传感器、称重变送器、A/D采集板卡实时采集并发送动车组的轮重数据。

基于第二方面，在本发明的一些实施例中，接收动车组的轮重数据并对其进行分析处理，生成并发送车辆轮重状态信息的方法包括以下步骤：

对接收的动车组的轮重数据进行滤波处理，以得到并发送目标轮重数据；

对目标轮重数据进行分析处理，以得到并发送车辆轮重状态信息；

对车辆轮重状态信息进行整合并存储；

将车辆轮重状态信息传输至诊断检测模块。

基于第二方面，在本发明的一些实施例中，对目标轮重数据进行分析处理，以得到并发送车辆轮重状态信息的方法包括以下步骤：

对车辆在称重区中的运行方向、速度以及车辆的持续运行状态进行分析，以得到第一车辆轮重状态信息；

对系统的线路状态、车辆的行驶状态以及零点的复位状态进行分析，以得到第二车辆轮重状态信息；

对计算的轮重、轴重以及整车重量的数据进行二次滤波处理，以得到第三车辆轮重状态信息；

对同一车轴的轮重差进行分析计算处理，以得到第四车辆轮重状态信息。

基于第二方面，在本发明的一些实施例中，根据预录入的动车组标准轮重数据建立轮重诊断模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析，生成并发送诊断分析报告的方法包括以下步骤：

根据预录入的标准车辆轮重信息建立轮重诊断模型；

通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行诊断分析，以得到诊断结果；

根据诊断结果生成并发送诊断分析报告。

本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提供了一种动车组轮重检测系统，当动车组行驶至称重区时，通过数据采集模块实时采集动车组的轮重数据，并将采集到的动车组的轮重数据发送给数据分析模块进行分析处理，数据分析模块接收到动车组的轮重数据后，对动车组的轮重数据进行分析处理，以得到生成并发送车辆轮重状态信息；在得到动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息后，通过数据通讯模块采用有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息至诊断检测模块；在对动车组的轮重和车辆轮重状态进行检测时，首先，预录入动车组的标准轮重数据，以便为后续提供检测对比基础，然后通过诊断检测模块根据预录入的动车组的标准轮重数据建立轮重诊断模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析判断，判断车辆轮重是否满足要求，然后生成并发送诊断分析报告，用户可以根据该诊断分析报告对动车组车辆进行维修，进而保证动车组车辆的行车安全。本系统针对动车组车辆的轴重、轮重、轮重差以及整车重量等进行检测，及时对动车组的行车安全进行检测，针对相应的影响行车安全问题给出相应的诊断分析报告解决方案，进而保证动车组车辆的行车安全。

本发明实施例还提供了一种动车组轮重检测方法，当动车组行驶至称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据，然后对动车组的轮重数据进行分析处理，以得到生成并发送车辆轮重状态信息；在得到动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息后，采用有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息；在对动车组的轮重和车辆轮重状态进行检测时，首先，预录入动车组的标准轮重数据，以便为后续提供检测对比基础，然后根据预录入的动车组的标准轮重数据建立轮重诊断模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析判断，判断车辆轮重是否满足要求，然后生成并发送诊断分析报告，用户可以根据该诊断分析报告对动车组车辆进行维修，进而保证动车组车辆的行车安全。本方法针对动车组车辆的轴重、轮重、轮重差以及整车重量等进行检测，及时对动车组的行车安全进行检测，针对相应的影响行车安全问题给出相应的诊断分析报告解决方案，进而保证动车组车辆的行车安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例一种动车组轮重检测系统的原理框图；

图2为本发明实施例一种动车组轮重检测系统中数据采集模块的原理框图；

图3为本发明实施例一种动车组轮重检测系统中数据通讯模块的工作原理框图；

图4为本发明实施例一种动车组轮重检测系方法的流程图；

图5为本发明实施例一种动车组轮重检测方法中数据分析的工作流程图；

图6为本发明实施例一种动车组轮重检测方法中诊断检测的工作流程图。

图标：100、数据采集模块；110、断轨式称重传感器；120、称重变送器；130、A/D采集卡；200、数据分析模块；210、滤波子模块；220、运算子模块；221、车辆状态单元；222、系统状态单元；223、数字滤波单元；224、轮重差单元；230、整理子模块；240、上传子模块；300、数据通讯模块；400、诊断检测模块；410、模型建立子模块；420、诊断分析子模块；430、反馈子模块。

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1和图3所示，第一方面，本发明实施例提供一种动车组轮重检测系统，包括数据采集模块100、数据分析模块200、数据通讯模块300以及诊断检测模块400，其中：

数据采集模块100，用于在动车组通过称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据；

数据分析模块200，用于接收动车组的轮重数据并对其进行分析处理，生成并发送车辆轮重状态信息；

数据通讯模块300，用于通过有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息；

诊断检测模块400，用于根据预录入的动车组标准轮重数据建立轮重诊断模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析，生成并发送诊断分析报告。

针对动车组检修作业中对车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量进行高速精确的检测，以便保证后续对车辆进行检修维护，进而保证行车安全。首先，当动车组行驶至称重区时，通过数据采集模块100实时采集动车组的轮重数据，并将采集到的动车组的轮重数据发送给数据分析模块200进行分析处理，数据分析模块200接收到动车组的轮重数据后，对动车组的轮重数据进行分析处理，该分析处理是指对动车组车辆的轮重进行检测，判断轮重上称数据和下称数据是否有效，对有效数据进行截取并存储，然后计算单次称重的结果，以得到生成并发送车辆轮重状态信息；在得到动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息后，通过数据通讯模块300采用有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息至诊断检测模块400；在对动车组的轮重和车辆轮重状态进行检测时，首先，预录入动车组的标准轮重数据，以便为后续提供检测对比基础，然后通过诊断检测模块400根据预录入的动车组的标准轮重数据建立轮重诊断模型，该轮重诊断模型是指将标准轮重数据与实时接收到的轮重数据和车辆轮重状态信息进行对比，以得到动车组车辆的检测对比信息的数据模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析判断，判断车辆轮重是否满足要求，然后生成并发送诊断分析报告，该诊断分析报告包含车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量等诊断数据，还包含针对相应的车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量的安全评估信息以及对应的解决方案信息，用户可以根据该诊断分析报告对动车组车辆进行维修，进而保证动车组车辆的行车安全。

本系统包括动车组动态轮重检测子系统和动车组静态轮重检测子系统。动车组动态轮重检测系统(以下简称动态轮重检测子系统)是指动车组以一定速度平稳经过指定称重检测区时，检测动车组轮对载重分配是否合理的动车组专用检测系统。该系统是动车组检修单位的重要设备，具有高测量精度、易于安装维护、操作简易、造价低等特点，在允许条件下能长期稳定工作。该动态轮重检测子系统配备有：动态传感器4支，高精度称重变送器1台，高精度电线电源1台，高精度数据采集卡1块，工控机1套，UPS不间断电源1台，工业键鼠1套，显示单元1套，打印机1台，系统操作柜1台，动态护轨1套(根据实际情况安装)，称重系统检测平台1套。车辆在通过特殊处理的称重区时，传感器产生的微弱MV信号通过由高精度重量变送器和高精度线性电源组成的信号传导单元转换成高精度采集卡可接受的电压信号。利用高精度数据采集卡对其进行2KHZ频率的采集。并利用PCI接口，通过上位机中动态轮重检测分析软件将数据进行拟合分析。最终将车辆的轮重差、轴重、车轴等信息保存到数据库以便作业人员对车辆的维护工作提供数据支撑。本动态轮重检测子系统适用于多种型号动车组检测(CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CR)；可在不同轨距的条件下安装使用(1000mm、1435mm、1520mm)；可在不同钢轨的条件下安装使用(43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m)；可在不同道床的条件下安装使用(整体道床、轨道桥、钢桥、混凝土桥)；动态称重，动车组通过速度在5km/h以下；感量：加减20kg砝码，有大于10kg的变化；轮重、轴重、车重准确度优于0.3％；车辆定距调整范围：不限；轮重最大称重范围：15t；连挂称重，不需解体但要求平直段整体道床大于3个车长；JWLZ动车轮重检测仪配备专用校准装置，其精度达到0.01％，可根据要求定期到使用单位进行设备校准。该动态称重子系统整体道床参数如下：3个车长的平直段整体道床，钢轨踏面的同一纵线上高度差为±1mm，长期下沉量低于5mm；动态轮重检测子系统专用传感器参数：一段特殊的钢轨1200mm长，传感器踏面的同一纵线上高度差为±1mm，0.5～0.75粗四芯屏蔽电缆，与普通钢轨衔接良好；该动态称重子系统电气控制系统参数：8通道高精度称重变送器，内部采用多模块化设计，具有抗干扰性强，精度高，温漂小以及高稳定性的优点，设备采用动车组轮重检测系统高精度线性电源进行供电，以保障系统的测量精度及稳定性；多路高精度线性电源，高精度线性电源由220V交流电进行供电，经过高精度电源处理，为动车组轮重检测系统提供高精度低纹波的直流电，以保障系统的稳定运行；32路高速PCI接口数据采集卡，Windows7操作系统；该动态轮重检测子系统环境参数：使用温度-20゜C―+55゜C；海拔高度：不超过1000m；相对湿度：月平均不大于60％，最高不大于70％；电气防护等级IP67，可喷淋、短期水浸泡。

该动车组动态轮重检测子系统软件界面主要由四个主视界面构成，分别是数据显示界面、参数设定界面、维修视图以及数据打印界面。在动车组轮重检测系统数据显示界面中，左侧显示实时称重的结果信息，右侧分为三个信息显示区和一个按键操作区。其中，重量信息：分别显示四个称区的实时重量；车辆信息：当前的车型、车号和入库首车位设置；车辆状态信息：车辆编组、过车状态、拖车状态和过车次数。按键操作区包括开始、零点、复位按键以协助操作人员进行相关操作。在动车组轮重检测系统参数设定界面中，主要提供车检操作人员对被测车辆相关信息和轮重阈值表的设定和选择。系统设定可支持多种编组(普通编组、分解编组和重联编组)和多种情况下的灵活组合，以保障不同类型动车组和各种复杂情况下进行精确称重。在动车组轮重检测系统维修视图界面中，主要提供车检操作人员被测车辆的重要检测指标和数据，并通过和现场情况相对应的俯视图来帮助车检操作人员迅速定位存在问题的车厢和轴位，提高检修效率。在动车组轮重检测系统数据打印界面中，主要为车检人员显示最新的车辆检测信息以及历史检测信息的查询功能。同时为车检人员提供相应信息的大小排序选择。并且，提供在线数据打印功能。为车检人员更好的进行数据处理提供了保障。

动车组轮重静态检测子系统(以下简称静态轮重检测子系统)是将车辆停止在相应的称重区域后检测动车组轮对载重分配是否合理的检测系统，是动车组检修单位的重要设备，具有高测量精度、易于安装维护、操作简易、造价低等特点，在允许条件下能长期稳定工作。该静态轮重检测子系统配置有：静态传感器12支；高精度称重变送器2台；高精度电线电源1台；高精度数据采集卡1块；工控机1套；UPS不间断电源1台；工业键鼠1套；显示单元1套；打印机1台；系统操作柜1台；静态导向轨1套；称重系统检测平台1套。静态轮重检测子系统包括：称重系统检测平台、称重传感器、高精度称重变送器、高精度线性电源、高精度数据采集卡、打印机、显示器、工控机等等。目前动车组的型号较多，而不同型号的动车组的定距有所不同。因此，静态称重平台采用12支传感器的结构进行设计。根据车型的不同将车辆停在对应被测车型的称重区，同时需保障一节车厢的8个轮组同时停靠在对应的称重传感器上，此时对应的称重传感器将产生微弱的MV信号，通过高精度重量变送器和高精度线性电源组成的信号传导单元将传感器的输出信号转换成高精度采集卡可接受的电压信号。利用高精度数据采集卡对其进行1KHZ频率的采集。并利用PCI接口，通过上位机动车组轮重检测分析软件将数据进行拟合分析。最终将车辆的轮重差、轴重、车轴等信息保存到数据库以便作业人员对车辆的维护工作。该静态动车组轮重检测子系统1)适用于多种型号动车组检测(CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CR)；可在不同轨距的条件下安装使用(1000mm、1435mm、1520mm)；可在不同钢轨的条件下安装使用(43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m)；可在不同道床的条件下安装使用(整体道床、轨道桥、钢桥、混凝土桥)；单辆静态称重；感量：加减20kg砝码，有大于10kg的变化；轮重、轴重、车重准确度优于0.1％；车辆定距调整范围：不限；轮重最大称重范围：15t；连挂称重，不需解体但要求平直段整体道床大于3个车长；动车组轮重检测仪配备专用校准装置，其精度达到0.01％，可根据要求定期到使用单位进行设备校准。静态轮重检测子系统整体道床参数：两个平直段整体道床，钢轨踏面的同一纵线上高度差为±1mm，长期下沉量低于5mm。静态称重系统专用传感器参数：一段特殊的钢轨900mm长，传感器踏面的同一纵线上高度差为±1mm，0.5～0.75粗四芯屏蔽电缆，与普通钢轨衔接良好。静态轮重检测子系统电气控制系统参数：8通道高精度称重变送器2套，多路高精度线性电源，32路高速PCI接口数据采集卡，Windows7操作系统。静态检测子系统环境参数：使用温度-20゜C―+55゜C；海拔高度：不超过1000m；相对湿度：月平均不大于90％，最高不大于95％；电气防护等级IP67，可喷淋、短期水浸泡。

该静态轮重检测子系统的软件界面主要由三个主视界面构成，分别是数据显示界面、参数设定界面以及数据打印界面。在系统数据显示界面中，分别显示12个称区的实时重量、当前的车型和车号设置、车辆状态、称车次数。并且，在数据显示界面中包括开始、零点、复位、确定、储存按键以协助操作人员进行相关操作。在动车组轮重检测系统参数设定界面中，主要提供车检操作人员对被测车辆轮重阈值表的设定和选择，以及对被测车辆的车号、对应车厢的选择。以保障在进行动车组称量时的必要性信息。在动车组轮重检测系统数据打印界面中，主要为车检人员显示最新的车辆检测信息以及历史检测信息的查询功能。同时为车检人员提供相应信息的大小排序选择。并且，提供在线数据打印功能。为车检人员更好的进行数据处理提供了保障。

本系统针对动车组车辆的轴重、轮重、轮重差以及整车重量等进行检测，及时对动车组的行车安全进行检测，针对相应的影响行车安全问题给出相应的诊断分析报告解决方案，进而保证动车组车辆的行车安全。

基于第一方面，如图2所示，在本发明的一些实施例中，数据采集模块100包括动车组轮重检测承载平台、断轨式称重传感器110、称重变送器120和A/D采集卡130，断轨式称重传感器110设于动车组轮重检测承载平台上，断轨式称重传感器110与称重变送器120连接，称重变送器120与A/D采集卡130连接，A/D采集卡130还与数据分析模块200连接。

待动车组位于动车组轮重检测承载平台后，通过应变型的断轨式传感器将动车组的轮重信息转变为模拟信号，最终通过称重变送器120和A/D采集卡130将其转变为数字信号进行轮重信息的数据采集，然后通过A/D采集卡130将数据信号数据发送给数据分析模块200，以便数据分析模块200对数据进行分析处理。

基于第一方面，如图1所示，在本发明的一些实施例中，数据分析模块200包括滤波子模块210、运算子模块220、整理子模块230以及上传子模块240，其中：

滤波子模块210，用于对接收的动车组的轮重数据进行滤波处理，以得到并发送目标轮重数据；

运算子模块220，用于对目标轮重数据进行分析处理，以得到并发送车辆轮重状态信息；

整理子模块230，用于对车辆轮重状态信息进行整合并存储；

上传子模块240，用于将车辆轮重状态信息传输至诊断检测模块400。

在对数据进行分析处理时，首先通过滤波子模块210对接收的动车组的轮重数据进行滤波处理，去除冗余干扰数据，以得到并发送目标轮重数据给运算子模块220进行运算分析，运算子模块220接收到目标轮重数据后对其进行分析处理，以得到并发送车辆轮重状态信息给整理子模块230和上传子模块240，通过整理子模块230对车辆轮重状态信息进行整合并存储，以便后续查看；通过上传子模块240将车辆轮重状态信息传输至诊断检测模块400，通过诊断检测模块400对数据进行后续的分析处理。

基于第一方面，如图1所示，在本发明的一些实施例中，运算子模块220包括车辆状态单元221、系统状态单元222、数字滤波单元223以及轮重差单元224，其中：

车辆状态单元221，用于对车辆在称重区中的运行方向、速度以及车辆的持续运行状态进行分析，以得到第一车辆轮重状态信息；

系统状态单元222，用于对系统的线路状态、车辆的行驶状态以及零点的复位状态进行分析，以得到第二车辆轮重状态信息；

数字滤波单元223，用于对计算的轮重、轴重以及整车重量的数据进行二次滤波处理，以得到第三车辆轮重状态信息；

轮重差单元224，用于对同一车轴的轮重差进行分析计算处理，以得到第四车辆轮重状态信息。

在对目标轮重数据进行分析处理时，主要是对车辆状态、系统状态、轮重差、去除冗余等进行分析处理。通过车辆状态单元221对车辆在称重区中的运行方向、速度以及车辆的持续运行状态进行分析，以得到第一车辆轮重状态信息，该第一车辆轮重状态信息包含车辆的运行方向、速度以及车辆的持续运行状态等信息；通过系统状态单元222对系统的线路状态、车辆的行驶状态以及零点的复位状态进行分析，以得到第二车辆轮重状态信息，该第二车辆轮重状态信息包含系统的线路状态、车辆的行驶状态以及零点的复位状态安全评估等信息；通过数字滤波单元223对计算的轮重、轴重以及整车重量的数据进行二次滤波处理，去除冗余干扰，以得到第三车辆轮重状态信息，该第三车辆轮重状态信息包含车辆的目标轮重、目标轴重以及目标整车重量的数据信息；通过轮重差单元224对同一车轴的轮重差进行分析计算处理，以得到第四车辆轮重状态信息，上述轮重差计算分析采用以下方法：设GA、GB分别为同一车轴的左右两轮重量，则此轴的轮重差。其中轮重差，表示此车轴的轮重重心复合规定需求。

基于第一方面，如图1所示，在本发明的一些实施例中，诊断检测模块400包括模型建立子模块410、诊断分析子模块420以及反馈子模块430，其中：

模型建立子模块410，用于根据预录入的标准车辆轮重信息建立轮重诊断模型；

诊断分析子模块420，用于通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行诊断分析，以得到诊断结果；

反馈子模块430，用于根据诊断结果生成并发送诊断分析报告。

在对数据进行诊断判断时，首先，预录入的标准车辆轮重信息，该标准车辆轮重信息包含安全行驶状态下的车辆的轮重信息、轴重信息、整车重量信息、各个轮重差等标准数据；通过模型建立子模块410根据预录入的标准车辆轮重信息建立轮重诊断模型，该轮重诊断模型是指将标准轮重数据与实时接收到的轮重数据和车辆轮重状态信息进行对比，以得到动车组车辆的检测对比信息的数据模型；诊断分析子模块420通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行诊断分析，该诊断分析的方法是指根据标准车辆轮重信息判断实时的车辆轮重状态信息中的轮重信息、轴重信息、整车重量信息、各个轮重差是否超出标准车辆轮重信息的范围，如果是，则生成并发送异常诊断结果，如果否，则生成并发送正常运行诊断结果；然后通过反馈子模块430根据异常诊断结果或者正常运行诊断结果生成并发送诊断分析报告，该诊断分析报告包含车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量等诊断数据，还包含针对相应的车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量的安全评估信息以及对应的解决方案信息，用户可以根据该诊断分析报告对动车组车辆进行维修，进而保证动车组车辆的行车安全。

第二方面，如图4和图6所示，本发明实施例提供一种动车组轮重检测方法，包括以下步骤：

S1、在动车组通过称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据；

S2、接收动车组的轮重数据并对其进行分析处理，生成并发送车辆轮重状态信息；

S3、通过有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息；

S4、根据预录入的动车组标准轮重数据建立轮重诊断模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析，生成并发送诊断分析报告。

针对动车组检修作业中对车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量进行高速精确的检测，以便保证后续对车辆进行检修维护，进而保证行车安全。首先，当动车组行驶至称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据，然后对动车组的轮重数据进行分析处理，以得到生成并发送车辆轮重状态信息；在得到动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息后，采用有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息；在对动车组的轮重和车辆轮重状态进行检测时，首先，预录入动车组的标准轮重数据，以便为后续提供检测对比基础，然后根据预录入的动车组的标准轮重数据建立轮重诊断模型，该轮重诊断模型是指将标准轮重数据与实时接收到的轮重数据和车辆轮重状态信息进行对比，以得到动车组车辆的检测对比信息的数据模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析判断，判断车辆轮重是否满足要求，然后生成并发送诊断分析报告，该诊断分析报告包含车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量等诊断数据，还包含针对相应的车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量的安全评估信息以及对应的解决方案信息，用户可以根据该诊断分析报告对动车组车辆进行维修，进而保证动车组车辆的行车安全。在对数据进行诊断时，首先进行数据指标确定，确定好需要进行诊断的数据内容，然后建立好诊断模型，进行模型读取，模型读取完以后，对动车组车辆的所有数据进行读取汇总，然后进行相应的模型匹配和数据分析处理，生成诊断报告，给吃相应的结果和维修建议信息；同时对系统安全进行分析，即与预设定的安全阈值指标进行对比，若超出安全阈值，则生成并上报发送报警信息，并记录生成报警日志。

本方法针对动车组车辆的轴重、轮重、轮重差以及整车重量等进行检测，及时对动车组的行车安全进行检测，针对相应的影响行车安全问题给出相应的诊断分析报告解决方案，进而保证动车组车辆的行车安全。

基于第二方面，在本发明的一些实施例中，在动车组通过称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据的方法包括以下步骤：

在动车组通过称重区时，通过断轨式称重传感器110、称重变送器120、A/D采集板卡实时采集并发送动车组的轮重数据。

待动车组位于动车组轮重检测承载平台后，通过应变型的断轨式传感器将动车组的轮重信息转变为模拟信号，最终通过称重变送器120和A/D采集卡130将其转变为数字信号进行轮重信息的数据采集，然后通过A/D采集卡130将数据信号数据发送给数据分析模块200，以便数据分析模块200对数据进行分析处理。

基于第二方面，在本发明的一些实施例中，接收动车组的轮重数据并对其进行分析处理，生成并发送车辆轮重状态信息的方法包括以下步骤：

对接收的动车组的轮重数据进行滤波处理，以得到并发送目标轮重数据；

对目标轮重数据进行分析处理，以得到并发送车辆轮重状态信息；

对车辆轮重状态信息进行整合并存储；

将车辆轮重状态信息进行传输。

在对数据进行分析处理时，首先对接收的动车组的轮重数据进行滤波处理，去除冗余干扰数据，以得到并发送目标轮重数据，然后对目标轮重数据进行分析处理，以得到并发送车辆轮重状态信息，然后对车辆轮重状态信息进行整合并存储，以便后续查看；并将车辆轮重状态信息进行传输，传输至后续的处理模块，以便后续的分析处理。

基于第二方面，在本发明的一些实施例中，对目标轮重数据进行分析处理，以得到并发送车辆轮重状态信息的方法包括以下步骤：

对车辆在称重区中的运行方向、速度以及车辆的持续运行状态进行分析，以得到第一车辆轮重状态信息；

对系统的线路状态、车辆的行驶状态以及零点的复位状态进行分析，以得到第二车辆轮重状态信息；

对计算的轮重、轴重以及整车重量的数据进行二次滤波处理，以得到第三车辆轮重状态信息；

对同一车轴的轮重差进行分析计算处理，以得到第四车辆轮重状态信息。

在对目标轮重数据进行分析处理时，主要是对车辆状态、系统状态、轮重差、去除冗余等进行分析处理。对车辆在称重区中的运行方向、速度以及车辆的持续运行状态进行分析，以得到第一车辆轮重状态信息，该第一车辆轮重状态信息包含车辆的运行方向、速度以及车辆的持续运行状态等信息；对系统的线路状态、车辆的行驶状态以及零点的复位状态进行分析，以得到第二车辆轮重状态信息，该第二车辆轮重状态信息包含系统的线路状态、车辆的行驶状态以及零点的复位状态安全评估等信息；对计算的轮重、轴重以及整车重量的数据进行二次滤波处理，去除冗余干扰，以得到第三车辆轮重状态信息，该第三车辆轮重状态信息包含车辆的目标轮重、目标轴重以及目标整车重量的数据信息；对同一车轴的轮重差进行分析计算处理，以得到第四车辆轮重状态信息，上述轮重差计算分析采用以下方法：设GA、GB分别为同一车轴的左右两轮重量，则此轴的轮重差。其中轮重差，表示此车轴的轮重重心复合规定需求。

基于第二方面，在本发明的一些实施例中，根据预录入的动车组标准轮重数据建立轮重诊断模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析，生成并发送诊断分析报告的方法包括以下步骤：

根据预录入的标准车辆轮重信息建立轮重诊断模型；

通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行诊断分析，以得到诊断结果；

根据诊断结果生成并发送诊断分析报告。

在对数据进行诊断判断时，首先，预录入的标准车辆轮重信息，该标准车辆轮重信息包含安全行驶状态下的车辆的轮重信息、轴重信息、整车重量信息、各个轮重差等标准数据；根据预录入的标准车辆轮重信息建立轮重诊断模型，该轮重诊断模型是指将标准轮重数据与实时接收到的轮重数据和车辆轮重状态信息进行对比，以得到动车组车辆的检测对比信息的数据模型；通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行诊断分析，该诊断分析的方法是指根据标准车辆轮重信息判断实时的车辆轮重状态信息中的轮重信息、轴重信息、整车重量信息、各个轮重差是否超出标准车辆轮重信息的范围，如果是，则生成并发送异常诊断结果，如果否，则生成并发送正常运行诊断结果；根据异常诊断结果或者正常运行诊断结果生成并发送诊断分析报告，该诊断分析报告包含车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量等诊断数据，还包含针对相应的车辆轴重、轮重、轮重差以及整车重量的安全评估信息以及对应的解决方案信息，同时，根据异常诊断结果生成并发送报警信息；用户可以根据该诊断分析报告对动车组车辆进行维修，进而保证动车组车辆的行车安全。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种动车组轮重检测系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据分析模块、数据通讯模块以及诊断检测模块，其中：

数据采集模块，用于在动车组通过称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据；

数据分析模块，用于接收动车组的轮重数据并对其进行分析处理，生成并发送车辆轮重状态信息；

数据通讯模块，用于通过有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息；

诊断检测模块，用于根据预录入的动车组标准轮重数据建立轮重诊断模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析，生成并发送诊断分析报告；

所述数据分析模块包括滤波子模块、运算子模块、整理子模块以及上传子模块，其中：

滤波子模块，用于对接收的动车组的轮重数据进行滤波处理，以得到并发送目标轮重数据；

运算子模块，用于对目标轮重数据进行分析处理，以得到并发送车辆轮重状态信息；所述运算子模块包括车辆状态单元、系统状态单元、数字滤波单元以及轮重差单元，其中：车辆状态单元，用于对车辆在称重区中的运行方向、速度以及车辆的持续运行状态进行分析，以得到第一车辆轮重状态信息；系统状态单元，用于对系统的线路状态、车辆的行驶状态以及零点的复位状态进行分析，以得到第二车辆轮重状态信息；数字滤波单元，用于对计算的轮重、轴重以及整车重量的数据进行二次滤波处理，以得到第三车辆轮重状态信息；轮重差单元，用于对同一车轴的轮重差进行分析计算处理，以得到第四车辆轮重状态信息；

整理子模块，用于对车辆轮重状态信息进行整合并存储；

上传子模块，用于将车辆轮重状态信息传输至诊断检测模块；

所述诊断检测模块包括模型建立子模块、诊断分析子模块以及反馈子模块，其中：模型建立子模块，用于根据预录入的标准车辆轮重信息建立轮重诊断模型；诊断分析子模块，用于通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行诊断分析，以得到诊断结果；反馈子模块，用于根据诊断结果生成并发送诊断分析报告。

2.根据权利要求1所述的一种动车组轮重检测系统，其特征在于，所述数据采集模块包括动车组轮重检测承载平台、断轨式称重传感器、称重变送器和A/D采集卡，所述断轨式称重传感器设于所述动车组轮重检测承载平台上，所述断轨式称重传感器与所述称重变送器连接，所述称重变送器与所述A/D采集卡连接，所述A/D采集卡还与所述数据分析模块连接。

3.一种动车组轮重检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在动车组通过称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据；

接收动车组的轮重数据并对其进行分析处理，生成并发送车辆轮重状态信息；

通过有线以太网通讯方式或无线物联网通信方式传输动车组的轮重数据和车辆轮重状态信息；

根据预录入的动车组标准轮重数据建立轮重诊断模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析，生成并发送诊断分析报告；

所述接收动车组的轮重数据并对其进行分析处理，生成并发送车辆轮重状态信息的方法包括以下步骤：

对接收的动车组的轮重数据进行滤波处理，以得到并发送目标轮重数据；

对目标轮重数据进行分析处理，以得到并发送车辆轮重状态信息；所述对目标轮重数据进行分析处理，以得到并发送车辆轮重状态信息的步骤包括：对车辆在称重区中的运行方向、速度以及车辆的持续运行状态进行分析，以得到第一车辆轮重状态信息；对系统的线路状态、车辆的行驶状态以及零点的复位状态进行分析，以得到第二车辆轮重状态信息；对计算的轮重、轴重以及整车重量的数据进行二次滤波处理，以得到第三车辆轮重状态信息；对同一车轴的轮重差进行分析计算处理，以得到第四车辆轮重状态信息；

对车辆轮重状态信息进行整合并存储；

将车辆轮重状态信息传输至诊断检测模块；

所述根据预录入的动车组标准轮重数据建立轮重诊断模型，通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行分析，生成并发送诊断分析报告的方法包括以下步骤：根据预录入的标准车辆轮重信息建立轮重诊断模型；通过轮重诊断模型对车辆轮重状态信息进行诊断分析，以得到诊断结果；根据诊断结果生成并发送诊断分析报告。

4.根据权利要求3所述的一种动车组轮重检测方法，其特征在于，所述在动车组通过称重区时，实时采集并发送动车组的轮重数据的方法包括以下步骤：

在动车组通过称重区时，通过断轨式称重传感器、称重变送器、A/D采集板卡实时采集并发送动车组的轮重数据。

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