CN115620417A - 铁路隧道机电设备自动巡检系统及方法 - Google Patents

铁路隧道机电设备自动巡检系统及方法 Download PDF

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李阳
张晓宇
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Abstract

本发明公开了铁路隧道机电设备自动巡检系统及方法，解决了现有技术中传统检测方式对检修人员的业务素质和工作经验要求高，容易或漏判，影响设备的正常使用，人力工作繁重的技术问题。它包括根据时间设定、任务设定定时触发检测任务的定时模块、执行定时模块触发的检测任务的任务执行模块、受所述任务执行模块控制采集并存储数据的数据采集模块、分析检测数据的数据分析模块、生成巡检报告的报告生成模块。数据采集模块通过嵌入式装置读取远程终端单元采集的检测关联数据，定时模块通过定时将需触发的任务通知给任务执行模块巡检隧道中的设备。本发明通过定时启动设备巡检任务完成自动巡检工作减轻了人力劳动负担。

Description

铁路隧道机电设备自动巡检系统及方法
技术领域
本发明具体涉及铁路隧道机电设备自动巡检系统及方法，属于隧道巡检技术领域。
背景技术
据统计，截至2020年底，中国铁路营运总里程达14.5万千米，投入运营的铁路隧道共有1.7万座，总长约2万千米。其中长度20千米以上的特长铁路隧道38座，累计长达993千米。在隧道内安装了通风、照明、消防应急等设备，为保障隧道内设备的正常运行，铁路系统工务段需要定期对隧道内设备的进行检查、维护，而隧道大多数所处地理位置偏远，隧道内设备数量多，巡查工作量很大，这些都是各工务段迫切需要解决的难题。
在过去，工务段对隧道机电设备进行巡检的方式是：乘坐铁路轨道车或汽车前往隧道入口，随身携带好作业工具，以步行方式依次对每台设备进行启、停操作，并用工具检测、眼看、耳听的方式对设备进行好坏判定。
传统检测方式缺点：
（1）对检修人员的业务素质和工作经验要求高，容易或漏判，影响设备的正常使用。
（2）检修人员需要背负工具走路对设备进行挨个检查，对检修人员的年龄和体能也是极大考验。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
1、现有技术中，传统检测方式对检修人员的业务素质和工作经验要求高，容易或漏判，影响设备的正常使用；
2、现有技术中，传统检测方式检修人员需要背负工具走路对设备进行挨个检查，对检修人员的年龄和体能也是极大考验。
发明内容
本发明的目的在于提供铁路隧道机电设备自动巡检系统及方法，以解决现有技术中的传统检测方式对检修人员的业务素质和工作经验要求高，容易或漏判，影响设备的正常使用；检修人员需要背负工具走路对设备进行挨个检查，对检修人员的年龄和体能也是极大考验的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的铁路隧道机电设备自动巡检系统，所述系统包括定时模块、任务执行模块、数据采集模块，
所述定时模块用于定时触发检测任务；
所述任务执行模块用于执行所述定时模块触发的检测任务；
所述数据采集模块用于受所述任务执行模块控制采集并存储数据。
进一步地，所述定时模块根据时间设定、任务设定定时触发检测任务，
所述时间设定包括：需触发任务的任务名称、需触发任务的执行时间、需触发任务的首次执行时间、需触发任务的执行周期；
所述任务设定包括：任务名称、需触发任务的所有执行步骤。
进一步地，
所述时间设定还包括：需触发的任务的终止日期。
所述任务设定还包括：设备类型。
进一步地，所述定时模块根据时间设定、任务设定，通过定时扫描模块定时触发检测任务，所述定时扫描模块定时触发检测任务的操作包括：
在设定的时间读取所述时间设定；
分析所述时间设定，根据需触发任务的执行周期，将当天需触发任务、需触发任务的执行时间加入时间列表；
循环检测所述时间列表，在需触发任务的执行时间将需触发任务的任务名称、需触发任务的任务设定通知给所述任务执行模块，在所述时间列表中删除已通知的任务。
进一步地，所述任务执行模块执行所述定时模块触发的检测任务的操作包括：
监听所述定时模块的通知；
接收所述定时模块包含需触发任务的任务名称、需触发任务的任务设定的通知；
根据需触发任务的任务设定，加载需触发任务的所有执行步骤；
执行加载的需触发任务的所有执行步骤。
进一步地，所述需触发任务的所有执行步骤包括：
操作关联设备、操作动作、检测关联数据、检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长。
进一步地，所述操作动作包括：启动、关停。
进一步地，所述检测关联数据包括：电压值、电流值、压力值。
进一步地，所述任务执行模块执行加载的需触发任务的所有执行步骤的操作包括：
对操作关联设备执行操作动作；
按照检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长控制所述数据采集模块采集检测关联数据。
进一步地，所述数据采集模块采集数据的操作包括：
根据检测关联数据、检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长，由嵌入式装置从远程终端单元中读取检测关联数据，并将检测关联数据存储在缓存中。
进一步地，由嵌入式装置通过通信网络从远程终端单元中读取检测关联数据。
进一步地，远程终端单元读取安装在操作关联设备上的传感器采集的数据。
进一步地，所述系统还包括：数据分析模块、报告生成模块、数据转发通信模块，
所述数据分析模块用于：从缓存中取出检测关联数据，按照设备类型、检测关联数据类型，使用不同的数据分析方法；
所述报告生成模块用于：根据所述数据分析模块的数据分析结果，针对每台设备分别生成巡检报告；
所述数据转发通信模块用于：通过专用传输通道将检测关联数据传输至所述数据分析模块；
所述巡检报告的报告内容包括：巡检时间、设备名称及编号、设备运行时测量值、正常参考数值，设备是否处于正常工作状态的分析结果。
本发明还提供了铁路隧道机电设备自动巡检方法，基于上述的铁路隧道机电设备自动巡检系统实现，所述方法的步骤包括：
S1，定时模块根据时间设定、任务设定定时触发检测任务；
S2，任务执行模块执行定时模块触发的检测任务；
所述时间设定包括：需触发任务的任务名称、需触发任务的执行时间、需触发任务的首次执行时间、需触发任务的执行周期；
所述任务设定包括：任务名称、需触发任务的所有执行步骤。
进一步地，步骤S1的子步骤包括：
S11，在设定的时间读取时间设定；
S12，分析时间设定，根据需触发任务的执行周期，将当天需触发任务、需触发任务的执行时间加入时间列表；
S13，循环检测时间列表，在需触发任务的执行时间将需触发任务的任务名称、需触发任务的任务设定通知给任务执行模块；
S14，在时间列表中删除已通知的任务，返回步骤S13。
进一步地，所述步骤S2的子步骤包括：
S21，监听定时模块的通知；
S22，接收定时模块包含需触发任务的任务名称、需触发任务的任务设定的通知；
S23，根据需触发任务的任务设定，加载需触发任务的所有执行步骤；
S24，执行加载的需触发任务的所有执行步骤，返回步骤S21。
进一步地，步骤S24的子步骤包括：
S241，对操作关联设备执行启动操作；
S242，按照检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长，控制数据采集模块采集并存储检测关联数据；
S243，对操作关联设备执行关停操作。
进一步地，所述方法的步骤还包括：
S3，数据分析模块对检测关联数据进行分析；
S4，报告生成模块根据数据分析模块的数据分析结果，生成操作关联设备的巡检报告；
步骤S3的子步骤包括：
S31，读取数据采集模块采集并存储的检测关联数据；
S32，按照设备类型、检测关联数据类型，使用不同的数据分析方法。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
（1）本发明提供的铁路隧道机电设备自动巡检系统及方法，通过运行在嵌入式装置上的巡检软件程序，定时启动设备巡检任务，通过远程终端单元采集安装在设备上的各类传感器数值，如隧道风机、排水泵、消防泵工作时的各项测量值，将测量值与设备额定工作参数进行比较和分析，判断设备工作状态，并生成设备状态检测报告，完成设备自动巡检工作，代替人工完成繁重的巡检工作。
附图说明
图1是本发明实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了铁路隧道机电设备自动巡检系统及方法，现结合附图对本发明优选实施例进行详尽说明。可以理解，本发明是通过本优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和本实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和本实施例进行修改以适应具体的情况而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
本发明提供的铁路隧道机电设备自动巡检系统，所述系统包括定时模块、任务执行模块、数据采集模块，
所述定时模块用于定时触发检测任务；
所述任务执行模块用于执行所述定时模块触发的检测任务；
所述数据采集模块用于受所述任务执行模块控制采集并存储数据。
进一步地，所述定时模块根据时间设定、任务设定定时触发检测任务，
所述时间设定包括：需触发任务的任务名称、需触发任务的执行时间、需触发任务的首次执行时间、需触发任务的执行周期；
所述任务设定包括：任务名称、需触发任务的所有执行步骤。
进一步地，
所述时间设定还包括：需触发的任务的终止日期。
所述任务设定还包括：设备类型。
进一步地，所述定时模块根据时间设定、任务设定，通过定时扫描模块定时触发检测任务，所述定时扫描模块定时触发检测任务的操作包括：
在设定的时间读取所述时间设定；
分析所述时间设定，根据需触发任务的执行周期，将当天需触发任务、需触发任务的执行时间加入时间列表；
循环检测所述时间列表，在需触发任务的执行时间将需触发任务的任务名称、需触发任务的任务设定通知给所述任务执行模块，在所述时间列表中删除已通知的任务。
优选的，在本发明的一个实施例中，所述设定的时间为：在程序初始化时或每天的0时1分。
进一步地，所述任务执行模块执行所述定时模块触发的检测任务的操作包括：
监听所述定时模块的通知；
接收所述定时模块包含需触发任务的任务名称、需触发任务的任务设定的通知；
根据需触发任务的任务设定，加载需触发任务的所有执行步骤；
执行加载的需触发任务的所有执行步骤。
进一步地，所述需触发任务的所有执行步骤包括：
操作关联设备、操作动作、检测关联数据、检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长。
进一步地，所述操作动作包括：启动、关停。
进一步地，所述检测关联数据包括：电压值、电流值、压力值。
进一步地，所述任务执行模块执行加载的需触发任务的所有执行步骤的操作包括：
对操作关联设备执行操作动作；
按照检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长控制所述数据采集模块采集检测关联数据。
进一步地，所述数据采集模块采集数据的操作包括：
根据检测关联数据、检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长，由嵌入式装置从远程终端单元中读取检测关联数据，并将检测关联数据存储在缓存中。
进一步地，由嵌入式装置通过通信网络从远程终端单元中读取检测关联数据。
进一步地，远程终端单元读取安装在操作关联设备上的传感器采集的数据。
进一步地，所述系统还包括：数据分析模块、报告生成模块、数据转发通信模块，
所述数据分析模块用于：从缓存中取出检测关联数据，按照设备类型、检测关联数据类型，使用不同的数据分析方法；
所述报告生成模块用于：根据所述数据分析模块的数据分析结果，针对每台设备分别生成巡检报告；
所述数据转发通信模块用于：通过专用传输通道将检测关联数据传输至所述数据分析模块；
所述巡检报告的报告内容包括：巡检时间、设备名称及编号、设备运行时测量值、正常参考数值，设备是否处于正常工作状态的分析结果。
优选的，在本发明的一个实施例中，所述时间设定为时间表，所述任务设定为任务表，时间表存储于定时文件中。所述时间表中包括：执行时间、执行周期、生效日期、终止日期、关联的任务，优选的，一个时间表可关联若干个任务；所述任务表中包括：任务名称、本任务巡检的设备类型、操作关联设备及操作动作、检测关联数据、检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长。
优选的，在本发明的一个实施例中，所述系统基于的硬件包括：
嵌入式装置、通信网络、远程终端单元及控制箱、各类传感器。
优选的，在本发明的一个实施例中，嵌入式装置包括：ARM CPU 主板 ,电源模块，带串口和网络的通信模块，IO模块以及外壳以及外围电源控制保护电路；通信网络为总线环网或以太网环网；
远程终端单元：带IO控制接口，通信接口，作用是采集传感器数据，并将数据通过通信网络传送给嵌入式装置；
传感器包括：震动传感器，声音传感器，电压传感器，电流传感器，压力传感器。
本发明还提供了铁路隧道机电设备自动巡检方法，基于上述的铁路隧道机电设备自动巡检系统实现，所述方法的步骤包括：
S1，定时模块根据时间设定、任务设定定时触发检测任务；
S2，任务执行模块执行定时模块触发的检测任务；
所述时间设定包括：需触发任务的任务名称、需触发任务的执行时间、需触发任务的首次执行时间、需触发任务的执行周期；
所述任务设定包括：任务名称、需触发任务的所有执行步骤。
进一步地，步骤S1的子步骤包括：
S11，在设定的时间读取时间设定；
S12，分析时间设定，根据需触发任务的执行周期，将当天需触发任务、需触发任务的执行时间加入时间列表；
S13，循环检测时间列表，在需触发任务的执行时间将需触发任务的任务名称、需触发任务的任务设定通知给任务执行模块；
S14，在时间列表中删除已通知的任务，返回步骤S13。
进一步地，所述步骤S2的子步骤包括：
S21，监听定时模块的通知；
S22，接收定时模块包含需触发任务的任务名称、需触发任务的任务设定的通知；
S23，根据需触发任务的任务设定，加载需触发任务的所有执行步骤；
S24，执行加载的需触发任务的所有执行步骤，返回步骤S21。
进一步地，步骤S24的子步骤包括：
S241，对操作关联设备执行启动操作；
S242，按照检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长，控制数据采集模块采集并存储检测关联数据；
S243，对操作关联设备执行关停操作。
进一步地，所述方法的步骤还包括：
S3，数据分析模块对检测关联数据进行分析；
S4，报告生成模块根据数据分析模块的数据分析结果，生成操作关联设备的巡检报告；
步骤S3的子步骤包括：
S31，读取数据采集模块采集并存储的检测关联数据；
S32，按照设备类型、检测关联数据类型，使用不同的数据分析方法。

Claims (13)

1.铁路隧道机电设备自动巡检系统，其特征在于，所述系统包括定时模块、任务执行模块、数据采集模块，
所述定时模块用于定时触发检测任务；
所述任务执行模块用于执行所述定时模块触发的检测任务；
所述数据采集模块用于受所述任务执行模块控制采集并存储数据。
2.根据权利要求1所述的铁路隧道机电设备自动巡检系统，其特征在于，所述定时模块根据时间设定、任务设定定时触发检测任务，
所述时间设定包括：需触发任务的任务名称、需触发任务的执行时间、需触发任务的首次执行时间、需触发任务的执行周期；
所述任务设定包括：任务名称、需触发任务的所有执行步骤。
3.根据权利要求2所述的铁路隧道机电设备自动巡检系统，其特征在于，所述定时模块根据时间设定、任务设定，通过定时扫描模块定时触发检测任务，所述定时扫描模块定时触发检测任务的操作包括：
在设定的时间读取所述时间设定；
分析所述时间设定，根据需触发任务的执行周期，将当天需触发任务、需触发任务的执行时间加入时间列表；
循环检测所述时间列表，在需触发任务的执行时间将需触发任务的任务名称、需触发任务的任务设定通知给所述任务执行模块，在所述时间列表中删除已通知的任务。
4.根据权利要求3所述的铁路隧道机电设备自动巡检系统，其特征在于，所述任务执行模块执行所述定时模块触发的检测任务的操作包括：
监听所述定时模块的通知；
接收所述定时模块包含需触发任务的任务名称、需触发任务的任务设定的通知；
根据需触发任务的任务设定，加载需触发任务的所有执行步骤；
执行加载的需触发任务的所有执行步骤。
5.根据权利要求4所述的铁路隧道机电设备自动巡检系统，其特征在于，所述需触发任务的所有执行步骤包括：
操作关联设备、操作动作、检测关联数据、检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长。
6.根据权利要求5所述的铁路隧道机电设备自动巡检系统，其特征在于，所述任务执行模块执行加载的需触发任务的所有执行步骤的操作包括：
对操作关联设备执行操作动作；
按照检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长控制所述数据采集模块采集检测关联数据。
7.根据权利要求1所述的铁路隧道机电设备自动巡检系统，其特征在于，所述数据采集模块采集数据的操作包括：
根据检测关联数据、检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长，由嵌入式装置从远程终端单元中读取检测关联数据，并将检测关联数据存储在缓存中。
8.根据权利要求7所述的铁路隧道机电设备自动巡检系统，其特征在于，所述系统还包括：数据分析模块、报告生成模块、数据转发通信模块，
所述数据分析模块用于：从缓存中取出检测关联数据，按照设备类型、检测关联数据类型，使用不同的数据分析方法；
所述报告生成模块用于：根据所述数据分析模块的数据分析结果，针对每台设备分别生成巡检报告；
所述数据转发通信模块用于：通过专用传输通道将检测关联数据传输至所述数据分析模块；
所述巡检报告的报告内容包括：巡检时间、设备名称及编号、设备运行时测量值、正常参考数值，设备是否处于正常工作状态的分析结果。
9.铁路隧道机电设备自动巡检方法，基于权利要求1至8任意一项所述的铁路隧道机电设备自动巡检系统实现，其特征在于，所述方法的步骤包括：
S1，定时模块根据时间设定、任务设定定时触发检测任务；
S2，任务执行模块执行定时模块触发的检测任务；
所述时间设定包括：需触发任务的任务名称、需触发任务的执行时间、需触发任务的首次执行时间、需触发任务的执行周期；
所述任务设定包括：任务名称、需触发任务的所有执行步骤。
10.根据权利要求9所述的铁路隧道机电设备自动巡检方法，其特征在于，步骤S1的子步骤包括：
S11，在设定的时间读取时间设定；
S12，分析时间设定，根据需触发任务的执行周期，将当天需触发任务、需触发任务的执行时间加入时间列表；
S13，循环检测时间列表，在需触发任务的执行时间将需触发任务的任务名称、需触发任务的任务设定通知给任务执行模块；
S14，在时间列表中删除已通知的任务返回步骤S13。
11.根据权利要求10所述的铁路隧道机电设备自动巡检方法，其特征在于，所述步骤S2的子步骤包括：
S21，监听定时模块的通知；
S22，接收定时模块包含需触发任务的任务名称、需触发任务的任务设定的通知；
S23，根据需触发任务的任务设定，加载需触发任务的所有执行步骤；
S24，执行加载的需触发任务的所有执行步骤，返回步骤S21。
12.根据权利要求11所述的铁路隧道机电设备自动巡检方法，其特征在于，步骤S24的子步骤包括：
S241，对操作关联设备执行启动操作；
S242，按照检测关联数据采集时间间隔、检测关联数据采集时长，控制数据采集模块采集并存储检测关联数据；
S243，对操作关联设备执行关停操作。
13.根据权利要求12所述的铁路隧道机电设备自动巡检方法，其特征在于，所述方法的步骤还包括：
S3，数据分析模块对检测关联数据进行分析；
S4，报告生成模块根据数据分析模块的数据分析结果，生成操作关联设备的巡检报告；
步骤S3的子步骤包括：
S31，读取数据采集模块采集并存储的检测关联数据；
S32，按照设备类型、检测关联数据类型，使用不同的数据分析方法。
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