CN203011705U - 一种机车状态的检测与诊断系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机车状态的检测与诊断系统，所述机车状态的检测与诊断系统包括数据采集存储系统、数据显示处理系统、数据双向传输系统；所述数据采集存储系统采集机车的运行状态数据并存储数据；所述数据双向传输系统包括CDMA 3G通信网络，所述数据双向传输系统用于传输机车的运行状态数据和故障诊断结果。本实用新型提供的机车状态的检测与诊断系统，能记录并存储机车在运行中的各种状态数据及故障信息，并能针对具体故障信息作出在线诊断，从而为准确解决机车运行中的故障提供保障。

Description

一种机车状态的检测与诊断系统

技术领域

本实用新型涉及一种监控系统，具体涉及一种机车状态的检测与诊断系统。

背景技术

机车作为铁路运输的关键组成部分，其运行状态的质量关系着整个铁路运输系统的质量。随着列车运行密度的加大，对机车质量要求也越来越高，主要通过列车运行监控装置和走行部监测装置对列车的安全运行提供了保障。目前的机车运行监控系统，对机车线上状态安全运行的保障力度却相对缺乏，基本依靠乘务员对机车工作原理的理解以及应急故障处理来应付机车在线上出现的故障。通过对机车质量的统计分析，每年因机车电器、电子等部件发生故障引起的机车线上运行不良和机破均占非常大的比例，同时超出应急故障处理的故障比例也相当高，受乘务员业务能力的影响，不能在线处理的机破比率也居高不下，严重影响了运输秩序。

为了减少机破的发生，除提高机车质量外，机务段加强了机车故障“110”和机破分析的力度，但在故障处理现场和事后分析工作中还是存在一些问题：一是当机车发生故障乘务员打“110”电话时，110成员只能通过乘务员的描述来判断故障的可能原因，对故障的判断和处理的局限性很大，有时有种有劲使不出来的感觉；二是在机破分析会上，很多机破分析只能通过乘务员对现场的描述来进行分析，对分析造成了一定的困难，且分析结果较为主观。

基于目前的现状，开发研制一套能记录存储机车在运行中各设备状态数据及异常故障信息，并将数据传送到地面由技术管理人员进行现场指导的“机车状态智能监测装置”是必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服以上缺点，提供一种机车状态的检测与诊断系统，该系统能记录并存储机车在运行中的各种状态数据及故障信息，并能针对具体故障信息作出在线诊断，从而为准确解决机车运行中的故障提供保障。

本实用新型的技术方案是：

一种机车状态的检测与诊断系统，所述机车状态的检测与诊断系统包括数据采集存储系统、数据显示处理系统、数据双向传输系统；

所述数据采集存储系统采集机车的运行状态数据并存储数据；

所述数据显示处理系统包括依次双向通信连接的运行状态监控系统、客户端系统和专家诊断系统；所述运行状态监控系统用于接收数据双向传输系统传输的机车的运行状态数据，并将专家诊断系统发出的故障诊断结果输出至机车；所述客户端系统用于显示所述运行状态监控系统和所述专家诊断系统传输的数据；所述专家诊断系统用于将机车的运行状态数据进行分析，并匹配对应的故障诊断结果；

所述数据双向传输系统包括CDMA 3G通信网络，所述数据双向传输系统用于传输机车的运行状态数据和故障诊断结果。

进一步地，所述数据双向传输系统包括并行通信连接的GPRS通信网络和CDMA 3G通信网络。

进一步地，所述数据采集存储系统包括数据采集板，所述数据采集板包括微机柜采集板、逻辑控制单元采集板、监控装置采集板、机务信息显示器采集板。

更进一步地，所述数据采集板设置有备用数据采集板。

进一步地，所述专家诊断系统包括双向通信连接的推理执行机构和规则库机构，所述推理执行机构将接收到的机车的运行状态数据与所述规则库机构中的逻辑规则进行匹配，所述推理执行机构输出故障诊断结果。

更进一步地，所述专家诊断系统还包括知识库机构，所述知识库机构与所述规则库机构双向通信连接。

更进一步地，所述专家诊断系统还包括与所述知识库机构单向通信连接的知识获取机构，所述知识获取机构向所述知识库机构传输数据。

本实用新型提供的机车状态的检测与诊断系统，具有如下优点：

1、本实用新型提供的机车状态的检测与诊断系统，能实时记录并存储机车在运行中的各种状态数据及故障信息，并能针对具体故障信息作出在线诊断，从而为准确解决机车运行中的故障提供保障。本实用新型提供的机车状态的检测与诊断系统，包括数据采集存储系统、数据双向传输系统、数据显示处理系统；数据采集存储系统实时采集机车的运行状态数据并存储数据；数据显示处理系统作为地面监控系统，包括依次双向通信连接的运行状态监控系统、客户端系统和专家诊断系统；运行状态监控系统用于接收数据双向传输系统传输的机车的运行状态数据，并将专家诊断系统发出的故障诊断结果输出至机车；客户端系统用于显示所述运行状态监控系统和所述专家诊断系统传输的数据；专家诊断系统用于将机车的运行状态数据进行分析，并匹配对应的故障诊断结果。数据显示处理系统在显示机车运行的各种状态参数数据的同时，对具体故障问题进行在线诊断，并得到诊断结果，该诊断结果客观、具体，对故障问题的解决提供了保障。

2、本实用新型提供的机车状态的检测与诊断系统，数据双向传输系统包括CDMA 3G通信网络，CDMA 3G通信网络具有数据传输速度快的优点，使机车的运行状态数据及故障诊断结果能及时地在机车与数据显示处理系统之间双向传输，从而使机车上的工作人员能及时得到故障诊断结果，及时对故障问题进行处理，保证机车的安全运行，从而降低了故障问题处理对机车人员专业技能的要求。

3、本实用新型提供的机车状态的检测与诊断系统，数据采集存储系统包括数据采集板，数据采集板包括微机柜采集板、逻辑控制单元采集板、监控装置采集板、机务信息显示器采集板，数据采集板对机车运行的多组数据进行实时、全面、综合的数据采集，使数据显示处理系统对机车的状态进行全面分析，专家诊断系统对具体的数据信息进行处理，可在故障形成之前发现微小的异常情况，并发出预警，从而预防故障的真正发生或扩大。

4、本实用新型提供的机车状态的检测与诊断系统，数据显示处理系统作为地面监控系统，包括依次双向通信连接的运行状态监控系统、客户端系统和专家诊断系统；专家诊断系统包括双向通信连接的推理执行机构和规则库机构，当出现故障现象时，通过搜索规则库机构中的逻辑规则，针对具体的故障进行识别或选取，实现故障与逻辑规则匹配，从而精确得到诊断结果；该诊断系统满足自动化故障定位的需求，使机车监控更及时有效。当专家诊断系统中包含知识库机构以及知识获取机构时，可增加逻辑规则的搜索范围，扩大处理故障问题的能力；同时，知识库机构具有存储新的逻辑规则的功能，从而提高了专家诊断系统的处理能力以及处理的速度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的机车状态的检测与诊断系统的工作流程示意图；

图2是本实用新型中专家诊断系统的工作流程示意图；

附图标记：1-数据双向传输系统，2-数据显示处理系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

具体实施方式

结合图1、图2，一种机车状态的检测与诊断系统，包括数据采集存储系统、数据显示处理系统2、数据双向传输系统1；

数据采集存储系统采集机车的运行状态数据并存储数据；

数据显示处理系统2包括依次双向通信连接的运行状态监控系统、客户端系统和专家诊断系统；其中，运行状态监控系统用于接收数据双向传输系统传输的机车的运行状态数据，并将专家诊断系统发出的故障诊断结果输出至机车；客户端系统用于显示运行状态监控系统和专家诊断系统传输的数据；专家诊断系统用于将机车的运行状态数据进行分析，并匹配对应的故障诊断结果；

数据双向传输系统1包括CDMA 3G通信网络，数据双向传输系统用于传输机车的运行状态数据和故障诊断结果。CDMA 3G通信网络传输数据的速度快，效率高，使机车运行的状态数据及故障诊断信息能及时地在机车与数据显示处理系统之间双向传输，从而使机车上的工作人员能及时得到故障诊断结果，及时对故障问题进行处理，保证机车的安全运行。优选地，数据双向传输系统包括并行通信连接的GPRS通信网络和CDMA3G通信网络，目前，GPRS通信网络覆盖率高，CDMA 3G通信网络的传输速度快，两者并行通信连接，可互补各自的优缺点，从而提高数据传输的效率。

数据双向传输系统1还包括通讯网络传输数据中心，该数据传输中心是在被控设备的内部嵌入单片机网络数据传输器模块，利用模块内部的网络协议以及网络接口，将被控设备连接到以太网，即可方便地实现串口联网。通讯网络传输数据中心是一种微型Internet接入模块,它可以将分布式串口设备或其他各种智能系统接到Internet,利用其内部的TCP/IP、UDP等网络协议以及10Base-T的网络接口连接到以太网方便地实现串口的联网。

本实用新型提供的机车状态的检测与诊断系统，数据显示处理系统在显示机车运行的各种状态参数数据的同时，对具体故障问题进行在线诊断，并得到诊断结果，该诊断结果客观、具体，对故障问题的解决提供了保障。

客户端系统将运行状态监控系统中监控到的状态数据以清晰直观的图形化方式显示机车目前运行状态和运行位置，各个机车以图标的方式显示在监控屏上，并随着运行位置的变化而实时变化。点击某个机车的图标，可以详细查询目前该机车的各类运行信息，比如机车速度、电机电流、电机电压等。当机车出现故障时，客户端系统将涉及该故障的所有参数的变化情况都显示出来，并进行故障的实时定位和跟踪，然后经过专家诊断系统的分析与处理，在界面上显示相应的故障解决方案，并将这些解决方案发送到运行状态监控系统，经监控系统传送给机务信息显示器上显示，一步步指导机车人员解决故障，软件界面实时显示故障的解决进度直至故障排除。

本实施例中，数据采集存储系统包括数据采集板，数据采集板包括微机柜采集板、逻辑控制单元采集板、监控装置采集板、机务信息显示器采集板，分别采集微机柜运行数据、机车逻辑控制单元运行数据、监控装置运行数据以及机务信息显示器运行数据。数据采集板对机车运行的多组数据进行实时、全面、综合的数据采集，使数据显示处理系统对机车的状态进行全面分析，专家诊断系统对具体的数据信息进行处理，可在故障形成之前发现微小的异常情况，并发出预警，从而预防故障的真正发生或扩大。

其中，微机柜采集板具有与微机柜实现通信的485接口，及逻辑量采样接口，收集微机柜提供的机车工作的机车工作状态（如工况、方向）、故障信息(如电机过载、空转等)、控制过程信息(如Is、Iml、Im2、Uf1、Uf2、Isl等)数字量信息并进行记录存储；且微机柜采集板具有多通道12位AD转换采样接口，采集各类电压电流传感器模拟量值并进行记录存储。

逻辑控制单元采集板具有与机车逻辑控制单元进行通信的CAN总线接口，实时采集它的输入和输出信号，通过逻辑控制梯形图判断输入输出逻辑是否正确，定位故障点。具有多通道110V信号采集接口，实现对其它非逻辑控制单元信号的采集，如制动逻辑装置DKL，或非装载逻辑控制单元机车的高低压柜逻辑信号量。对每个逻辑状态变化进行实时记录存储。

监控装置采集板具有与监控装置通信的485总线接口，采集监控装置中的机车号、车次、司机号、区段号、公里标及时间进行记录存储。

机务信息显示器采集板具有与机务信息显示器通信的CAN总线或485总线接口，转储记录司机的语音应答信号和操作信息。

数据采集板可以设置有备用数据采集板，用于后续需要采集数据的补充，使对机车状态的监控更全面。

本实施例中，专家诊断系统包括双向通信连接的推理执行机构和规则库机构，推理执行机构将接收到的运行状态数据与所述规则库机构中的逻辑规则进行匹配，推理执行机构并输出故障诊断结果。推理执行机构是专家诊断系统中的一个基本组成部分，它在一定的控制策略下针对搜索规则，对当前出现的故障现象在规则库机构中进行识别或选取，得出相应的产生该故障信息的原因及处理方法。

优选地，专家诊断系统还包括知识库机构，知识库机构与规则库机构双向通信连接。当推理执行机构接收到的运行状态数据与规则库机构中的逻辑规则没有匹配成功，规则库机构则调用知识库机构，从知识库机构中搜索调取相关故障诊断结果，同时，知识库机构将匹配成功的逻辑规则反馈至规则库机构中，并存储，作为知识积累。

优选地，专家诊断系统还包括与知识库机构单向通信连接的知识获取机构，且知识获取机构向知识库机构传输知识数据。当知识库机构内积累的数据不能满足故障信息时，则调用外部知识获取机构，实现机车的运行状态数据与逻辑规则匹配，及时解决机车运行中出现的问题。本实施例中，客户端系统还可以具有基础信息数据维护的功能，及客户端系统搜集下载与机车运行状态数据相关的规则，并传输至知识库机构中，供本实用新型的机车状态的检测与诊断系统使用。

本实用新型提供的机车状态的检测与诊断系统，能实时记录并存储机车在运行中的各种状态数据及故障信息，并能针对具体故障信息作出在线诊断，从而为准确解决机车运行中的故障提供保障。

本实用新型提供的机车状态的检测与诊断系统，数据双向传输系统包括CDMA 3G通信网络，CDMA 3G通信网络具有数据传输速度快的优点，使机车运行的故障信息及故障诊断信息能及时地在机车与数据显示处理系统之间双向传输，从而使机车上的工作人员能及时得到故障诊断结果，及时对故障问题进行处理，保证机车的安全运行。

本实用新型提供的机车状态的检测与诊断系统，数据采集存储系统包括数据采集板，数据采集板包括微机柜采集板、逻辑控制单元采集板、监控装置采集板、机务信息显示器采集板，数据采集板对机车运行的多组数据进行实时、全面、综合的数据采集，使数据显示处理系统对机车的状态进行全面分析，专家诊断系统对具体的数据信息进行处理，可在故障形成之前发现微小的异常情况，并发出预警，从而预防故障的真正发生或扩大。

本实用新型提供的机车状态的检测与诊断系统，数据显示处理系统作为地面监控系统，包括依次双向通信连接的运行状态监控系统、客户端系统和专家诊断系统；专家诊断系统包括双向通信连接的推理执行机构和规则库机构，当出现故障现象时，通过搜索规则库机构中的逻辑规则，针对具体的故障进行识别或选取，实现故障与逻辑规则匹配，从而精确得到诊断结果；该诊断系统满足自动化故障定位的需求，使机车监控更及时有效。当专家诊断系统中包含知识库机构以及知识获取机构时，可增加逻辑规则的搜索范围，扩大处理故障问题的能力；同时，知识库机构具有存储新的逻辑规则的功能，从而提高了专家诊断系统的处理能力以及处理的速度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的保护范围内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种机车状态的检测与诊断系统，其特征在于，所述机车状态的检测与诊断系统包括数据采集存储系统、数据显示处理系统、数据双向传输系统； 

所述数据采集存储系统采集机车的运行状态数据并存储数据； 

所述数据显示处理系统包括依次双向通信连接的运行状态监控系统、客户端系统和专家诊断系统；所述运行状态监控系统用于接收数据双向传输系统传输的机车的运行状态数据，并将专家诊断系统发出的故障诊断结果输出至机车；所述客户端系统用于显示所述运行状态监控系统和所述专家诊断系统传输的数据；所述专家诊断系统用于将机车的运行状态数据进行分析，并匹配对应的故障诊断结果； 

所述数据双向传输系统包括CDMA3G通信网络，所述数据双向传输系统用于传输机车的运行状态数据和故障诊断结果。 

2.根据权利要求1所述的机车状态的检测与诊断系统，其特征在于，所述数据双向传输系统包括并行通信连接的GPRS通信网络和CDMA3G通信网络。 

3.根据权利要求1所述的机车状态的检测与诊断系统，其特征在于，所述数据采集存储系统包括数据采集板，所述数据采集板包括微机柜采集板、逻辑控制单元采集板、监控装置采集板、机务信息显示器采集板。 

4.根据权利要求3所述的机车状态的检测与诊断系统，其特征在于，所述数据采集板设置有备用数据采集板。 

Images