CN204659750U - 一种智能化铁路货车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能化铁路货车。包括货车车体及安装于货车车体底部的转向架，所述货车车体上还安装有中央控制系统及显示所述中央控制系统信息的显示屏，中央控制系统分别与智能称重装置、温度监测单元、车辆定位单元、故障报警单元、制动单元、动力学性监测单元、车门意外开启报警装置和车辆黑匣子进行信息交互与智能控制；同时交互后的信息由中央控制系统处理并与反馈至调度总控中心，调度总控中心将信息处理后传递至中央控制系统。本实用新型所提供的铁路货车，集自动超载偏载监测、实时定位、事故报警、智能制动，历史信息记录等多重功能于一身，并且在车辆发生事故或故障时，可以及时了解故障信息，有针对性的分析原因及提出解决措施。

Description

一种智能化铁路货车

技术领域

本实用新型涉及铁路装备技术领域，具体的说，是涉及一种智能化铁路货车。

背景技术

随着社会经济进步，电子商务和网络经济快速发展，服装以及电子产品等高附加值“白货”的铁路运输需求快速增加，该种货物的运输对车辆装备的要求越来越高，尤其是对货车的智能化程度方面。

目前的铁路货车其运用模式仍然采用传统模式，其主要存在以下缺点：

(1)货物装载完成后需要进行超载、偏载监测，当发生超载或偏载现象时，需要重新进行装载，影响到车辆运输组织效率；

(2)传统货车发生故障时不能及时报警，对车辆运行安全带来隐患；

(3)传统货车没有安装实时记录车辆状态的黑匣子，无法获取车辆实时运行状态数据，当车辆发生事故时不方便查找事故原因；

(4)车辆制动时，其制动力大小不够智能化，容易引起车辆制动力过大或过小，从而引起车轮擦伤或者制动距离延长；

(5)车辆运行时，对车辆的正常动力学性能指标没有实时监测，没有对车辆在故障发生前的预判处理；

(6)当车门由于外力非正常打开时，不能及时发现，货物丢失风险较大。

同时，铁路用户对货车的智能化程度要求越来越高，其不仅关心货物的整体运输组织效率，还关心货物的实时状态以及位置等，便于及时安排货物的运输组织。由于现代货车智能化程度不高，在铁路快运货物运输时，需要在列车端部加装宿营车，采用人工方式对列车进行实时监控以及管理等。

因此，如何实现铁路货车的智能化控制，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种智能化铁路货车。本实用新型所提供的智能化铁路货车，通过设计全新的结构，实现了货物超载、偏载、称重、车辆定位、车辆事故报警和车门异常开启等多个故障与指标的监测提示，有效的保证了铁路货车的高效稳定运行。

为了达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种智能化铁路货车，包括货车车体及安装于货车车体底部的转向架，所述货车车体上还安装有中央控制系统及显示所述中央控制系统信息的显示屏，中央控制系统分别与智能称重装置、温度监测单元、车辆定位单元、故障报警单元、制动单元、动力学性监测单元、车门意外开启报警装置和车辆黑匣子进行信息交互与智能控制；

同时交互后的信息由中央控制系统处理并与反馈至调度总控中心，调度总控中心将信息处理后传递至中央控制系统。

优选的，所述转向架包括转向架构架及转向架轮对，智能称重装置安装于转向架构架上，智能称重装置为位移式传感器，位移式传感器将转向架构架的位移信号传递至中央控制系统。

优选的，所述转向架包括转向架构架及转向架轮对，转向架构架通过悬挂系统实现与转向架轮对的相对减震与悬挂，智能称重装置安装于悬挂系统底部，转向架构架及转向架轮对之间，智能称重装置为称重传感器，称重传感器将质量信号传递至中央控制系统。

优选的，所述温度监测单元主要包括安装于能货车车体内部的温度传感器和安装于车轴端部的轴温传感器，温度传感器和轴温传感器分别将温度信号传递至中央控制系统。

优选的，所述车辆定位单元包括安装于货车车体上的GPS和/或北斗导航系统。

优选的，所述故障报警单元包括与所述中央控制系统相连接的声光报警装置，中央控制系统控制声光报警装置发出报警信息。

优选的，所述制动单元包括安装于悬挂系统上的空重车调整阀及安装于转向构架轴端的电子防滑器，中央控制系统通过电子防滑器实时收集相关参数来计算出制动力的大小。

优选的，所述动力学性能监测单元包括安装于转向架轮对上的测力传感器和加速及位移传感器，测力传感器和加速及位移传感器将信号实时反馈给中央控制系统，实现车辆动力学性能的实时监测。

优选的，所述货车车体的车门部分安装有车门意外开启报警装置，车门意外开启报警装置将车门开闭信号传递至中央控制系统并在车门意外开启后发送讯号。

优选的，所述车辆黑匣子安装于货车车体内部并与中央控制系统进行实时数据交换，并将信息实时存储。

优选的，所述中央控制系统分别与智能称重装置、温度监测单元、车辆定位单元、故障报警单元、制动单元、动力学性监测单元、车门意外开启报警装置和车辆黑匣子通过有线和/或无线网络进行通信。

优选的，所述中央控制系统与调度总控中心通过有线和/或无线网络进行通信。

本实用新型的有益效果是：

(1)车辆具有自动超载、偏载监测功能，能实时显示车辆载重，并能够实现对车辆装载的指导，提高了装车效率以及用户的综合经济效益；

(2)车辆的实时定位可以为用户及铁路管理部门提供货物追踪，方便用户实时了解货物状态信息；

(3)当车辆发生事故时，通过不同的报警级别声光报警向外传递信息，提高了车辆的运行安全性；

(4)通过智能制动系统，可以最大程度减少磨耗以及车轮擦伤；

(5)通过对动力学性能指标实时监控，可对车辆故障进行提前预判分析，提高车辆运行安全；

(6)车门意外开启报警系统提高了货物运输的安全性；

(7)车辆装用“黑匣子”，当车辆发生事故或故障时，可以及时了解故障信息，有针对性的分析原因及提出解决措施。

附图说明

图1为本实用新型的原理图；

图2为本实用新型的货车车体结构示意图；

图3为本实用新型中涉及的转向架局部结构图；

图4为本实用新型中涉及的称重装置的安装位置图；

图5为本实用新型中涉及的基础制动结构图；

图6为本实用新型中涉及的空重车调整阀原理图；

图7为本实用新型中涉及的自发电式电子防滑器结构原理图；

其中：

1、智能化铁路货车，11、中央控制系统，12、智能称重装置，13、温度监测单元，14、车辆定位单元，15、故障报警单元，16、制动单元，17、动力学性监测单元，18、车门意外开启报警装置，19、车辆黑匣子，110、显示屏，161、基础制动，162、空重车调整阀，163、自发电式电子防滑器；

2、转向架，21、转向架轮对，22、转向架构架，23、称重装置，231、位移式传感器，232、悬挂弹簧，233、称重式传感器，24、电子防滑器，25、轴温传感器；

3、货车车体；

4、调度总控中心；

图中实线代表有线网络，虚线代表无线网络。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型进行详细说明。

实施例1：参考图1和图2所示，一种智能化铁路货车1，包括货车车体3及安装于货车车体3底部的转向架2，所述货车车体3上还安装有中央控制系统11及显示所述中央控制系统11信息的显示屏110，中央控制系统11分别与智能称重装置12、温度监测单元13、车辆定位单元14、故障报警单元15、制动单元16、动力学性监测单元17、车门意外开启报警装置18和车辆黑匣子19进行信息交互与控制；

交互后的信息由中央控制系统11处理并与反馈至机车、地面列控中心及调度总控中心4等终端实现数据共享，并对数据进行分析、处理等，信息处理后传递至中央控制系统11。

和传统铁路货车一样，本实用新型所提供的智能化铁路货车1同样具有车体系统、转向架系统、制动系统、车钩缓冲系统等主要关键子系统。

作为一种通信方式，中央控制系统11可以分别与智能称重装置12、温度监测单元13、车辆定位单元14、故障报警单元15、制动单元16、动力学性监测单元17、车门意外开启报警装置18和车辆黑匣子19通过有线网络进行双向通信，也可以通过无线网络进行双向通信。

参考图3所示，转向架2包含了转向架轮对21、转向架构架22、智能称重装置12、电子防滑器24和轴温传感器25。其中，电子防滑器24和轴温传感器25安装于转向架轮对21之上。

智能称重装置12包括两种称重装置23，即称重装置23可以是位移式传感器231，也可以是称重式传感器233。

参考图4所示，悬挂系统具有悬挂弹簧232，称重装置23为位移式传感器231，位移式传感器231安装于转向架构架22及转向架轮21对之间，用于测量悬挂弹簧232的位移，位移式传感器231将位移信号传递至中央控制系统11，中央控制系统11通过测量悬挂弹簧232的位移来计算车辆载重，并通过比对车辆上所有的位移传感器测量的数值大小，可以实现对偏载的测量。

另一种结构，可也以直接在悬挂弹簧232底部安装称重式传感器233，通过测量悬挂弹簧232力的大小获取载荷信息，实现载重及偏载的测量。

为了实现车辆智能化称重功能，转向架2采用一系作为主悬挂焊接转向架，每个转向架2具有四个悬挂弹簧232，即单个车辆具有八个悬挂弹簧232。由于车辆偏载情况直接反映到八个悬挂弹簧232的受力情况。因为在转向架构架22上的悬挂弹簧上安装有称重装置23，可以根据弹簧受力的大小自动计算出车辆偏载工况，并通过有线或无线传输技术传输到中央控制系统，经过数据分析之后自动实现称重偏载和载重测量，并用于对车辆装载进行指导。

参考图5所示，本实用新型的铁路货车采用的基础制动系统161，为单元式盘形制动装置，但此种方式仅为该智能货车采用的一种基础制动方式之一，和传统铁路一样，本实用新型还可以采用闸瓦或轮盘等基础制动方式。

通过在货车车体3上安装速度传感器可以实现对车辆运行速度的实时测量且显示。

参考图6所示，所述制动单元16包括电子防滑器24和安装于悬挂系统中的空重车调整阀162，电子防滑器24安装于连接转向架轮对21及转向架构架22的车轴的端部。空重车调整阀162可以根据弹簧的位移大小调整车辆制动力的大小，根据位移和载重的比例关系，从而可以实现根据载重智能调整制动力大小。

参考图7所示，中央控制系统11通过电子防滑器24实时收集相关参数来计算出制动力的大小。电子防滑器24可选择自发电式电子防滑器163，也可以选择外供电式电子防滑器，也可以选择机械防滑器。

所述的温度检测系统13主要通过智能货车车体3在车辆内部安装温度传感器和/或在转向架2的轴端安装轴温传感器25，通过实时测量车辆内部温度及轴承温度，可以对车辆进行实时温度监控，当温度超差后自动报警。

所述车辆定位系统14安装于智能货车车体3之上，通过安装GPS和/或北斗导航系统实时显示车辆位置。

所述故障报警系统15主要通过智能化铁路货车中央控制系统11获取相关数据，当相关数据超差或异常时，通过安装于智能货车车体3上的声光报警装置向外发送信息。

所述动力学性能监测系统17通过转向架轮对21可以实现对车辆安全性指标实时测量，转向架轮对21为一种带有测力传感器的轮对，通过在转向架构架22安装加速及位移传感器可以测量车辆的稳定性指标，通过在智能货车车体3安装相应的加速度及位移传感器，可以实现对车辆平稳性指标的实时测量。

所述车门意外开启报警装置18主要用于实时监测智能货车车体3的车门开闭状态，当车门意外开启后，自动启动报警程序向外发送讯号。

所述车辆黑匣子19安装于货车车体3之上，并和中央控制系统11进行实时数据交换，对监测数据进行实时储存，实现车辆的运行数据记录，并留有输出接口，方便数据的导出。

所述的显示屏110安装于货车车体3之上，用于显示必要的车辆载重、称重数值、动力学性能指标、速度、温度信息等数据信息。

所述中央控制系统11与调度总控中心4通过有线和/或无线网络进行通信。

采用了上述结构后，本实用新型的铁路货车具有了以下特点：(1)具有货物超载、偏载监测功能，能实时显示车辆载重；(2)车辆安装GPS和/或北斗定位系统，车辆可实现实时定位；(3)当车辆发生事故时，车辆具有声光报警功能；(4)可根据车辆制动性能需求进行智能分配制动力大小功能；(5)可针对车辆运行加速度、运行平稳性指标、安全指标进行监控，同时对车辆故障进行提前预判分析；(6)并可根据车辆具体的用途特点增加车门意外开启报警、装载货物状态指标检测等功能；(7)以上功能采取实时监测，监测信息储存到车辆系统中，该系统实现车辆的运行数据记录，具有“黑匣子”功能，并留有输出接口，方便数据的导出。

所述智能化铁路货车1其供电方式可以采用机车供电，也可以采用自身发电，还可以采用发电车供电等多种供电方式。上述功能监测结果可实时传输到机车、地面管理终端、调度总控中心和客户终端等。

本实用新型的工作原理：

智能化铁路货车1主要由转向架2和货车车体3组成，智能化称重装置12、温度检测系统13、车辆定位系统14、故障报警系统15、智能制动系统16、动力学性检测系统17、车门意外开启报警装置18分别安装于转向架2和货车车体3之上，构成智能化铁路货车1的智能化终端，中央控制系统11为智能化铁路货车1的“大脑”，对智能终端数据进行集中处理分析，所有系统与装置和中央控制系统11之间传输方式采用有线或无线网络。车辆黑匣子19用于对中央控制系统11产生的关键数据进行实时记录。显示屏110用于对中央控制系统11产生的关键数据信息进行实时显示。中央控制系统11通过有线网络和无线网络和机车、地面列控中心及调度中心等实现交互，实时传输车辆信息。

车辆可根据空重车调整阀、称重装置等技术措施，可以根据车辆载重大小实时调整车辆制动力大小；通过安装电子或机械防滑器，避免过大的制动力造成车轮擦伤；通过实时收集速度、载重、制动距离、轮轨黏着系数、闸盘摩擦系数、有效制动缸数量、制动效率等参数，自动计算出最合理的制动力大小，从而使车辆制动具有智能化特点。

车辆的动力学性能、制动性能、偏载性能、温度性能等指标超出标准规定值时，中央控制系统会根据收据的信息并进行相应的数据分析之后，按照一定的级别发生声光报警，并通过有线或无线网络向外发送讯号。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种智能化铁路货车，包括货车车体及安装于货车车体底部的转向架，其特征在于，所述货车车体上还安装有中央控制系统及显示所述中央控制系统信息的显示屏，中央控制系统分别与智能称重装置、温度监测单元、车辆定位单元、故障报警单元、制动单元、动力学性监测单元、车门意外开启报警装置和车辆黑匣子进行信息交互与智能控制；

同时交互后的信息由中央控制系统处理并与反馈至调度总控中心，调度总控中心将信息处理后传递至中央控制系统。

2.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于，所述转向架包括转向架构架及转向架轮对，智能称重装置安装于转向架构架上，智能称重装置为位移式传感器，位移式传感器将转向架构架的位移信号传递至中央控制系统。

3.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于，所述转向架包括转向架构架及转向架轮对，转向架构架通过悬挂系统实现与转向架轮对的相对减震与悬挂，智能称重装置安装于悬挂系统底部，转向架构架及转向架轮对之间，智能称重装置为称重传感器，称重传感器将质量信号传递至中央控制系统。

4.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于，所述温度监测单元主要包括安装于能货车车体内部的温度传感器和轴温传感器，温度传感器和轴温传感器分别将温度信号传递至中央控制系统。

5.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于，所述车辆定位单元包括安装于货车车体上的GPS和/或北斗导航系统。

6.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于，所述故障报警单元包括与所述中央控制系统相连接的声光报警装置，中央控制系统控制声光报警装置发出报警信息。

7.根据权利要求3所述的智能化铁路货车，所述制动单元包括空重车调整阀及安装于转向架上的电子防滑器，中央控制系统通过电子防滑器实时收集相关参数来计算出制动力的大小。

8.根据权利要求2或3所述的智能化铁路货车，其特征在于，所述动力学性能监测单元包括安装于转向架轮对上的测力传感器和加速及位移传感器，测力传感器和加速及位移传感器将信号实时反馈给中央控制系统，实现车辆动力学性能的实时监测。

9.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于，所述车门意外开启报警装置安装于货车车体的车门部分，车门意外开启报警装置将车门开闭信号传递至中央控制系统并在车门意外开启后发送讯号。

10.根据权利要求1所述的智能化铁路货车，其特征在于，所述车辆黑匣子安装于货车车体内部并与中央控制系统进行实时数据交换，并将信息实时存储。