CN204901354U - 客车水栓压力在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种客车水栓压力在线监测系统，包括：监测控制中心，包括数据服务器和人机输入输出接口设备；和，多个相互独立的控制单元，设置在现场，其包括：与所述监测控制中心无线通讯连接的自动控制装置、用于控制股道支管道开合的电动阀门和设于所述股道支管道中的两个压力传感器，所述自动控制装置根据所述压力传感器传输的压力数据控制所述电动阀门。本实用新型的客车水栓压力在线监测系统实现监测控制终端与后台监控中心的数据交互功能；不仅可对铁路客车上水栓(管道)的压力进行实时监测，还可判断出供水管网断裂的节点位置，迅速关闭两端的电动阀门，切除故障点，并在监控中心做报警指示。

Description

客车水栓压力在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及远程监测控制领域，具体涉及一种客车水栓压力在线监测系统。

背景技术

客车上水栓供水管路由于建设等级低，大多埋于股道间，其安全运行受回填土质、列车震动、地形变化等因素影响，北方湿陷性黄土地区，故障跑水初期不易翻出地面，直至路基松软下沉或塌陷后才能发现，大大增加了故障点的查找和发现时间，扩大了事故影响范围。铁路路基下还存在很多过道涵管的供水管路，过道涵管埋的一般都比较深，仅能按周期检查涵管两侧，发生故障跑水后水先是顺涵管渗漏，不易发现，势必也会对路基稳定构成威胁。另外还有大量的临近铁路线路供水管路。铁路供水的对象是铁路各单位，地理位置顺铁路两侧分布，所以为其供水的管道，因受用户分布性质制约，大都平行敷设于铁路线旁，且多在路肩上，除周期巡视外，行走人员少，所以发现故障时，一般都是路基或路面已出现沉陷。

随着高速动车组的运行，客车密度不断增加，供水任务日益繁重，保证客车水栓能不间断供水的重要性不断提高，给水栓压力的实时监测也就显得刻不容缓。

实用新型内容

本实用新型提出一种客车水栓压力在线监测系统，以解决现有客车水栓压力无法实时监测的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种客车水栓压力在线监测系统，包括：监测控制中心，包括数据服务器和人机输入输出接口设备；和，多个相互独立的控制单元，设置在现场，其包括：与监测控制中心无线通讯连接的自动控制装置、用于控制股道支管道开合的电动阀门和设于股道支管道中的两个压力传感器，自动控制装置根据压力传感器传输的压力数据控制电动阀门。

作为本实用新型的进一步改进，无线通讯连接为APN数据交换通道，包括：与监测控制中心相互传递数据的GPRS路由器和与自动控制装置直接作用的DTU终端。

作为本实用新型的进一步改进，还包括：设于股道支管道上的流量计，与监测控制中心通过无线通讯连接，或者与自动控制装置电连接。

作为本实用新型的进一步改进，自动控制装置包括CPU、用于控制电动阀门的阀门控制输出和阀门信号反馈，以及用于传递无线信号的数据接口。

作为本实用新型的进一步改进，流量计为超声波流量计。

作为本实用新型的进一步改进，监测控制中心还包括显示器，与数据服务器电连接。

作为本实用新型的进一步改进，自动控制装置包括遥信采集模块、遥测采集模块、直流变送模块、A/D模数变换模块、遥控输出模块、CPU、GPRS/CDMA无线通讯模块和电源；压力传感器采集的信号传输给遥测采集模块，遥测采集模块连接直流变送模块并转换成直流信号，再连接A/D模数转换模块，将电压信号转换成数字信号，并传送至CPU，CPU同时连接GPRS/CDMA无线通讯模块、遥信采集模块和遥控输出模块，GPRS/CDMA无线通讯模块接收数据后，转发至CPU，CPU再将信号传递至监测控制中心。

作为本实用新型的进一步改进，电动阀门采用电动对夹蝶阀，由回转型电动执行器和对夹式蝶阀阀体组成。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的客车水栓压力在线监测系统利用基于移动的APN专网，实现监测控制终端与后台监控中心的数据交互功能；不仅可对铁路客车上水栓(管道)的压力进行实时监测，还可判断出供水管网断裂的节点位置，迅速关闭两端的电动阀门，切除故障点，并在监控中心做报警指示。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是说明性实施例中客车水栓压力在线监测系统的整体构架示意图；

图2是说明性实施例中双压力判断逻辑框图；

图3是说明性实施例中自动控制装置的组成框图。

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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为一些实施例中客车水栓压力在线监测系统的整体构架示意图。

说明性实施例中的一种客车水栓压力在线监测系统，包括：监测控制中心1和多个相互独立的控制单元；监测控制中心1包括数据服务器和人机输入输出接口设备；控制单元设置在现场，与股道支管道一一对应设置，用于监测每一个股道支管道的水压情况，其包括：与监测控制中心无线通讯连接的自动控制装置21、用于控制股道支管道开合的电动阀门25和设于股道支管道中的两个压力传感器22，自动控制装置21根据压力传感器22传输的压力数据控制电动阀门25。

优选地，监测控制中心1还包括显示器，与数据服务器电连接。

优选地，电动阀门25采用电动对夹蝶阀，由回转型电动执行器和对夹式蝶阀阀体组成，电动对夹蝶阀可用于现场要求空间比较窄、管道距离较短的场合。蝶阀体内无连杆、螺栓等、工作可靠、使用寿命长，可以多工位安装，不受介质流向影响。

实施例中的压力变化判断，是双参数判断，一是压力变化的绝对值判断，二是压力变化的速率判断。自动控制装置时刻监视压力绝对值的变化与压力变化速率的大小，在两个参数同时达到阀值时，自动控制装置发出管道故障判断，提示报警或自动关闭阀门。

如图2所示，是说明性实施例中双压力判断逻辑框图。

两个压力传感器分别形成两组独立的压力传感变送回路，S1：某一通道压力判断发出告警信号；S2：查看另一通道压力判断是否发出告警信号；S3：如果否(即只有一路通道告警)，则不对电动阀门下达开关命令，而是采用手动，上送“压力传感变送异常”信息，告知值班人员，巡视检查设备；S4：如果是(即两回路均发出管路故障信号)，才在“自动”的选择下，自动关闭电动阀门，并上送“压力传感变送异常”信息。

优选地，无线通讯连接为APN(AccessPointName)数据交换通道，包括：与监测控制中心相互传递数据的GPRS路由器和与自动控制装置直接作用的DTU(DataTransferunit)终端。

优选地，说明性实施例中的客车水栓压力在线监测系统还包括：设于股道支管道上的流量计23，与监测控制中心1通过无线通讯连接，或者与自动控制装置21电连接。更优选地，流量计23为超声波流量计。

流量也是客车水栓工作正常与否的一个重要判据。客车水栓在给客车上水时，与客车水栓使用的多少有关，流量会有一定的变化，但其基本固定在一定的范围内；其次影响客车水栓流量突然变化的因素，就是客车水栓管道破裂跑水。一般来说，客车水栓管道破裂跑水时，流量会瞬间迅速增大，远远超出正常值。客车水栓用水时，管道流量的变化小于管道破裂时流量变化的绝对值，变化速率也小于管道破裂时的变化速率。

本实施例中流量变化判断也是双参数判断，一是流量变化的绝对值判断，二是流量变化的速率判断。流量变化的信号，不直接参与阀门的自动关闭逻辑，而是通过独立的通信通道，发回监测控制中心，在“手动”状态下，作为管道故障与否的第二判据。监测中心时刻监视流量绝对值的变化与流量变化速率的大小，在两个参数同时达到阀值时，监测中心再参照是否有压力判断信息，来判断管道是否有故障。

如图3所示，是说明性实施例中自动控制装置的组成框图。

说明性实施例中的自动控制装置21包括CPU、用于控制电动阀门的阀门控制输出和阀门信号反馈，以及用于传递无线信号的数据接口。

具体地，说明性实施例中的自动控制装置21包括遥信采集模块、遥测采集模块、直流变送模块、A/D模数变换模块、遥控输出模块、CPU、GPRS/CDMA无线通讯模块和电源；压力传感器采集的信号传输给遥测采集模块，遥测采集模块连接直流变送模块并转换成直流信号，再连接A/D模数转换模块，将电压信号转换成数字信号，并传送至CPU，CPU同时连接GPRS/CDMA无线通讯模块、遥信采集模块和遥控输出模块，GPRS/CDMA无线通讯模块接收数据后，转发至CPU，CPU再将信号传递至监测控制中心。

实施例中，传感器和流量计采集的信号传输给遥测采集模块，遥测采集模块连接直流变送模块，并转换成0-5V的直流信号，然后再连接A/D模数转换模块，将电压信号转换成数字信号，通过数据带连接并传送至CPU。CPU同时连接GPRS/CDMA无线通讯模块、遥信采集模块和遥控输出模块，GPRS/CDMA模块接收数据后，转发至CPU，CPU对接收到的数据报文进行解析，根据解析的结果应答监控中心；或者CPU对现场采样的进行分析判断后，如发现现场设备异常，则将相关数据发送至GPRS/CDMA无线通讯模块。GPRS/CDMA无线通讯模块转发数据报文至监测控制中心；CPU除了担负着与监测控制中心的通讯之外，还通过遥控输出模块对现场设备进行控制。

客车水栓压力的变化受用户用水量、水源情况、管道情况等各种因素的影响，本实施例中的系统可准确判断是否管道出现故障而及时自动关闭阀门；为防止压力传感部分故障引起阀门误动作，本系统通过设置两组独立传感回路，具备传感异常自诊断功能。本实施例中的客车水栓压力在线监测系统由传感器、监测控制终端、后台监控中心组成，利用基于移动的APN专网，实现监测控制终端与后台监控中心的数据交互功能。该系统不仅可对铁路客车上水栓(管道)的压力进行实时监测，还可在管网爆裂时，根据以压力和流量为变量组成的动态数学模型，分析判断出供水管网断裂的节点位置，迅速关闭两端的电动阀门，切除故障点，并在监控中心做报警指示；在管网发生缓慢渗漏时，可计算出各节点处压力和流量的累积变化，当变化量超出正常用水负荷时，系统可在监控中心做出预警，提示值班人员尽快消除渗漏隐患。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种客车水栓压力在线监测系统，其特征在于，包括：

监测控制中心，包括数据服务器和人机输入输出接口设备；和，

多个相互独立的控制单元，设置在现场，其包括：与所述监测控制中心无线通讯连接的自动控制装置、用于控制股道支管道开合的电动阀门和设于所述股道支管道中的两个压力传感器，所述自动控制装置根据所述压力传感器传输的压力数据控制所述电动阀门。

2.根据权利要求1所述的客车水栓压力在线监测系统，其特征在于，所述无线通讯连接为APN数据交换通道，包括：与所述监测控制中心相互传递数据的GPRS路由器和与所述自动控制装置直接作用的DTU终端。

3.根据权利要求1所述的客车水栓压力在线监测系统，其特征在于，还包括：设于所述股道支管道上的流量计，与所述监测控制中心通过无线通讯连接，或者与所述自动控制装置电连接。

4.根据权利要求1、2或3所述的客车水栓压力在线监测系统，其特征在于，所述自动控制装置包括CPU、用于控制所述电动阀门的阀门控制输出和阀门信号反馈，以及用于传递无线信号的数据接口。

5.根据权利要求3所述的客车水栓压力在线监测系统，其特征在于，所述流量计为超声波流量计。

6.根据权利要求1所述的客车水栓压力在线监测系统，其特征在于，所述监测控制中心还包括显示器，与所述数据服务器电连接。

7.根据权利要求4所述的客车水栓压力在线监测系统，其特征在于，所述自动控制装置包括遥信采集模块、遥测采集模块、直流变送模块、A/D模数变换模块、遥控输出模块、CPU、GPRS/CDMA无线通讯模块和电源；压力传感器采集的信号传输给遥测采集模块，遥测采集模块连接直流变送模块并转换成直流信号，再连接A/D模数转换模块，将电压信号转换成数字信号，并传送至CPU，CPU同时连接GPRS/CDMA无线通讯模块、遥信采集模块和遥控输出模块，GPRS/CDMA无线通讯模块接收数据后，转发至CPU，CPU再将信号传递至所述监测控制中心。

8.根据权利要求1所述的客车水栓压力在线监测系统，其特征在于，所述电动阀门采用电动对夹蝶阀，由回转型电动执行器和对夹式蝶阀阀体组成。