CN207790730U - 一种基于4g网络的轨道交通列车故障数据在线检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于4G网络的轨道交通列车故障数据在线检测系统，该系统包括车载微处理器、车载采集单元、4G通讯模块(3)和服务器(41)，所述的车载采集单元连接车载微处理器并获取列车故障数据，所述的服务器(41)通过4G通讯模块(3)连接所述的车载采集单元，所述的服务器(41)还无线连接有智能终端(42)。与现有技术相比，本实用新型能实现远程监测，大大的提高了工作的效率。

Description

一种基于4G网络的轨道交通列车故障数据在线检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种轨道交通列车故障数据检测系统，尤其是涉及一种基于4G网络的轨道交通列车故障数据在线检测系统。

背景技术

安全是整个城市轨道交通系统中十分重要的一个环节，如果不对车辆的故障进行及时的发现与处理，将有可能导致危险事故的发生，因此对车辆故障的诊断与排查在整个城市轨道交通系统中显得尤为重要。传统的故障诊断与排查大多采用人为亲自诊断与排查的方式，这样不仅仅耗费大量的人力资源，还存在着一定的风险。并且在很多工作环境中，需要经验丰富的老师傅才可以检查出车辆的各种设备是否发生故障。地铁公司一般是定期安排人员对车辆进行检查，两次检查的间隔会产生一段空窗期，对于车辆的安全运行存在一定的不利。当车辆需要进行故障检测的时候仍然需要维修人员现场调出数据进行排查，这对于车辆的安全运营存在一定的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于4G网络的轨道交通列车故障数据在线检测系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于4G网络的轨道交通列车故障数据在线检测系统，该系统包括车载微处理器、车载采集单元、4G通讯模块(3)和服务器(41)，所述的车载采集单元连接车载微处理器并获取列车故障数据，所述的服务器(41)通过4G通讯模块(3)连接所述的车载采集单元，所述的服务器(41)还无线连接有智能终端(42)。

所述的车载微处理器设置2个，分别为车载主微处理器(11)和车载从微处理器(12)，2个车载微处理器均连接至车载采集单元。

所述的车载采集单元包括：用于数据连接的接口电路(21)、用于控制车载采集单元数据采集和发送的采集主控制器(23)以及用于将车载数据编码并发送至服务器的编码器(24)，所述的接口电路(21)、采集主控制器(23)和编码器(24)依次连接，所述的接口电路(21)输入端连接车载微处理器，所述的编码器(24)连接4G通讯模块(3)。

所述的接口电路(21)和采集主控制器(23)之间还设有用于将通讯协议数据与列车故障数据区分并将通讯协议数据剔除的采集次控制器(22)。

所述的车载采集单元还包括用于将车载主控制器获取的列车故障数据进行本地存储的SD存储器(25)，所述的SD存储器(25)连接所述的采集主控制器(23)。

所述的采集主控制器(23)设有用于连接计算机设备的485接口(26)。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型基于4G网络的轨道交通车辆故障信息在线检测系统，可以实时监测车辆内部各种部件的当前性能参数，增强车辆的运行安全系数，减少故障检测与排查的成本，同时可以实时在线的与监控中心、维修中心联网，以便维修人员进行针对性检修，大大的提高了工作的效率；

(2)本实用新型将车载采集单元安装于列车上，实时地采集列车内部运行状态，取代列车回库之后人工亲自登车维护方式，断绝故障检测空窗期，极大地节省了经济与时间成本；

(3)本实用新型通过4G网络实现车载采集单元和服务器的通讯，现了列车内部故障状态与监控中心、维修中心联网通讯，将列车故障代码直观化，方便直接观察监测，方便维修人员进行针对性检修，大大的提高了工作的效率，达到列车故障安全预警功能、更好地保障了线路正常运营；

(4)本实用新型车载微处理器设置主从两个，实现冗余备份，提高整个系统的可靠性；

(5)本实用新型设置采集次控制器，能够在采集主控制器之前将列车故障数据筛选出来，提高车载采集部分的通讯效率；

(6)本实用新型设置SD存储器能够实现列车故障数据的备份；

(7)本实用新型设置485接口作为预留接口，一般情况下不使用，但在紧急情况下，维护保障人员将PC机与485接口连接，可以直接查看列车的故障信息，方便可靠。

附图说明

图1为本实用新型在线检测系统的结构框图；

图2为车载采集单元与车载微处理器通讯流程图；

图中，11为车载主微处理器，12为车载从微处理器，21为接口电路，22为采集次控制器，23为采集主控制器，24为编码器，25为SD存储器，26为485接口，3为4G通讯模块，41为服务器，42为智能终端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种基于4G网络的轨道交通列车故障数据在线检测系统，该系统包括车载微处理器、车载采集单元、4G通讯模块3和服务器41，车载采集单元连接车载微处理器并获取列车故障数据，服务器41通过4G通讯模块3连接车载采集单元，服务器41还无线连接有智能终端42。

车载微处理器(车载MPU)设置2个，分别为车载主微处理器11和车载从微处理器12，2个车载微处理器均连接至车载采集单元。

车载采集单元包括：用于数据连接的接口电路21、用于控制车载采集单元数据采集和发送的采集主控制器23以及用于将车载数据编码并发送至服务器的编码器24，接口电路21、采集主控制器23和编码器24依次连接，接口电路21输入端连接车载微处理器，编码器24连接4G通讯模块3。接口电路21和采集主控制器23之间还设有用于将通讯协议数据与列车故障数据区分并将通讯协议数据剔除的采集次控制器22。车载采集单元还包括用于将车载主控制器获取的列车故障数据进行本地存储的SD存储器25，SD存储器25连接采集主控制器23。采集主控制器23设有用于连接计算机设备的485接口26。

本实施例中，接口电路21使用232接口与车载微处理器连接，实现列车部分与车载采集部分的故障协议和故障数据的收发通讯。采集次控制器22需要对原始数据进行分类处理，将通讯协议与列车故障信息进行区分，再与采集主控制器23通讯，提高车载采集部分的通讯效率。采集主控制器23是车载采集部分的数据处理核心，是与车载微处理器通讯的核心，一方面给列车下达读取故障信息的命令，另一方面应答列车发送过来的协议信息，同时对采集到的故障数据进行详细处理、分析、打包，本地发送给SD存储器25实现故障数据的备份，另外与编码器24连接，将故障数据传输给编码器24，实现故障数据的加密编码。485接口26作为预留电路，一般情况下不使用，但在紧急情况下，维护保障人员将PC机与485接口26连接，可以直接查看列车的故障信息。编码器24接受采集主控制器23分析好的故障数据，并对这些故障数据进行加密编码，防止列车的故障信息外泄，本系统采用UDP的编码方式加密传输，在编码完成的基础上，将加密数据发送至4G通讯模块3。4G通讯模块3通过4G网络发送至互联网的固定IP地址，该地址是服务器41的IP地址，实现故障数据的4G网络发送。服务器41还连接有数据库，数据库用于分类存储不同线路，不同列车的故障信息，实现全网络列车故障数据的监管与维护。智能终端42指各类能够连接互联网的设备，都可以访问服务器41和数据库，在访问的入口端，设置有访问权限的账号与密码，在保障信息安全的基础上，方便车辆维保人员查看列车实时的故障信息和列车内部各个部件的工作状态。

图2为车载采集单元与车载微处理器协议通讯与故障数据读取的流程图，如图所示，左侧是车载采集单元发送至车载微处理器的协议指令，右侧是车载微处理器在对应指令下返回的握手信息与故障信息。系统上电之后，车载采集单元首先给列车下发通讯指令确定车载微处理器是否处于工作状态，车载微处理器状态数据，车载采集单元接受数据判断当前车载微处理器的主从设备号，在确定设备号的情况下，下发握手指令，当列车返回车载微处理器应答指令时说明可以通讯，车载采集单元继续发送版本读取指令，读取当前的列车编号以及列车控制系统等系列固定信息，至此线路通讯连接完成，车载采集单元启动完毕，进入故障读取模式。在故障读取模式下，车载采集单元不间断读取列车内部的工作状态，直至列车断电停止运营。

为保障采集主控制器23能够稳定采集，合理的调度各个工作模块，采集主控制器23搭建了u/cosII操作系统，车载采集单元开始工作后，首先，采集主控制器23对使用到的各类管脚、定时器、Usart、总线、锁相环时钟、中断优先级等进行配置、实现u/cosII操作系统初始化、创建多任务及参数配置功能；然后，Usart1给车载微处理器发送通讯建立指令，在多次来回循环通讯下，最终与车载微处理器建立连接，Usart0与编码器24连接，把从车载微处理器采集到的故障信息转发至后台服务器41；最后，采集主控制器23进入故障读取状态，系统等待中断到来，Usart0中断接受后台给车载采集系统下达的开始采集列车故障指令，持续等待列车返回故障数据，当有故障信息返回时，Uart1进入中断，开始接收数据，并对接收的数据进行校验，判断是否发生接收错误，如果接受不正确，Uart1重新发送故障读取指令，如果校验正确，则系统通过Uart0将接受的数据发送至后台服务器41，随后继续判断本次故障数据是否采集结束，如果本次数据采集结束则进入中断等待，如果没有则Uart1继续发送故障读取附加指令，继续接受数据直至本次数据接收结束。

Claims (3)

1.一种基于4G网络的轨道交通列车故障数据在线检测系统，其特征在于，该系统包括车载微处理器、车载采集单元、4G通讯模块(3)和服务器(41)，所述的车载采集单元连接车载微处理器并获取列车故障数据，所述的服务器(41)通过4G通讯模块(3)连接所述的车载采集单元，所述的服务器(41)还无线连接有智能终端(42)；

所述的车载采集单元包括：用于数据连接的接口电路(21)、用于控制车载采集单元数据采集和发送的采集主控制器(23)以及用于将车载数据编码并发送至服务器的编码器(24)，所述的接口电路(21)、采集主控制器(23)和编码器(24)依次连接，所述的接口电路(21)输入端连接车载微处理器，所述的编码器(24)连接4G通讯模块(3)，所述的车载采集单元还包括用于将车载主控制器获取的列车故障数据进行本地存储的SD存储器(25)，所述的SD存储器(25)连接所述的采集主控制器(23)；

所述的接口电路(21)和采集主控制器(23)之间还设有用于将通讯协议数据与列车故障数据区分并将通讯协议数据剔除的采集次控制器(22)。

2.根据权利要求1所述的一种基于4G网络的轨道交通列车故障数据在线检测系统，其特征在于，所述的车载微处理器设置2个，分别为车载主微处理器(11)和车载从微处理器(12)，2个车载微处理器均连接至车载采集单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于4G网络的轨道交通列车故障数据在线检测系统，其特征在于，所述的采集主控制器(23)设有用于连接计算机设备的485接口(26)。