一种适应于道岔转换设备智能诊断的采集装置的制作方法

本实用新型属于轨道交通技术领域，特别涉及一种适应于道岔转换设备智能诊断的采集装置。

背景技术：

转辙机是一种道岔控制系统的执行机构，其用于转换锁闭道岔尖轨或心轨，表示监督联锁区内道岔尖轨或心轨的位置和状态。在集中联锁设备中，转辙机的作用是接到命令后带动道岔转换，其主要功能为：转换道岔、锁闭道岔尖轨、表示道岔所在位置。

铁路道岔转换设备作为列车运行中重要的铁路信号设备，成为铁路运营安全的主要焦点之一，是保障列车安全运行不可缺少的组成部分。然而铁路道岔转换设备的健康衰退往往成为导致事故的安全隐患，需要更有计划和针对性的开展维护维修工作。目前道岔设备的监测手段主要依靠人工浏览微机监测系统中的转辙机动作功率、电流数据曲线。这种方式取决于人工的经验，难以满足道岔设备复杂的工作环境需求。而且该方式属于“故障后维修”，不能对道岔设备进行有效的故障防护，只有等故障特征表现明显后，才进行维护处理，难以形成有效的维修维护计划。而现有的采集装置主要针对于转辙机，采集信号不全面，通信带宽小，不利于道岔转换设备故障预测及诊断。

专利号为cn104932485a，公开了一种铁路道岔转辙机故障预测系统及方法，所述系统包括信息采集装置、故障预测处理装置、存储装置、报警显示模块、电源模块。信息采集装置用于实现对转辙机运行状态参数同步实时采集,所述信息采集装置包括：传感器，用以采集铁路道岔转辙机工作电流、电压、转换力矩、表示杆缺口、运行环境数据。该方案缺少转辙机外道岔状态的监测，如密贴、不足位移等。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供了一种适应于道岔转换设备智能诊断的采集装置，所述采集装置包括传感单元、分布式采集单元和数据传输单元，所述传感单元输出端与分布式采集单元输入端连接，所述分布式采集单元输出端与数据传输单元输入端连接，所述传感单元包括摄像头、密贴力传感器、温湿度传感器、油压传感器、油位传感器、不足位移传感器、振动传感器，所述摄像头输出端、密贴力传感器输出端、温湿度传感器输出端、油压传感器输出端、油位传感器输出端、不足位移传感器输出端、振动传感器输出端均与传感单元输出端连接；

所述分布式采集单元包括防雷模块、处理器模块、传感器模块、第一plc通信模块、第一无线通信模块，所述传感器模块输入端与分布式采集单元输入端连接，所述防雷模块、传感器模块、第一plc通信模块、第一无线通信模块均与处理器模块双向连接，所述第一plc通信模块输出端与分布式采集单元输出端连接。

进一步地，所述传感单元还包括转换力传感器、表示杆位移传感器和电流传感器。

进一步地，所述转换力传感器输出端、表示杆位移传感器输出端和电流传感器输出端均与传感单元输出端连接。

进一步地，所述分布式采集单元还包括电源模块和滤波隔离模块。

进一步地，所述电源模块和滤波隔离模块均与处理器模块双向连接。

进一步地，所述数据传输单元包括车站服务器模块、云服务器模块、第二plc通信模块和第二无线通信模块。

进一步地，所述第二plc通信模块输入端与分布式采集单元输出端连接。

进一步地，所述第一无线通信模块输出端与第二无线通信模块输入端连接。

进一步地，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均采用4g无线通信技术。

进一步地，所述第二plc通信模块与车站服务器模块双向连接，所述第二无线通信模块与云服务器模块双向连接。

本实用新型中的采集装置采集的数据覆盖广，实现对道岔转换系统的智能感知。同时通过无线通信等技术实现数据传输，构建大数据云计算平台，配置车站客服端，为结合故障诊断预测算法、专家知识库、人工智能等实现道岔设备故障预测与健康管理系统打下结实的基础。本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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示出了采集装置的结构示意图；

图2示出了传感单元的结构示意图；

图3示出了分布式采集单元的结构示意图；

图4示出了数据传输单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。

本实用新型提供了一种适应于道岔转换设备智能诊断的采集装置，图1示出了采集装置的结构示意图，如图1所示，所述采集装置内部包括传感单元、分布式采集单元、数据传输单元，其中传感单元作为前端信息感知设备，用于采集道岔及转辙机的相关数据。传感单元输出端与分布式采集单元输入端连接，从而使分布式采集单元能够获取传感单元的数据。分布式采集单元输出端与数据传输单元输入端连接，数据传输单元从而能够负责分布式采集单元采集数据的传输、通信、存储等。道岔转换设备智能诊断系统通过数据传输单元传输的数据可以进行故障预测及诊断。

所述传感单元包括摄像头、密贴力传感器、温湿度传感器、油压传感器、油位传感器、不足位移传感器、振动传感器、转换力传感器、表示杆位移传感器和电流传感器，图2示出了传感单元的结构示意图，如图2所示，所述摄像头输出端、密贴力传感器输出端、温湿度传感器输出端、油压传感器输出端、油位传感器输出端、不足位移传感器输出端、振动传感器输出端、转换力传感器输出端、表示杆位移传感器输出端和电流传感器输出端均与传感单元输出端连接，然后分布式采集单元输入端与传感单元输出端连接，用于分布式采集单元获取传感单元的数据。传感单元的数据不仅包括转辙机传感器数据(表示杆位移、电流、温湿度、油压、油位、振动)，还包括缺口视频、图像数据、道岔传感器数据(密贴力、不足位移、转换力、振动)等。具体的，摄像头用于获取转辙机缺口视频及实现图像识别，密贴力传感器用于反映道岔轨道间的密贴程度，转换力传感器用于监测转换阻力的变化和轨道的状态，表示杆位移传感器用于监测转辙机表示杆的移动位置及状态，电流传感器用于监测转辙机电机动作回路的电流变化，温湿度传感器用于监测道岔系统的温湿度变化，油压传感器用于监测电液转辙机液压系统的压力变化，油位传感器用于监测电液转辙机液压系统的液压油量，不足位移传感器用于监测道岔轨道的相关距离，振动传感器用于获取转辙机和道岔实时振动信息。

所述分布式采集单元包括防雷模块、处理器模块、传感器模块、第一plc(powerlinecarrier，电力线载波)通信模块、第一无线通信模块、电源模块和滤波隔离模块，图3示出了分布式采集单元的结构示意图，如图3所示，所述传感器模块输入端与分布式采集单元输入端连接，所述防雷模块、传感器模块、第一plc通信模块、第一无线通信模块、电源模块和滤波隔离模块均与处理器模块双向连接，所述第一plc通信模块输出端与分布式采集单元输出端连接。具体的，电源模块用于对接入电源进行转换后负责给其它模块进行供电，滤波隔离模块用于实现电源接口emc防护功能，防雷模块用于实现电源接口、对外接口等防雷功能，传感器模块用于与图1中的传感单元进行连接，通过分布式采集单元的输入端和传感单元的输出端采集各传感器数据，第一plc通信模块用于与图1中的数据传输单元通信，实现数据plc传输，第一无线通信模块用于与图1中的数据传输单元进行通信，实现数据的无线传输，处理器模块用于分布式采集单元进行逻辑运算。进一步地，处理器模块对各模块传输的数据进行运算处理后，将处理结果发送给第一plc通信模块和/或第一无线通信模块，第一plc通信模块和/或第一无线通信模块将数据传输给数据传输单元。

所述数据传输单元包括车站服务器模块、云服务器模块、第二plc通信模块和第二无线通信模块，图4示出了数据传输单元的结构示意图，如图4所示，所述第二plc通信模块与车站服务器模块双向连接，所述第二无线通信模块与云服务器模块双向连接。所述第二plc通信模块输入端与分布式采集单元输出端连接，第二plc通信模块通过分布式采集单元输出端与第一plc通信模块连接，实现plc通信。所述第一无线通信模块输出端与第二无线通信模块输入端连接，并且第一无线通信模块和第二无线通信模块均采用4g无线通信技术，实现4g无线通信。根据系统需求及配置可选择任意一种通信方式。具体的，第二plc通信模块接收图1中分布式采集单元的数据，利用plc通信的方式将数据通过有线传输至室内，室内设备对plc数据进行处理后将数据传输至本地车站服务器模块，故障预测及诊断系统通过本地车站服务器模块获取数据，第二无线通信模块接收图1中分布式采集单元的数据，利用4g无线通信的方式将数据通过无线传输至云服务器模块，故障预测及诊断系统通过云站服务器模块获取数据。

本实用新型提供的道岔转换设备智能诊断的采集装置适用于各种型号的转辙机，采集装置支持plc通信，4g无线通信，建立云服务器，将采集数据通过4g无线通信方式传输至云服务器和/或通过plc通信方式传输至车站服务器，为道岔转换设备故障预测及诊断提供前端数据感知、传输及存储等功能。本实用新型中的采集装置对道岔设备智能诊断系统数据的采集进行了创新，且数据覆盖广，实现对道岔转换系统的智能感知。同时通过无线通信等技术实现数据传输，构建大数据云计算平台，配置车站客服端，为结合故障诊断预测算法、专家知识库、人工智能等实现道岔设备实现故障预测与健康管理系统打下结实的基础。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。