一种车辆脱轨监测系统的制作方法

文档序号:4010119阅读:407来源:国知局
一种车辆脱轨监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种车辆脱轨监测系统,该系统包括:车载检测装置,安装在车辆的转向架上,用于检测车辆脱轨数据;数据处理装置,与所述车载检测装置连接,用于对所述车辆脱轨数据进行处理,得到车辆脱轨系数;以及报警装置,与所述数据处理装置连接,在所述车辆脱轨系数超出设定的车辆脱轨系数限度时进行报警。本实用新型通过对车辆的脱轨数据进行实时检测和报警来确保车辆在安全时速下运行,提高了车辆的运行速度和车辆的周转效率,从而提高了铁路的运输性能,增强了运输的安全性。
【专利说明】
一种车辆脱轨监测系统

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及铁路车辆状态监控领域,具体地,涉及一种车辆脱轨监测系统。

【背景技术】
[0002]长期以来,世界各国铁路部门和科研人员展开了大量的脱轨技术理论与实验研究,但是由于脱轨问题的复杂性和研究的困难性,车辆脱轨问题至今仍未得到很好的解决,脱轨事故的原因往往也难以查明,甚至评判脱轨的准则至今也存在很多问题。
[0003]随着铁路运输需求的逐年增加,提高列车的行驶速度、开行大轴重列车、开行万吨甚至两万吨重载列车是提高铁路运输能力的主要措施,其中重载铁路空载车辆运行提速是增加重载铁路运力和工作效率的有力手段,但因空载时车辆垂向作用力减小,空载车辆因其脱轨系数大于满载车辆而更易发生脱轨,然而,操作人员往往不知道应该以怎样的速度来运行车辆,所以为了防止车辆脱轨情况的发生,操作人员通常需要使车辆以较低的运行速度运行,这不仅影响了铁路的运输效率而且也不能有效防止车辆脱轨。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种车辆脱轨监测系统,该系统用于解决防止车辆脱轨及提高车辆的运行速度的问题。
[0005]为了实现上述目的,本实用新型提供了一种车辆脱轨监测系统,该系统包括:车载检测装置,安装在车辆的转向架上,用于检测车辆脱轨数据;数据处理装置,与所述车载检测装置连接,用于对所述车辆脱轨数据进行处理,得到车辆脱轨系数;以及报警装置,与所述数据处理装置连接,在所述车辆脱轨系数超出设定的车辆脱轨系数限度时进行报警。
[0006]优选地,所述车载检测装置包括至少两个位移传感器、至少三个加速度传感器和至少两个力传感器,分别用于检测以下车辆脱轨数据:横向位移、垂向位移、横向加速度、垂向加速度、侧架加速度、横向力和垂向力。
[0007]优选地,所述系统还包括:数据分析装置,与所述数据处理装置和所述报警装置连接,用于根据所述报警装置进行报警的位置和所述车辆脱轨系数进行分析,以确定车辆安全运行的最高时速。
[0008]优选地,所述数据处理装置包括:模数AD转换器,与所述车载检测装置连接,用于对所述车辆脱轨数据进行AD转换;以及数字信号处理DSP微处理器,与所述AD转换器连接,用于对AD转换后的车辆脱轨数据进行处理,得到车辆脱轨系数。
[0009]优选地,所述车载检测装置安装在车辆的转向架的摇枕上。
[0010]优选地,所述报警装置包括:多个比较器,与所述数据处理装置连接;
[0011]多个报警器,与所述多个比较器一对一连接,其中,所述多个比较器分别设定了不同的车辆脱轨系数限度,在所述车辆脱轨系数超出对应比较器中设定的车辆脱轨系数限度时,与该比较器连接的报警器进行报警。
[0012]通过上述技术方案,本实用新型通过对车辆的脱轨数据进行实时检测和报警来确保车辆在安全时速下运行,提高了车辆的运行速度和车辆的周转效率,从而提高了铁路的运输性能,增强了运输的安全性。
[0013]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。

【专利附图】

【附图说明】
[0014]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型,但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0015]图1是本实用新型提供的车辆脱轨监测系统的结构图;以及
[0016]图2是本实用新型提供的车辆脱轨监测系统的【具体实施方式】的结构图。

【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
[0018]图1是本实用新型提供的车辆脱轨监测系统的结构图,如图1所示,该系统包括车载检测装置、数据处理装置和报警装置,其中,车载检测装置可以安装在车辆的转向架上,用于检测车辆脱轨数据,数据处理装置与车载检测装置连接,用于对车辆脱轨数据进行处理,得到车辆脱轨系数,报警装置与数据处理装置连接,在车辆脱轨系数超出设定的车辆脱轨系数限度时进行报警。
[0019]其中,车载检测装置安装在车辆的转向架上,优选地可以安装在转向架的摇枕上,包括至少两个位移传感器、至少三个加速度传感器和至少两个力传感器,位移传感器用于检测横向位移和垂向位移,可以采用两个位移传感器分别检测转向架与铁轨间的横向位移和垂向位移,采用三个加速度传感器分别检测转向架与铁轨间的横向加速度和垂向加速度及侧架加速度,采用两个力传感器分别检测转向架与铁轨间的横向力和垂向力。其中,横向位移的测量可以采用非接触的测量方式,优选地,可以采用电磁式位移传感器。
[0020]数据处理装置采用本领域技术人员熟知的计算方法根据车载检测装置检测得到的横向位移、垂向位移、横向加速度、垂向加速度、侧架加速度、横向力和垂向力来计算得到车辆脱轨系数,报警装置判断得到车辆脱轨系数超出设定的车辆脱轨系数限度时进行报
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目O
[0021]其中,报警装置安装在车辆上,以用于向操作人员进行报警,以便操作人员及时降低车辆的运行速度,以避免脱轨事故的发生。
[0022]图2是本实用新型提供的车辆脱轨监测系统的【具体实施方式】的结构图,如图2所示,该系统不仅包括车载检测装置、数据处理装置和报警装置,还包括数据分析装置,该数据分析装置与数据处理装置和报警装置连接,用于记录报警装置的报警位置,即报警装置进行报警时车辆所处的位置,并对车辆脱轨系数和报警位置进行分析来确定车辆安全运行的最闻时速。
[0023]其中,数据处理装置包括AD (模数)转换器和DSP (数字信号处理)微处理器,该AD转换器与车载检测装置连接,用于对车辆脱轨数据进行AD转换,DSP微处理器与AD转换器连接,用于对AD转换后的车辆脱轨数据进行处理,得到车辆脱轨系数,也就是说,AD转换器将车载检测装置检测到的车辆脱轨数据进行AD转换,然后DSP微处理器对进行AD转换后的车辆脱轨数据进行处理,该处理就是采用本领域技术人员所熟知的计算方法根据AD转换后的车辆脱轨数据得到车辆脱轨系数。此外,在实际操作中,车载检测装置中的各传感器会将检测到的数据转换成电压变化量,数据处理装置对该电压变化量进行处理。
[0024]报警装置可以包括多个比较器和多个报警器,多个比较器与数据处理装置连接,具体地,与DSP微处理器连接,多个报警器与多个比较器一对一连接。于此,采用多个比较器和多个报警器的目的是实现分级预警。举例来说,对于采用两个比较器和两个报警器的情况,第一比较器与第一报警器连接,第二比较器与第二报警器连接。在第一比较器中设定第一车辆脱轨系数限度,在第二比较器中设定第二车辆脱轨系数限度,现假设第二车辆脱轨系数限度大于第一车辆脱轨系数限度。在车辆脱轨系数限度达到或超过第一车辆脱轨系数限度但未达到第二车辆脱轨系数限度时,第一报警器进行报警,在车辆脱轨系数限度达到或超过第二车辆脱轨系数限度时,第二报警器进行报警。当然,在车辆脱轨系数限度达到或超过第二车辆脱轨系数限度时,第一报警器和第二报警器可以同时进行报警。
[0025]数据分析装置通过对报警装置进行报警时车辆所处的位置和此时车辆脱轨系数进行分析来确定车辆安全运行的最高时速。于此,可以通过报警装置记录下进行报警时车辆所处的位置,再通过数据转储装置(未示出)将报警时车辆所处的位置的信息存储至数据分析装置。还可以通过数据分析装置实时记录报警装置进行报警时车辆所处的位置,这种情况下,数据分析装置可以实时分析车辆的当前状态以确定当前车辆安全运行的最高时速。数据分析装置可以是离线的地面数据分析处理设备,用于对以后车辆运行的时速提供参考,还可以是对车辆运行的最高时速进行实时分析的在线的地面数据分析处理设备,用于对当前车辆运行的时速提供参考。以上数据分析装置在确定车辆安全运行的最高时速时也需要结合从机车安全信息综合检测装置即TAX箱(未示出)读取在报警装置进行报警时的车辆行驶时速。
[0026]此外,TAX箱(未示出)每隔预定时间(优选为50ms)向车载检测装置发送一次车辆运行的相关信息,包括车辆行驶速度、车辆行驶里程等,以便司机实时掌握车辆的运行情况。
[0027]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节,在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0028]通过以上技术方案,本实用新型通过对车辆的运行状态进行实时检测和分析,实现了铁路车辆的实时控制并能达到预警及分级预警的目的,不仅提高了铁路车辆的运行速度和车辆周转效率,还提高了铁路运输性能,增强了铁路运输的安全性。
[0029]另外需要说明的是,在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0030]此外,本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本实用新型的思想,其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种车辆脱轨监测系统,其特征在于,该系统包括: 车载检测装置,安装在车辆的转向架上,用于检测车辆脱轨数据;所述车载检测装置包括至少两个位移传感器、至少三个加速度传感器和至少两个力传感器,分别用于检测以下车辆脱轨数据:横向位移、垂向位移、横向加速度、垂向加速度、侧架加速度、横向力和垂向力; 数据处理装置,与所述车载检测装置连接,用于对所述车辆脱轨数据进行处理,得到车辆脱轨系数;以及 报警装置,与所述数据处理装置连接,在所述车辆脱轨系数超出设定的车辆脱轨系数限度时进行报警。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括: 数据分析装置,与所述数据处理装置和所述报警装置连接,用于根据所述报警装置进行报警的位置和所述车辆脱轨系数进行分析,以确定车辆安全运行的最高时速。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述数据处理装置包括: 模数AD转换器,与所述车载检测装置连接,用于对所述车辆脱轨数据进行AD转换;以及 数字信号处理DSP微处理器,与所述AD转换器连接,用于对AD转换后的车辆脱轨数据进行处理,得到车辆脱轨系数。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述车载检测装置安装在车辆的转向架的摇枕上。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述报警装置包括: 多个比较器,与所述数据处理装置连接; 多个报警器,与所述多个比较器一对一连接, 其中,所述多个比较器分别设定了不同的车辆脱轨系数限度,在所述车辆脱轨系数超出对应比较器中设定的车辆脱轨系数限度时,与该比较器连接的报警器进行报警。
【文档编号】B61F9/00GK204055812SQ201320528179
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】孟宪洪, 唐永康, 李长春, 张金英, 李磊 申请人:中国神华能源股份有限公司, 朔黄铁路发展有限责任公司, 北京交通大学
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