一種動車組應對停電和雷擊故障的處理系統和方法

2023-08-09 23:21:06 1

專利名稱：一種動車組應對停電和雷擊故障的處理系統和方法
一種動車組應對停電和雷擊故障的處理系統和方法
技術領域：
本發明涉及動車組，特別是涉及一種動車組應對停電和雷擊故障的處理方法。背景技術：
高速動車組，是指中國新一代高速動車組，其持續運營時速350公裡，試驗時速將超過400公裡，是世界上商業運營速度最快、科技含量最高、系統匹配最優的動車組。隨著經濟社會和交通系統的發展和生活水平的提高，高速動車組的出現給人們生活出行帶來巨大的方便，但是動車組遭停電和雷擊故障發生時，不能自動上傳報警位置信息造成嚴重交通事故給人們生命和財物的安全造成巨大的損失。針對目前動車組存在這一缺陷，設計一種動車組應對停電和雷擊故障的處理系統和方法。

發明內容本發明旨在解決現有技術的缺點，而提供一種動車組應對停電和雷擊故障的處理系統和方法，具有智能性、實時性、實用性，採用一種太陽能、風能、帶有備用電池等供電，設備本身採用低功耗設計思想做到節能環保，能夠長時間、主動上傳報警和定位信息到控制中心和附近動車組，附近動車組收相關信息採取相應制動措施，控制中心也可以及時處理這個交通系統運行，使得停電和雷擊造成的故障得到及時處理，從而避免交通事故的發生起到重大作用。為實現上述目的，本發明提供一種動車組應對停電和雷擊故障的處理方法，使用能源供電系統，該能源供電系統包括用於將太陽光轉換成一電能Es的太陽能模塊，用於將風力轉換成一電能Ew的風能模塊，可轉換成一電能Eb的備用電池模塊，分別耦接至所述太陽能模塊、風能模塊的充電與轉換模塊，耦接至所述充電與轉換模塊的儲電模塊，耦接至所述太陽能模塊、風能模塊及備用電池模塊的能量切換模塊，耦接至所述能量切換模塊及儲電模塊的放電與轉換模塊，分別耦接至上述各模塊的電能管理模塊，其特徵在於，該處理方法包括以下步驟a、判斷所述太陽能模塊是否正常，若正常則輸出一電能Es，否則將該太陽能模塊停機，並通過能量切換模塊切換到所述風能模塊；b、判斷所述風能模塊是否正常，若正常則輸出一電能Ew，否則將該風能模塊停機， 並通過能量切換模塊切換到所述備用電池模塊；C、判斷所述備用電池模塊是否正常，若正常則輸出一電能Eb ；所述能量切換模塊判斷所述太陽能模塊、風能模塊及備用電池模塊的電能，若Es 趨近於一默認最低電量，則切換至風能模塊，若Ew趨近於一默認最低電量，則切換至備用電池模塊；所述電能管理模塊可對所述太陽能模塊、風能模塊及備用電池模塊的輸出電能的若干參數進行判斷，以決定電源的配置。—種動車組應對停電和雷擊故障的處理系統,其特徵在於,該處理系統包括
無線通信模塊，用於接收動車組的上傳的故障信息；GSM模塊，用於上傳數據和信息到指揮控制中心和附近的動車組；GPS定位模塊,用於車輛的定位；MCU控制器模塊，用於控制故障消息的處理，並控制所述GPS定位模塊的定位及所述GSM模塊的故障信息上傳到指揮控制中心和附近的動車組；存儲器模塊，用於記錄一些相關不能及時上傳的數據，等到與指揮控制中心聯繫正常時再上傳數據。所述GPS定位模塊中的GPS採用熱啟動的方式，V_BACKP的管腳接有3. 3V獨立供電的電池，能做10秒鐘快速定位的功能。所述備用電池模塊是電流降壓型DC-DC開關電源模塊，其工作頻率為100KHZ，輸出5V低波紋的直流電源VCC。所述MCU控制器模塊採用低功耗具有休眠模式和自動喚醒模式。所述無線通信模塊與動車組無線通信模塊進行通訊。所述處理系統採用低功耗的電子元件，使得該處理系統耗電量更小，從而保證其工作時間更長。所述處理系統在電路中增加過壓保護的TVS管和電源隔離措施。本發明的有益效果在於，其有效克服了目前動車組存在的諸多缺陷，提供了一種具有智能性、實時性、實用性的動車組應對停電和雷擊故障的處理方法，本發明通過在其電路中增加過壓保護的TVS管和電源隔離的措施，可有效防止雷擊；採用太陽能、風能和加備用電池供電，從而避免遭動車組停電而無法工作；採用低功耗的元器件，耗能很小，使得系統能長時間工作；採用無線傳輸方式跟動車組本身進行通信方式，也是一種防止受雷擊影響的方法；並且能及時和長時間定位。同時，本系統採用一種太陽能、風能、帶有備用電池等供電，設備本身採用低功耗設計思想做到節能環保，能夠長時間、主動上傳報警和定位信息到控制中心和附近動車組，附近動車組收相關信息採取相應制動措施，控制中心也可以及時處理這個交通系統運行，使得停電和雷擊造成的故障得到及時處理，從而避免交通事故的發生起到重大作用。

圖I是本發明的實施例的電能管理模塊與太陽能模塊、風能模塊、備用電池模塊的方塊示意圖。圖2是本發明的實施例的能源供電系統的方塊示意圖。圖3是本發明的實施例的處理系統的流程圖。圖4是本發明的實施例的處理方法的流程圖。
具體實施方式下列實施例是對本發明的進一步解釋和說明，對本發明不構成任何限制。參見圖1，本發明的動車組應對停電和雷擊故障的處理方法，使用能源供電系統 10，該能源供電系統10包括用於將太陽光轉換成一電能Es的太陽能模塊11，用於將風力轉換成一電能Ew的風能模塊12，可轉換成一電能Eb的備用電池模塊13，分別耦接至所述太
4陽能模塊11、風能模塊12的充電與轉換模塊14，耦接至所述充電與轉換模塊14的儲電模塊15，耦接至所述太陽能模塊11、風能模塊12及備用電池模塊13的能量切換模塊16，耦接至所述能量切換模塊16及儲電模塊15的放電與轉換模塊17，分別耦接至上述各模塊的電能管理模塊18，該處理方法包括以下步驟a、判斷所述太陽能模塊11是否正常，若正常則輸出一電能Es，否則將該太陽能模塊11停機，並通過能量切換模塊16切換到所述風能模塊12 ；b、判斷所述風能模塊12是否正常，若正常則輸出一電能Ew，否則將該風能模塊12 停機，並通過能量切換模塊16切換到所述備用電池模塊13 ；C、判斷所述備用電池模塊13是否正常，若正常則輸出一電能Eb ；如圖4，若所述太陽能模塊11正常，則輸出一電能Es，從而避免動車組遭雷擊停電無法工作，若所述太陽能模塊11不正常或者電量趨近於最低默認電量，則由所述能量切換模塊16切換到所述風能模塊12，由風能模塊12保證動車組的定位與通信。若所述風能模塊12工作不正常或者電量趨近於最低默認電量，則由所述能量切換模塊16切換到所述備用電池模塊12，由備用電池模塊12保證動車組的定位與通信。所述太陽能模塊11、風能模塊12、備用電池模塊13負責保證整個處理系統供電，能有效防止動車組停電和遭雷擊，防止動車組不能正常供電，對整個系統也能正常上傳故障信息和所處的位置，提高系統工作的可靠性。所述能量切換模塊16判斷所述太陽能模塊11、風能模塊12及備用電池模塊13的電能，若Es趨近於一默認最低電量，則切換至風能模塊12，若Ew趨近於一默認最低電量，則切換至備用電池模塊13 ；所述電能管理模塊18可對所述太陽能模塊11、風能模塊12及備用電池模塊13的輸出電能的若干參數進行判斷，以決定電源的配置。如圖2所示，其中，所述太陽能模塊11用於將太陽光轉換成一電能Es，其進一步包括至少一太陽能板，所述風能模塊12用於將風力轉換成一電能Ew，所述備用電池模塊13， 可轉換成一電能Eb，所述充電與轉換模塊14，分別耦接至所述太陽能模塊11及所述風能模塊12，其可根據所述儲電模塊15的種類或特性選擇適合的充電模式，以輸出電能對所述儲電模塊15充電。所述儲電模塊15耦接至該充電與轉換模塊14，其進一步具有至少一充電電池(圖中未示出)。所述能量切換模塊16耦接至所述備用電池模塊13，充電與轉換模塊 14及放電與轉換模塊17，用於將該儲電模塊15或備用電池模塊13中的電能經穩壓成後電能後輸出。所述電能管理模塊18分別耦接至所述太陽能模塊11、風能模塊12、備用電池模塊13、充電與轉換模塊14、儲電模塊15、能量切換模塊16，放電與轉換模塊17，可對各模塊輸出電能的若干參數進行判斷，以決定電源的配置。其中所述太陽能模塊11、風能模塊12、 備用電池模塊13等模塊輸出的電能Es、Ew, Es及Eb進一步可輸出電壓、電流、數據等參數至所述太陽能模塊11、風能模塊12、備用電池模塊13的電能輸出。如圖2所示，所述電能管理模塊18與所述太陽能模塊11、風能模塊12及備用電池模塊13對整個系統供電，並能有效防止動車組停電和遭雷擊是動車組不能正常供電，整個系統也能正常上傳故障信息和所處的位置，提高系統工作可靠性，整個系統採用低功耗的電子元件，使得整個系統耗電量更小，從而保證整個系統工作時間更長。同時，對整個處理系統採用低功耗的元器件，這樣耗能很小，使得處理系統能長時間的工作，如所提供的電源模塊是電流降壓型DC-DC開關電源模塊，工作頻率為100KHZ，輸出5V低波紋的直流電源VCC，MCU採用低功耗具有休眠模式和自動喚醒模式。採用防雷擊的技術，在電路中增加過壓保護的TVS管和電源隔離等等措施，使得本系統設備本身採用低功耗設計思想做到節能環保，能夠長時間、主動上傳報警和定位信息到控制中心和附近動車組，附近動車組收相關信息採取相應制動措施，控制中心也可以及時處理本交通系統運行，使得在停電和雷擊造成的故障得到及時處理，從而避免交通事故的發生起到重大作用，採用太陽能和風能、加備用電池等供電，從而避免遭動車組停電無法工作，該風能模塊、 太陽能模塊、備用電池模塊是對整個系統供電，能有效防止動車組停電和遭雷擊是動車組不能正常供電，整個系統也能正常上傳故障信息和所處的位置，提高系統工作可靠性，並且本系統採用一種太陽能、風能、帶有備用電池等供電，設備本身採用低功耗設計思想做到節能環保，能夠長時間、主動上傳報警和定位信息到控制中心和附近動車組，附近動車組收相關信息採取相應制動措施，控制中心也可以及時處理這個交通系統運行，使得停電和雷擊造成的故障得到及時處理，從而避免交通事故的發生起到重大作用。如圖3所示，本發明的實施例的處理系統的流程圖，該處理系統包括無線通信模塊19，用於接收動車組的上傳的故障信息；GSM模塊20，用於上傳數據和信息到指揮控制中心和附近的動車組；GPS定位模塊21，用於車輛的定位；MCU控制器模塊22，用於控制故障消息的處理，並控制所述GPS定位模塊21的定位及所述GSM模塊20的故障信息上傳到指揮控制中心和附近的動車組；存儲器模塊23，用於記錄一些相關不能及時上傳的數據，等到與指揮控制中心聯繫正常時再上傳數據。本發明的動車組遭停電和雷擊故障報警定位系統具有GPS定位和GSM/GPRS傳輸功能，能實時上報相關信息到控制指揮的中心和附近的動車組，形成一種很好的互動，如果平時沒故障信息上報的時候，GPS和GSM處於休眠或者停止工作狀態，此狀態為達到省電效果，如果一旦出現故障信息上報的時候，則GPS開始定位，並上傳信息時再開啟GPS和GSM 模塊，所述無線通信模塊用於接收動車組的上傳的故障信息，並轉交所述MCU控制器的處理，所述GSM模塊用於上傳數據和信息到指揮控制中心和附近的動車組，所述GPS定位模塊用於車輛的定位，具有GPS定位和GSM/GPRS傳輸功能，能實時上報相關信息到控制指揮的中心和附近的動車組，形成一種很好的互動，GPS採用熱啟動的方式，V_BACKP的管腳接有
3.3V獨立供電的電池，能做10秒鐘快速定位的功能，所述MCU控制器包括MCU控制器模塊， 其用於控制故障消息的處理，控制所述GPS定位模塊的定位及所述GSM模塊的把故障信息上傳到指揮控制中心和附近的動車組，所述存儲器包括存儲器模塊，其為記錄一些相關不能及時上傳的數據，等到與指揮控制中心聯繫正常時再上傳數據，所述能源供電模塊包括風能模塊、太陽能模塊、備用電池模塊，所述風能模塊、太陽能模塊、備用電池模塊是對所述定位系統供電，所述無線通信模塊與動車組無線通信模塊進行通訊，所述定位系統採用低功耗的電子元件，使得該定位系統耗電量更小，從而保證其工作時間更長，所述定位系統在電路中增加過壓保護的TVS管和電源隔離措施。藉此，通過上述實施例形成了動車組應對停電和雷擊故障的處理系統和方法，通過在其電路中增加過壓保護的TVS管和電源隔離的措施，可有效防止雷擊；採用太陽能、風能和加備用電池供電，從而避免遭動車組停電而無法工作；採用低功耗的元器件，耗能很小，使得系統能長時間工作；採用無線傳輸方式跟動車組本身進行通信方式，也是一種防止受雷擊影響的方法；並且能及時和長時間定位。同時，本系統採用一種太陽能、風能、帶有備用電池等供電，設備本身採用低功耗設計思想做到節能環保，能夠長時間、主動上傳報警和定位信息到控制中心和附近動車組，附近動車組收相關信息採取相應制動措施，控制中心也可以及時處理這個交通系統運行，使得停電和雷擊造成的故障得到及時處理，從而避免交通事故的發生起到重大作用。儘管通過以上實施例對本發明進行了揭示，但是本發明的範圍並不局限於此，在不偏離本發明構思的條件下，以上各構件可用所屬技術領域人員了解的相似或等同元件來替換。
權利要求
1.一種動車組應對停電和雷擊故障的處理方法，使用能源供電系統(10)，該能源供電系統(10)包括用於將太陽光轉換成一電能Es的太陽能模塊(11)，用於將風力轉換成一電能Ew的風能模塊(12)，可轉換成一電能Eb的備用電池模塊(13)，分別耦接至所述太陽能模塊(11)、風能模塊(12)的充電與轉換模塊(14)，耦接至所述充電與轉換模塊(14)的儲電模塊(15)，耦接至所述太陽能模塊(11)、風能模塊(12)及備用電池模塊(13)的能量切換模塊(16)，耦接至所述能量切換模塊(16)及儲電模塊(15)的放電與轉換模塊(17)，分別耦接至上述各模塊的電能管理模塊(18)，其特徵在於，該處理方法包括以下步驟a、判斷所述太陽能模塊(11)是否正常，若正常則輸出一電能ES，否則將該太陽能模塊(11)停機，並通過能量切換模塊(16)切換到所述風能模塊(12)；b、判斷所述風能模塊(12)是否正常，若正常則輸出一電能Ew，否則將該風能模塊(12) 停機，並通過能量切換模塊(16)切換到所述備用電池模塊(13)；C、判斷所述備用電池模塊(13)是否正常，若正常則輸出一電能Eb ；所述能量切換模塊(16)判斷所述太陽能模塊(11)、風能模塊(12)及備用電池模塊 (13)的電能，若Es趨近於一默認最低電量，則切換至風能模塊(12)，若Ew趨近於一默認最低電量，則切換至備用電池模塊(13)；所述電能管理模塊(18)可對所述太陽能模塊(11)、風能模塊(12)及備用電池模塊(13)的輸出電能的若干參數進行判斷，以決定電源的配置。
2.一種動車組應對停電和雷擊故障的處理系統，其特徵在於，該處理系統包括無線通信模塊(19)，用於接收動車組的上傳的故障信息；GSM模塊(20)，用於上傳數據和信息到指揮控制中心和附近的動車組；GPS定位模塊(21)，用於車輛的定位；MCU控制器模塊(22)，用於控制故障消息的處理，並控制所述GPS定位模塊(21)的定位及所述GSM模塊(20)的故障信息上傳到指揮控制中心和附近的動車組；存儲器模塊(23)，用於記錄一些相關不能及時上傳的數據，等到與指揮控制中心聯繫正常時再上傳數據。
3.如權利要求2所述的動車組應對停電和雷擊故障的處理系統，其特徵在於，所述GPS 定位模塊(21)中的GPS採用熱啟動的方式，V_BACKP的管腳接有3. 3V獨立供電的電池，能做10秒鐘快速定位的功能。
4.如權利要求2所述的動車組應對停電和雷擊故障的處理系統，其特徵在於，所述備用電池模塊(13)是電流降壓型DC-DC開關電源模塊，其工作頻率為100KHZ，輸出5V低波紋的直流電源VCC。
5.如權利要求2所述的動車組應對停電和雷擊故障的處理系統，其特徵在於，所述MCU 控制器模塊(22)採用低功耗具有休眠模式和自動喚醒模式。
6.如權利要求2所述的動車組應對停電和雷擊故障的處理系統，其特徵在於，所述無線通信模塊(19)與動車組無線通信模塊進行通訊。
7.如權利要求2所述的動車組應對停電和雷擊故障的處理系統，其特徵在於，所述處理系統採用低功耗的電子元件，使得該處理系統耗電量更小，從而保證其工作時間更長。
8.如權利要求2至7中任一項所述的動車組應對停電和雷擊故障的處理系統，其特徵在於，所述處理系統在電路中增加過壓保護的TVS管和電源隔離措施。
全文摘要
一種動車組應對停電和雷擊故障的處理方法，使用能源供電系統，包括用於將太陽光轉換成一電能的太陽能模塊，用於將風力轉換成一電能的風能模塊，可轉換成一電能的備用電池模塊，分別耦接至所述太陽能模塊、風能模塊的充電與轉換模塊，耦接至所述充電與轉換模塊的儲電模塊，耦接至所述太陽能模塊、風能模塊及備用電池模塊的能量切換模塊，耦接至所述能量切換模塊及儲電模塊的放電與轉換模塊，分別耦接至上述各模塊的電能管理模塊。採用一種太陽能、風能、帶有備用電池等供電，設備本身採用低功耗設計思想做到節能環保，能夠長時間、主動上傳報警和定位信息到控制中心和附近動車組，使得停電和雷擊造成的故障得到及時處理，從而避免交通事故的發生起到重大作用。
文檔編號H02J9/06GK102593947SQ20121004727
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月28日 優先權日2012年2月28日
發明者同選民, 朱昌榮, 楚甲良, 洪軍, 韋樹 申請人:深圳市賽格導航科技股份有限公司