一種車輛脫軌監測系統的製作方法

2023-10-31 13:24:12

一種車輛脫軌監測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種車輛脫軌監測系統，該系統包括：車載檢測裝置，安裝在車輛的轉向架上，用於檢測車輛脫軌數據；數據處理裝置，與所述車載檢測裝置連接，用於對所述車輛脫軌數據進行處理，得到車輛脫軌係數；以及報警裝置，與所述數據處理裝置連接，在所述車輛脫軌係數超出設定的車輛脫軌係數限度時進行報警。本實用新型通過對車輛的脫軌數據進行實時檢測和報警來確保車輛在安全時速下運行，提高了車輛的運行速度和車輛的周轉效率，從而提高了鐵路的運輸性能，增強了運輸的安全性。
【專利說明】
一種車輛脫軌監測系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鐵路車輛狀態監控領域，具體地，涉及一種車輛脫軌監測系統。

【背景技術】
[0002]長期以來，世界各國鐵路部門和科研人員展開了大量的脫軌技術理論與實驗研究，但是由於脫軌問題的複雜性和研究的困難性，車輛脫軌問題至今仍未得到很好的解決，脫軌事故的原因往往也難以查明，甚至評判脫軌的準則至今也存在很多問題。
[0003]隨著鐵路運輸需求的逐年增加，提高列車的行駛速度、開行大軸重列車、開行萬噸甚至兩萬噸重載列車是提高鐵路運輸能力的主要措施，其中重載鐵路空載車輛運行提速是增加重載鐵路運力和工作效率的有力手段，但因空載時車輛垂向作用力減小，空載車輛因其脫軌係數大於滿載車輛而更易發生脫軌，然而，操作人員往往不知道應該以怎樣的速度來運行車輛，所以為了防止車輛脫軌情況的發生，操作人員通常需要使車輛以較低的運行速度運行，這不僅影響了鐵路的運輸效率而且也不能有效防止車輛脫軌。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種車輛脫軌監測系統，該系統用於解決防止車輛脫軌及提高車輛的運行速度的問題。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種車輛脫軌監測系統，該系統包括:車載檢測裝置，安裝在車輛的轉向架上，用於檢測車輛脫軌數據；數據處理裝置，與所述車載檢測裝置連接，用於對所述車輛脫軌數據進行處理，得到車輛脫軌係數；以及報警裝置，與所述數據處理裝置連接，在所述車輛脫軌係數超出設定的車輛脫軌係數限度時進行報警。
[0006]優選地，所述車載檢測裝置包括至少兩個位移傳感器、至少三個加速度傳感器和至少兩個力傳感器，分別用於檢測以下車輛脫軌數據:橫向位移、垂向位移、橫向加速度、垂向加速度、側架加速度、橫向力和垂向力。
[0007]優選地，所述系統還包括:數據分析裝置，與所述數據處理裝置和所述報警裝置連接，用於根據所述報警裝置進行報警的位置和所述車輛脫軌係數進行分析，以確定車輛安全運行的最高時速。
[0008]優選地，所述數據處理裝置包括:模數AD轉換器，與所述車載檢測裝置連接，用於對所述車輛脫軌數據進行AD轉換；以及數位訊號處理DSP微處理器，與所述AD轉換器連接，用於對AD轉換後的車輛脫軌數據進行處理，得到車輛脫軌係數。
[0009]優選地，所述車載檢測裝置安裝在車輛的轉向架的搖枕上。
[0010]優選地，所述報警裝置包括:多個比較器，與所述數據處理裝置連接；
[0011]多個報警器，與所述多個比較器一對一連接，其中，所述多個比較器分別設定了不同的車輛脫軌係數限度，在所述車輛脫軌係數超出對應比較器中設定的車輛脫軌係數限度時，與該比較器連接的報警器進行報警。
[0012]通過上述技術方案，本實用新型通過對車輛的脫軌數據進行實時檢測和報警來確保車輛在安全時速下運行，提高了車輛的運行速度和車輛的周轉效率，從而提高了鐵路的運輸性能，增強了運輸的安全性。
[0013]本實用新型的其他特徵和優點將在隨後的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用於解釋本實用新型，但並不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0015]圖1是本實用新型提供的車輛脫軌監測系統的結構圖；以及
[0016]圖2是本實用新型提供的車輛脫軌監測系統的【具體實施方式】的結構圖。

【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限制本實用新型。
[0018]圖1是本實用新型提供的車輛脫軌監測系統的結構圖，如圖1所示，該系統包括車載檢測裝置、數據處理裝置和報警裝置，其中，車載檢測裝置可以安裝在車輛的轉向架上，用於檢測車輛脫軌數據，數據處理裝置與車載檢測裝置連接，用於對車輛脫軌數據進行處理，得到車輛脫軌係數，報警裝置與數據處理裝置連接，在車輛脫軌係數超出設定的車輛脫軌係數限度時進行報警。
[0019]其中，車載檢測裝置安裝在車輛的轉向架上，優選地可以安裝在轉向架的搖枕上，包括至少兩個位移傳感器、至少三個加速度傳感器和至少兩個力傳感器，位移傳感器用於檢測橫向位移和垂向位移，可以採用兩個位移傳感器分別檢測轉向架與鐵軌間的橫向位移和垂向位移，採用三個加速度傳感器分別檢測轉向架與鐵軌間的橫向加速度和垂向加速度及側架加速度，採用兩個力傳感器分別檢測轉向架與鐵軌間的橫向力和垂向力。其中，橫向位移的測量可以採用非接觸的測量方式，優選地，可以採用電磁式位移傳感器。
[0020]數據處理裝置採用本領域技術人員熟知的計算方法根據車載檢測裝置檢測得到的橫向位移、垂向位移、橫向加速度、垂向加速度、側架加速度、橫向力和垂向力來計算得到車輛脫軌係數，報警裝置判斷得到車輛脫軌係數超出設定的車輛脫軌係數限度時進行報
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目O
[0021]其中，報警裝置安裝在車輛上，以用於向操作人員進行報警，以便操作人員及時降低車輛的運行速度，以避免脫軌事故的發生。
[0022]圖2是本實用新型提供的車輛脫軌監測系統的【具體實施方式】的結構圖，如圖2所示，該系統不僅包括車載檢測裝置、數據處理裝置和報警裝置，還包括數據分析裝置，該數據分析裝置與數據處理裝置和報警裝置連接，用於記錄報警裝置的報警位置，即報警裝置進行報警時車輛所處的位置，並對車輛脫軌係數和報警位置進行分析來確定車輛安全運行的最聞時速。
[0023]其中，數據處理裝置包括AD (模數)轉換器和DSP (數位訊號處理)微處理器，該AD轉換器與車載檢測裝置連接，用於對車輛脫軌數據進行AD轉換，DSP微處理器與AD轉換器連接，用於對AD轉換後的車輛脫軌數據進行處理，得到車輛脫軌係數，也就是說，AD轉換器將車載檢測裝置檢測到的車輛脫軌數據進行AD轉換，然後DSP微處理器對進行AD轉換後的車輛脫軌數據進行處理，該處理就是採用本領域技術人員所熟知的計算方法根據AD轉換後的車輛脫軌數據得到車輛脫軌係數。此外，在實際操作中，車載檢測裝置中的各傳感器會將檢測到的數據轉換成電壓變化量，數據處理裝置對該電壓變化量進行處理。
[0024]報警裝置可以包括多個比較器和多個報警器，多個比較器與數據處理裝置連接，具體地，與DSP微處理器連接，多個報警器與多個比較器一對一連接。於此，採用多個比較器和多個報警器的目的是實現分級預警。舉例來說，對於採用兩個比較器和兩個報警器的情況，第一比較器與第一報警器連接，第二比較器與第二報警器連接。在第一比較器中設定第一車輛脫軌係數限度，在第二比較器中設定第二車輛脫軌係數限度，現假設第二車輛脫軌係數限度大於第一車輛脫軌係數限度。在車輛脫軌係數限度達到或超過第一車輛脫軌係數限度但未達到第二車輛脫軌係數限度時，第一報警器進行報警，在車輛脫軌係數限度達到或超過第二車輛脫軌係數限度時，第二報警器進行報警。當然，在車輛脫軌係數限度達到或超過第二車輛脫軌係數限度時，第一報警器和第二報警器可以同時進行報警。
[0025]數據分析裝置通過對報警裝置進行報警時車輛所處的位置和此時車輛脫軌係數進行分析來確定車輛安全運行的最高時速。於此，可以通過報警裝置記錄下進行報警時車輛所處的位置，再通過數據轉儲裝置(未示出)將報警時車輛所處的位置的信息存儲至數據分析裝置。還可以通過數據分析裝置實時記錄報警裝置進行報警時車輛所處的位置，這種情況下，數據分析裝置可以實時分析車輛的當前狀態以確定當前車輛安全運行的最高時速。數據分析裝置可以是離線的地面數據分析處理設備，用於對以後車輛運行的時速提供參考，還可以是對車輛運行的最高時速進行實時分析的在線的地面數據分析處理設備，用於對當前車輛運行的時速提供參考。以上數據分析裝置在確定車輛安全運行的最高時速時也需要結合從機車安全信息綜合檢測裝置即TAX箱(未示出)讀取在報警裝置進行報警時的車輛行駛時速。
[0026]此外，TAX箱(未示出)每隔預定時間(優選為50ms)向車載檢測裝置發送一次車輛運行的相關信息，包括車輛行駛速度、車輛行駛裡程等，以便司機實時掌握車輛的運行情況。
[0027]以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型並不限於上述實施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思範圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本實用新型的保護範圍。
[0028]通過以上技術方案，本實用新型通過對車輛的運行狀態進行實時檢測和分析，實現了鐵路車輛的實時控制並能達到預警及分級預警的目的，不僅提高了鐵路車輛的運行速度和車輛周轉效率，還提高了鐵路運輸性能，增強了鐵路運輸的安全性。
[0029]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重複，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0030]此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【權利要求】
1.一種車輛脫軌監測系統，其特徵在於，該系統包括: 車載檢測裝置，安裝在車輛的轉向架上，用於檢測車輛脫軌數據；所述車載檢測裝置包括至少兩個位移傳感器、至少三個加速度傳感器和至少兩個力傳感器，分別用於檢測以下車輛脫軌數據:橫向位移、垂向位移、橫向加速度、垂向加速度、側架加速度、橫向力和垂向力； 數據處理裝置，與所述車載檢測裝置連接，用於對所述車輛脫軌數據進行處理，得到車輛脫軌係數；以及 報警裝置，與所述數據處理裝置連接，在所述車輛脫軌係數超出設定的車輛脫軌係數限度時進行報警。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括: 數據分析裝置，與所述數據處理裝置和所述報警裝置連接，用於根據所述報警裝置進行報警的位置和所述車輛脫軌係數進行分析，以確定車輛安全運行的最高時速。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述數據處理裝置包括: 模數AD轉換器，與所述車載檢測裝置連接，用於對所述車輛脫軌數據進行AD轉換；以及 數位訊號處理DSP微處理器，與所述AD轉換器連接，用於對AD轉換後的車輛脫軌數據進行處理，得到車輛脫軌係數。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述車載檢測裝置安裝在車輛的轉向架的搖枕上。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述報警裝置包括: 多個比較器，與所述數據處理裝置連接； 多個報警器，與所述多個比較器一對一連接， 其中，所述多個比較器分別設定了不同的車輛脫軌係數限度，在所述車輛脫軌係數超出對應比較器中設定的車輛脫軌係數限度時，與該比較器連接的報警器進行報警。
【文檔編號】B61F9/00GK204055812SQ201320528179
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2013年8月28日
【發明者】孟憲洪, 唐永康, 李長春, 張金英, 李磊 申請人:中國神華能源股份有限公司, 朔黃鐵路發展有限責任公司, 北京交通大學