一种动车组走行部运行状态监测系统技术方案

本发明专利技术公开一种动车组走行部运行状态监测系统，所述系统包括悬挂安装于动车组车底的裙板内的数据采集模块，用于实时检测动车组的行走部运行状态数据；车载工控机与数据采集模块通过有线局域网通讯方式连接，用于控制数据采集模块采集行走部运行状态数据；远程服务器与车载工控机通过无线通讯方式连接，用于向车载工控机下发控制指令，接收车载工控机传输的行走部运行状态数据，并存储和显示行走部运行状态数据；客户端与远程服务器通过无线通讯方式连接，用于向远程服务器下发控制指令，接收并显示远程服务器传输的行走部运行状态数据以及远程服务器反馈的预警信息。本发明专利技术实现了车辆‑地面测量结果的实时传输、显示及安全预警。

【技术实现步骤摘要】
一种动车组走行部运行状态监测系统
本专利技术涉及动车组部件检测
，特别是涉及一种动车组走行部运行状态监测系统。
技术介绍
动车组车辆在线路上长期运行服役过程中，随着线路条件的变化、轮轨型面的磨损及车辆各部件性能的降低，列车的运行性能不断下降，导致动车组走行部出现构架横向加速度报警、车体垂向抖动、车体平稳性和舒适度超标、轴箱振动加速度过大等动车组走行部运行状态的问题，严重影响列车的运行安全性，导致列车运行速度降低、车轮镟修周期的缩短以及车辆运行维护的成本增加。上述动车组走行部运行状态的监控，现有的检测系统采用车上电气柜或便携式安装方式，占用车上有限的空间资源，影响旅客的上下行，测量过程中需要人工干预，系统智能化程度不高，测量结果实时性很难保证，很难实现车辆-地面测量结果的实时传输、显示及安全预警。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种动车组走行部运行状态监测系统，以实现车辆-地面测量结果的实时传输、显示及安全预警。为实现上述目的，本专利技术提供了一种动车组走行部运行状态监测系统，所述系统包括：数据采集模块，所述数据采集模块悬挂安装于动车组车底的裙板内，用于实时检测所述动车组的行走部运行状态数据；车载工控机，与所述数据采集模块通过有线局域网通讯方式连接，用于控制所述数据采集模块采集所述行走部运行状态数据；远程服务器，与所述车载工控机通过无线通讯方式连接，用于向所述车载工控机下发控制指令，接收所述车载工控机传输的所述行走部运行状态数据，并存储和显示所述行走部运行状态数据；客户端，与所述远程服务器通过无线通讯方式连接，用于向所述远程服务器下发控制指令，接收并显示所述远程服务器传输的所述行走部运行状态数据以及所述远程服务器反馈的预警信息。可选的，所述数据采集模块包括电源转换器、数据采集器、采集控制器、网络通讯设备、数据存储设备和测试线缆；所述电源转换器用于为所述数据采集器、所述采集控制器、所述网络通讯设备和所述数据存储设备提供电源；所述数据采集器与所述采集控制器通过所述测试线缆连接，所述数据存储设备与所述采集控制器连接，所述数据采集器受所述采集控制器控制采集所述行走部运行状态数据并将所述行走部运行状态数据传输至所述采集控制器，所述采集控制器将所述行走部运行状态数据存储于所述数据存储设备；所述采集控制器通过所述网络通讯设备与所述车载工控机连接，实现所述所述采集控制器与所述车载工控机之间的数据交互。可选的，所述数据采集器包括单向振动加速度传感器、三向振动加速度传感器、应变传感器和位移传感器，所述单向振动加速度传感器、所述三向振动加速度传感器、所述应变传感器和所述位移传感器分别在所述动车组的行走部设置数据采集点，所述行走部包括车体前底板、车体后底板、前空簧座、后空簧座、前转向架构架、后转向架构架、前转向架前轴箱转臂、前转向架后轴箱转臂、后转向架前轴箱转臂和后转向架后轴箱转臂。可选的，所述数据采集点包括后转向架构架后端测点、后转向架后轴箱测点、车体后底板测点、后空簧座下测点、后空簧座上测点、后转向架前轴箱测点、后转向架构架前端测点、车体前底板与车体后底板的中间测点、前转向架构架后端测点、前转向架后轴箱测点、车体前底板测点、前空簧座下测点、前空簧座上测点、前转向架前轴箱测点、前转向架构架前端测点；在每一所述数据采集点上均采集振动加速度、应变力和位移。可选的，所述远程服务器包括构架横向加速度报警分析单元，车体垂向抖动分析单元，车体平稳性分析单元，舒适度分析单元，振动传递分析单元以及轴箱振动频谱分析单元；所述构架横向加速度报警分析单元，用于对所述后转向架构架后端测点、所述后转向架构架前端测点、所述前转向架构架后端测点和所述前转向架构架前端测点采集的振动加速度数据进行带通滤波，并判断滤波后的振动加速度数据是否连续预设次数均超过设定振动加速度阈值，若是，发出构架横向加速度报警指令；所述车体垂向抖动分析单元，用于对所述车体后底板测点、所述车体前底板与车体后底板的中间测点和所述车体前底板测点采集的振动加速度数据进行频谱分析，得到车体垂向抖动频率，根据所述车体垂向抖动频率大小判断车体垂向抖动程度强弱；所述车体平稳性分析单元，用于对所述车体后底板测点、所述车体前底板与车体后底板的中间测点和所述车体前底板测点采集的横向和垂向的振动加速度数据进行频谱分析，并分别通过频域加权得到车体横向和垂向振动加速度加权系数，判断车体横向和垂向振动加权系数是否在预设稳定的加权系数范围内，若是，确定车体平稳性良好；所述舒适度分析单元，用于对所述车体后底板测点、所述车体前底板与车体后底板的中间测点和所述车体前底板测点采集的纵向、横向和垂向的振动加速度数据进行频谱分析，并对纵向、横向和垂向的振动加速度数据的频谱进行频域加权得到一个振动加速度综合加权系数，判断所述综合加权系数是否在预设舒适的加权系数范围内，若是，确定车体舒适度良好；所述振动传递分析单元，对所有所述数据采集点的振动加速度数据进行时域分析和频域分析，得到各个所述数据采集点振动的幅值和主频，根据所述幅值和主频获得由轴箱、构架、空簧座、枕梁到车体的振动传递规律；所述轴箱振动频谱分析单元，用于对所述后转向架后轴箱测点、所述后转向架前轴箱测点、所述前转向架后轴箱测点和所述前转向架前轴箱测点采集的振动加速度数据进行频谱分析，得到轴箱的主频，根据所述轴箱的主频的大小确定轴箱振动强弱。可选的，所述系统还包括与所述车载工控机连接的车载GPS设备，所述车载GPS设备用于采集所述动车组的经纬度和运行速度，并将所述经纬度和所述运行速度发送至所述车载工控机，所述车载工控机实时绘制所述动车组的行驶路线和行驶轨迹，所述远程服务器根据所述行驶路线和所述行驶轨迹识别所述动车组前行线路情况，并显示所述前行线路情况。可选的，所述远程服务器还包括车轮缺陷分析单元，所述车轮缺陷分析单元用于对所述后转向架后轴箱测点、所述后转向架前轴箱测点、所述前转向架后轴箱测点和所述前转向架前轴箱测点采集的振动加速度数据进行频谱分析，得到轴箱的主频，根据所述车载GPS设备采集的所述速度和所述轴箱的主频识别车轮是否存在缺陷，若是，发出车轮缺陷报警指令，并定位存在缺陷的车轮。可选的，所述无线通讯方式为车载4G网络，所述车载4G网络与所述车载工控机的有线局域网连接，并采用自定义TCP/IP通讯数据帧格式的TPC/IP网络通讯协议。可选的，所述远程服务器还包括历史数据查询单元，所述历史数据查询单元用于获取所述远程服务器存储的历史行走部运行状态数据，所述远程服务器结合所述历史行走部运行状态数据和实时采集的所述行走部运行状态数据确定所述动车组在不同条件下列成运行状态和性能的变化规律。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的动车组走行部运行状态监测系统包括数据采集模块、车载工控机、远程服务器和客户端，数据采集模块在车底裙板内采用悬挂安装方式，不占用车上有限空间资源，不影响旅客上下行。并且车载工控机通过无线通讯方式远程受控于远程服务器，将数据采集模块采集的动车组的行走部运行状态数据传输至远程服务器，并且远程服务器还能与客户端进行实时数据交互，该系统在地面可以实现远程操控，测量过程中无需人工干预，保证了数据检测的客观性和实时性，实现了车辆-地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动车组走行部运行状态监测系统，其特征在于，所述系统包括：数据采集模块，所述数据采集模块悬挂安装于动车组车底的裙板内，用于实时检测所述动车组的行走部运行状态数据；车载工控机，与所述数据采集模块通过有线局域网通讯方式连接，用于控制所述数据采集模块采集所述行走部运行状态数据；远程服务器，与所述车载工控机通过无线通讯方式连接，用于向所述车载工控机下发控制指令，接收所述车载工控机传输的所述行走部运行状态数据，并存储和显示所述行走部运行状态数据；客户端，与所述远程服务器通过无线通讯方式连接，用于向所述远程服务器下发控制指令，接收并显示所述远程服务器传输的所述行走部运行状态数据以及所述远程服务器反馈的预警信息。

【技术特征摘要】
1.一种动车组走行部运行状态监测系统，其特征在于，所述系统包括：数据采集模块，所述数据采集模块悬挂安装于动车组车底的裙板内，用于实时检测所述动车组的行走部运行状态数据；车载工控机，与所述数据采集模块通过有线局域网通讯方式连接，用于控制所述数据采集模块采集所述行走部运行状态数据；远程服务器，与所述车载工控机通过无线通讯方式连接，用于向所述车载工控机下发控制指令，接收所述车载工控机传输的所述行走部运行状态数据，并存储和显示所述行走部运行状态数据；客户端，与所述远程服务器通过无线通讯方式连接，用于向所述远程服务器下发控制指令，接收并显示所述远程服务器传输的所述行走部运行状态数据以及所述远程服务器反馈的预警信息。2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述数据采集模块包括电源转换器、数据采集器、采集控制器、网络通讯设备、数据存储设备和测试线缆；所述电源转换器用于为所述数据采集器、所述采集控制器、所述网络通讯设备和所述数据存储设备提供电源；所述数据采集器与所述采集控制器通过所述测试线缆连接，所述数据存储设备与所述采集控制器连接，所述数据采集器受所述采集控制器控制采集所述行走部运行状态数据并将所述行走部运行状态数据传输至所述采集控制器，所述采集控制器将所述行走部运行状态数据存储于所述数据存储设备；所述采集控制器通过所述网络通讯设备与所述车载工控机连接，实现所述所述采集控制器与所述车载工控机之间的数据交互。3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述数据采集器包括单向振动加速度传感器、三向振动加速度传感器、应变传感器和位移传感器，所述单向振动加速度传感器、所述三向振动加速度传感器、所述应变传感器和所述位移传感器分别在所述动车组的行走部设置数据采集点，所述行走部包括车体前底板、车体后底板、前空簧座、后空簧座、前转向架构架、后转向架构架、前转向架前轴箱转臂、前转向架后轴箱转臂、后转向架前轴箱转臂和后转向架后轴箱转臂。4.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于，所述数据采集点包括后转向架构架后端测点、后转向架后轴箱测点、车体后底板测点、后空簧座下测点、后空簧座上测点、后转向架前轴箱测点、后转向架构架前端测点、车体前底板与车体后底板的中间测点、前转向架构架后端测点、前转向架后轴箱测点、车体前底板测点、前空簧座下测点、前空簧座上测点、前转向架前轴箱测点、前转向架构架前端测点；在每一所述数据采集点上均采集振动加速度、应变力和位移。5.根据权利要求4所述的监测系统，其特征在于，所述远程服务器包括构架横向加速度报警分析单元，车体垂向抖动分析单元，车体平稳性分析单元，舒适度分析单元，振动传递分析单元以及轴箱振动频谱分析单元；所述构架横向加速度报警分析单元，用于对所述后转向架构架后端测点、所述后转向架构架前端测点、所述前转向架构架后端测点和所述前转向架构架前端测点采集的振动加速度数据进行带通滤波，并判断滤波后的振动加速度数据是否连续预设次数均超过设定振动加速度阈值，若是，...

【专利技术属性】
技术研发人员：干锋，戴焕云，邬平波，曾京，王建斌，
申请(专利权)人：成都西交智众科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51