一种基于WIFI同步时间轴的地铁电客车数字式电量计量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于WIFI同步时间轴的地铁电客车数字式电量计量装置，包括微处理器、与电网主回路连接的电压检测单元、与电网分回路连接的电流检测单元和用于供电的电源模块；还包括贮存器和用于与列车ATO系统建立无线通信连接且接收其发出无线授时指令的WIFI通信模块，WIFI通信模块耦合至微处理器；本实用新型专利技术中地铁电客车数字式电量计量装置设置有WIFI通信模块，解决了电量计量设备装在列车受电弓下面的高压厢内，距离车头驾驶室的ATO距离较远且没有相同的走线槽无法进行有线连接的问题。最终生成有实际分析意义的能耗与列车运行状态的数据库，为列车通过信号调度系统实现节能降耗提供原始数据。另外，数据也可以通过Wifi进行实时下载，方便了设备使用。

Digital electric quantity metering device for subway electric bus based on WIFI synchronous time axis

The utility model relates to a subway passenger car digital electricity metering device of WIFI synchronous time axis based on microprocessor, including main circuit connected with the power grid voltage detection unit, and power grid connected current loop detection unit and a power supply for supplying power module; also comprises a storage device and for establishing a wireless communication connection and receives a WIFI wireless communication module and the timing command train ATO system, WIFI communication module coupled to the microprocessor; the utility model in Metro digital electricity metering device is provided with a WIFI communication module, to solve the electricity metering equipment with high pressure car pantograph under the train, from the front of the cab of ATO distance and line slot cannot wired not the same way. Finally, a database of energy consumption and train operation status is generated, which provides the original data for the energy saving and consumption reduction of the train through the signal scheduling system. In addition, the data can also be downloaded in real time through Wifi, which facilitates the use of equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种基于WIFI同步时间轴的地铁电客车数字式电量计量装置
本技术涉及列车运行消耗电量和再生制动时反馈电量的计量装置，具体涉及一种基于WIFI同步时间轴的地铁电客车数字式电量计量装置。
技术介绍
目前，国内地铁电客车几乎没有单独的，由于地铁列车具有再生制动功能（即列车制动时将动能转换为电能反馈回电网供给在线的其他列车使用），因此单从牵引变电所的计量数据无法真实反映列车的实际使用能耗，部分运营线路出现能耗异常却难以进一步查找原因。北京地铁公司在2004年开发了一套地铁电客车电量计量装置，其所采用的计量方法为机械式电度表的计量方法，适用电压较低（660V~1000V），电流较小（10~800A），且计量方式只能实现单向式计量，如果要同时计量反馈回电网的再生制动电量，只能够在反方向再安装一个计量表。该计量表不具备对电量、电流和电压运行走势的数据记录和提取，无法对地铁列车所消耗和反馈的电量、电压和电流进行深层次的单独分析。此前，广州地铁总公司曾经主导研发过列车电量计量装置，并申请专利（授权公告号CN202013378U）如图1所示，公开了“一种地铁电客车数字式电量计量装置，包括微处理器，以及电压检测单元和电流检测单元……”，但是单独的电量计量装置得出的数据只能作为列车能耗的统计，即只能得出列车一段时间消耗了多少电能，但列车是如何消耗电能，电能产生多大的牵引力，牵引力产生多大的加速度这些都不得而知。虽然，结合铁科院自主研发的信号调度系统和ATO系统，ATO系统配置的传感器也可以得到列车运行状态（牵引力，牵引电流，制动电流）的详细数据。但地铁列车运行的情况特殊：站与站距离近，列车不断调整运行状态，能耗状态也在不断的改变。所以列车各项指标都是瞬态数据，都是秒甚至毫秒级进行变化。在这种高速高频的变化情况下，列车信号调度系统和列车ATO系统记录的列车运行状态数据很难与位于另外一个系统中的电客车数字式电量计量装置的数据统一，因为两个隔离系统间很难做到时间同步。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提出一种基于WIFI同步时间轴的地铁电客车数字式电量计量装置。本技术为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种基于WIFI同步时间轴的地铁电客车数字式电量计量装置，包括微处理器、与电网主回路连接的电压检测单元、与电网分回路连接的电流检测单元和用于供电的电源模块，所述微处理器用于通过所述电压检测单元和电流检测单元分别检测获得运行线路的电压和电流值；还包括贮存器和用于与列车ATO系统建立无线通信连接且接收其发出无线授时指令的WIFI通信模块，所述WIFI通信模块耦合至所述微处理器；所述微处理器还与所述贮存器建立信号连接并将检测获得的电压值、电流值结合时间记录在贮存器中。进一步的，所述WIFI通信模块连接到所述微处理器的SPIO口。进一步的，所述WIFI通信模块还包括设置在列车受电弓下方的薄膜天线。进一步的，所述电源模块还分别用于为所述WIFI通信模块和贮存器供电。进一步的，所述电源模块中设置有滤波模块。本技术的有益效果是：本技术中地铁电客车数字式电量计量装置设置有WIFI通信模块，解决了电量计量设备装在列车受电弓下面的高压厢内，距离车头驾驶室的ATO距离较远且没有相同的走线槽无法进行有线连接的问题。连接WIFI模块的意义和目的是将原来封闭和独立的数字式电量计量装置增加了对外联系的端口，可以和地铁列车上自有的系统和列车调度信号系统整合为一个系统。接收授时命令可以调整内部系统时间和采样速率，生成能耗数据可与列车ATO数据进行合并。最终生成有实际分析意义的能耗与列车运行状态的数据库，为列车通过信号调度系统实现节能降耗提供原始数据。另外，数据也可以通过Wifi进行实时下载，方便了设备使用。附图说明下面结合附图对本技术的基于WIFI同步时间轴的地铁电客车数字式电量计量装置作进一步说明。图1是
技术介绍
中所提及现有电量计量装置的结构框图；图2是本技术中基于WIFI同步时间轴的地铁电客车数字式电量计量装置的原理框图；图3是本技术中基于WIFI同步时间轴的地铁电客车数字式电量计量装置与外部进行无线通信的示意图。具体实施方式根据图2和图3所示，本技术中基于WIFI同步时间轴的地铁电客车数字式电量计量装置，包括微处理器、与电网主回路连接的电压检测单元、与电网分回路连接的电流检测单元和用于供电的电源模块。电压、电流检测单元连接在核心微处理器模拟/数字（AD）接口。微处理器通过一路AD接口，通过电压传感器与电网主回路（母排）连接，用于检测和采集列车运行线路的电压值。微处理器通过一路AD接口，通过电流传感器与电网的分回路（母排）连接，用于检测和采集列车运行线路的电流值。可以作为优选的是：电流检测单元包括若干组用于对应检测若干条电网分回路的电流A/D转换器和双向电流传感器，双向电流传感器用于检测列车在启动消耗的正向电流和列车在制动过程中产生的反向反馈电流。电源模块通过电压转换电路（将DC110V电源转变为DC12V）与微处理器、电压传感器、电流传感器连接。还包括贮存器和用于与列车ATO系统建立无线通信连接且接收其发出无线授时指令的WIFI通信模块。WIFI通信模块耦合至微处理器。贮存器可为FLASHMEMORY、EEROM、U盘和/或SD卡等。可以作为优选的是：WIFI通信模块连接到微处理器的SPIO口。为确保无线通信信号的强度和稳定，可作为进一步优选的是：WIFI通信模块还包括设置在列车受电弓下方的薄膜天线。如图3所示，ATO系统中的WIFI模块与本系统中WIFI通信模块建立TCP连接后，ATO系统定时向电客车数字式电量计量装置发送授时命令。微处理器与贮存器建立信号连接并将检测获得的电压值、电流值结合时间记录在贮存器中。电客车数字式电量计量装置生成的列车电能耗数据就会以ATO相同的时间轴生成能耗数据并储存。电源模块还分别用于为WIFI通信模块和贮存器供电。为了确保计量装置在使用过程中，不会因为负载过载或短路而影响列车各回路的电源供给，采用空气开关将其与其他设备隔离。另外，为了确保使用过程中，计量装置不会对行车设备造成杂波干扰，列车的其他电气部件也不会对计量装置造成电磁干扰，电源模块中设置有滤波模块。后期可将电客车数字式电量计量装置得到的数据与ATO得到的数据进行合并，可以得到列车在运行时任何时间点的列车耗能功率(W),列车牵引力（k牛）列车牵引或制动电流（A）的一个合并数据库。本技术的不局限于上述实施例，本技术的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本技术要求的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于WIFI同步时间轴的地铁电客车数字式电量计量装置，包括微处理器、与电网主回路连接的电压检测单元、与电网分回路连接的电流检测单元和用于供电的电源模块，所述微处理器用于通过所述电压检测单元和电流检测单元分别检测获得运行线路的电压和电流值；其特征在于：还包括贮存器和用于与列车ATO系统建立无线通信连接且接收其发出无线授时指令的WIFI通信模块，所述WIFI通信模块耦合至所述微处理器；所述微处理器还与所述贮存器建立信号连接并将检测获得的电压值、电流值结合时间记录在贮存器中。

【技术特征摘要】
1.一种基于WIFI同步时间轴的地铁电客车数字式电量计量装置，包括微处理器、与电网主回路连接的电压检测单元、与电网分回路连接的电流检测单元和用于供电的电源模块，所述微处理器用于通过所述电压检测单元和电流检测单元分别检测获得运行线路的电压和电流值；其特征在于：还包括贮存器和用于与列车ATO系统建立无线通信连接且接收其发出无线授时指令的WIFI通信模块，所述WIFI通信模块耦合至所述微处理器；所述微处理器还与所述贮存器建立信号连接并将检测获得的电压值、电流值结合时间记录在贮存器中。2.根据权利要求1所述基于WIFI...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁东升，孟军，陈金，黄康，尹逊政，彭金山，贾鹏，王旭辉，许硕，谢勇深，李博，潘允，李亮，张晓明，王芃，孙旺，郭戬，段宏伟，陈宁宁，郑伟，王超，白广峥，
申请(专利权)人：广州地铁集团有限公司，中国铁道科学研究院通信信号研究所，
类型：新型
国别省市：广东,44