一种轨道车辆走行部状态检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种轨道车辆走行部状态检测系统，包括地面子系统和车载子系统，车载子系统包括车载主机、多个车载诊断仪、速度传感器、多个前置处理模块和多个复合传感器。地面子系统通过无线通讯模块与车载主机连接，主要用于显示和信息的接收、处理与存储。该轨道车辆走行部状态检测系统可有效监测列车运行状态，并实现对走行部故障的早期预测、远程把控和实时监督，降低列车故障几率，提高轨道车辆运行的安全可靠性，真正实现高效率、低虚警、低漏报。

A state detection system for running parts of railway vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆走行部状态检测系统
本专利涉及机械故障检测领域，特别是涉及一种轨道车辆走行部状态检测系统。
技术介绍
轨道交通作为基础交通设施所具有的高承载、大动力、快速、节能等特点，使之逐渐成为公共交通运输的重要工具。随着车辆行驶里程的增长，车辆发生故障的概率也将随之提高，尤其是承担车辆牵引、支撑和导向作用的车辆走行部。目前车辆走行部的常见故障有疲劳、胶合、磨损、烧伤、腐蚀、破损和压痕等问题，而现有故障检测方法通常是通过建立多个地面检测设备或通过在车辆上安装检测设备来对车辆进行动态检测，如轨旁温度监测、轨旁噪声监测、轨旁图像监测或车辆轴承温度检测等。这些检测设备通常都存在检测盲区，列车运行过程也无法实时监测，故存在较大的技术缺陷，且检测设备易受户外因素影响，使其虚警率和漏报率偏高。同时，车辆检测设备的控制中心通常都在各自的车辆上，并无一个系统化的总控中心，不利于整体监测与管理。因此当前急需一种结构简单、操作方便、可实时监测和整体管理的车辆运行状态检测装置，以便及时发现故障，将安全隐患扼杀在萌芽状态，遏制重大事故的发生。
技术实现思路
针对上述车辆走行部故障检测设备存在的低效率、高虚警和高漏报等问题，本技术提供一种轨道车辆走行部状态检测系统，包括地面子系统和车载子系统，车载子系统包括车载主机、多个车载诊断仪、速度传感器、多个前置处理模块和多个复合传感器，地面子系统包括用于显示所接收的信息的显示器、用于处理所接收的信息的处理器和用于存储所接收的信息以及处理后的信息的存储器，车载主机安装在首节车厢的设备箱内，多个车载诊断仪分别安装在每一节子车厢的设备箱内，速度传感器安装在首节车厢走行部的轴承处，多个前置处理模块分别安装在每一节子车厢底部，多个复合传感器分别安装在每一节子车厢走行部的齿轮箱、轴箱和电机传动端，多个复合传感器通过第一通讯总线分别与多个前置处理模块连接，速度传感器和多个前置处理模块通过第一通讯总线分别与多个车载诊断仪连接，多个车载诊断仪通过第三通讯总线分别与车载主机连接，车载主机通过无线通讯模块与地面子系统连接。优选的，多个前置处理模块包括模拟开关电路、模拟信号前置处理器、单片机、485总线、模拟总线、接线盒编号接线、调理板卡、DSP板卡，模拟开关电路的输入端分别与单片机的模拟开关接口输出端和多个复合传感器的输出端连接，模拟开关电路的输出端与模拟信号前置处理器的输入端连接，单片机的接线盒接口输出端分别与接线盒编号接线的输入端连接，单片机的复合传感器接口输入端与多个复合传感器输出端连接，接线盒编号接线的输出端与调理板卡连接，调理板卡与DSP板卡连接，DSP板卡与多个车载诊断仪连接。多个前置处理模块用以收集和处理多个复合传感器和速度传感器采集的信号，减轻多个车载诊断仪和车载主机的负担，提高整体工作效率。优选的，调理板卡包括适调放大器、高阻放大器、共振器、高通滤波电路、绝对值检波电路、低通滤波电路、自动跟踪抗混滤波电路、第一隔离放大电路和第二隔离放大电路，适调放大器的输出端与高阻放大器的输入端连接，高阻放大器的输出端与共振器的输入端连接，共振器的输出端与高通滤波电路的输入端连接，高通滤波电路的输出端与绝对值检波电路的输入端连接，绝对值检波电路的输出端与低通滤波电路的输入端连接，低通滤波电路的输出端与自动跟踪抗混滤波电路的输入端连接。调理板卡主要用于信号的放大和滤波，使后续处理器接收到的感应信号更清晰。优选的，DSP板卡包括A/D转换电路、可编程门列阵FPGA、计数器和A/D触发电路，A/D转换电路的输入端与自动跟踪抗混滤波电路的输出端连接，可编程门列阵FPGA的输出端分别与自动跟踪抗混滤波电路的输入端连接，计数器的输入端与第一隔离放大电路的输出端连接，A/D触发电路的输入端与第二隔离放大电路的输出端连接。DSP板卡主要用于将模拟信号转换成数字信号以及对数字信号的简单处理。优选的，多个前置处理模块还包括预报警装置，预报警装置分别安装在多个车载诊断仪内，并设有正常数据、预警数据、I级报警数据和II级报警数据。预报警装置用于提前预警，防止突发风险，同时减少定点监督人员，节约大量成本。优选的，多个复合传感器用于采集车辆轴箱体的温度、齿轮箱的温度、电机传动端的温度、振动与冲击数据以及转向架的环境温度，速度传感器用于采集车辆轴承转速。复合传感器用于采集多种信息，提高采样效率与故障识别准确度，降低虚警率与漏报率。优选的，无线通讯模块采用4G或WIFI无线传输。无线通讯模块便于其信息传输，更有利于地面子系统对各列车的实时监控。优选的，地面子系统对包含故障冲击的原始时域谱进行FFT快速傅氏变换、共振解调和小波分析，实现故障诊断。FFT快速傅氏变换可大大节约运算量，实现高效运算。优选的，地面子系统的处理器具有分析与诊断各列车整体运行状态、列车走行部运行状态、列车走行部各监测部件运行状态和车载子系统的复合传感器运行状态的模块。地面子系统用以显示各列车检测情况，实时对其进行故障分析、监控和记录，保障列车运行安全。本技术提出了一种改进的轨道车辆走行部状态检测系统，通过安装在轨道车辆走行部的多个复合传感器检测其温度、振动和冲击信号，实时监测走行部工作状态，真正实现高效率、低虚警、低漏报。同时，通过地面子系统监测列车整体状态和每一节子车厢各自的运行状态，有效实现对走行部的远程监控，降低设备故障的可能性，提高轨道车辆运行的安全可靠性。附图说明包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本技术的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。图1是本技术的轨道车辆走行部状态检测系统的系统框图；图2是本技术的轨道车辆走行部状态检测系统的前置处理模块信号处理过程图；图3是本技术的轨道车辆走行部状态检测系统的共振解调过程图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面详细描述本技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。如图1所示，本技术的轨道车辆走行部状态检测系统，包括地面子系统1和车载子系统2，车载子系统2包括车载主机21、多个车载诊断仪22、速度传感器23、多个前置处理模块24和多个复合传感器25，地面子系统1包括用于显示所接收的信息的显示器、用于处理所接收的信息的处理器和用于存储所接收的信息以及处理后的信息的存储器，车载主机21安装在首节车厢的设备箱内，多个车载诊断仪22分别安装在每一节子车厢的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道车辆走行部状态检测系统，其特征在于，包括地面子系统和车载子系统，所述车载子系统包括车载主机、多个车载诊断仪、速度传感器、多个前置处理模块和多个复合传感器，所述地面子系统包括用于显示所接收的信息的显示器、用于处理所接收的信息的处理器和用于存储所接收的信息以及处理后的信息的存储器，所述车载主机安装在首节车厢的设备箱内，所述多个车载诊断仪分别安装在每一节子车厢的设备箱内，所述速度传感器安装在首节车厢走行部的轴承处，所述多个前置处理模块分别安装在每一节子车厢底部，所述多个复合传感器分别安装在每一节子车厢走行部的齿轮箱、轴箱和电机传动端，所述多个复合传感器通过第一通讯总线分别与所述多个前置处理模块连接，所述速度传感器和所述多个前置处理模块通过第一通讯总线分别与所述多个车载诊断仪连接，所述多个车载诊断仪通过第三通讯总线分别与所述车载主机连接，所述车载主机通过无线通讯模块与所述地面子系统连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆走行部状态检测系统，其特征在于，包括地面子系统和车载子系统，所述车载子系统包括车载主机、多个车载诊断仪、速度传感器、多个前置处理模块和多个复合传感器，所述地面子系统包括用于显示所接收的信息的显示器、用于处理所接收的信息的处理器和用于存储所接收的信息以及处理后的信息的存储器，所述车载主机安装在首节车厢的设备箱内，所述多个车载诊断仪分别安装在每一节子车厢的设备箱内，所述速度传感器安装在首节车厢走行部的轴承处，所述多个前置处理模块分别安装在每一节子车厢底部，所述多个复合传感器分别安装在每一节子车厢走行部的齿轮箱、轴箱和电机传动端，所述多个复合传感器通过第一通讯总线分别与所述多个前置处理模块连接，所述速度传感器和所述多个前置处理模块通过第一通讯总线分别与所述多个车载诊断仪连接，所述多个车载诊断仪通过第三通讯总线分别与所述车载主机连接，所述车载主机通过无线通讯模块与所述地面子系统连接。


2.根据权利要求1所述的轨道车辆走行部状态检测系统，其特征在于，所述多个前置处理模块包括模拟开关电路、模拟信号前置处理器、单片机、485总线、模拟总线、接线盒编号接线、调理板卡、DSP板卡，所述模拟开关电路的输入端分别与所述单片机的模拟开关接口输出端和所述多个复合传感器的输出端连接，所述模拟开关电路的输出端与所述模拟信号前置处理器的输入端连接，所述单片机的接线盒接口输出端分别与所述接线盒编号接线的输入端连接，所述单片机的复合传感器接口输入端与所述多个复合传感器输出端连接，所述接线盒编号接线的输出端与所述调理板卡连接，所述调理板卡与所述DSP板卡连接，所述DSP板卡与所述多个车载诊断仪连接。


3.根据权利要求2所述的轨道车辆走行部状态检测系统，其特征在于，所述调理板卡包括适调放大器、高阻放大器、共振器、高通滤波电路、绝对值检波电路、低通滤波电路、自动跟踪抗混滤波电路、第一隔离放大电路和第二隔离放大电路，所述适调放大器的输出端与所述高阻放大器的输入端连接，所述高阻放大器的输出端与所述共...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽华，阮腾达，陈文辉，连滨猛，
申请(专利权)人：厦门物之联智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35