一种货运列车车轴状态监测预警系统及方法技术方案

技术编号:25220790 阅读:43 留言:0更新日期:2020-08-11 23:11
本发明专利技术公开了一种货运列车车轴状态监测预警系统及方法。该系统包括设置于列车车头的传输处理单元,设置于每节车厢的数据采集单元,以及地面监控单元;传输处理单元分别连接数据采集单元和地面监控单元。其中,每节车厢的数据采集单元通过多个传感器采集车轴的状态数据,并采用Zig‑Bee自组网实现将传感器采集的数据传输到传输处理单元进行汇聚后,发送到地面监控单元,以对车轴的状态数据进行分析处理,形成多级预告警信息及相应的故障诊断及维护建议书发送至传输处理单元,从而帮助工作人员快速定位故障。

【技术实现步骤摘要】
一种货运列车车轴状态监测预警系统及方法
本专利技术涉及一种货运列车车轴状态监测预警系统,同时也涉及相应的货运列车车轴状态监测预警方法,属于车辆监测

技术介绍
铁路货运列车的车轴是列车走行部的关键部件,也是最容易损坏的零件之一。列车在高速运行过程中,车辆与钢轨的冲击、动力效应及振动等,会导致列车车轴发热,当车轴温度异常升高时会对车轴造成极大的损害,是列车安全行驶的重大隐患。“防燃灭切”是在货运列车运输中必须解决的首要问题,其中所谓的“切”是指由于车轴温度升高而产生热切轴现象,直接导致列车发生故障翻车,给国家和社会造成巨大的经济损失。目前采用安装在轨旁的地面监测系统对通过线路车辆的运行状态进行动态监测,例如红外线轴温探测智能跟踪系统(THDS)、货车滚动轴承故障轨边声学诊断系统(TADS)、货车运行状态地面安全监测系统(TPDS)、货车运行故障动态图像检测系统(TFDS)等。对于货运列车的地面监测系统虽然稳定可靠,数据传输速率高,在一定程度上对货运列车的安全运行起到了重要作用。但是,基于地面监测系统对运行的车辆进行动态监测,需沿铁路干线布设众多监测点,不仅检测成本高、安装和维护繁琐,而且只能选点检测,无法对列车运行状态进行动态实时监测和对潜在故障作出及时判断。同时,各地面监测系统相互独立、数据不能交互、监测参数单一、地面联网布线复杂。随着我国铁路运输行业的发展,铁路线路地形日趋复杂,地面监测系统所需的监测点数量日益增多、监测点位置经常变动、监测范围分布越来越广,对于货运列车地面监测方式已经无法满足现场应用的需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种货运列车车轴状态监测预警系统。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种货运列车车轴状态监测预警方法。为了实现上述目的,本专利技术采用下述技术方案:根据本专利技术实施例的第一方面,提供一种货运列车车轴状态监测预警系统,包括设置于列车车头的传输处理单元,设置于每节车厢的数据采集单元,以及地面监控单元;所述传输处理单元分别连接所述数据采集单元和所述地面监控单元;所述传输处理单元,用于获取每节车厢的编组数据,以及所述数据采集单元采集的所述每节车厢车轴的状态数据,并发送至所述地面监控单元;所述地面监控单元,用于分别获取的所述每节车厢车轴的基础数据和列车的运行参数数据,并对所述每节车厢车轴的状态数据进行阈值预告警判断的过程中,结合对所述每节车厢车轴的状态数据进行的劣化幅度告警、劣化速度告警的结果,向所述传输处理单元发送多级预告警信息,并根据最终的告警信息,生成相应的故障诊断及维护建议书发送至所述传输处理单元。其中较优地,所述货运列车车轴状态监测预警系统还包括供电单元,所述供电单元分别连接所述传输处理单元和所述数据采集单元;所述供电单元包括自发电模块、可充电电池组和电源管理模块,所述自发电模块和所述可充电电池组分别连接所述电源管理模块、所述传输处理单元、所述数据采集单元,所述自发电模块还连接所述可充电电池组。其中较优地,所述数据采集单元包括温度传感器、湿度传感器、振动传感器和设置有Zig-Bee路由模块的采集节点,所述温度传感器、所述湿度传感器和所述振动传感器与所述采集节点连接。其中较优地,所述每节车厢底部设置有所述温度传感器,所述每节车厢的轴箱内设置有所述湿度传感器,所述每节车厢的每个轴承座上分别设置有所述温度传感器和所述振动传感器。其中较优地,所述每节车厢靠近每个轴承座位置设置有油液污染检测传感器,所述每节车厢底部还设置有声波传感器,所述油液污染检测传感器和所述声波传感器分别与所述采集节点连接。其中较优地,所述传输处理单元包括Zig-Bee协调模块、数据传输模块和显示终端,所述Zig-Bee协调模块连接所述数据传输模块,所述数据传输模块连接所述显示终端。根据本专利技术实施例的第二方面,提供一种货运列车车轴状态监测预警方法,包括如下步骤:步骤S1:获取编组后的每节车厢的编组数据、车轴的基础数据,并设定所需的预告警阈值;步骤S2:分别获取所述每节车厢车轴的状态数据和列车的运行参数数据,并根据所述列车的运行参数数据,动态调整预告警阈值;步骤S3:对所述每节车厢车轴的状态数据进行阈值预告警判断的过程中,结合对所述每节车厢车轴的状态数据进行的劣化幅度告警、劣化速度告警的结果,形成多级预告警信息,并根据最终的告警信息,生成相应的故障诊断及维护建议书。其中较优地,列车解编前将各个车厢采集节点中对应的列内车厢编号进行复位清零,同时将车厢采集节点中的Zig-Bee路由模块从传输处理单元的Zig-Bee协调模块建立的Zig-Bee网络中剔除。其中较优地,步骤S3包括如下子步骤:步骤S31:对所述每节车厢车轴的状态数据分别进行劣化幅度告警和劣化速度告警判断,并根据所述劣化幅度告警、所述劣化速度预告警的判断结果,确定是否进行阈值预警判断;步骤S32:当发生劣化幅度/速度告警后,判断车轴当前状态数据是否达到预警阈值,未达到所述预警阈值则相应的推送劣化幅度/速度告警信息,达到所述预警阈值则继续判断是否达到告警阈值,达到告警阈值则推送阈值告警信息,达到预警阈值但未达到告警阈值则推送预警信息;步骤S33:进行故障诊断与预告警信息处理。其中较优地,根据可视化图谱,对车轴状态做出进一步的分析;所述可视化图谱包括根据所计算的车轴实时状态数据基于对应的基准数据的劣化幅度曲线图,根据所述车轴实时状态数据的劣化速度曲线图,车轴轴温曲线图以及根据车轴实时振动频率绘制的频谱图。本专利技术所提供的货运列车车轴状态监测预警系统及方法通过在每节车厢上设置用于采集车轴的状态数据的多个传感器,并采用Zig-Bee自组网实现将传感器采集的数据传输到传输处理单元进行汇聚后,发送到地面监控单元,以对车轴的状态数据进行分析处理,形成多级预告警信息及相应的故障诊断及维护建议书发送至传输处理单元,从而帮助工作人员快速定位故障。附图说明图1为本专利技术所提供的货运列车车轴状态监测预警系统的结构框图;图2为本专利技术所提供的货运列车车轴状态监测预警方法的流程图;图3为本专利技术所提供的货运列车车轴状态监测预警方法的流程详图;图4为本专利技术所提供的货运列车车轴状态监测预警方法中,车轴状态的劣化幅度曲线图;图5为本专利技术所提供的货运列车车轴状态监测预警方法中,车轴状态的劣化速度曲线图;图6为本专利技术所提供的货运列车车轴状态监测预警方法中,车轴振动(声波)数据的波形-频谱图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
做进一步的详细说明。如图1所示,本专利技术所提供的货运列车车轴状态监测预警系统,包括设置于列车车头的传输处理单元1,设置于每节车厢的数据采集单元2,以及供电单元3和地面监控单元4。传输处理单元1分别连接数据采集单元2和地面监控单元4,供电单元3分别连接传输处理单元1和数据采集单元2。本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种货运列车车轴状态监测预警系统,其特征在于包括设置于列车车头的传输处理单元,设置于每节车厢的数据采集单元,以及地面监控单元;所述传输处理单元分别连接所述数据采集单元和所述地面监控单元;/n所述传输处理单元,用于获取每节车厢的编组数据,以及所述数据采集单元采集的所述每节车厢车轴的状态数据,并发送至所述地面监控单元;/n所述地面监控单元,用于分别获取的所述每节车厢车轴的基础数据和列车的运行参数数据,并对所述每节车厢车轴的状态数据进行阈值预告警判断的过程中,结合对所述每节车厢车轴的状态数据进行的劣化幅度告警、劣化速度告警的结果,向所述传输处理单元发送多级预告警信息,并根据最终的告警信息,生成相应的故障诊断及维护建议书发送至所述传输处理单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种货运列车车轴状态监测预警系统,其特征在于包括设置于列车车头的传输处理单元,设置于每节车厢的数据采集单元,以及地面监控单元;所述传输处理单元分别连接所述数据采集单元和所述地面监控单元;
所述传输处理单元,用于获取每节车厢的编组数据,以及所述数据采集单元采集的所述每节车厢车轴的状态数据,并发送至所述地面监控单元;
所述地面监控单元,用于分别获取的所述每节车厢车轴的基础数据和列车的运行参数数据,并对所述每节车厢车轴的状态数据进行阈值预告警判断的过程中,结合对所述每节车厢车轴的状态数据进行的劣化幅度告警、劣化速度告警的结果,向所述传输处理单元发送多级预告警信息,并根据最终的告警信息,生成相应的故障诊断及维护建议书发送至所述传输处理单元。


2.如权利要求1所述的货运列车车轴状态监测预警系统,其特征在于还包括供电单元,所述供电单元分别连接所述传输处理单元和所述数据采集单元;
所述供电单元包括自发电模块、可充电电池组和电源管理模块,所述自发电模块和所述可充电电池组分别连接所述电源管理模块、所述传输处理单元、所述数据采集单元,所述自发电模块还连接所述可充电电池组。


3.如权利要求1所述的货运列车车轴状态监测预警系统,其特征在于:
所述数据采集单元包括温度传感器、湿度传感器、振动传感器和设置有Zig-Bee路由模块的采集节点,所述温度传感器、所述湿度传感器和所述振动传感器与所述采集节点连接。


4.如权利要求3所述的货运列车车轴状态监测预警系统,其特征在于:
所述每节车厢底部设置有所述温度传感器,所述每节车厢的轴箱内设置有所述湿度传感器,所述每节车厢的每个轴承座上分别设置有所述温度传感器和所述振动传感器。


5.如权利要求3所述的货运列车车轴状态监测预警系统,其特征在于:
所述每节车厢靠近每个轴承座位置设置有油液污染检测传感器,所述每节车厢底部还设置有声波传感器,所述油液污染检测传感器和所述声波传感器分别与所述采集节点连接。


6.如权利要求1所述的货运列车车轴状态监测预警系统,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘贺钟桂东王勇龙
申请(专利权)人:佳讯飞鸿北京智能科技研究院有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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