一种动车组防寒打温远程自动在线监测系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种动车组防寒打温远程自动在线监测系统和方法。包括：现场在线监测装置，通过多种类型的无线网络连接数据中心系统，通过传感器现场采集动车组设备、车厢内和外界环境的温度数据；数据中心系统，用于利用数据汇聚模块接收现场在线监测装置发送的数据，并存储在数据库中；防寒打温优化系统，利用数据库内的多维数据挖掘动车组温度变化规律，建立动车组温度预测模型，预测动车组温度设定时间内的变化曲线，将预测到的动车温度与设定临界温度进行比较，若预测温度低于临界温度，则发出打温预警。本发明专利技术可以对不同季节的车内温度与环境温度间的变化规律进行挖掘和提取，满足保证动车打温质量和构建节能型打温的统一。一。一。

【技术实现步骤摘要】
一种动车组防寒打温远程自动在线监测系统和方法


[0001]本专利技术涉及动车组状态监测
，尤其涉及一种动车组防寒打温远程自动在线监测系统和方法。

技术介绍

[0002]我国高速铁路发展迅速，高速动车组数量越来越多。由于整备作业库容量有限，大部分动车组在完成日常作业后，在室外进行存放。我国北方大部分地区冬季的平均气温在0℃以下。动车组停放在环境温度低于0℃时，内部供水系统和管路设备易受冻坏。中国国家铁路集团的各个运输企业都在每年11月到次年3月，在动车组的运用所和停车场，配置人员进行打温工作。现有的动车组防寒打温维护工作主要采用根据人工经验的定时打温方式，或者人工手持测温计对动车室内温度间隔测量，根据测量结果进行打温作业。由于打温方式依据经验或者间隔测温，没有适用的现场在线监测装置，常常出现欠打温和过打温，对运行状态产生影响或浪费严重，对动车升温和降温规律无法掌握。
[0003]目前对动车组打温工作主要根据经验或者间隔测量温度，对工作人员依赖性大。打温工作一般发生在后半夜，不但测量人员易发生疲劳，而且打温工作易发生欠打温和过打温的状况，欠打温会影响动车组安全；过打温浪费大量电能。动车组防寒打温缺少现场在线监测装置、方法和系统，亟需动车组温度的自动测量装置、方法和系统。
[0004]现有技术中的一种动车组防冻预热监控方法包括：远程温度采集装置采集动车组温度，并实时把采集到的动车组温度通过GPRS(General packet radio service，通用无线分组业务)传送至数据中心云服务器。数据中心云服务器接收到动车组温度和属性信息后，首先将动车组温度与设定的阈值进行比对，若动车组温度大于阈值，则数据中心云服务器记录远程温度采集装置的位置信息、所属动车组编号、动车组温度和传送时间；若动车组温度小于阈值，则数据中心云服务器发送预警信息至云终端，同时记录远程温度采集装置的位置信息、所属动车组编号、动车组温度和传送时间；然后，数据中心云服务器通过云终端对动车组送电进行预热防冻。
[0005]上述现有技术中的一种动车组防冻预热监控方法的缺点为：该方案只采用单一的GPRS通信方式，无法适应多样的现场条件，每个测温装置有运行成本。仅依靠阈值判定进行安排打温工作，无法得知车辆温度随环境温度的变化规律，无法对温度进行预测，无法实现节能型打温。

技术实现思路

[0006]本专利技术的实施例提供了一种动车组防寒打温远程自动在线监测系统和方法，以实现对动车组防寒打温进行有效地远程监测。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供了一种动车组防寒打温远程自动在线监测系统，其特征在于，包括：现场在线监测装置、数据中心系统和防寒打温优化系统；
[0009]所述的现场在线监测装置，用于通过多种类型的无线网络连接数据中心系统，通过传感器现场采集动车组的设备、车厢内和外界环境的温度数据，将采集的温度数据通过无线网络传输给数据中心系统；
[0010]所述的数据中心系统，用于利用数据汇聚模块接收现场在线监测装置发送的数据，并将其存储在服务器的数据库中，利用网络发布软件发布相关监测结果，通过浏览器实时查看动车温度信息及其变化曲线；
[0011]所述的防寒打温优化系统，用于利用数据库内的多维数据挖掘动车组温度变化规律，建立动车组温度预测模型，利用动车组温度预测模型预测动车组温度设定时间内的变化曲线，将预测到的动车温度与设定临界温度进行比较，若预测温度低于临界温度，则发出打温示警。
[0012]优选地，所述的现场在线监测装置包括：
[0013]数据通信模块，用于通过GPRS、NB
‑
IoT和LoRa无线网络连接数据中心系统，根据各种无线网络信号强度的优劣自动切换其中一种无线网络来连接数据中心系统，通过模拟开关方式实现切换通信模块接口并改变传输方式；
[0014]车厢温湿度监测装置，用于采集车厢内温度和湿度数据，将采集的数据通过无线网络传输给数据中心系统；
[0015]环境监测装置，用于采集环境温度、湿度和风速数据，将采集的数据通过无线网络传输给数据中心系统；
[0016]水箱和集便器温度采集传输装置，用于采集装置采集动车水箱和集便器外表皮的温度数据，将采集的数据通过无线网络传输给数据中心系统。
[0017]优选地，所述的数据中心系统包括：
[0018]数据服务器：用于存放在线监测设备获取的各类数据；动车组打温系统的数据汇聚程序、数据处理程序、数据挖掘程序、温度预测程序、打温提醒程序等；
[0019]数据接收装置：根据不同的数据通信方法，数据接收模块是可选用的；采用NBIOT和GPRS，则不需要数据接收装置；采用LoRa通信，需要数据接收装置。
[0020]优选地，所述的环境监测装置包括微处理器、风速传感器、温度传感器、湿度传感器、电源模块、存储器、通信模块、显示器及按键；
[0021]所述的车厢温湿度监测装置包括微处理器、温度传感器、湿度传感器、电源模块、存储器、通信模块、显示器及按键；
[0022]所述的水箱和集便器温度检测装置包括微处理器、温度传感器、湿度传感器、外置型温度传感器、电源模块、存储器、通信模块、显示器及按键，所述外置型温度传感器封装在水箱、集便器的保温结构中。
[0023]优选地，所述的车厢温湿度监测装置在动车头尾车厢的窗边各放置一个；
[0024]所述环境监测装置的户外环境温度监测点选择动车组两侧且距离动车一定距离的地段，且应保证温度传感器不接地，暴露在空气中，风速传感器与车窗齐高；
[0025]所述水箱和集便器温度监测装置的放置点包括车底水箱表皮和集便器表面。
[0026]优选地，所述的数据中心系统，用于以Apache作为Web服务器软件，向打温人员提供历史数据查询、实时温度展示、阈值设置和联系人设置，实时查看动车温度变化曲线和实时温度信息。
[0027]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种动车组防寒打温规律挖掘和打温优化方法，应用于所述的系统，所述方法包括：
[0028]现场在线监测装置通过多种类型的无线网络连接数据中心系统，通过传感器现场采集动车组的车厢内和外界环境的温度数据，将采集的温度数据通过无线网络传输给数据中心系统和系统；
[0029]所述数据中心系统将现场在线监测装置传输过来的温度数据存储在数据库中，利用网络发布软件发布相关监测结果，通过浏览器实时查看动车温度信息及其变化曲线；
[0030]所述防寒打温优化系统用于利用数据库内的多维数据挖掘动车组温度变化规律，建立动车组温度预测模型，利用动车组温度预测模型预测动车组温度设定时间内的变化曲线，将预测到的动车温度与设定临界温度进行比较，若预测温度低于临界温度，则发出打温示警；通过浏览器实时查看动车温度信息及其变化曲线。
[0031]优选地，所述方法还包括：
[0032]所述防寒打温优化系统利用数据库内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动车组防寒打温远程自动在线监测系统，其特征在于，包括：现场在线监测装置、数据中心系统和防寒打温优化系统；所述的现场在线监测装置，用于通过多种类型的无线网络连接数据中心系统，通过传感器现场采集动车组的设备、车厢内和外界环境的温度数据，将采集的温度数据通过无线网络传输给数据中心系统；所述的数据中心系统，用于利用数据汇聚模块接收现场在线监测装置发送的数据，并将其存储在服务器的数据库中，利用网络发布软件发布相关监测结果，通过浏览器实时查看动车温度信息及其变化曲线；所述的防寒打温优化系统，用于利用数据库内的多维数据挖掘动车组温度变化规律，建立动车组温度预测模型，利用动车组温度预测模型预测动车组温度设定时间内的变化曲线，将预测到的动车温度与设定临界温度进行比较，若预测温度低于临界温度，则发出打温预警。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的现场在线监测装置包括：数据通信模块，用于通过GPRS、NB
‑
IoT和LoRa无线网络连接数据中心系统，根据各种无线网络信号强度的优劣自动切换其中一种无线网络来连接数据中心系统，通过模拟开关方式实现切换通信模块接口并改变传输方式；车厢温湿度监测装置，用于采集车厢内温度和湿度数据，将采集的数据通过无线网络传输给数据中心系统；环境监测装置，用于采集环境温度、湿度和风速数据，将采集的数据通过无线网络传输给数据中心系统；水箱和集便器温度采集传输装置，用于采集装置采集动车水箱和集便器外表皮的温度数据，将采集的数据通过无线网络传输给数据中心系统。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的数据中心系统包括：数据服务器：用于存放在线监测设备获取的各类数据；动车组打温系统的数据汇聚程序、数据处理程序、数据挖掘程序、温度预测程序、打温提醒程序等；数据接收装置：根据不同的数据通信方法，数据接收模块是可选用的；采用NBIOT和GPRS，则不需要数据接收装置；采用LoRa通信，需要数据接收装置。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的环境监测装置包括微处理器、风速传感器、温度传感器、湿度传感器、电源模块、存储器、通信模块、显示器及按键；所述的车厢温湿度监测装置包括微处理器、温度传感器、湿度传感器、电源模块、存储器、通信模块、显示器及按键；所述的水箱和集便器温度检测装置包括微处理器、温度传感器、湿度传感器、外置型温度传感器、电源模块、存储器、通信模块、显示器及按键，所述外置型温度传感器封装在水箱、集便器的保温结构中。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述的车厢温湿度监测装置在动车头尾车厢的窗边各放置一个；所述环境监测装置的户外环境温度监测点选择动车组两侧且距离动车一定距离的地段，且应保证温度传感器不接地，暴露在空气中，风速传感器与车窗齐高；
所述水箱和集便器温度监测装置的放置点包括车...

【专利技术属性】
技术研发人员：张和生，郭树东，曲云腾，于涵，李利，崔高峰，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：