一種車輛脫軌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種車輛脫軌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：車載檢測(cè)裝置，安裝在車輛的轉(zhuǎn)向架上，用于檢測(cè)車輛脫軌數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理裝置，與所述車載檢測(cè)裝置連接，用于對(duì)所述車輛脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到車輛脫軌系數(shù)；以及報(bào)警裝置，與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接，在所述車輛脫軌系數(shù)超出設(shè)定的車輛脫軌系數(shù)限度時(shí)進(jìn)行報(bào)警。本實(shí)用新型通過對(duì)車輛的脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和報(bào)警來確保車輛在安全時(shí)速下運(yùn)行，提高了車輛的運(yùn)行速度和車輛的周轉(zhuǎn)效率，從而提高了鐵路的運(yùn)輸性能，增強(qiáng)了運(yùn)輸?shù)陌踩浴?br> 【專利說明】
一種車輛脫軌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鐵路車輛狀態(tài)監(jiān)控領(lǐng)域，具體地，涉及一種車輛脫軌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來，世界各國(guó)鐵路部門和科研人員展開了大量的脫軌技術(shù)理論與實(shí)驗(yàn)研究，但是由于脫軌問題的復(fù)雜性和研究的困難性，車輛脫軌問題至今仍未得到很好的解決，脫軌事故的原因往往也難以查明，甚至評(píng)判脫軌的準(zhǔn)則至今也存在很多問題。
[0003]隨著鐵路運(yùn)輸需求的逐年增加，提高列車的行駛速度、開行大軸重列車、開行萬(wàn)噸甚至兩萬(wàn)噸重載列車是提高鐵路運(yùn)輸能力的主要措施，其中重載鐵路空載車輛運(yùn)行提速是增加重載鐵路運(yùn)力和工作效率的有力手段，但因空載時(shí)車輛垂向作用力減小，空載車輛因其脫軌系數(shù)大于滿載車輛而更易發(fā)生脫軌，然而，操作人員往往不知道應(yīng)該以怎樣的速度來運(yùn)行車輛，所以為了防止車輛脫軌情況的發(fā)生，操作人員通常需要使車輛以較低的運(yùn)行速度運(yùn)行，這不僅影響了鐵路的運(yùn)輸效率而且也不能有效防止車輛脫軌。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種車輛脫軌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于解決防止車輛脫軌及提高車輛的運(yùn)行速度的問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種車輛脫軌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:車載檢測(cè)裝置，安裝在車輛的轉(zhuǎn)向架上，用于檢測(cè)車輛脫軌數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理裝置，與所述車載檢測(cè)裝置連接，用于對(duì)所述車輛脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到車輛脫軌系數(shù)；以及報(bào)警裝置，與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接，在所述車輛脫軌系數(shù)超出設(shè)定的車輛脫軌系數(shù)限度時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
[0006]優(yōu)選地，所述車載檢測(cè)裝置包括至少兩個(gè)位移傳感器、至少三個(gè)加速度傳感器和至少兩個(gè)力傳感器，分別用于檢測(cè)以下車輛脫軌數(shù)據(jù):橫向位移、垂向位移、橫向加速度、垂向加速度、側(cè)架加速度、橫向力和垂向力。
[0007]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括:數(shù)據(jù)分析裝置，與所述數(shù)據(jù)處理裝置和所述報(bào)警裝置連接，用于根據(jù)所述報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警的位置和所述車輛脫軌系數(shù)進(jìn)行分析，以確定車輛安全運(yùn)行的最高時(shí)速。
[0008]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括:模數(shù)AD轉(zhuǎn)換器，與所述車載檢測(cè)裝置連接，用于對(duì)所述車輛脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換；以及數(shù)字信號(hào)處理DSP微處理器，與所述AD轉(zhuǎn)換器連接，用于對(duì)AD轉(zhuǎn)換后的車輛脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到車輛脫軌系數(shù)。
[0009]優(yōu)選地，所述車載檢測(cè)裝置安裝在車輛的轉(zhuǎn)向架的搖枕上。
[0010]優(yōu)選地，所述報(bào)警裝置包括:多個(gè)比較器，與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接；
[0011]多個(gè)報(bào)警器，與所述多個(gè)比較器一對(duì)一連接，其中，所述多個(gè)比較器分別設(shè)定了不同的車輛脫軌系數(shù)限度，在所述車輛脫軌系數(shù)超出對(duì)應(yīng)比較器中設(shè)定的車輛脫軌系數(shù)限度時(shí)，與該比較器連接的報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。
[0012]通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型通過對(duì)車輛的脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和報(bào)警來確保車輛在安全時(shí)速下運(yùn)行，提高了車輛的運(yùn)行速度和車輛的周轉(zhuǎn)效率，從而提高了鐵路的運(yùn)輸性能，增強(qiáng)了運(yùn)輸?shù)陌踩浴?br> [0013]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖是用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0015]圖1是本實(shí)用新型提供的車輛脫軌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；以及
[0016]圖2是本實(shí)用新型提供的車輛脫軌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0018]圖1是本實(shí)用新型提供的車輛脫軌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，該系統(tǒng)包括車載檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)處理裝置和報(bào)警裝置，其中，車載檢測(cè)裝置可以安裝在車輛的轉(zhuǎn)向架上，用于檢測(cè)車輛脫軌數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理裝置與車載檢測(cè)裝置連接，用于對(duì)車輛脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到車輛脫軌系數(shù)，報(bào)警裝置與數(shù)據(jù)處理裝置連接，在車輛脫軌系數(shù)超出設(shè)定的車輛脫軌系數(shù)限度時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
[0019]其中，車載檢測(cè)裝置安裝在車輛的轉(zhuǎn)向架上，優(yōu)選地可以安裝在轉(zhuǎn)向架的搖枕上，包括至少兩個(gè)位移傳感器、至少三個(gè)加速度傳感器和至少兩個(gè)力傳感器，位移傳感器用于檢測(cè)橫向位移和垂向位移，可以采用兩個(gè)位移傳感器分別檢測(cè)轉(zhuǎn)向架與鐵軌間的橫向位移和垂向位移，采用三個(gè)加速度傳感器分別檢測(cè)轉(zhuǎn)向架與鐵軌間的橫向加速度和垂向加速度及側(cè)架加速度，采用兩個(gè)力傳感器分別檢測(cè)轉(zhuǎn)向架與鐵軌間的橫向力和垂向力。其中，橫向位移的測(cè)量可以采用非接觸的測(cè)量方式，優(yōu)選地，可以采用電磁式位移傳感器。
[0020]數(shù)據(jù)處理裝置采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的計(jì)算方法根據(jù)車載檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的橫向位移、垂向位移、橫向加速度、垂向加速度、側(cè)架加速度、橫向力和垂向力來計(jì)算得到車輛脫軌系數(shù)，報(bào)警裝置判斷得到車輛脫軌系數(shù)超出設(shè)定的車輛脫軌系數(shù)限度時(shí)進(jìn)行報(bào)
m
目O
[0021]其中，報(bào)警裝置安裝在車輛上，以用于向操作人員進(jìn)行報(bào)警，以便操作人員及時(shí)降低車輛的運(yùn)行速度，以避免脫軌事故的發(fā)生。
[0022]圖2是本實(shí)用新型提供的車輛脫軌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，該系統(tǒng)不僅包括車載檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)處理裝置和報(bào)警裝置，還包括數(shù)據(jù)分析裝置，該數(shù)據(jù)分析裝置與數(shù)據(jù)處理裝置和報(bào)警裝置連接，用于記錄報(bào)警裝置的報(bào)警位置，即報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警時(shí)車輛所處的位置，并對(duì)車輛脫軌系數(shù)和報(bào)警位置進(jìn)行分析來確定車輛安全運(yùn)行的最聞時(shí)速。
[0023]其中，數(shù)據(jù)處理裝置包括AD (模數(shù))轉(zhuǎn)換器和DSP (數(shù)字信號(hào)處理)微處理器，該AD轉(zhuǎn)換器與車載檢測(cè)裝置連接，用于對(duì)車輛脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，DSP微處理器與AD轉(zhuǎn)換器連接，用于對(duì)AD轉(zhuǎn)換后的車輛脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到車輛脫軌系數(shù)，也就是說，AD轉(zhuǎn)換器將車載檢測(cè)裝置檢測(cè)到的車輛脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，然后DSP微處理器對(duì)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后的車輛脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，該處理就是采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的計(jì)算方法根據(jù)AD轉(zhuǎn)換后的車輛脫軌數(shù)據(jù)得到車輛脫軌系數(shù)。此外，在實(shí)際操作中，車載檢測(cè)裝置中的各傳感器會(huì)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電壓變化量，數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)該電壓變化量進(jìn)行處理。
[0024]報(bào)警裝置可以包括多個(gè)比較器和多個(gè)報(bào)警器，多個(gè)比較器與數(shù)據(jù)處理裝置連接，具體地，與DSP微處理器連接，多個(gè)報(bào)警器與多個(gè)比較器一對(duì)一連接。于此，采用多個(gè)比較器和多個(gè)報(bào)警器的目的是實(shí)現(xiàn)分級(jí)預(yù)警。舉例來說，對(duì)于采用兩個(gè)比較器和兩個(gè)報(bào)警器的情況，第一比較器與第一報(bào)警器連接，第二比較器與第二報(bào)警器連接。在第一比較器中設(shè)定第一車輛脫軌系數(shù)限度，在第二比較器中設(shè)定第二車輛脫軌系數(shù)限度，現(xiàn)假設(shè)第二車輛脫軌系數(shù)限度大于第一車輛脫軌系數(shù)限度。在車輛脫軌系數(shù)限度達(dá)到或超過第一車輛脫軌系數(shù)限度但未達(dá)到第二車輛脫軌系數(shù)限度時(shí)，第一報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，在車輛脫軌系數(shù)限度達(dá)到或超過第二車輛脫軌系數(shù)限度時(shí)，第二報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)然，在車輛脫軌系數(shù)限度達(dá)到或超過第二車輛脫軌系數(shù)限度時(shí)，第一報(bào)警器和第二報(bào)警器可以同時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
[0025]數(shù)據(jù)分析裝置通過對(duì)報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警時(shí)車輛所處的位置和此時(shí)車輛脫軌系數(shù)進(jìn)行分析來確定車輛安全運(yùn)行的最高時(shí)速。于此，可以通過報(bào)警裝置記錄下進(jìn)行報(bào)警時(shí)車輛所處的位置，再通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)裝置(未示出)將報(bào)警時(shí)車輛所處的位置的信息存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)分析裝置。還可以通過數(shù)據(jù)分析裝置實(shí)時(shí)記錄報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警時(shí)車輛所處的位置，這種情況下，數(shù)據(jù)分析裝置可以實(shí)時(shí)分析車輛的當(dāng)前狀態(tài)以確定當(dāng)前車輛安全運(yùn)行的最高時(shí)速。數(shù)據(jù)分析裝置可以是離線的地面數(shù)據(jù)分析處理設(shè)備，用于對(duì)以后車輛運(yùn)行的時(shí)速提供參考，還可以是對(duì)車輛運(yùn)行的最高時(shí)速進(jìn)行實(shí)時(shí)分析的在線的地面數(shù)據(jù)分析處理設(shè)備，用于對(duì)當(dāng)前車輛運(yùn)行的時(shí)速提供參考。以上數(shù)據(jù)分析裝置在確定車輛安全運(yùn)行的最高時(shí)速時(shí)也需要結(jié)合從機(jī)車安全信息綜合檢測(cè)裝置即TAX箱(未示出)讀取在報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警時(shí)的車輛行駛時(shí)速。
[0026]此外，TAX箱(未示出)每隔預(yù)定時(shí)間(優(yōu)選為50ms)向車載檢測(cè)裝置發(fā)送一次車輛運(yùn)行的相關(guān)信息，包括車輛行駛速度、車輛行駛里程等，以便司機(jī)實(shí)時(shí)掌握車輛的運(yùn)行情況。
[0027]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0028]通過以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型通過對(duì)車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和分析，實(shí)現(xiàn)了鐵路車輛的實(shí)時(shí)控制并能達(dá)到預(yù)警及分級(jí)預(yù)警的目的，不僅提高了鐵路車輛的運(yùn)行速度和車輛周轉(zhuǎn)效率，還提高了鐵路運(yùn)輸性能，增強(qiáng)了鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩浴?br> [0029]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。
[0030]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛脫軌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 車載檢測(cè)裝置，安裝在車輛的轉(zhuǎn)向架上，用于檢測(cè)車輛脫軌數(shù)據(jù)；所述車載檢測(cè)裝置包括至少兩個(gè)位移傳感器、至少三個(gè)加速度傳感器和至少兩個(gè)力傳感器，分別用于檢測(cè)以下車輛脫軌數(shù)據(jù):橫向位移、垂向位移、橫向加速度、垂向加速度、側(cè)架加速度、橫向力和垂向力； 數(shù)據(jù)處理裝置，與所述車載檢測(cè)裝置連接，用于對(duì)所述車輛脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到車輛脫軌系數(shù)；以及 報(bào)警裝置，與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接，在所述車輛脫軌系數(shù)超出設(shè)定的車輛脫軌系數(shù)限度時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 數(shù)據(jù)分析裝置，與所述數(shù)據(jù)處理裝置和所述報(bào)警裝置連接，用于根據(jù)所述報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警的位置和所述車輛脫軌系數(shù)進(jìn)行分析，以確定車輛安全運(yùn)行的最高時(shí)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括: 模數(shù)AD轉(zhuǎn)換器，與所述車載檢測(cè)裝置連接，用于對(duì)所述車輛脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換；以及 數(shù)字信號(hào)處理DSP微處理器，與所述AD轉(zhuǎn)換器連接，用于對(duì)AD轉(zhuǎn)換后的車輛脫軌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到車輛脫軌系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車載檢測(cè)裝置安裝在車輛的轉(zhuǎn)向架的搖枕上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述報(bào)警裝置包括: 多個(gè)比較器，與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接； 多個(gè)報(bào)警器，與所述多個(gè)比較器一對(duì)一連接， 其中，所述多個(gè)比較器分別設(shè)定了不同的車輛脫軌系數(shù)限度，在所述車輛脫軌系數(shù)超出對(duì)應(yīng)比較器中設(shè)定的車輛脫軌系數(shù)限度時(shí)，與該比較器連接的報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。
【文檔編號(hào)】B61F9/00GK204055812SQ201320528179
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】孟憲洪, 唐永康, 李長(zhǎng)春, 張金英, 李磊 申請(qǐng)人:中國(guó)神華能源股份有限公司, 朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司, 北京交通大學(xué)