一種基于公網(wǎng)傳輸?shù)慕佑|網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)/檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于公網(wǎng)傳輸?shù)慕佑|網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)/檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路速度的發(fā)展經(jīng)歷了從蒸汽時(shí)代、內(nèi)燃時(shí)代到電氣時(shí)代的過程，提速離不開電氣化鐵路，鐵路電氣化是中國(guó)鐵路發(fā)展的最終目標(biāo)。影響列車運(yùn)行速度的主要因素除線路曲線半徑、無(wú)縫鋼軌、牽引機(jī)車、列車車輛等外，接觸網(wǎng)的質(zhì)量也是影響列車運(yùn)行速度的重要因素。
[0003]接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機(jī)車供電的特殊形式的輸電線路，接觸網(wǎng)擔(dān)負(fù)著把從牽引變電所獲得的電能直接輸送給電力機(jī)車使用的重要任務(wù)。因此接觸網(wǎng)的質(zhì)量和工作狀態(tài)將直接影響著電氣化鐵道的運(yùn)輸能力。如何提高接觸網(wǎng)的穩(wěn)定性、平滑度，減少接觸網(wǎng)硬點(diǎn)、火花、碰弓、脫弓，消除接觸網(wǎng)事故及行車事故隱患，延長(zhǎng)接觸網(wǎng)使用壽命，減少接觸網(wǎng)維護(hù)工作量，降低接觸網(wǎng)維護(hù)成本，是鐵路提速中必須解決的問題。
[0004]我國(guó)高速鐵路分布越來(lái)越廣闊，途徑地區(qū)的氣象條件差異較大，而且接觸網(wǎng)的特點(diǎn)在于設(shè)備裸露于自然環(huán)境中，沿線架設(shè)，沒有備用，對(duì)運(yùn)行環(huán)境極為敏感，是電力牽引中一個(gè)比較薄弱的環(huán)節(jié)，易受自然環(huán)境的影響。
[0005]因此接觸網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)技術(shù)對(duì)保證接觸網(wǎng)的良好運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。而常見的接觸網(wǎng)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)的目的主要包括以下內(nèi)容:
[0006](I)是接觸網(wǎng)施工調(diào)整和運(yùn)營(yíng)維護(hù)不可缺少的技術(shù)基礎(chǔ)，它為施工部門的冷滑試驗(yàn)和工程交驗(yàn)提供技術(shù)依據(jù)；
[0007](2)為設(shè)計(jì)部門評(píng)判，為運(yùn)營(yíng)管理部門的維修調(diào)整提供必要信息;為接觸網(wǎng)狀態(tài)檢修提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)條件；
[0008](3)為弓網(wǎng)關(guān)系評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)，為接觸網(wǎng)施工調(diào)整和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供依據(jù)；
[0009](4)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)不能代替維修，但可以根據(jù)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)結(jié)果制定必要的維修措施，避免無(wú)效的維修措施。
[0010]接觸網(wǎng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，主要是對(duì)已投入運(yùn)行的電氣化鐵路，監(jiān)測(cè)接觸懸掛的工作狀態(tài)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，消除各種病態(tài)，保證安全運(yùn)行。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有:運(yùn)行軌跡、離線狀態(tài)、導(dǎo)線磨損、接觸線高度、拉出值及導(dǎo)線偏位等。其目的是為保證安全運(yùn)營(yíng)，維護(hù)管理提供檢修依據(jù)。
[0011]傳統(tǒng)的接觸網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)是使用專用的接觸網(wǎng)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)車定期對(duì)線路接觸網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)/檢測(cè)的，近幾十年來(lái)，我國(guó)鐵路陸續(xù)配備了各種等級(jí)的接觸網(wǎng)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)車和接觸網(wǎng)巡檢車輛，在保障電氣化鐵道接觸網(wǎng)的運(yùn)行安全方面發(fā)揮了重要的作用。而目前，我國(guó)接觸網(wǎng)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)的方法，大都是將監(jiān)測(cè)/檢測(cè)元件安裝在受電弓上，通過受電弓在接觸線上滑動(dòng)，測(cè)量接觸網(wǎng)的狀態(tài)特性和特定參數(shù)。
[0012]然而，隨著我國(guó)高速鐵路的發(fā)展，列車運(yùn)行的車速不斷提高，列車運(yùn)行的密度也在不斷增大，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)的設(shè)備在這種列車運(yùn)行速度過高的情況下的監(jiān)測(cè)/檢測(cè)精度嚴(yán)重下降，同時(shí)由于監(jiān)測(cè)/檢測(cè)元件需要安裝在受電弓上，因此安裝施工會(huì)占用列車的正常運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)元件的損壞也可能會(huì)影響受電弓的工作狀態(tài)，進(jìn)而影響列車的正常運(yùn)行，為整個(gè)鐵路系統(tǒng)的運(yùn)作帶來(lái)不便，造成巨大損失；同時(shí)，接觸網(wǎng)受電弓長(zhǎng)時(shí)間的磨損，隨時(shí)存在不同程度的安全隱患，很容易導(dǎo)致監(jiān)測(cè)/檢測(cè)元件的損壞。
[0013]綜上所述，一種不需要將元件安裝于受電弓或機(jī)車其他部件，不會(huì)影響列車正常運(yùn)行，也不會(huì)受列車運(yùn)行而產(chǎn)生損耗，而且不受列車運(yùn)行時(shí)間制約的高速鐵路接觸網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)/檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)高速鐵路接觸網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)，為其相關(guān)方面的評(píng)估、搶修和改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支持，對(duì)提升高速鐵路系統(tǒng)保障能力具有巨大的作用。
[0014]近年來(lái)，針對(duì)高速鐵路接觸網(wǎng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)/檢測(cè)裝置和系統(tǒng)的研究，我國(guó)已經(jīng)取得了一定的研究成果，并且其中的部分成果已經(jīng)投入到了實(shí)際的應(yīng)用中。發(fā)明專利CN102759347 B公開了一種高鐵接觸網(wǎng)在線巡檢裝置、巡檢方法以及其構(gòu)成的高鐵接觸網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)，其巡檢裝置包括高速攝像模塊和與高速攝像模塊連接的車載服務(wù)器，其特點(diǎn)是:將采集到的視頻轉(zhuǎn)換為同步的接觸網(wǎng)圖片和位置圖片，然后利用算法分析處理檢測(cè)到的結(jié)果;然而，該系統(tǒng)只能夠采集接觸網(wǎng)的圖像信息，而無(wú)法采集接觸網(wǎng)的其他機(jī)械物理或其所處環(huán)境的參數(shù)，采集信息不夠全面、不夠真實(shí)，參考價(jià)值不夠大，同時(shí)該系統(tǒng)為車載式巡檢系統(tǒng)，屬于傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)/檢測(cè)技術(shù)范疇，并不能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)過程的全天化、無(wú)人化、獨(dú)立化，工作時(shí)間及方式具有巨大限制。發(fā)明專利CN104567684 A公開了一種接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測(cè)方法及裝置，該裝置包括固定于車輛頂部的至少兩臺(tái)掃描攝像機(jī)，其特點(diǎn)是:利用線掃描攝像機(jī)采集的圖像進(jìn)行幾何參數(shù)檢測(cè)，根據(jù)成像角度和至少兩臺(tái)線掃描攝像機(jī)相對(duì)于車輛頂部的位置數(shù)據(jù)確定接觸網(wǎng)幾何參數(shù);然而，該裝置及方法只針對(duì)接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測(cè)，采集信息涉及范圍窄，數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜且易失真，同時(shí)檢測(cè)成本較大，結(jié)果具有隨機(jī)性，不具有大量性、普遍性、連續(xù)性，易受天氣因素的影響，且無(wú)法實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。發(fā)明專利CN105067041 A公開了一種接觸網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置及其控制方法，該裝置包括雙光源發(fā)射模塊、光環(huán)行器、光信號(hào)解調(diào)模塊、控制模塊、計(jì)算機(jī)終端、光纖光柵傳感器，其特點(diǎn)是:通過光纖與光纖光柵傳感特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸網(wǎng)溫度、振動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);然而，由于其光纖光柵傳感器與長(zhǎng)距離傳感光纖鋪設(shè)在接觸網(wǎng)沿線，鋪設(shè)成本巨大，其安裝施工影響接觸網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，為列車行駛帶來(lái)不便，同時(shí)由于其傳感光纖長(zhǎng)距離鋪設(shè)，必然會(huì)受到更多的外界干擾，從而使監(jiān)測(cè)結(jié)果誤差較大，另外其光源及接收終端安置在地面，因此已遭到人為因素的破壞。
[0015]總體來(lái)說(shuō)，目前針對(duì)高速鐵路接觸網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)的研究不多，絕大部分還屬于對(duì)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)技術(shù)的研究，研究中的監(jiān)測(cè)/檢測(cè)元件的載體都為車輛，監(jiān)測(cè)/檢測(cè)的功能單一，獲取的接觸網(wǎng)狀態(tài)信息較少，并且大都只能獲得接觸網(wǎng)在檢測(cè)時(shí)刻的瞬時(shí)狀態(tài)，對(duì)接觸網(wǎng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)/檢測(cè)是間斷不連續(xù)的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線連續(xù)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明借鑒高速鐵路接觸網(wǎng)狀態(tài)的傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)所取得的研究成果，結(jié)合最新的技術(shù)手段，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的諸多問題，根據(jù)高速鐵路接觸網(wǎng)自身的結(jié)構(gòu)、電氣及所處環(huán)境條件，提出了一種基于公網(wǎng)傳輸，能夠全天化、無(wú)人化、獨(dú)立化的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)/檢測(cè)裝置。本發(fā)明所述系統(tǒng)中分布式安裝在接觸網(wǎng)回流線上的在線監(jiān)測(cè)/檢測(cè)下位機(jī)能夠?qū)佑|網(wǎng)線路電流、腕臂結(jié)構(gòu)及導(dǎo)線振動(dòng)、導(dǎo)線張緊力、所處位置風(fēng)速、安裝位置接觸網(wǎng)及環(huán)境影像等接觸網(wǎng)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量;所述下位機(jī)能夠獲取上位機(jī)鋰電池組電壓值及充放電狀態(tài)，記錄采樣時(shí)間，并可以根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象的不同設(shè)置不同的采樣參數(shù)，且可以根據(jù)采樣所得數(shù)據(jù)及時(shí)間進(jìn)行相關(guān)的分析及計(jì)算，并生成分析/計(jì)算報(bào)告;該系統(tǒng)對(duì)高速鐵路接觸網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)/檢測(cè)結(jié)果，可以為其相關(guān)方面的評(píng)估、搶修、改進(jìn)和預(yù)防提供數(shù)據(jù)支持，對(duì)提升高速鐵路系統(tǒng)技術(shù)保障能力具有巨大的意義。
[0017]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:
[0018]—種基于公網(wǎng)傳輸?shù)慕佑|網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)/檢測(cè)裝置，包括:分布安裝在接觸網(wǎng)回流線路上的下位機(jī)和位于遠(yuǎn)程操控室并安裝有監(jiān)測(cè)/檢測(cè)軟件的上位機(jī)。
[0019]上位機(jī)包括:節(jié)點(diǎn)操作面板、電源監(jiān)測(cè)面板、采樣參數(shù)設(shè)置面板、時(shí)間顯示/記錄面板、數(shù)據(jù)顯示/提取面板和分析/計(jì)算面板。
[0020]下位機(jī)包括:主控芯片電路、觸發(fā)電路、開關(guān)電路、采樣模塊、電源監(jiān)測(cè)模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)傳輸附屬模塊、數(shù)據(jù)傳輸開關(guān)模塊、授時(shí)模塊、啟動(dòng)模塊和音頻傳感器模塊、狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器模塊、以及由取電線圈組、電源處理模塊、鋰電池組、遙控開關(guān)組成的電源模塊。
[0021 ]上位