一種鐵路機(jī)車(chē)走行部故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種鐵路機(jī)車(chē)走行部故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)機(jī)車(chē)走行部的關(guān)鍵部件的對(duì)象覆蓋有：車(chē)輪踏面、齒端軸箱軸承、非齒端軸箱軸承、電機(jī)齒端軸承、電機(jī)非齒端軸承、空心軸軸承、抱軸軸承、大齒輪及相關(guān)軸承、小齒輪及相關(guān)軸承。通過(guò)故障診斷技術(shù)的合理運(yùn)用實(shí)施對(duì)機(jī)車(chē)走行部故障的車(chē)載在線監(jiān)測(cè)診斷，并結(jié)合基于并行硬件支持的不同車(chē)軸的相同位置（或同一車(chē)軸的各位置）聯(lián)合診斷信息輔助，達(dá)到準(zhǔn)確定位機(jī)車(chē)走行部的故障部位，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車(chē)走行部的早期故障預(yù)警，避免機(jī)車(chē)擊破事故的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品保障機(jī)車(chē)運(yùn)營(yíng)安全的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種鐵路機(jī)車(chē)走行部故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，特別是一種基于鐵路機(jī)車(chē)的走行部故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]鐵路機(jī)車(chē)走行部的安全隱患，是世界各國(guó)鐵路行業(yè)非常關(guān)注的問(wèn)題，因?yàn)樗鼑?yán)重制約著鐵路事業(yè)的發(fā)展，而重大的故障隱患甚至?xí)＜暗饺嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全。我國(guó)鐵路實(shí)施的以客運(yùn)高速、貨運(yùn)重載、長(zhǎng)交路、高密度、客貨混跑為特征的戰(zhàn)略，嚴(yán)重地考驗(yàn)著鐵路機(jī)車(chē)，其安全問(wèn)題也更為突出，各運(yùn)用部門(mén)都迫切需求故障診斷和安全監(jiān)測(cè)的新技術(shù)及產(chǎn)品投入應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車(chē)走行部的故障隱患進(jìn)行預(yù)報(bào)警，及時(shí)指導(dǎo)維修，保障鐵路機(jī)車(chē)的運(yùn)營(yíng)安全。
[0003]早期，我國(guó)鐵路行業(yè)針對(duì)機(jī)車(chē)走行部的安全隱患，研究并運(yùn)用了溫度監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)，但實(shí)踐證明，它屬于一種事后報(bào)警系統(tǒng)，不具備預(yù)警和預(yù)防維修的導(dǎo)向能力，一旦報(bào)警，機(jī)車(chē)已面臨機(jī)車(chē)破損事故，其安全監(jiān)測(cè)和安全保障的能力有限。
[0004]為了提高機(jī)車(chē)走行部的安全監(jiān)測(cè)和安全保障的能力，本發(fā)明人在2009年申請(qǐng)了實(shí)用新型專(zhuān)利“一種軌道交通車(chē)輛行走部及鋼軌故障車(chē)載在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?200920073984)，包括車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)、地面數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)、維修人員信息接收端和監(jiān)測(cè)設(shè)備研制廠家遠(yuǎn)程技術(shù)支持系統(tǒng)，車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)和通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或人工數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備向地面數(shù)據(jù)診斷分析管理系統(tǒng)存入數(shù)據(jù)；地面數(shù)據(jù)診斷分析管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以通過(guò)廣域網(wǎng)傳送給監(jiān)測(cè)設(shè)備研制廠家遠(yuǎn)程技術(shù)支持系統(tǒng)；車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)和可以主動(dòng)向給地面維修人員接收端發(fā)送信息，地面維修人員接收端也可以通過(guò)通信設(shè)備主動(dòng)查詢信息。由于該實(shí)用新型采用故障自動(dòng)診斷專(zhuān)家系統(tǒng)，能夠自動(dòng)實(shí)時(shí)地采集分析數(shù)據(jù)，并能夠準(zhǔn)確識(shí)別故障類(lèi)型、故障程度和精確定位故障部件，減少運(yùn)用損失，實(shí)現(xiàn)重大故障報(bào)警。目前，依據(jù)該實(shí)用新型專(zhuān)利開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品，仍然在軌道交通車(chē)輛行走部的安全保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮著重要作用。
[0005]高速鐵路的發(fā)展，對(duì)機(jī)車(chē)走行部的安全監(jiān)測(cè)和安全保障的能力提出了更高的要求，也促使本發(fā)明人針對(duì)原來(lái)的產(chǎn)品，有目的地進(jìn)行完善和改進(jìn)，主要是:
[0006]1、增加對(duì)產(chǎn)生故障的測(cè)點(diǎn)連續(xù)跟蹤、記錄及兼顧其他測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的應(yīng)急事件處理能力；
[0007]2、增加對(duì)測(cè)點(diǎn)故障的基于并行數(shù)據(jù)的同位(或同軸)聯(lián)合診斷的能力；
[0008]增加地面數(shù)據(jù)診斷分析管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，及與機(jī)務(wù)段業(yè)務(wù)模型相結(jié)合的應(yīng)用能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，進(jìn)一步對(duì)機(jī)車(chē)走行部故障早期預(yù)警、故障準(zhǔn)確定位及地面對(duì)機(jī)車(chē)運(yùn)用工況連續(xù)跟蹤，監(jiān)測(cè)機(jī)車(chē)走行部關(guān)鍵部件的對(duì)象覆蓋有:車(chē)輪踏面、齒端軸箱軸承、非齒端軸箱軸承、電機(jī)齒端軸承、電機(jī)非齒端軸承、空心軸軸承、抱軸軸承、大齒輪及相關(guān)軸承、小齒輪及相關(guān)軸承；在原實(shí)用新型“一種軌道交通車(chē)輛走行部及鋼軌故障車(chē)載在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?200920073984)的基礎(chǔ)上，提出一種鐵路機(jī)車(chē)走行部故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)；通過(guò)故障診斷技術(shù)的合理運(yùn)用實(shí)施對(duì)機(jī)車(chē)走行部故障的車(chē)載在線監(jiān)測(cè)診斷，并結(jié)合基于并行數(shù)據(jù)的采集功能所獲取的并行數(shù)據(jù)進(jìn)行同位(或同軸)聯(lián)合診斷信息輔助，準(zhǔn)確定位機(jī)車(chē)走行部的故障部位，對(duì)機(jī)車(chē)走行部的早期故障預(yù)警，避免機(jī)車(chē)破損事故的產(chǎn)生，保證機(jī)車(chē)行車(chē)安全。
[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種鐵路機(jī)車(chē)走行部故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，包括車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)、多個(gè)司機(jī)室顯示終端，及地面數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)，所述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)與所述地面數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)雙向連接，所述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)與所述司機(jī)室顯示終端雙向連接。
[0011]所述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)包括車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)、數(shù)據(jù)前置處理器、轉(zhuǎn)速傳感器和多個(gè)復(fù)合傳感器，所述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)與所述數(shù)據(jù)前置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器連接，所述數(shù)據(jù)前置傳感器與所述復(fù)合傳感器連接。
[0012]其特征在于，所述數(shù)據(jù)前置處理器包括通信接口單元、第一電源模塊、通信單元、CPU控制單元、模擬信號(hào)處理單元、輸入接口單元、數(shù)字信號(hào)處理單元、參考溫度傳感器，所述通信接口單元通過(guò)多路并行數(shù)據(jù)總線與所述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)連接，所述通信接口單元與所述第一電源模塊、通信單元、模擬信號(hào)處理單元連接；所述通信單元與所述CPU控制單元連接，所述CPU控制單元與所述模擬信號(hào)處理單元、數(shù)字信號(hào)處理單元連接，所述數(shù)字信號(hào)處理單元與所述輸入接口單元連接，所述輸入接口單元與所述參考溫度傳感器、復(fù)合傳感器連接；所述第一電源模塊為所述模擬信號(hào)處理單元、通信單元、CPU控制單元、數(shù)字信號(hào)處理單元、輸入接口單元提供電源。
[0013]其特征在于，所述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)包括第二電源模塊、多路并行沖擊信號(hào)處理單元、多路并行A/D采樣單元、CPU控制處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、接口電路，所述多路并行沖擊信號(hào)處理單元與所述多路并行A/D采樣單元、接口電路連接，所述多路并行A/D采樣單元與所述CPU控制處理單元連接，所述CPU控制處理單元與所述接口電路雙向連接；所述CPU控制處理單元接有網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口、顯示接口和外設(shè)接口 ；所述第二電源模塊為所述多路并行沖擊信號(hào)處理單元、多路并行A/D采樣單元、CPU控制處理單元、接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口、顯示接口、外設(shè)接口提供電源；所述接口電路與所述司機(jī)室顯示終端、轉(zhuǎn)速傳感器、數(shù)據(jù)前置處理器的通信接口單元連接，所述通信接口單元與所述多路并行沖擊信號(hào)處理單元連接。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果為:本實(shí)用新型可減輕維修人員大量繁瑣、復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析、類(lèi)比統(tǒng)計(jì)等工作，減少人為失誤，大大提高機(jī)車(chē)的運(yùn)用效率和性能；車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)所提供的預(yù)報(bào)警信息能夠?qū)C(jī)車(chē)的運(yùn)用狀態(tài)提供及時(shí)、充分的趨勢(shì)及統(tǒng)計(jì)分析，從而對(duì)早期故障實(shí)施跟蹤，減少維修頻度，提高維修效率；對(duì)重大的機(jī)車(chē)走行部故障實(shí)時(shí)在線報(bào)警，保護(hù)了人員及機(jī)車(chē)運(yùn)行安全。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例數(shù)據(jù)前置處理器組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)組成結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型一實(shí)施例包括車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)、地面數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)、司機(jī)室顯示終端I和司機(jī)室顯示終端2。上述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)的各類(lèi)行車(chē)數(shù)據(jù)下載到地面后導(dǎo)入到地面數(shù)據(jù)診斷分析管理系統(tǒng)，地面數(shù)據(jù)診斷分析管理系統(tǒng)還將需要更新的軟件和數(shù)據(jù)在下一次對(duì)車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)監(jiān)測(cè)所獲取的詳細(xì)的機(jī)車(chē)運(yùn)行的各類(lèi)數(shù)據(jù)下載時(shí)傳送給車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)。
[0020]車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)(如附圖2)包括車(chē)下部分的傳感器組、數(shù)據(jù)前置處理器和車(chē)上部分的車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)；傳感器組安裝于機(jī)車(chē)走行部上，用于接收機(jī)車(chē)走行部關(guān)鍵部件的振動(dòng)沖擊信號(hào)、溫度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)，再通過(guò)傳感器組的連接線將振動(dòng)沖擊信號(hào)、溫度信號(hào)傳送給數(shù)據(jù)前置處理器；數(shù)據(jù)前置處理器通過(guò)多路并行數(shù)據(jù)總線及通信接口單元和車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)連接；轉(zhuǎn)速信號(hào)則通過(guò)傳感器組連接至車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)；由此構(gòu)成車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)對(duì)接收到的機(jī)車(chē)走行部傳感器組的數(shù)據(jù)進(jìn)行在線的并行數(shù)據(jù)采集，響應(yīng)實(shí)時(shí)應(yīng)急事件，實(shí)時(shí)聯(lián)合診斷的車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)。
[0021]傳感器組(如附圖2)包括溫度、振動(dòng)沖擊雙物理量的復(fù)合傳感器組和轉(zhuǎn)速傳感器。
[0022]其中復(fù)合傳感器組根據(jù)本發(fā)明人已經(jīng)授權(quán)的200710036156.5《一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器》發(fā)明專(zhuān)利和申請(qǐng)?zhí)枮?00810200735.3《一種檢測(cè)振動(dòng)沖擊的廣義共振復(fù)合傳感器》發(fā)明專(zhuān)利的原理所制造；它監(jiān)測(cè)機(jī)車(chē)走行部各關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)部件的振動(dòng)沖擊信號(hào)和溫度信號(hào)；復(fù)合傳感器組安裝在機(jī)車(chē)走行部的關(guān)鍵部件的監(jiān)測(cè)點(diǎn)上(見(jiàn)附圖2，列舉一種機(jī)車(chē)車(chē)型的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布局)。監(jiān)測(cè)機(jī)車(chē)走行部關(guān)鍵部件的對(duì)象覆蓋有:車(chē)輪踏面、齒端軸箱軸承、非齒端軸箱軸承、電機(jī)齒端軸承、電機(jī)非齒端軸承、空心軸軸承、抱軸軸承、大齒輪及相關(guān)軸承、小齒輪及相關(guān)軸承。
[0023]其中轉(zhuǎn)速傳感器安裝于車(chē)輪的軸端上，車(chē)輪轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)點(diǎn)作用于轉(zhuǎn)速傳感器，可從轉(zhuǎn)速傳感器的獨(dú)立通道或與機(jī)車(chē)上的其它設(shè)備并接該轉(zhuǎn)速傳感器的相關(guān)通道取得車(chē)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，供車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)使用(如附圖2)。
[0024]所述的數(shù)據(jù)前置處理器(見(jiàn)附圖3)包括內(nèi)置或外置的參考溫度傳感器、輸入接口單元、模擬信號(hào)處理單元、數(shù)字信號(hào)處理單元、通信單元、CPU控制單元、多路并行數(shù)據(jù)總線及通信接口單元和第一電源模塊。
[0025]其中內(nèi)置或外置的參考溫度傳感器的溫度信號(hào)與復(fù)合傳感器組測(cè)量所得的(溫度、振動(dòng)沖擊)信號(hào)通過(guò)輸入接口單元后分兩路分別進(jìn)入到模擬信號(hào)處理單元和數(shù)字信號(hào)處理單元。
[0026]其中CPU控制單元管理模擬信號(hào)處理單元和數(shù)字信號(hào)處理單元；通過(guò)通信單元、多路并行數(shù)據(jù)總線及通信接口單元與車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)以通信方式連接；多路并行數(shù)據(jù)總線及通信接口單元將采集的模擬信號(hào)經(jīng)多路并行數(shù)據(jù)總線及通信接口單元通過(guò)總線電纜傳送給車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信息的連續(xù)采集、跟蹤，對(duì)多路模擬信號(hào)的路由切換。
[0027]其中第一電源模塊通過(guò)多路并行數(shù)據(jù)總線及通信接口單元與車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)連接，并通過(guò)輸入接口單元與復(fù)合傳感器組連接，為其提供工作電源。
[0028]車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)(見(jiàn)附圖4)包括CPU控制處理單元(含存儲(chǔ)模塊)、接口電路、多路并行信號(hào)處理單元、多路并行A/D采集單元、網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口、顯示接口、外設(shè)接口和第二電源模塊。所述的車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)多路模擬信號(hào)的數(shù)據(jù)采集，對(duì)溫度信息的連續(xù)跟蹤，對(duì)應(yīng)急事件的響應(yīng)，對(duì)故障沖擊信息的診斷，對(duì)基于并行數(shù)據(jù)的同位(或同軸)信息的聯(lián)合診斷，對(duì)外輸出報(bào)警信息及數(shù)據(jù)和車(chē)載軟件分區(qū)存放、操作。
[0029]其中接口電路除與數(shù)據(jù)前置處理器、轉(zhuǎn)速傳感器、司機(jī)室顯示終端I及司機(jī)室顯示終端2分別連接外，還與帶存儲(chǔ)模塊的CPU控制處理單元連接傳遞信號(hào)并發(fā)送指令。
[0030]其中CPU控制處理單元(含存儲(chǔ)模塊)同時(shí)與多路并行A/D采集單元、網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口、顯示接口、外設(shè)接口連接。
[0031]其中第二電源模塊除給車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)的各單元供電外，還通過(guò)接口電路向數(shù)據(jù)前置處理器、轉(zhuǎn)速傳感器和司機(jī)室顯示終端I及司機(jī)室顯示終端2提供電源。
[0032]本實(shí)用新型由于具備了傳感器組、數(shù)據(jù)前置處理器、車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)，司機(jī)室顯示終端I及司機(jī)室顯示終端2，通過(guò)增加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，實(shí)現(xiàn)采集的過(guò)程數(shù)據(jù)和車(chē)載軟件分區(qū)存放、分區(qū)操作；通過(guò)增加多路并行信號(hào)處理單元、多路并行A/D采集單元等并行處理單元，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)多任務(wù)并行沖擊數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)不間斷進(jìn)行測(cè)點(diǎn)的溫度信息跟蹤；通過(guò)二維矩陣構(gòu)建的并行故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)基于并行數(shù)據(jù)的同位(或同軸)故障沖擊信息的聯(lián)合診斷，從而準(zhǔn)確定位故障部件，準(zhǔn)確識(shí)別故障類(lèi)型和故障程度；通過(guò)構(gòu)建的并行軟件系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的運(yùn)用狀態(tài)，一旦某個(gè)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)報(bào)警(溫度或故障沖擊)，可連續(xù)不斷的跟蹤報(bào)警狀態(tài)的發(fā)展，并同時(shí)可兼顧其他測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)急事件的響應(yīng)能力。
[0033]圖1 中:
[0034]a、車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)走行部關(guān)鍵部件的振動(dòng)沖擊信號(hào)、溫度信號(hào)以及轉(zhuǎn)速信號(hào)，由其中的車(chē)載故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)診斷，并實(shí)時(shí)給出診斷結(jié)論；
[0035]b、車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)將故障診斷結(jié)論發(fā)送給司機(jī)室顯示終端I和司機(jī)室顯示終端2，向在這兩個(gè)司機(jī)室之任一中駕駛機(jī)車(chē)的司機(jī)通報(bào)故障報(bào)警信息；
[0036]C、車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)的各類(lèi)行車(chē)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到部署在機(jī)務(wù)段內(nèi)的地面數(shù)據(jù)診斷分析管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)建立機(jī)車(chē)走行部的運(yùn)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)，該系統(tǒng)內(nèi)含的自動(dòng)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)軟件進(jìn)行各類(lèi)歷史趨勢(shì)分析和統(tǒng)計(jì)；地面數(shù)據(jù)診斷分析管理系統(tǒng)還將需要更新的軟件和數(shù)據(jù)在下一次對(duì)車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)監(jiān)測(cè)所獲取的詳細(xì)的機(jī)車(chē)運(yùn)行的各類(lèi)數(shù)據(jù)下載時(shí)傳送給車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)(如附圖1)。
[0037]圖3 中:
[0038]一種鐵路機(jī)車(chē)走行部故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)前置處理器組成結(jié)構(gòu)示意圖如附圖3，數(shù)據(jù)前置處理器包括了 CPU控制單元(可以使用DSPIC30F5018實(shí)現(xiàn))、內(nèi)置或外置的參考溫度傳感器、輸入接口單元(可以使用TLC59213實(shí)現(xiàn))、模擬信號(hào)處理單元(可以使用ADV3226實(shí)現(xiàn))、數(shù)字信號(hào)處理單元(可以使用AD7656實(shí)現(xiàn))、通信單元(可以使用PS9714、PCA82C50、SJA1000等實(shí)現(xiàn))、多路并行數(shù)據(jù)總線及通信接口單元(可以使用IRF840、LT1568實(shí)現(xiàn))和第一電源模塊，其中:
[0039]a、內(nèi)置或外置的參考溫度傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)前置處理器(參考溫度傳感器內(nèi)置情況下)、機(jī)車(chē)走行部的參考溫度(環(huán)境溫度)和復(fù)合傳感器組測(cè)量走行部關(guān)鍵部件所得的溫度通過(guò)輸入接口單元進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理單元，從復(fù)合傳感器組測(cè)量所得的振動(dòng)沖擊信號(hào)一起通過(guò)輸入接口單元進(jìn)入模擬信號(hào)處理單元；
[0040]b、CPU控制單元控制模擬信號(hào)處理單元對(duì)多路并行振動(dòng)沖擊信號(hào)的路由切換和控制數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)溫度信號(hào)的采集，并控制通信單元和多路并行數(shù)據(jù)總線及通信接口單元與車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)通信，經(jīng)過(guò)路由切換的振動(dòng)沖擊信號(hào)經(jīng)過(guò)多路并行數(shù)據(jù)總線及通信接口單元通過(guò)總線電纜傳送給車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)；
[0041]C、第一電源模塊的電源由車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)通過(guò)多路并行數(shù)據(jù)總線及通信接口單元提供，并通過(guò)輸入接口單元向復(fù)合傳感器組提供電源。
[0042]圖4 中:
[0043]一種鐵路機(jī)車(chē)走行部故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)的車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)包括CPU控制處理單元(可以使用AT91RM9200、EP2C50F484C8實(shí)現(xiàn))、接口電路(CAN通信使用:PCA82C250、SJA1000 ;轉(zhuǎn)速使用:PS9714 ;顯示終端使用:SPC3、SP485等來(lái)實(shí)現(xiàn))、多路沖擊信號(hào)處理單元(可以使用LT1568、NE5532等實(shí)現(xiàn))、多路并行A/D采樣單元(可以使用AD7556實(shí)現(xiàn))、網(wǎng)絡(luò)接口(可以使用BCM56440、HS9016實(shí)現(xiàn))、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元(可以使用K9GBG08U0A實(shí)現(xiàn))、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口(可以使用CH340實(shí)現(xiàn))、顯示接口(可以使用S3C2410等實(shí)現(xiàn))、外設(shè)接口(可以使用SN74LVCR32245實(shí)現(xiàn))和第二電源模塊。負(fù)責(zé)整車(chē)復(fù)合傳感器組的調(diào)度，多路并行采集所有數(shù)據(jù)前置處理器傳送的信號(hào)(含軸溫、參考溫度、振動(dòng)沖擊)，實(shí)時(shí)進(jìn)行基于并行數(shù)據(jù)的同位(或同軸)聯(lián)合診斷、分析，數(shù)據(jù)篩選存儲(chǔ)，向司機(jī)室顯示終端I和司機(jī)室顯示終端2發(fā)送顯示信息，必要時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警(含超溫報(bào)警、溫升報(bào)警、振動(dòng)沖擊的分類(lèi)報(bào)警、監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)的工況信息等)，可通過(guò)顯示接口輸出的顯示狀態(tài)判斷機(jī)車(chē)走行部運(yùn)用工況和車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)的運(yùn)用工況，外設(shè)接口實(shí)現(xiàn)和機(jī)車(chē)其他設(shè)備的通信連接(如:機(jī)車(chē)TAX信息平臺(tái)、微機(jī)屏或機(jī)車(chē)重聯(lián))，機(jī)車(chē)回機(jī)務(wù)段后可將下載的各類(lèi)行車(chē)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到地面數(shù)據(jù)診斷分析管理系統(tǒng)。其中，
[0044]a、含存儲(chǔ)模塊的CPU控制處理單元是車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)的核心組成，主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)事務(wù)的調(diào)度、并行采集策略的動(dòng)態(tài)調(diào)整、數(shù)據(jù)采集、應(yīng)急事件處理、診斷分析(含基于并行數(shù)據(jù)的聯(lián)合診斷)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
[0045]b、接口電路負(fù)責(zé)與整個(gè)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)的通信，并提供第二電源模塊輸出的電源到系統(tǒng)的外圍組成，如數(shù)據(jù)前置處理器、轉(zhuǎn)速傳感器和司機(jī)室顯示終端I及司機(jī)室顯示終端2。
[0046]C、第二電源模塊的輸入電源(機(jī)車(chē)所提供)連接到機(jī)車(chē)的相關(guān)電源接口，其輸出電源為車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)和接口電路提供電源。
[0047]本實(shí)用新型保留使用了本發(fā)明人為解決鐵路機(jī)車(chē)運(yùn)行中提出的多種故障診斷技術(shù):《多信號(hào)調(diào)理電路與復(fù)合傳感器及其后續(xù)檢測(cè)儀》(CN00105992.0)、《一種機(jī)械振動(dòng)沖擊的共振解調(diào)檢測(cè)方法》(200910056925.7)、《一種非轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械故障診斷系統(tǒng)和方法》(200710034596.7)等，用于實(shí)現(xiàn)走行部軸承、齒輪、車(chē)輪踏面的故障診斷，同時(shí)根據(jù)新型機(jī)車(chē)的新需求，增加實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和實(shí)時(shí)地并行采集、分析數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)基于并行數(shù)據(jù)的同位(或同軸)聯(lián)合診斷，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確識(shí)別故障類(lèi)型、故障程度和精確定位故障部件；實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)警故障進(jìn)行應(yīng)急事件的立即響應(yīng)，并兼顧監(jiān)測(cè)的其他測(cè)點(diǎn)；以此技術(shù)構(gòu)建的機(jī)車(chē)走行部在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，可對(duì)機(jī)車(chē)的運(yùn)用工況進(jìn)行趨勢(shì)分析、跟蹤，進(jìn)而減輕維修人員大量繁瑣、復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析、比對(duì)、統(tǒng)計(jì)和綜合工作，減少人為失誤，大大提高狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的效率和性能；能夠及時(shí)、充分、全面地提供設(shè)備狀態(tài)信息；能夠準(zhǔn)確識(shí)別故障類(lèi)型、故障程度，確定故障部件，提高維修效率，減少維修損失；為故障早期預(yù)警，提前維修決策和維修準(zhǔn)備，減少運(yùn)用損失，重大故障報(bào)警，保護(hù)人員及設(shè)備安全提供切實(shí)可靠的技術(shù)保障。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵路機(jī)車(chē)走行部故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，包括車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)、多個(gè)司機(jī)室顯示終端，及地面數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)，所述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)與所述地面數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)雙向連接，所述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)與所述司機(jī)室顯示終端雙向連接；所述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)包括車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)、數(shù)據(jù)前置處理器、轉(zhuǎn)速傳感器和多個(gè)復(fù)合傳感器，所述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)與所述數(shù)據(jù)前置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器連接，所述數(shù)據(jù)前置傳感器與所述復(fù)合傳感器連接；其特征在于:所述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)包括第二電源模塊、多路并行沖擊信號(hào)處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、多路并行A/D采樣單元、CPU控制處理單元、接口電路，所述多路并行沖擊信號(hào)處理單元與所述多路并行A/D采樣單元、接口電路連接，所述多路并行A/D采樣單元與所述CPU控制處理單元連接，所述CPU控制處理單元與所述接口電路雙向連接；所述CPU控制處理單元接有網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口、顯示接口和外設(shè)接口 ；所述第二電源模塊為所述多路并行沖擊信號(hào)處理單元、多路并行A/D采樣單元、CPU控制處理單元、接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口、顯示接口、外設(shè)接口提供電源；所述接口電路與所述司機(jī)室顯示終端、轉(zhuǎn)速傳感器、數(shù)據(jù)前置處理器的通信接口單元連接，所述通信接口單元與所述多路并行沖擊信號(hào)處理單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車(chē)走行部故障在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)前置處理器包括通信接口單元、第一電源模塊、通信單元、CPU控制單元、模擬信號(hào)處理單元、輸入接口單元、數(shù)字信號(hào)處理單元、參考溫度傳感器，所述通信接口單元通過(guò)多路并行數(shù)據(jù)總線與所述車(chē)載監(jiān)測(cè)診斷主機(jī)連接，所述通信接口單元與所述第一電源模塊、通信單元、模擬信號(hào)處理單元連接；所述通信單元與所述CPU控制單元連接,所述CPU控制單元與所述模擬信號(hào)處理單元、數(shù)字信號(hào)處理單元連接，所述數(shù)字信號(hào)處理單元與所述輸入接口單元連接，所述輸入接口單元與所述參考溫度傳感器、復(fù)合傳感器連接；所述第一電源模塊為所述模擬信號(hào)處理單元、通信單元、CPU控制單元、數(shù)字信號(hào)處理單元、輸入接口單元提供電源。
【文檔編號(hào)】B61C17/00GK203920740SQ201320679842
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】宋辛?xí)? 曾承志, 施文欽, 蒲金飛 申請(qǐng)人:唐智科技湖南發(fā)展有限公司