一種基于公網(wǎng)傳輸?shù)慕佑|網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測/檢測裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開一種基于公網(wǎng)傳輸?shù)慕佑|網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測/檢測裝置，包括若干裝于回流線路的下位機和遠程上位機。上位機與所有下位機通過GPRS/GSM無線網(wǎng)絡通訊，手機也可控制下位機部分功能。上位機包括：節(jié)點操作、電源監(jiān)測、采樣參數(shù)設置、時間顯示/記錄、數(shù)據(jù)顯示/提取和分析/計算面板；下位機包括：主控芯片、觸發(fā)電路和開關電路，采樣、電源監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸加附屬加開關、授時、狀態(tài)監(jiān)測傳感器、音頻傳感器和啟動、自取能電源等模塊。下位機利用多種傳感器采集接觸網(wǎng)結構、電流、環(huán)境及裝置內(nèi)部等狀態(tài)參數(shù)，上位機將所得狀態(tài)參數(shù)在各面板中顯示并記錄，最終生成技術報告。本實用新型專利技術的特點是采集狀態(tài)參數(shù)多樣，可實現(xiàn)全天化、無人化、獨立化工作。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術屬于鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)測量
，涉及一種基于公網(wǎng)傳輸?shù)慕佑|網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測/檢測裝置。
技術介紹
鐵路速度的發(fā)展經(jīng)歷了從蒸汽時代、內(nèi)燃時代到電氣時代的過程,提速離不開電氣化鐵路，鐵路電氣化是中國鐵路發(fā)展的最終目標。影響列車運行速度的主要因素除線路曲線半徑、無縫鋼軌、牽引機車、列車車輛等外,接觸網(wǎng)的質(zhì)量也是影響列車運行速度的重要因素。接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路，接觸網(wǎng)擔負著把從牽引變電所獲得的電能直接輸送給電力機車使用的重要任務。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、火花、碰弓、脫弓，消除接觸網(wǎng)事故及行車事故隱患，延長接觸網(wǎng)使用壽命，減少接觸網(wǎng)維護工作量，降低接觸網(wǎng)維護成本,是鐵路提速中必須解決的問題。我國高速鐵路分布越來越廣闊，途徑地區(qū)的氣象條件差異較大，而且接觸網(wǎng)的特點在于設備裸露于自然環(huán)境中，沿線架設，沒有備用，對運行環(huán)境極為敏感，是電力牽引中一個比較薄弱的環(huán)節(jié)，易受自然環(huán)境的影響。因此接觸網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測/檢測技術對保證接觸網(wǎng)的良好運行起著至關重要的作用。而常見的接觸網(wǎng)監(jiān)測/檢測的目的主要包括以下內(nèi)容：(1)是接觸網(wǎng)施工調(diào)整和運營維護不可缺少的技術基礎，它為施工部門的冷滑試驗和工程交驗提供技術依據(jù)；(2)為設計部門評判，為運營管理部門的維修調(diào)整提供必要信息；為接觸網(wǎng)狀態(tài)檢修提供理論基礎和技術條件；(3)為弓網(wǎng)關系評價提供數(shù)據(jù)，為接觸網(wǎng)施工調(diào)整和運營維護提供依據(jù)；>(4)監(jiān)測/檢測不能代替維修，但可以根據(jù)監(jiān)測/檢測結果制定必要的維修措施，避免無效的維修措施。接觸網(wǎng)狀態(tài)的監(jiān)測，主要是對已投入運行的電氣化鐵路，監(jiān)測接觸懸掛的工作狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)隱患，消除各種病態(tài)，保證安全運行。監(jiān)測項目有：運行軌跡、離線狀態(tài)、導線磨損、接觸線高度、拉出值及導線偏位等。其目的是為保證安全運營，維護管理提供檢修依據(jù)。傳統(tǒng)的接觸網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測/檢測是使用專用的接觸網(wǎng)監(jiān)測/檢測車定期對線路接觸網(wǎng)進行監(jiān)測/檢測的，近幾十年來，我國鐵路陸續(xù)配備了各種等級的接觸網(wǎng)監(jiān)測/檢測車和接觸網(wǎng)巡檢車輛，在保障電氣化鐵道接觸網(wǎng)的運行安全方面發(fā)揮了重要的作用。而目前，我國接觸網(wǎng)監(jiān)測/檢測的方法，大都是將監(jiān)測/檢測元件安裝在受電弓上，通過受電弓在接觸線上滑動，測量接觸網(wǎng)的狀態(tài)特性和特定參數(shù)。然而，隨著我國高速鐵路的發(fā)展，列車運行的車速不斷提高，列車運行的密度也在不斷增大，傳統(tǒng)監(jiān)測/檢測的設備在這種列車運行速度過高的情況下的監(jiān)測/檢測精度嚴重下降，同時由于監(jiān)測/檢測元件需要安裝在受電弓上，因此安裝施工會占用列車的正常運行時間，同時監(jiān)測/檢測元件的損壞也可能會影響受電弓的工作狀態(tài)，進而影響列車的正常運行，為整個鐵路系統(tǒng)的運作帶來不便，造成巨大損失；同時，接觸網(wǎng)受電弓長時間的磨損，隨時存在不同程度的安全隱患，很容易導致監(jiān)測/檢測元件的損壞。綜上所述，一種不需要將元件安裝于受電弓或機車其他部件，不會影響列車正常運行，也不會受列車運行而產(chǎn)生損耗，而且不受列車運行時間制約的高速鐵路接觸網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測/檢測系統(tǒng)，對高速鐵路接觸網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測/檢測，為其相關方面的評估、搶修和改進提供數(shù)據(jù)支持，對提升高速鐵路系統(tǒng)保障能力具有巨大的作用。近年來，針對高速鐵路接觸網(wǎng)狀態(tài)的監(jiān)測/檢測裝置和系統(tǒng)的研究，我國已經(jīng)取得了一定的研究成果，并且其中的部分成果已經(jīng)投入到了實際的應用中。技術專利CN102759347B公開了一種高鐵接觸網(wǎng)在線巡檢裝置、巡檢方法以及其構成的高鐵接觸網(wǎng)檢測系統(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器，其特點是：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到的結果；然而，該系統(tǒng)只能夠采集接觸網(wǎng)的圖像信息，而無法采集接觸網(wǎng)的其他機械物理或其所處環(huán)境的參數(shù)，采集信息不夠全面、不夠真實，參考價值不夠大，同時該系統(tǒng)為車載式巡檢系統(tǒng)，屬于傳統(tǒng)的監(jiān)測/檢測技術范疇，并不能實現(xiàn)監(jiān)測/檢測過程的全天化、無人化、獨立化，工作時間及方式具有巨大限制。技術專利CN104567684A公開了一種接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測方法及裝置，該裝置包括固定于車輛頂部的至少兩臺掃描攝像機，其特點是：利用線掃描攝像機采集的圖像進行幾何參數(shù)檢測，根據(jù)成像角度和至少兩臺線掃描攝像機相對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接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測，采集信息涉及范圍窄，數(shù)據(jù)處理過程復雜且易失真，同時檢測成本較大，結果具有隨機性，不具有大量性、普遍性、連續(xù)性，易受天氣因素的影響，且無法實時在線監(jiān)測。技術專利CN105067041A公開了一種接觸網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測裝置及其控制方法，該裝置包括雙光源發(fā)射模塊、光環(huán)行器、光信號解調(diào)模塊、控制模塊、計算機終端、光纖光柵傳感器，其特點是：通過光纖與光纖光柵傳感特性，實現(xiàn)對接觸網(wǎng)溫度、振動的實時監(jiān)測；然而，由于其光纖光柵傳感器與長距離傳感光纖鋪設在接觸網(wǎng)沿線，鋪設成本巨大，其安裝施工影響接觸網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行，為列車行駛帶來不便，同時由于其傳感光纖長距離鋪設，必然會受到更多的外界干擾，從而使監(jiān)測結果誤差較大，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。總體來說，目前針對高速鐵路接觸網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測/檢測的研究不多，絕大部分還屬于對傳統(tǒng)監(jiān)測/檢測技術的研究，研究中的監(jiān)測/檢測元件的載體都為車輛，監(jiān)測/檢測的功能單一，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)在檢測時刻的瞬時狀態(tài)，對接觸網(wǎng)狀態(tài)的監(jiān)測/檢測是間斷不連續(xù)的，無法實現(xiàn)對接觸網(wǎng)運行狀態(tài)的實時在線連續(xù)監(jiān)測/檢測。
技術實現(xiàn)思路
本技術借鑒高速鐵路接觸網(wǎng)狀態(tài)的傳統(tǒng)監(jiān)測/檢測所取得的研究成果，結合最新的技術手段，針對現(xiàn)有技術存在的諸多問題，根據(jù)高速鐵路接觸網(wǎng)自身的結構、電氣及所處環(huán)境條件，提出了一種能夠基于公網(wǎng)傳輸，全天化、無人化、獨立化的實時在線監(jiān)測/檢測裝置。本技術所述裝置中分布式安裝在接觸網(wǎng)回流線上的在線監(jiān)測/檢測下位機能夠?qū)佑|網(wǎng)線路電流、腕臂結構及導線振動、導線張緊力、所處位置風速、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)進行測量；所述下位機能夠獲取上位機鋰電池組電壓值及充放電狀態(tài)，記錄采樣時間，并可以根據(jù)監(jiān)測對象的不同設置不同的采樣參數(shù)，且可以根據(jù)采樣所得數(shù)據(jù)及時間進行相關的分析及計算，并生成分析/計算報告；該系統(tǒng)對高速鐵路接觸網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測/檢測結果，可以為其相關方面的評估、搶修、改進和預防提供數(shù)據(jù)支持，對提升高速鐵路系統(tǒng)技術保障能力具有巨大的意義。本技術的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種基于公網(wǎng)傳輸?shù)慕佑|網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測/檢測裝置，包括：分布安裝在接觸網(wǎng)回流線路上的下位機和位于遠程操控室并安裝有監(jiān)測/檢測軟件的上位機。上位機包括：節(jié)點操作面板、電源監(jiān)測面板、采樣參數(shù)設置面板、時間顯示/記錄面板、數(shù)據(jù)顯示/提取面板和分析/計算面板。下本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種基于公網(wǎng)傳輸?shù)慕佑|網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測/檢測裝置，其特征在于，包括：分布安裝在接觸網(wǎng)回流線路上的下位機和位于遠程操控室的上位機；上位機與下位機通過GPRS/GSM無線網(wǎng)絡實現(xiàn)信息的傳輸；所述下位機包括：主控芯片、觸發(fā)電路、開關電路、采樣模塊、電源監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)傳輸附屬模塊、數(shù)據(jù)傳輸開關模塊、授時模塊、啟動模塊和音頻傳感器模塊、狀態(tài)監(jiān)測傳感器模塊、以及由取電線圈組、電源處理模塊、鋰電池組、遙控開關組成的電源模塊；狀態(tài)監(jiān)測傳感器模塊、采樣模塊、主控芯片依次連接；狀態(tài)監(jiān)測傳感器模塊、觸發(fā)電路、主控芯片依次連接；電源監(jiān)測模塊與主控芯片連接；音頻傳感器模塊、啟動模塊、主控芯片依次連接；數(shù)據(jù)傳輸附屬模塊、數(shù)據(jù)傳輸開關模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、主控芯片依次連接；授時模塊與主控芯片連接；取電線圈組、電源處理模塊、鋰電池組、遙控開關、主控芯片依次連接。

【技術特征摘要】
1.一種基于公網(wǎng)傳輸?shù)慕佑|網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測/檢測裝置，其特征在于，包括：分布安裝在接觸網(wǎng)回流線路上的下位機和位于遠程操控室的上位機；上位機與下位機通過GPRS/GSM無線網(wǎng)絡實現(xiàn)信息的傳輸；
所述下位機包括：主控芯片、觸發(fā)電路、開關電路、采樣模塊、電源監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)傳輸附屬模塊、數(shù)據(jù)傳輸開關模塊、授時模塊、啟動模塊和音頻傳感器模塊、狀態(tài)監(jiān)測傳感器模塊、以及由取電線圈組、電源處理模塊、鋰電池組、遙控開關組成的電源模塊；
狀態(tài)監(jiān)測傳感器模塊、采樣模塊、主控芯片依次連接；狀態(tài)監(jiān)測傳感器模塊、觸發(fā)電路、主控芯片依次連接；電源監(jiān)測模塊與主控芯片連接；音頻傳感器模塊、啟動模塊、主控芯片依次連接；數(shù)據(jù)傳輸附屬模塊、數(shù)據(jù)傳輸開關模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、主控芯片依次連接；授時模塊與主控芯片連接；取電線圈組、電源處理模塊、鋰電池組、遙控開關、主控芯片依次連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于公網(wǎng)傳輸?shù)慕佑|網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測/檢測裝置，其特征在于：所述開關電路包括控制采樣模塊供電的開關電路1，控制授時模塊供電的開關電路2以及控制電源模塊的開關電路3；開關電路1設置在采樣模塊與主控芯片之間，開關電路2設置在授時模塊與主控芯片之間，開關電路3設置在遙控開關與主控芯片之間。
3.根據(jù)權利要求2所述一種基于公網(wǎng)傳輸?shù)慕佑|網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測/檢測裝置，其特征在于：
所述數(shù)據(jù)傳輸附屬模塊可以接收上位機指令或移動手機的短信指令控制所述數(shù)據(jù)傳輸開關模塊斷開所述數(shù)據(jù)傳輸模塊的供電，以使系統(tǒng)從數(shù)據(jù)高速傳輸模式切換為低速傳輸模式，降低系統(tǒng)功耗。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于公網(wǎng)傳輸?shù)慕佑|網(wǎng)狀態(tài)在線監(jiān)測/檢測裝置，其特征在于：所述音頻傳感器用來監(jiān)測列車行駛的聲音及雷聲，當達到預先設定的音頻范圍后，所述啟動模塊向主...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：肖曉暉，楊帆，戚廣楓，李紅梅，方志國，游鵬輝，
申請(專利權)人：武漢大學，北京蘭德迅捷科技有限公司，中鐵第四勘察設計院集團有限公司，
類型：新型
國別省市：湖北;42