客车行车安全监测诊断系统

文章编号:1002-7602(2011)08-0030-03
客车行车安全监测诊断系统
王 法
(铁道部驻长春车辆验收室,吉林长春130052)
摘 要:阐述了客车行车安全监测诊断系统的组成,介绍了其主要组成部分K A X1型行车安全监测诊断系统和列车电气监测诊断系统。

关键词:行车安全;实时监测;诊断;维护中图分类号:U 279.3+2 文献标识码:B
随着我国旅客列车提速范围越来越广、运行速度越来越高,确保旅客列车运行安全的任务显得更加重要和艰巨。

车辆运行中基础制动系统作用是否良好,车辆转向架性能是否安全稳定,车辆供电系统是否处于安全状态,防滑器工作状态是否正常,有无擦伤超限的车轮,空气弹簧工作状态是否正常,轴承温度是否超限报警,餐车等重点防火部位有无火灾险情等等,这些问题都必须在运行状态下及时被发现并采取相应的对策,以保证旅客列车的运行安全。

1 系统组成
在既有铁路的第5次大提速过程中,普遍采用安
装了行车安全监测诊断系统的25T 型提速客车作为主体运营载体。

客车行车安全监测诊断系统(图1)应用了Lonw orks (Local Operating Netw o rks)现场总线通信技术,主要包括KAX1型行车安全监测诊断系统和列车电气监测诊断系统,两系统各自有一套列车网络,网络结构分为列车级和车厢级2级结构。

KAX1型行车安全监测诊断系统利用Lo nw or ks 列车通信网络的监测系统,诊断自然(意外)制动、缓解不良、关门车、踏面擦伤、油压减振器漏油(横向)、车辆转向架动力学性能渐变性恶化等故障,同时将列车电气监测诊断系统传输的设备故障信息通过GPRS 无
线通信网络传送给地面监控中心。

图1 行车安全监测诊断系统组成示意图
收稿日期:2010-05-06
作者简介:王 法(1956-),男,工程师。

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30# 车辆产品与零部件
铁道车辆 第49卷第8期2011年8月
2 KAX1型行车安全监测诊断系统
2.1 系统结构
KAX1型行车安全监测诊断系统由3个分系统组
成:车载安全监测诊断系统、无线通信系统、地面数据管理与专家系统。

目前25T 型车和行李车、邮政车上只装车载安全监测诊断系统,其硬件结构由3部分构成:车厢级主机、列车网络、列车级主机(图2)。

图2 车载安全监测诊断系统的硬件结构示意图
2.2 车厢级主机
车厢级各监测诊断子系统集中安装在一台高200mm 的19in 机箱内,机箱内每一个板卡担负一个独立功能,通过机箱下面的端子排与外围设备、列车网络和传感器连接。

2.3 列车网络
2.3.1 车厢级网络系统
车厢级网络系统由4个功能级监测诊断子系统
(即防滑器状态监测子系统、车辆制动监测诊断子系统、车辆1位端监测系统、车辆2位端监测系统)、1个车厢级显示节点、车厢网关和Lo nw or ks 车厢总线组成。

各功能级子系统的诊断报告与过程数据通过车厢网关和车厢总线传送给列车网络管理器。

2.3.2 列车级网络系统
列车级网络系统采用双列车网络动态冗余工作模式。

一条列车网(A 网)通过车辆1/3角,另一条列车网(B 网)通过车辆2/4角。

2.4 列车级主机
列车级主机是一台工业级专用装置,采用高100mm 的结构壁挂式机箱,外接触摸显示屏,内置5块板卡。

列车级主机承担安全监测诊断系统的列车通信网络的运行管理、列车级双向数据通信、列车级综合诊断、集中显示与报警、各功能节点诊断报告和过程数据的记录、人机双向互动,并完成车地双向无线通信功能。

2.5 列车管理器的数据下载
安全监测诊断系统的监测与诊断报告通过列车级主机以串口通信方式传送给电控主站PLC,由PLC 向
地面实时报告安全监测状态;用移动存储器通过USB 接口实现列车停站数据下载。

本系统可通过无线局域
网在列车进库的600m 范围内与地面实现自动无线下载,通过无线移动GPRS 实现列车运行中与地面的数据通信。

2.6 系统维护
(1)按规定对KAX1型客车行车安全监测诊断系统进行预检,登记车号,记录原始记录。

(2)清扫车厢级主机、列车级主机、显示屏的灰尘,清洁各传感器探头及各功能网关。

(3)对安装在转向架上的加速度传感器的安装盒进行分解检修。

(4)拆下制动测压传感器、加速度传感器、转向架振动传感器,在加速度传感器校验台上进行检测校验。

(5)检测车厢级主机各监控诊断单元,应保证:¹各输入连接器接插件不松动,电压输入正确,接线正确,连接器固定螺丝紧固。

º车厢级主机电源板卡的端子排+123A/-123A 之间的直流电压范围:额定电压为DC 110V 时为77V~13715V;额定电压为DC 48V 时为3316V~60V 。

»车厢主机自动监测诊断功能显示正常。

(6)检测列车级主机板卡是否正常。

(7)列车管理器显示屏表面应无损伤,画面清晰,主页显示正确(主页、车厢监测、系统检测、修改车号、查看记录);触摸键相应按扭的切换功能应良好。

3 列车电气监测诊断系统
3.1 系统结构
客车电气监测诊断系统是集客车电气集控,系统
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31# 客车行车安全监测诊断系统 王 法
诊断,数据处理、存储与传输,列车网络,无线通信及地面专家系统于一体的客车安全运行控制、监测与调度系统。

它与KAX1型行车安全监测诊断系统形成3个分系统,即车载控制与安全监测诊断系统、无线通信系统、地面数据管理与专家系统。

3.2电气集中控制功能模块
3.2.1电源供电转换功能
综合控制柜的主电源有2路供电,通过电源转换开关分为/自动0、/试验Ñ路0和/试验Ò路03种工况。

(1)正常情况下,转换开关置于/自动0位。

如果DC600V供电电压正常,PLC按车厢号选择供电回路:单号车选择Ñ路供电,双号车选择Ò路供电。

通过触摸屏上的供电菜单,可以控制电源启停或选择供电回路;Ñ路和Ò路供电在硬件和软件上均互锁;触摸屏显示电源状态、参数、工作菜单,相应电源指示灯亮。

如果Ñ路(或Ò路)干线故障,应自动切换到另一路供电,且空调机组和客室电热装置减载运行,并在触摸屏上提示相应信息,指示灯亮。

当只有其中一路有电时,PLC自动选择该路供电,且空调机组和客室电热装置减载运行。

(2)试验时,可将转换开关置于/试验Ñ路0或/试验Ò路0,人为选择Ñ路供电或Ò路供电,此时控制器只进行检测报警,不进行电源电路的转换。

3.2.2照明控制功能
照明控制功能通过照明转换开关分为/半灯0、/全灯0、/停止0。

照明控制一直采用手动操作,控制器不能自动进行控制,但可以在列车级实现集中控制。

转换开关放置于乘务员室(餐车的转换开关置于控制柜面板上)。

3.2.3应急电源转换功能(仅交流控制柜有)
当供电主电路因故障停止供电或整流模块电源发生故障时,整流模块电源停止向一般负载供电,同时蓄电池向应急负载供电,触摸屏显示电池电压(应急负载电压)和电池放电电流。

3.2.4蓄电池欠压保护功能
(1)交流控制柜。

当蓄电池电压正常时,充电模块电源的输出端没有输出;当蓄电池电压放电到42V 时,充电模块电源内部继电器动作,切断蓄电池向应急负载的供电电路;当蓄电池充电大于或等于45V时,蓄电池向应急负载供电。

(2)直流控制柜。

蓄电池欠压保护判断信号由车下电源给出,当蓄电池欠压时,车下电源给出信号,切断相应负载。

为了保护蓄电池,综合控制柜设蓄电池欠压提示功能,当检测到本车蓄电池电压低于欠压保护设定值时,触摸屏显示相应故障信息,以提示用户。

3.3空调机组专用控制器
空调机组控制功能通过空调转换开关分为/自动0、/试验暖0和/试验冷03种工况。

3.4显示器
列车级主机显示器采用触摸显示屏。

3.5电气监控系统维护
(1)按规定对列车电气监控系统进行预检,登记车号,记录原始记录。

(2)清扫并检修PLC网关、WG网关、轴温报警器网关、防滑器网关、烟火报警器网关、无线传输装置、触摸屏CF卡、DL)Ò代理节点、电源模块、行车安全监控主机以及车内外天线(GPRS、GPS),各接插件安装需牢固。

(3)检查代理节点Lonw orks网络,应收集到供电、空调、电压、电流、漏电流、电池电流、室温、逆变器、充电机、防滑器、轴温、里程数据等信息并显示工作状态良好,各界面切换正常。

(4)监控主机应能显示本车的供电、空调、车下电源、防滑器、车门系统、烟火报警器等的运行工况及参数,实时显示各功能单元的运行状态,自动记录运行数据,及时报告故障现象,数据下载功能及无线装置接收功能应正常,有故障则需断电检修。

4结束语
客车行车安全监测诊断系统实现了对危及旅客列车运行安全的主要因素进行实时监测诊断、记录、存储、集中显示和报警,实现了无线通信装置与地面数据管理及专家系统的双向通信,并和局域网联网,实现了对客车运用状态的信息化监控、动态检修与管理,保证了旅客列车的行车安全,同时大大降低了维修成本。

(编辑:颜纯)
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铁道车辆第49卷第8期2011年8月
structure;safety
Research on Relevant Techniques
for Heavy Haul Freight C ars in China
LEI En-qiang,et al.
(male,born in1976,senio r engineer,Technical Center of Qiqihar Rail Traffic Equipment Co.,Ltd., Qiqihar161002,China)
Abstract:T he situation and dem and in develop-m ent o f railw ay in China at present are generally de-scribed.The technical foundatio n for developing heavy haul tr ansport in China is sum marized.The pro blems m ainly needing research and solutio n in de-v elo pm ent of heav y haul freig ht cars in China are put fo rw ard.
Key words:heavy haul freig ht car;axle load; rail;bridg e;load density;key techno log y
Development of Ballast Hopper
C ars Exported to Saudi Arabia
CH EN Wei
(female,bo rn in1968,senior engineer,Product Research Institute of CSR Yang tze Rolling Sto ck Co.,Ltd.,Wuhan430212,China)
Abstract:Described are the technical par am eters, main features,main structur e,calculation and tes-ting of ballast hopper cars ex ported to Saudi Arabia.
Key words:ballast hopper car;structure;param-eter;test
The GJ70Tank Car for Liquid Alkali
JIN Yao-hui,et al.
(m ale,born in1972,senior eng ineer,Design Department of Xi.an Rail T raffic Equipm ent Co., Ltd.,Xi.an710086,China)
Abstract:Described are the m ain perform ance pa-r am eters,structur e dimensions,calculatio n and tes-ting,etc.of the GJ70tank cars for liquid alkali.
Key words:tank car for liquid alkali;structure parameter;test
The Monitoring and Diagnostics System
for Operation Safety of Passenger C ars
WANG Fa
(male,born in1956,engineer,Vehicle Accept-ance Office o f M OR in Changchun,Changchun 130052,China)
Abstract:The com position of the mo nitoring and diagnostics sy stem for oper ation safety of passeng er cars is ex pounded.T he main parts,the KAXI mon-i to ring and diagnostics sy stem fo r operation safety and the electrical monitoring diag no stics system on trains ar e described.
Key w ords:operation safety;rea-l time m onitor; diagnostics;maintenance
The Air and Water Pressure Testing System
for Braking Hoses on Railway Freight Cars with the Application of Industrial Process
C ontrol(IPC)Devices
DING Feng
(male,born in1978,engineer,Qiqihar Rail Traffic Equipm ent Co.,Ltd.,Qiqihar161002,Ch-i na)
Abstract:The softw are and hardware design scheme and realization method of the automatic control system in the air and w ater pressure test for braking hoses on rai-l w ay freight cars w ith the application of industrial process control(IPC)devices are expounded in detail.They can provide reference and basis for upgrading of the testing measures at present.
Key words:railw ay freight car;braking hose; test;industrial process control dev ice;auto matic control
Inspection and Repair Technologies for
J5S Q(J6SQ)Vehicles
Special for Transport of Automobiles
DING Zh-i tao
(fem ale,born in1978,engineer,Steel Structure Workshop of CSR Beijing Feb,7th Ro lling Stock Co. Ltd,Beijing100072,China)
Abstract:The str ucture features of J5S Q(J6SQ)ve-hicles special fo r transpor t o f auto mobiles are de-scribed briefly.The relevant inspectio n and repair technolo gy dur ing overhaul repair are mainly ex poun-ded.And som e co ntro l m easures are w orked out in view of the pro blems appeared.
Key words:J5SQ(J6SQ);vehicle special for trans-port of auto mobiles;inspection and repair technolo-g y;measure
Discussion of Causes to Metal Mounting Objects(Slag)in Brake Shoes for Freight C ars
M IA O H ua
(male,bor n in1972,assistant engineer,Opera-tion Worksho p for Cars Running Southwards of Xuzhou,East Nanjing Depot,Shang hai Railw ay Bu-r eau,Xuzho u221007,China)
Abstract:T he causes to metal m ounting objects in brake shoes for freight cars are analyzed.T he pre-v entative m easures in oper ation are put fo rw ar d.
Key words:freight car;high friction composite brake sho e;metal mo unting object;tro uble analy sis
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