动态轨道衡培训教材PPT(共 54张)
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– 车辆电子标签 – 地面AEI设备 – 车站控制与车号处理系统(CPS) – 列检复示系统 – 电子标签编程器与编程网 – 分局AEI监控系统等
车号识别系统
车号识别系统
铁路车号识别系统
工作原理
轨道开关动态轨道衡
利用轨道开关判别过衡列车的轮对，计算机系统对轨道开关的动作进行计数， 当开关动作时序符合判断特征时启动或者停止数据采集并进行数据处理
优点：判别逻辑简单，用单片机就可以实现 缺点：轨道开关易发生故障，维护工作量大
无开关动态轨道衡
利用列车在秤台上行进时产生的波形来判别过衡列车的轮对，当波形符合数 学模型判定的特征时进行重量的计算和处理。
优点：机械结构简单，维护工作量小 缺点：要采用较为复杂的数学模型，对计算机系统的要求较 高 目前主流的动态轨道衡均已采用无开关判别
线路和基础
• 一、线路基本常识 • 1、轨距——线路两钢轨头部内侧间与轨道中线相垂直的距离，此距离在钢轨轨面
数据采集系统
数据采集系统
数据采集系统
数据采集系统接口
早期的动态轨道衡大部分厂商都自行设计制 造接口板，基本上都采用ISA总线，随着ISA总 线逐步被淘汰，已经有越来越多的厂商转向 采用串行接口的方式将数据传送到计算机 •CAN-BUS总线 •以太网 •其他
车号识别系统
• 铁路车辆运输车号自动识别系统分为以下 六个部分：
称重传感器
传感器采用六线传输信号用于长线补偿，电源线有四根，其中二根将传 感器侧接收到的电源电压反馈到补偿电路，补偿电路根据传感器上的工 作电压自动进行补偿。
数据采集系统
• 数据采集系统是由传感器和数据采集模块组成。传感器测量过衡车辆 的重量并将其转换为电压信号。数据采集仪给传感器供电并收集传感 器输出的电压信号，经放大、滤波及A/D转换后获得相应的数字信号， 送入计算机系统。如下图所示：
不断轨轨道衡
•不断轨动态轨道衡的特征：
计量段和引轨为一个整体 计量段和引轨的轨道上安装有剪力传感器
不断轨动态轨道衡的优缺点
•优点
动态精度较高 允许过衡车速较高 维护工作量较少 基础施工简单、方便
•缺点
静态精度较低 传感器用量较多，系统结构复杂，成本高
动态轨道Biblioteka Baidu硬件架构
称重传感器
•电阻应变式称重传感器
发展历程
轨道衡由最初机械轨道衡开始起步，从机电结合静态轨道 衡、全电子静态轨道衡一直发展到全电子动态轨道衡，现 在已经发展到不断轨动态轨道衡。
目前机械轨道衡、机电结合静态轨道衡已完全淘汰。
断轨轨道衡计量精度较高,过衡速度低,结构维护较复杂.不 断轨过衡速度快,维护简单,能够适应大综散装货物计量。
早期的轨道衡受制造工艺水平以及设计思想的局限，往往 采用整体铸钢秤台，秤台的重量大，惯性大，不仅需要采 用较深的基坑，而且自振频率以及幅值往往会与列车振动 频率重叠，导致称重信号失真影响精度。随着技术的进步 以及设计思想的逐步开放，焊接结构秤台逐渐被接受，秤 台的重量大幅度减轻，惯性减小，自振频率高且幅值较小， 能更真实地还原列车过衡时的波形，有利于提高精度。
动态轨道衡
1、动态轨道衡基本原理及发展历程 2、断轨式动态轨道衡的基本结构 3、断轨动态轨道衡现场检查要领 4、波形分析以及数据处理
基本概念
•动态电子轨道衡是一种自动对铁路货车进行 不停车、不摘钩连续称重的大型工业计量设 备。
•主要优点
效率高，设备利用率高，是一般静态轨道衡作业率的几十倍 容易实现无人值守称重作业。
动态轨道衡的计量方式
• 计量方式：轴计量，转向架计量，整车计 量。轴计量方式系统误大，这种计量已经 被淘汰，目前主要为转向架计量和整车计 量。
• 转向架计量适合固态货物计量。 • 整车计量适合液态货物计量。 • 常用过衡车速：5-20km/h
转向架计量
12
称重台面 长度=3.6m
铁路货车车皮
3
4
电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外 力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生 变形，电阻应变片引变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的 测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换 为电信号的过程。
•主要缺点
精度较低，有0.2%、0.5%和1%三个等级 系统复杂，要求维护人员有较高水平
•主要用途
码头、矿山、冶金等企业中依靠铁路运输的大宗低值物资的计量
非自动衡器（非自动秤）
•计量过程中需要人工干预的衡器 汽车衡 静态轨道衡 计价秤
自动衡器（自动秤）
•计量过程不需要人工干预
动态轨道衡 皮带秤 钢卷秤 料斗秤 配料秤、包装秤
• 称重台面一般由主梁、限位器和底座（基础）组成，主梁是直接承受火车车辆重量的部件，必须保证有足够 的强度和刚度。
• 主梁上面的轨道称为称量轨，称重台面两侧的轨道称为引轨。称量轨和引轨是断开的，则称为断轨轨道衡。 称量轨和引轨是不断开的，则称为不断轨轨道衡。
• 一、断轨轨道衡 • 静态轨道衡、准静态轨道衡和传统的动态轨道衡均为断轨轨道衡。 • 断轨轨道衡的称重台面结构见示意图一：
工作原理
•直线方程y=ax+b •下降沿触发 •动态阈值算法 •波形规格化处理 •车型数学模型
典型波形
相关国家标准
• 《自动轨道衡》 GB/T 11885-2015 • 《静态电子轨道衡》GB/T 15561-2008 • 《动态轨道衡检定规程》 JJG234-2012
线路和基础
• 过衡列车通过称重台面将铅垂向力传给传感器，将水平向力传给限位装置。铅垂向力是需要测量的重力，也 就是需要计量的重量，是轨道衡的主要功能，水平向力是列车运行中产生的、不可避免的、对重力测量精度 有负面影响的力。称重台面的设计应最大限度地减小这种负面影响。
轴距=1.8m
前架重
后架重
整车计量
铁路货车车皮
1
2轴距=1.8m
3
4
A称重台面 长度=3.6m
B称重台面 长度=3.6m
前架重
后架重
断轨轨道衡
•断轨动态轨道衡的特征：
计量段和引轨之间有明显分界 计量段和引线轨之间采用过渡器连接
断轨动态轨道衡的优缺点
•优点：
静态计量精度高
•缺点：
过渡器、限位器调整复杂、维护工作量大 列车过衡时冲击较大 动态精度受各种因素影响较多 过衡车速提升较为困难
车号识别系统
车号识别系统
铁路车号识别系统
工作原理
轨道开关动态轨道衡
利用轨道开关判别过衡列车的轮对，计算机系统对轨道开关的动作进行计数， 当开关动作时序符合判断特征时启动或者停止数据采集并进行数据处理
优点：判别逻辑简单，用单片机就可以实现 缺点：轨道开关易发生故障，维护工作量大
无开关动态轨道衡
利用列车在秤台上行进时产生的波形来判别过衡列车的轮对，当波形符合数 学模型判定的特征时进行重量的计算和处理。
优点：机械结构简单，维护工作量小 缺点：要采用较为复杂的数学模型，对计算机系统的要求较 高 目前主流的动态轨道衡均已采用无开关判别
线路和基础
• 一、线路基本常识 • 1、轨距——线路两钢轨头部内侧间与轨道中线相垂直的距离，此距离在钢轨轨面
数据采集系统
数据采集系统
数据采集系统
数据采集系统接口
早期的动态轨道衡大部分厂商都自行设计制 造接口板，基本上都采用ISA总线，随着ISA总 线逐步被淘汰，已经有越来越多的厂商转向 采用串行接口的方式将数据传送到计算机 •CAN-BUS总线 •以太网 •其他
车号识别系统
• 铁路车辆运输车号自动识别系统分为以下 六个部分：
称重传感器
传感器采用六线传输信号用于长线补偿，电源线有四根，其中二根将传 感器侧接收到的电源电压反馈到补偿电路，补偿电路根据传感器上的工 作电压自动进行补偿。
数据采集系统
• 数据采集系统是由传感器和数据采集模块组成。传感器测量过衡车辆 的重量并将其转换为电压信号。数据采集仪给传感器供电并收集传感 器输出的电压信号，经放大、滤波及A/D转换后获得相应的数字信号， 送入计算机系统。如下图所示：
不断轨轨道衡
•不断轨动态轨道衡的特征：
计量段和引轨为一个整体 计量段和引轨的轨道上安装有剪力传感器
不断轨动态轨道衡的优缺点
•优点
动态精度较高 允许过衡车速较高 维护工作量较少 基础施工简单、方便
•缺点
静态精度较低 传感器用量较多，系统结构复杂，成本高
动态轨道Biblioteka Baidu硬件架构
称重传感器
•电阻应变式称重传感器
发展历程
轨道衡由最初机械轨道衡开始起步，从机电结合静态轨道 衡、全电子静态轨道衡一直发展到全电子动态轨道衡，现 在已经发展到不断轨动态轨道衡。
目前机械轨道衡、机电结合静态轨道衡已完全淘汰。
断轨轨道衡计量精度较高,过衡速度低,结构维护较复杂.不 断轨过衡速度快,维护简单,能够适应大综散装货物计量。
早期的轨道衡受制造工艺水平以及设计思想的局限，往往 采用整体铸钢秤台，秤台的重量大，惯性大，不仅需要采 用较深的基坑，而且自振频率以及幅值往往会与列车振动 频率重叠，导致称重信号失真影响精度。随着技术的进步 以及设计思想的逐步开放，焊接结构秤台逐渐被接受，秤 台的重量大幅度减轻，惯性减小，自振频率高且幅值较小， 能更真实地还原列车过衡时的波形，有利于提高精度。
动态轨道衡
1、动态轨道衡基本原理及发展历程 2、断轨式动态轨道衡的基本结构 3、断轨动态轨道衡现场检查要领 4、波形分析以及数据处理
基本概念
•动态电子轨道衡是一种自动对铁路货车进行 不停车、不摘钩连续称重的大型工业计量设 备。
•主要优点
效率高，设备利用率高，是一般静态轨道衡作业率的几十倍 容易实现无人值守称重作业。
动态轨道衡的计量方式
• 计量方式：轴计量，转向架计量，整车计 量。轴计量方式系统误大，这种计量已经 被淘汰，目前主要为转向架计量和整车计 量。
• 转向架计量适合固态货物计量。 • 整车计量适合液态货物计量。 • 常用过衡车速：5-20km/h
转向架计量
12
称重台面 长度=3.6m
铁路货车车皮
3
4
电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外 力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生 变形，电阻应变片引变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的 测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换 为电信号的过程。
•主要缺点
精度较低，有0.2%、0.5%和1%三个等级 系统复杂，要求维护人员有较高水平
•主要用途
码头、矿山、冶金等企业中依靠铁路运输的大宗低值物资的计量
非自动衡器（非自动秤）
•计量过程中需要人工干预的衡器 汽车衡 静态轨道衡 计价秤
自动衡器（自动秤）
•计量过程不需要人工干预
动态轨道衡 皮带秤 钢卷秤 料斗秤 配料秤、包装秤
• 称重台面一般由主梁、限位器和底座（基础）组成，主梁是直接承受火车车辆重量的部件，必须保证有足够 的强度和刚度。
• 主梁上面的轨道称为称量轨，称重台面两侧的轨道称为引轨。称量轨和引轨是断开的，则称为断轨轨道衡。 称量轨和引轨是不断开的，则称为不断轨轨道衡。
• 一、断轨轨道衡 • 静态轨道衡、准静态轨道衡和传统的动态轨道衡均为断轨轨道衡。 • 断轨轨道衡的称重台面结构见示意图一：
工作原理
•直线方程y=ax+b •下降沿触发 •动态阈值算法 •波形规格化处理 •车型数学模型
典型波形
相关国家标准
• 《自动轨道衡》 GB/T 11885-2015 • 《静态电子轨道衡》GB/T 15561-2008 • 《动态轨道衡检定规程》 JJG234-2012
线路和基础
• 过衡列车通过称重台面将铅垂向力传给传感器，将水平向力传给限位装置。铅垂向力是需要测量的重力，也 就是需要计量的重量，是轨道衡的主要功能，水平向力是列车运行中产生的、不可避免的、对重力测量精度 有负面影响的力。称重台面的设计应最大限度地减小这种负面影响。
轴距=1.8m
前架重
后架重
整车计量
铁路货车车皮
1
2轴距=1.8m
3
4
A称重台面 长度=3.6m
B称重台面 长度=3.6m
前架重
后架重
断轨轨道衡
•断轨动态轨道衡的特征：
计量段和引轨之间有明显分界 计量段和引线轨之间采用过渡器连接
断轨动态轨道衡的优缺点
•优点：
静态计量精度高
•缺点：
过渡器、限位器调整复杂、维护工作量大 列车过衡时冲击较大 动态精度受各种因素影响较多 过衡车速提升较为困难