行车安全监控系统课程.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,现代铁路车辆设备,第十四章,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,现代铁路车辆设备,第十四章,第十四章 当代车辆设备新技术讲座之三,行车安全监控系统,行车安全监控系统课程,第1页,第一节 行车安全监控系统概述,伴随我国旅客列车，运行速度越来越高，途中停靠站少，在运行中及时发觉和预防故障发生和扩大，并采取对应信息化检修作业，成为当前确保旅客列车运行安全急需处理问题。,行车安全监控系统课程,第2页,一、列车运行中需要注意安全问题,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恶化；,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；,有没有擦伤超限车轮；,空气弹簧工作状态；,轴承温度是否超限报警；,配电室等重点防火部位有没有火灾险情等等。,行车安全监控系统课程,第3页,这些包括列车运行中安全问题都必须在运行状态下及时发觉，并采取对应对策，才能使旅客列车运行安全得到确保。,行车安全监控系统课程,第4页,二、25T客车行车安全监控系统组成,主要包含：,行车安全监测诊疗系统,列车电气监控系统,两系统各自有一套列车网络，列车通信网络结构分,车厢级,与,列车级,两级层次结构。,行车安全监控系统课程,第5页,行车安全监控系统组成示意图,网络连接器,列车网络线,网关,车厢总线,功效节点,移动通讯终端,短信发射机,列车管理器,车厢级主机,地面数据库教授系统,网络管理中心,行车安全监控系统课程,第6页,可对,危及旅客列车运行安全主要原因,进行：,实时监测诊疗,统计和存放,集中显示和报警,故障定位指导维修,三、行车安全监控系统作用,：,行车安全监控系统课程,第7页,1、行车安全监测装置内容,车厢级行车安全监测装置设在每节车箱乘务员室，,车厢级监测对象,：,车辆转向架,制动系统,防滑器,行车安全监控系统课程,第8页,安全监测和诊疗内容,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功效。,行车安全监控系统课程,第9页,2、列车电气监控系统内容,车厢级列车电气监控系统监测内容,：,列车供电、空调、电压、电流、漏电流、电池电流、充放电流、室温、逆变器、充电机、轴温、塞拉门信息，聚集至车厢显示器。,行车安全监控系统课程,第10页,运行中，行车安全监控系统还能够经过无线通信装置与地面数据管理与教授系统双向通信并和局域网联网，,实现客车利用状态信息化监控和利用状态动态检修与管理。,行车安全监控系统课程,第11页,同时将行车安全监测诊疗系统传输行车故障信息，经过GPRS无线通讯网络传送给地面监控中心等功效。,行车安全监控系统课程,第12页,第一节 完,行车安全监控系统课程,第13页,第二节 KAX-1型行车安全监测诊疗系统,行车安全监控系统课程,第14页,一、概述：,“KAX-1型行车安全监测诊疗系统”由三个分系统,组成,：,车载安全监测诊疗分系统；,无线通信分系统；,地面数据管理与教授分系统。,行车安全监控系统课程,第15页,系统监测和诊疗分成两级：,车厢功效级诊疗,列车级综合诊疗,二者经过列车通信网络系统进行联络和控制,行车安全监控系统课程,第16页,两级诊疗系统示意图,行车安全监控系统课程,第17页,系统技术参数(一),列车网络技术参数：,结构：车厢级与列车级两级层次结构,类型：列车级Lonworks或WordFip现场总线，,车厢级LonWorks现场总线,传输介质：屏蔽双绞线（符合TB/T1484-标准）,可传输距离：1000m,适应编组数：120辆。,行车安全监控系统课程,第18页,系统技术参数(二）,对外通信方式,：,车载移动卫星双向通信；,无线通信GPRS；,无线通信GSM,行车安全监控系统课程,第19页,二、车载安全监测诊疗分系统,1、系统组成：,行车安全监控系统课程,第20页,2、,车厢级监测诊疗系统功效,对于列车级监测诊疗系统来说，车厢级监测诊疗系统是基本监测诊疗单元。各车厢是相同，物理上是独立。,监测主要对象为：,车辆转向架、制动系统、防滑器、车厢级显示器等,行车安全监控系统课程,第21页,车厢里各功效级监测诊疗子系统则只担负本车厢某一部件或功效监测和诊疗。,行车安全监控系统课程,第22页,3、,列车级综合诊疗系统功效,车厢级不能诊疗或诊疗条件不充分，则经过列车级综合诊疗来实现（如关门车、折角塞门关闭、转向架状态等）。,行车安全监控系统课程,第23页,4、列车通信系统组成,列车通信网络系统为两级层次LonWorks网络结构。,一个是,连接同一列车上不一样车厢列车网络列车总线（TBUS）；,另一个是,连接同一车厢内不一样功效级监测诊疗子系统车厢网车厢总线（VBUS）,行车安全监控系统课程,第24页,车厢总线上各功效级监测诊疗子系统由车厢网关（Gateway）进行通信管理。,它既是车厢网络通信管理器，又是列车网与车厢网网关。,行车安全监控系统课程,第25页,列车总线上列车网络管理器依据各车厢监测诊疗汇报再进行全列车综合诊疗，得出本列车各车厢监测诊疗汇报（集中显示和报警）。,列车网络管理器还担负组网（网络初运行）以适应车辆编组变动时各车厢车号、车厢号、运行方向识别任务。,行车安全监控系统课程,第26页,三、KACX-1车厢级主机及各功效模块,1、车厢级主机,车厢级各监测诊疗单元集中安装在高19寸机箱内，机厢内每一个模块担负某一个独立功效。它经过机厢下面端子排与外围设备、列车网和传感器连接。,行车安全监控系统课程,第27页,车厢级主机图,行车安全监控系统课程,第28页,2、车辆制动监测诊疗子系统,本子系统主要检测内容:,列车支管和制动管路风压,诊疗制动制动/缓解工况,汇报有没有制动/缓解作用不良,自然制动,自然缓解故障,并为列车综合诊疗是否有折角塞门关闭、关门车事件发生提供诊疗数据。,行车安全监控系统课程,第29页,制动系统检测诊疗装车示意图,行车安全监控系统课程,第30页,LC为列车管压力监测传感器，必须安装在列车支管截断塞门后面气路上。,ZD为制动管监测压力传感器，必须安装在空重车阀和车辆缓解塞门后面气路上。,行车安全监控系统课程,第31页,在列车管理器内全程统计、存贮诊疗事件汇报、列车管和制动管路风压过程数据,。,下载到地面数据库教授系统过程数据与汇报可实现查询、比较、再次诊疗和故障确认。,在车厢级为防滑器、车辆转向架状态监测诊疗子系统提供制动、缓解状态汇报。,行车安全监控系统课程,第32页,3、车辆转向架状态监测诊疗子系统,在车辆一、二端车体、转向架上安装加速度传感器。监测轮轴与一系/二系悬挂系统，并依据车体信号信号监测整个车辆系统状态。,行车安全监控系统课程,第33页,监测与诊疗内容,车辆构架及车体横向、垂向振动加速度；,汇报本车前转向架/后转向架、一系/二系、横向/垂向振动情况；,转向架失稳情况；,判断轮轴系统是否工作正常，,车轮踏面异常（擦伤/剥离）；,一系悬挂故障；,空气弹簧系统故障诊疗与报警等。,行车安全监控系统课程,第34页,转向架与车体检测传感器安装部局图,行车安全监控系统课程,第35页,将特征数据经列车网络传输到列车管理器上，而后经过特定系统对系统开发总体考虑是，经过对铁道车辆动力学系统加速度输出监测，同时计算系统时间历程特征数据而且对车辆系统进行评定。,行车安全监控系统课程,第36页,4、防滑器工作状态监测子系统,防滑器联网，汇报防滑器有没有故障，若有故障，则指出故障部位，指导维修；汇报本车厢防滑器执行防滑保护动作情况。,防滑器向车厢总线发送车辆速度（参考速度或理论速度）和执行防滑保护动作情况。作为车辆节点诊疗输入条件。,行车安全监控系统课程,第37页,国产防滑器（TFX型）主机首先经过LonWorks总线与车厢总线互联（经过J3节点）实现网络变量传递；另方面经过RS232与车厢电控PLC网关通信，汇报本车厢防滑器工作状态和本车参考速度。,进口防滑器经过RS485同时与车厢电控PLC网关和安全系统车厢主机J5节点通信，汇报本车厢防滑器工作状态和本车参考速度。,行车安全监控系统课程,第38页,防滑器检测子系统连接图,行车安全监控系统课程,第39页,5、车厢显示节点,本系统设置车厢显示节点配上便携式显示器作为车厢级人机接口，用于车厢级各节点调试确认，本车厢车辆工厂制造号和车厢顺号也可在车厢显示节点上进行人工设置和修改。板卡上“LD”显示器显示本车厢顺号。,行车安全监控系统课程,第40页,四、列车通信网络,1、Lonworks现场总线技术,客车行车安全监测系统为基于Lonworks网络分布式微机监视诊疗系统。,其拓扑结构为车厢级和列车级两级总线式结构。,收发器采取双绞线收发器FTT-10A，传输介质采取双绞屏蔽线，传输速率78.5kB/S，传输距离2700米。,行车安全监控系统课程,第41页,车厢级网络,采取背板总线方式，车厢级主机制动节点、车辆节点、防滑器节点、显示节点及代理节点分别以板卡方式与车厢级总线连接。,车厢级显示节点除含有显示本车功效节点状态功效外还含有修改车顺号和车厢制造号功效。,行车安全监控系统课程,第42页,列车级网络,采取双绞屏蔽线传输介质，它连接一台列车级主机和多台车厢级主机。,列车级总线采取双网冗余，分别为A网和B网，A、B网在每节车厢两侧平行布置。,行车安全监控系统课程,第43页,列车网络线布局图,行车安全监控系统课程,第44页,车厢级主机,主要中包含一个6U模块，它有两个Lonworks网关，均为本车厢代理节点，它汇总本车厢各节点信息向列车级管理器转发，而且接收列车级管理器发送命令。,2、车厢级主机结构,行车安全监控系统课程,第45页,3、列车级主机（列车网管理器）,列车级主机是一台3U结构壁挂式机箱，外接带电阻式触摸显示器工业级专用装置，由五块板卡组成。,行车安全监控系统课程,第46页,它担负安全监测诊疗系统列车通信网络运行管理，列车级双向数据通信，列车级综合诊疗，集中显示与报警，各功效节点诊疗汇报和过程数据统计，“人机”交互，并完成“车-地”双向无线通信功效。,行车安全监控系统课程,第47页,列车级主机包含两个Lonworks管理网卡，分别管理A、B两个列车级网络。列车级CPU选择两个网卡中一个作为管理主节点，它汇总各个车厢代理节点发送来信息并进行存贮和分析，CPU将另外一个网卡作为从节点。,列车级主机结构,行车安全监控系统课程,第48页,当管理主节点所在网络中有一个或多个车厢级代理节点出现问题时，能够在从节点网络中选取车厢级代理节点发送信息，确保列车级数据完整性。,行车安全监控系统课程,第49页,列车级主机,含有,数据存贮功效,，它能够将全列制动节点、车辆节点和防滑器节点事件信息和故障信息进行存贮，并在车厢级过程数据基础上在列车级对全列数据进行深入分析和对比，从而在列车级形成对制动故障和车辆故障深入诊疗和故障报警。,行车安全监控系统课程,第50页,故障信息经过串口与四方所主机进行通信，由其发送给地面接收装置。事件信息和故障信息能够经过USB口下载到移动存贮设备中，供地面教授系统导入地面数据库进行数据分析。,行车安全监控系统课程,第51页,4、列车级显示器,列车级显示器,显示整列车安全监测诊疗信息。列车级显示器能够显示当前全部车辆制动系统、车辆系统和防滑器系统全部信息，当某一个或多个车厢出现潜在安全隐患时，列车级显示器发出报警提醒信息，并给出故障发生定位信息和故障参数。,行车安全监控系统课程,第52页,列车级显示器,采取触摸屏方式，能够方便地查阅全列信息、单个车厢信息以、分系统信息及故障历史信息。列车级显示器程序采取嵌入操作系统编程，系统能够在各种条件下开/关机，系统性能不受影响。,行车安全监控系统课程,第53页,五个主要页面,人机交线界面主要包含五个主要页面：,主页面,车厢监测,系统监测,修改车号,查看统计,行车安全监控系统课程,第54页,列车管理器显示主页面,行车安全监控系统课程,第55页,车厢监测页面,包含单节车厢各子系统监测数据，包含防滑器、制动系统、转向架。页面上方设有各车厢号按钮，触摸对应按钮可直接切换至该车厢监测页。按钮颜色为红色时表示该车厢有一个或多个报警/故障，能够直接切换至车厢监测页。,行车安全监控系统课程,第56页,制动系统监测内容包含,：,制动系统工作状态、制动机状态、列车管压力、制动缸压力，防滑器监测内容包含：四条轴传感器、防滑阀状态、滑行次数；右下方为本车速度、列车管压力、制动缸压力改变曲线。其列车管压力、制动缸压力时间历程曲线在制动或防滑器出现问题时起辅助分析作用,。,行车安全监控系统课程,第57页,转向架监测内容包含：,车辆一端及二端转向架横向振动状态、车辆垂向振动状态、二系工作情况、轮对踏面、转向架横向状态以及转向架垂向传感器监测值。,行车安全监控系统课程,第58页,车厢检测页面,行车安全监控系统课程,第59页,系统页面,此页面按各子系统归类显示监测数据，能够在需要察看某子系统在整列车运行情况时直观地看到整列车该子系统状态，如图所表示。由防滑器，制动系统，转向架三个子页面组成，按下方切换按钮可切换至对应子系统监测页面。全部页面前三项为车厢顺号、车辆制造号及通信状态。,行车安全监控系统课程,第60页,系统页面,行车安全监控系统课程,第61页,修改车号,本页面显示列车组网信息（车号为车顺号）。可对网络各节点车号和车顺号进行修改到达与实际编组情况一致目标，如图所表示。左边为列车编组情况，右边能够经过选择左边车辆，改变车厢顺号或车辆制造号，确认无误后按确认按钮完成修改。,行车安全监控系统课程,第62页,修改车号页面图,行车安全监控系统课程,第63页,查看统计,提供列车此次运行后发生全部报警/故障事件，在非正常情况下，可能出现过多故障，系统最多统计1000条。此时系统会自动删除前500条并在其后继续统计,。,行车安全监控系统课程,第64页,第二节 完,行车安全监控系统课程,第65页,第三节列车电气监控系统,行车安全监控系统课程,第66页,一、列车电气监控系统组成,在铁路客车TKDT-1T型配电柜中，主要由；,WG型网关DL-II代理节点、,PLC网关、,轴温报警器网关,防滑器网关,烟火报警器网关,WX-II型车载数据无线传送装置,监视全列其它车厢状态触摸屏,GPRS、GPS天线,行车安全监控系统课程,第67页,列车电气监控系统图,行车安全监控系统课程,第68页,1、WG型网关,用于铁路客车TKDT-1T型配电柜，其中包含:,PLC网关,轴温报警器网关,防滑器网关,烟火报警器网关。,行车安全监控系统课程,第69页,这些网关一方面经过各种通信接口实现PLC到安全记录仪之间、轴温报警器到PLC之间、防滑器到PLC之间、烟火报警器到PLC之间数据传递，其次经过Lonworks接口及列车总线实现车辆间信息和命令传递。,行车安全监控系统课程,第70页,2、DL-II代理节点功效,代理节点是联接列车网和车厢网桥梁，有2个独立Lonworks通讯接口。,上行Lonworks通讯模块。,下行Lonworks通讯接口负责车厢级网络通信，转发集中控制命令，接收车厢级各应用节点传输参数、工作状态等信息。,行车安全监控系统课程,第71页,3、车载数据无线传送装置,主要是用于定位列车行驶地理位置，利用Lonworks网络搜集全列各车数据（供电、空调、电压、电流、漏电流、电池电流、充放电流、室温、逆变器、充电机、防滑器、轴温、里程、地理位置）等信息，经过GPRS网络传送到移动企业SGSN节点，再经过无线专线发送到地面用户监控中心，监控中心进行处理以供用户使用。,该装置适合用于铁路DC600V供电客车配电柜。,行车安全监控系统课程,第72页,GPRS无线通讯网络技术是一个基于分组交换传输数据高效率方式，其数据率是现有GMS10倍以上。,行车安全监控系统课程,第73页,4、监控主机功效,监控主机是一个微型可编程终端，采取全汉字液晶触摸屏（带背光），含有字符类型和图象类型显示，由通讯接口和主机网关RS232C接口进行通讯。,主要功效是显示全列车辆供电、空调、车下电源、防滑器、轴报器、车门系统、烟火报警器等运行工况及参数显示，实时显示各功效单元运行状态及实时汇报故障现象。,行车安全监控系统课程,第74页,二、列车联网通讯,1,、功效,各个车厢PLC经过代理节点将本车信息、发送给其它车厢命令传送到列车总线上，供其它车厢调用。,本车PLC能够经过代理节点读取列车总线上其它任一节车厢信息；接收其它车厢发送给本车命令并执行,。,行车安全监控系统课程,第75页,2、监视全列其它车厢状态、控制全列其它车厢,监控主机分两个页面显示全列18辆车运行概况。运行概况页面能够查看供电状态、空调工况、车下电源状态、防滑器信息码、轴温状态、车门状态、烟火报警状态。,行车安全监控系统课程,第76页,全列电气监视页面,行车安全监控系统课程,第77页,被监视轴温信息页面,行车安全监控系统课程,第78页,被监视车防滑器页面,行车安全监控系统课程,第79页,被监视车车门信息页面,行车安全监控系统课程,第80页,被监视车火灾报警器信息页面,行车安全监控系统课程,第81页,全列车空调系统控制信息页面,行车安全监控系统课程,第82页,本车防滑器信息页面,行车安全监控系统课程,第83页,本车轴温报警器信息页面,行车安全监控系统课程,第84页,本车火灾报警器信息页面,行车安全监控系统课程,第85页,本车车门信息页面,行车安全监控系统课程,第86页,本 章 完,行车安全监控系统课程,第87页,