一种LVDS全数字型列车走行部监测系统的制作方法

一种lvds全数字型列车走行部监测系统
技术领域
1.本发明涉及轨道车辆安全监测技术领域，尤其涉及一种lvds全数字型列车走行部监测系统。


背景技术：

2.对于长期处于高速运行环境中的高速列车，其走行部的连续稳定工作对列车安全运行至关重要。走行部作为轨道车辆重要组成部分，起着承载、牵引、走行和制动等重要作用，是决定列车运行安全以及动力学性能最为关键的组成部分，也是列车最容易发生故障的部件之一。
3.传统的监测手段多为故障后监测，如人工监测异常振动或异音、熔断式继电器被用于监测有无异常情况，却无法实时有效地进行故障诊断，无法全面地排查列车走行部的潜在故障，若简单的在列车的关键部件处安装监控设备，又会由于安装的部件数量和转接线较多，导致现场施工困难，且成本偏高，因此还有待进一步改进。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种lvds全数字型列车走行部监测系统。
5.本发明是通过以下技术方案予以实现：
6.一种lvds全数字型列车走行部监测系统，包括：
7.数据采集单元，用于采集列车走行部的温度数据、震动数据以及倾角数据；
8.前置处理器，与所述数据采集单元通过lvds通讯连接，用于获取列车走行部的所述温度数据、震动数据以及倾角数据，以及用于获取列车主机传输的控制处理信号；
9.列车主机，与所述前置处理器通过以太网报文交互方式通讯连接，用于获取所述前置处理器传输的温度数据、震动数据、倾角数据以及故障类型。
10.根据上述技术方案，优选地，所述数据采集单元包括安装在列车转向架上的多个复合传感器，所述复合传感器基于预设采样频率，同时采集多路监测数据。
11.根据上述技术方案，优选地，所述前置处理器通过lvds接口与4-8个复合传感器电连接。
12.根据上述技术方案，优选地，所述数据采集单元、前置处理器以及列车主机之间设有冗余架构。其中，每个所述列车转向架的安装点位同时安装有两组复合传感器，两所述复合传感器分别与两前置处理器电连接，同时两所述前置处理器分别与列车主机通讯连接。
13.根据上述技术方案，优选地，所述控制处理信号用于通过温度、震动、倾角的采样上下限阈值，对走行部的故障进行识别，获取走行部的故障类型。
14.根据上述技术方案，优选地，还包括：云服务器，用于在设定的传输周期内，通过无线网络获取所述温度数据、震动数据、倾角数据以及故障类型并储存。
15.根据上述技术方案，优选地，在设定的清理周期内，删除所述列车主机中的温度数
据、震动数据、倾角数据以及故障类型。
16.本发明的有益效果是：
17.本发明通过传感器采集列车走行部旋转部件的监测信号，再通过前置处理器提取传感器采集的监测信号，并对监测信号进行数据处理，生成数据处理结果，最后由列车主机获取监测数据及结果。与现有技术相比，数字传输技术具有抗干扰性强、可靠性高、功能拓展方便等优点，同时还可以优化电缆布线，降低安装成本，方便现场施工。
附图说明
18.图1是本发明的模块连接示意图。
19.图2是本发明数据采集单元、前置处理器以及列车主机之间的冗余架构示意图。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
21.在发明的描述中，需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.如图所示，本发明包括：
23.数据采集单元，用于采集列车走行部的温度数据、震动数据以及倾角数据，所述数据采集单元包括安装在列车转向架上的多个复合传感器，所述复合传感器基于预设采样频率，同时采集多路监测数据，即温度数据、震动数据以及倾角数据。
24.前置处理器，与所述数据采集单元通过lvds通讯连接，用于获取列车走行部的所述温度数据、震动数据以及倾角数据，以及用于获取列车主机传输的控制处理信号，所述控制处理信号用于通过温度、震动、倾角的采样上下限阈值，对走行部的故障进行识别，获取走行部的故障类型。前置处理器采用数字化包络解调技术，支持两种数字化包络解调技术，兼具高实时性和高准确度的特征，能够预处理传感器上报的数据，分析过滤掉背景噪声。经过同步算法，将最多8路数据合并，通过千兆网络，上传主机。前置处理器周期性去读取传感器的数据，前置处理器和主机之间采取过程数据通讯模型，不需要命令交互，即主机固定给前置处理器发送过程数据，前置处理器固定给主机发送采集到的ad数据(温度数据、震动数据以及倾角数据等)。此外，本例中前置处理器通过lvds接口与4-8个复合传感器电连接，新设计的前置处理器最多可以带8个传感器，可以优化走线，降低安装成本和施工难度。
25.列车主机，与所述前置处理器通过以太网报文交互方式通讯连接，用于获取所述前置处理器传输的温度数据、震动数据、倾角数据以及故障类型。具体地，前置处理器向主机传输的内容包括：报文头、utc时间、生命信号(每个周期加1)、采样的数据(包括原始数据、原始数据的特征值，计算后的最大值、最小值、平均值、均方根值)、故障位、数据类型、数据长度、报文长度、数据校验、报文尾；主机向前置处理器传输的内容包括：报文头、utc时
间、生命信号(每个周期加1)、温度震动倾角的采样周期、温度震动倾角的采样使能位、温度震动倾角的采样上下限阈值、报文长度、数据校验、报文尾。
26.根据上述实施例，优选地，所述数据采集单元、前置处理器以及列车主机之间设有冗余架构。其中，每个所述列车转向架的安装点位同时安装有两组复合传感器，两所述复合传感器分别与两前置处理器电连接，同时两所述前置处理器分别与列车主机通讯连接。列车走行部的关键部件包括轴箱、齿轮箱及牵引电机等，每一个安装点位均采用双通道复合传感器进行数据采集，同时针对每个安装点位的数据采集均配置了两组前置处理器，并向列车主机进行传输，实现了列车走行部监测系统的冗余。该全冗余走行部监测系统，当单个传感器或前置处理器故障时，可通过另一冗余监测设备实时监测，从而避免整节车走行部轴承关键部件出现监测盲区，以最大程度保障列车安全运行。
27.此外，本发明中列车走行部监测系统还包括：云服务器，用于在设定的传输周期内，通过无线网络获取所述温度数据、震动数据、倾角数据以及故障类型并储存。同时，在设定的清理周期内，还可删除所述列车主机中的温度数据、震动数据、倾角数据以及故障类型。
28.本发明通过传感器采集列车走行部旋转部件的监测信号，再通过前置处理器提取传感器采集的监测信号，并对监测信号进行数据处理，生成数据处理结果，最后由列车主机获取监测数据及结果。与现有技术相比，数字传输技术具有抗干扰性强、可靠性高、功能拓展方便等优点，同时还可以优化电缆布线，降低安装成本，方便现场施工。
29.通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
30.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种lvds全数字型列车走行部监测系统，其特征在于，包括：数据采集单元，用于采集列车走行部的温度数据、震动数据以及倾角数据；前置处理器，与所述数据采集单元通过lvds通讯连接，用于获取列车走行部的所述温度数据、震动数据以及倾角数据，以及用于获取列车主机传输的控制处理信号；列车主机，与所述前置处理器通过以太网报文交互方式通讯连接，用于获取所述前置处理器传输的温度数据、震动数据、倾角数据以及故障类型。2.根据权利要求1所述一种lvds全数字型列车走行部监测系统，其特征在于，所述数据采集单元包括安装在列车转向架上的多个复合传感器，所述复合传感器基于预设采样频率，同时采集多路监测数据。3.根据权利要求2所述一种lvds全数字型列车走行部监测系统，其特征在于，所述前置处理器通过lvds接口与4-8个复合传感器电连接。4.根据权利要求2或3所述一种lvds全数字型列车走行部监测系统，其特征在于，所述数据采集单元、前置处理器以及列车主机之间设有冗余架构。5.根据权利要求4所述一种lvds全数字型列车走行部监测系统，其特征在于，每个所述列车转向架的安装点位同时安装有两组复合传感器，两所述复合传感器分别与两前置处理器电连接，同时两所述前置处理器分别与列车主机通讯连接。6.根据权利要求1所述一种lvds全数字型列车走行部监测系统，其特征在于，所述控制处理信号用于通过温度、震动、倾角的采样上下限阈值，对走行部的故障进行识别，获取走行部的故障类型。7.根据权利要求1所述一种lvds全数字型列车走行部监测系统，其特征在于，还包括：云服务器，用于在设定的传输周期内，通过无线网络获取所述温度数据、震动数据、倾角数据以及故障类型并储存。8.根据权利要求1或7所述一种lvds全数字型列车走行部监测系统，其特征在于，在设定的清理周期内，删除所述列车主机中的温度数据、震动数据、倾角数据以及故障类型。

技术总结
本发明涉及一种LVDS全数字型列车走行部监测系统，包括：数据采集单元，用于采集列车走行部的温度数据、震动数据以及倾角数据；前置处理器，与数据采集单元通过LVDS通讯连接，用于获取列车走行部的所述温度数据、震动数据以及倾角数据，以及用于获取列车主机传输的控制处理信号；列车主机，与前置处理器通过以太网报文交互方式通讯连接，用于获取前置处理器传输的温度数据、震动数据、倾角数据以及故障类型。本发明中数字传输技术具有抗干扰性强、可靠性高、功能拓展方便等优点，同时还可以优化电缆布线，降低安装成本，方便现场施工。方便现场施工。方便现场施工。


技术研发人员：刘全利 高广恩 王勇
受保护的技术使用者：大连海天兴业科技有限公司
技术研发日：2022.12.13
技术公布日：2023/3/7