一种列车制动管路维护系统

1.本发明涉及列车制动技术领域，具体涉及一种列车制动管路维护系统。


背景技术：

2.目前货车主要的空气制动系统中，空气制动主要根据列车管中空气压力的变化来操纵车辆的制动和缓解。若制动管路中存有污染物，污染物可能会随着压力空气流动进入制动任意部件，进而影响制动系统性能。因此需要对列车制动管路进行定期维护，以发现存在或潜在的制动管路泄漏点。污染物主要包括：来自空气中的沙尘、人工检修过程中掉落的小粒径异物、通过中继阀传递到列车管中的异物、管道内壁氧化脱落的金属氧化物等。在进行制动操作时，列车制动管路会进行增压和缓解降压的动作切换，在此过程中这些污染物在列车管和三通阀内随着气压移动，有的甚至会在制动管路内来回游走。这其中较大粒径的污染物对管道容易造成碰撞，或者因为污染物自身带有一定黏性以至会对管道产生堵塞管体的影响，时间长了之后会导致列车制动管路系统存在潜在的危险。
3.因此在现有的列车制动管路维护方式中，需要一种能够节省人力物力成本，不影响列车正常运营，且具有良好的检测和清理维护效果的列车制动管路维护系统，以避免有粒径相对较大的污染物在制动管路中长时间滞留，导致列车制动出现危险性故障。


技术实现要素：

4.本发明提供一种列车制动管路维护系统，解决现有技术中列车制动管路系统难以对列车管上的管路段进行较大粒径污染物是否存在的检测判断，并配合检测结果将其进行维护清理的问题。
5.本发明通过下述技术方案实现：1. 一种列车制动管路维护系统，包括制动执行机构、管路清理机构和信号控制单元，所述制动执行机构包括三通阀、列车管、第三电动阀和均连通至三通阀的副风缸、制动缸，所述管路清理机构包括第一制动管阀、第二制动管阀、第一电动阀、第二电动阀、第一排气管、输气管、高压气泵和过滤器，所述信号控制单元包括微控制器、数据采集模块和执行模块；所述第一制动管阀和第二制动管阀均设于列车管上，所述输气管的一端、三通阀和第一排气管的一端从列车管上第一制动管阀的一侧顺次连通在第一制动管阀和第二制动管阀之间的列车管上，所述第三电动阀连通于三通阀与列车管之间；所述高压气泵上设有气压控制器；所述第一排气管的另一端和过滤器连通，所述高压气泵和输气管的另一端连通；所述第一电动阀和第二电动阀分别设于输气管和第一排气管上；所述数据采集模块设于第一制动管阀和第二制动管阀之间的列车管上；所述数据采集模块、执行模块、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、气压控制器、第一制动管阀、第二制动管阀分别与微控制器信号连接；所述数据采集模块用于收集列车管进行减压或增压时管道内污染物的信息，将获取的信息以电信号形式发送至微控制器；所述微控制器将获取到的信号值与微控制器内信号阈值的预设范围进行比对，得出所述信号值分别低于阈值预设范围、包含于阈值预设范围
和高于阈值预设范围的三种比对结果，将比对结果信息以电信号形式发送至执行模块，所述执行模块能够输出相应指令至第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀和气压控制器以控制打开和关闭。传统的制动管道维护清理方式主要为维护人员定期对列车管进行手动检修，缺少自动化信息采集和维护的系统，在手动检修之前如果管道内遗留有颗粒污染物便难以被检测到，并且列车工作人员难以得到列车管当前的污染物存在信息。对此，申请人提供一种列车制动管路维护系统，以解决列车制动管路系统难以检测列车管上的各个管路段是否存在污染物的问题，并通过制动管路维护系统配合检测结果将检测到存在污染物的管路段进行维护清理。
6.所述列车管即为列车的制动管路。所述制动执行机构为列车的主要制动模块，采用了带有三通阀和副风缸的自动式制动控制结构。所述管路清理机构用于通过高压气体的推力和信号控制的自启动，在列车行驶间隙的时候对所需要维护的列车管的管路段保持时常性的清理维护。所述信号控制单元用于对制动执行机构和管路清理机构保持信号电控状态。所述第一制动管阀和第二制动管阀用作管路清理机构目标维护清理的列车管的管体两端边界，并用于开启或关闭该段列车管的通气状态。所述三通阀分别与副风缸和制动缸连通。所述高压气泵用于往列车管内排入高压气体，通过气体高压推力进行管道污染物的清理。所述高压气体的气体源主要为安全稳定的气体，可为空气或氮气。所述气压控制器用于使用者能够通过电信号来控制气压泵的启动或关闭状态。所述输气管用于将高压气泵的高压气体排入至目标列车管的管路段内，所述第一排气管用于所述第一电动阀、第二电动阀和第三电动阀分别用于开启或关闭输气管、第一排气管和三通阀的通气状态。
7.所述数据采集模块设于目标检测的列车管管路段中部，用于检测列车管在增压和减压时是否存在较大粒径的颗粒物。结合现有的列车管使用情况，所述微控制器上设有信号值的阈值范围，即该范围包括一个下限值和一个上限值。该下限值所对应的数据采集模块检测信号值的信息为：检测到的污染物基本没有或者粒径较小，对制动管路影响很小。当数据采集模块的信号值介于所述下限值和上限值之间，即包含于阈值范围内时，微控制器内便会对该段制动管路进行记录，待列车停止行驶后通过信号控制单元自动启动管路清理机构，此时打开第一电动阀和第二电动阀，关闭第一制动管阀、第二制动管阀和第三电动阀，并通过电信号打开气压控制器以启动高压气泵，通过高压气体对第一制动管阀和第二制动管阀之间的目标管路段进行持续的污染物清理，待清理结束后重新打开第一制动管阀、第二制动管阀和第三电动阀，并关闭高压气泵、第一电动阀和第二电动阀。当数据采集模块的信号值大于了所述上限值，即超出了阈值范围时，此时仍然在列车停止行驶后通过信号控制单元自动启动管路清理机构，同时对列车工作人员发出指令，以提醒他们对所检测的列车制动管路段进行人工检查维修。
8.进一步地，所述数据采集模块包括第一检测管体、第二检测管体和振动传感器，所述第一检测管体和第二检测管体均作为列车管的局部，且均以可拆卸形式连通在列车管上；所述第一检测管体发出的信号值包括第一检测信号和第二检测信号，分别用于得出信号值包含于阈值预设范围和高于阈值预设范围的比对结果；所述第二检测管体发出的信号值包括第二检测信号和第三检测信号，分别用于得出信号值包含于阈值预设范围和低于阈值预设范围的比对结果。所述第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号通过微控制器对执行模块发出的执行命令，分别对应启动管路清理机构且告知工作人员、只需启动管路
清理机构和不启动管路清理机构这三种命令执行结果。可拆卸形式是为了便于对第一检测管体和第二检测管体进行单独拆卸，以便于进行定期的单独维护和检查。
9.进一步地，所述第一检测管体的内壁上以紧绷状态设有数量若干的检测弹性绳，所述检测弹性绳沿着第一检测管体一端往另一端间隔设置，且检测弹性绳的绳体穿过第一检测管体的中空部位；所述振动传感器设在第一检测管体外壁上，且振动传感器与微控制器信号连接。所述检测弹性绳用于检测整个列车管的管道系统中，粒径较大或质量较大的污染物的出现频率。当列车管增压时，这些污染物在气压的推动下，在列车管内高速移动，移动至第一检测管体时借助其自身的动量与检测弹性绳穿过第一检测管体中空部位的绳体发生碰撞，由于检测弹性绳固定在第一检测管体内，检测弹性绳在受到碰撞冲击后会因为自身的形变产生弹性晃动，从而带动第一检测管体出现震荡。而振动传感器通过与第一检测管体的侧壁直接接触后，能够直接获取到第一检测管体的震荡状态，从而将第一检测管体出现震荡状态的信息转化为电信号，并传递到微控制器上。当粒径较大的污染物受到列车管内的高压气体推力时，由于污染物粒径较大，与检测弹性绳的接触范围也就更大，对检测弹性绳的挤压作用相比粒径相对较小的污染物就更强，致使粒径较大的污染物与粒径相对较小的污染物在检测效果上就存在明显的区别。
10.进一步地，所述数据采集模块还包括电流传感器和数量若干的光电传感器，所述第二检测管体使用透明材料；所述光电传感器均设于第二检测管体外壁上，且第二检测管体外侧上设有将光电传感器遮盖在内的光线遮罩；每个光电传感器包括一个发射器和一个接收器，每组发射器的光线均穿过第二检测管体的中空部位后到达接收器上；所述光电传感器与电流传感器信号连接，所述电流传感器与微控制器信号连接。为了将检测范围覆盖至粒径相对较小的污染物，第二检测管体的检测范围比第一检测管体的检测范围更大，因此第二检测管体的检测结果需与第一检测管体的检测结果配合比对后再对执行模块发出指令。当第一检测管体检测到列车制动管内存在污染异物时，此时无论该污染物粒径的信息是否超出了检测预设阈值范围，第二检测管体也会检测到污染物，且微控制器收到的指令均为在列车行驶间隙启动制动管路清理机构，因此这时微控制器对第二检测管体的检测信号不作处理。当第一检测管体未监测到污染物信息时，此时微控制器便将第二检测管体的信号值作为输入信号进行处理。
11.更进一步地，第二检测管体在检测过程中，光电传感器的发射器发出光源至接收器，此时产生了稳定的电流，通过电流传感器对该电流值进行监测。当若干颗粒污染物连续穿过第二检测管体时，光电传感器的光线会在污染物穿过的时候受到阻挡，使得接收器的光线接收不稳定，此时光电传感器产生的电流也会产生波动，该电流波动达到了电流传感器内的预设值后，电流传感器会将光电传感器的波动情况以电信号的形式传达到微控制器上。为了便于光电传感器的光线正常穿过，所述第二管体使用透明材料，具体地例如可用透明树脂材料，透明树脂可以具有玻璃一样的透明度、引人注目的表面光泽以及良好的抗冲击性和优异的流动性。由于列车管通常设置在车身外部，所述光线遮罩用于将外部的阳光遮盖住，避免对光电传感器产生干扰。根据发光源被阻挡的幅度设置临界点，将电流变化幅度设置一大一小两种变化量，当电流变化量为临界点之上的大变化量时，电流传感器所发出的信号为第二检测信号，执行命令为在列车行驶的停止间隙启动管路清理机构；当电流变化量为临界点之下的小变化量时，电流传感器发出的信号为第三检测信号，此时判定为
污染物粒径较小，对制动管路的影响较小，便不启动管路清理机构。
12.进一步地，所述执行模块包括时序电路，所述时序电路设置有执行开关的时钟周期，当微控制器输出的比对结果需要累积到预期设置的输出次数后，执行模块才能执行管路清理机构的开关命令。
13.进一步地，所述微控制器还包括存储模块，将获取到的阈值比对结果进行存储并能供人查阅；所述执行模块还包括控制组件，所述控制组件与时序电路信号连接；当执行模块满足执行命令条件后，执行模块的开关启动命令通过使用者手动操作控制组件启动。
14.进一步地，所述输气管上设有管道加热器，所述管道加热器对输气管进行加热，使得高压气泵压出的气体升温。将进行管道清理的高压气体进行加热处理，有助于管道内壁的金属氧化物提早脱离掉落以实现提前清理，避免其成为管道内的污染物。
15.进一步地，所述副风缸上连通设有第二排气管，所述第二排气管上设有第四电动阀，且第二排气管与第一排气管连通；所述第四电动阀与微控制器信号连接。所述第二排气管用于定期地将副风缸内的残留污染物通过高压气体推动排出。
16.进一步地，所述数据采集模块设于输气管与第一制动管阀之间的列车管上。作为一种更优选的安装形式，以此提高数据采集模块的信息采集精确度，避免列车增压时在采集信息之前有污染物停滞在输气管管口处，以减少真实污染物数据低于数据采集模块采集数据的情况。
17.进一步地，所述过滤器上设有进气端、过滤出气端和杂质出料端，所述进气端与第一排气管连通，所述过滤出气端与外部大气连通；所述三通阀上用于制动缸缓解的缓解出气端上设有第三排气管，所述第三排气管与第一排气管连通。所述杂质出料端用于使用者将清理出的污染物从外部回收处理，所述过滤出气端为经过过滤器过滤之后的高压气体，将其直接放入外部大气中。所述第三排气管的一端与三通阀上的缓解出气端连通，另一端连通至第一排气管。所述第三排气管用于通过制动缸缓解时排气的动作，将制动缸内可能残留的污染物排往过滤器，以此尽可能地将流通至制动缸内的污染物回收至过滤器内。
18.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、在列车管上增设带有信号控制的制动管路维护系统，以高压气体作为颗粒污染物的推力，通过电控和信号处理的方式，实现列车在行驶间隙时对列车制动管路的特定检测管路段实行污染物的存在检测并进行定期清理，进一步减少了潜在的安全隐患，明显减少了初级层面的人工维护需求，有助于列车制动管路长期性的维护和保养；2、当列车管进行增压和缓解两个操作时，可能存在污染物从列车管中进入三通阀、从三通阀返回到原来列车管的管路段的两种情况，致使部分污染物持续存在于同一处管路段附近，并伴随增压和缓解的过程进行往复移动，因此在列车制动管路上的不同管路段上设置本方案中的管路清理机构，通过数据采集模块对管路的检测能够帮助工作人员直观地了解哪些管路段还存在有难以排出的颗粒污染物；3、控温加热的高压气体对管道内具有黏性的颗粒污染物、对管道内壁的金属氧化物均具有脱离促进效果，能够促使金属氧化物尽快从管道内壁中脱落，对温度的限制能够避免高压气体的温度过热影响列车管的稳定性。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：图1为本实施例中对列车管维护时的结构示意图，箭头表示高压气体流向；图2为本实施例对列车管、制动缸和副风缸维护时的结构示意图，箭头表示高压气体流向；图3为本实施例中数据采集模块的侧面剖视图；图4为本实施例中第一检测管体的截面剖视图；图5为本实施例中第二检测管体的截面剖视图，其中箭头方向表示每一组发射器和接收器之间的检测光束照射方向；图6为本实施例中检测和清理维护具体实施的流程示意图；附图中标记及对应的零部件名称：1-第一制动管阀，11-第二制动管阀，12-第三电动阀，13-第一电动阀，14-第二电动阀，15-第四电动阀，16-中继阀，2-列车管，21-输气管，3-三通阀，31-制动缸，32-副风缸，4-数据采集模块，5-高压气泵，51-过滤器，6-第一排气管，61-第二排气管，62-第三排气管；101-列车管管体，201-第一检测管体，202-检测弹性绳，203-振动传感器，301-第二检测管体，302-发射器，303-接收器，304-光线遮罩。
具体实施方式
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
21.实施例1如图1所示，本实施例包括制动执行机构、管路清理机构和信号控制单元，所述制动执行机构包括三通阀3、列车管2、第三电动阀12和均连通至三通阀3的副风缸32、制动缸31，所述管路清理机构包括第一制动管阀1、第二制动管阀11、第一电动阀13、第二电动阀14、第一排气管6、输气管21、高压气泵5和过滤器51，所述信号控制单元包括微控制器、数据采集模块4和执行模块；所述第一制动管阀1和第二制动管阀11均设于列车管2上，所述输气管21的一端、三通阀3和第一排气管6的一端从列车管2上第一制动管阀1的一侧顺次连通在第一制动管阀1和第二制动管阀11之间的列车管2上，所述第三电动阀12连通于三通阀3与列车管2之间；所述高压气泵5上设有气压控制器；所述第一排气管6的另一端和过滤器51连通，所述高压气泵5和输气管21的另一端连通；所述第一电动阀13和第二电动阀14分别设于输气管21和第一排气管6上；所述数据采集模块4设于输气管21与第一制动管阀1之间的列车管2上；所述数据采集模块4、执行模块、第一电动阀13、第二电动阀14、第三电动阀12、气压控制器、第一制动管阀1、第二制动管阀11分别与微控制器信号连接；所述数据采集模块4用于收集列车管2进行减压或增压时管道内污染物的信息，将获取的信息以电信号形式发送至微控制器；所述微控制器将获取到的信号值与微控制器内信号阈值的预设范围进行比对，得出所述信号值分别低于阈值预设范围、包含于阈值预设范围和高于阈值预设范围的三种比对结果，将比对结果信息以电信号形式发送至执行模块，所述执行模块能够输出相
应指令至第一电动阀13、第二电动阀14、第三电动阀12和气压控制器以控制打开和关闭。
22.工作时，列车保持正常的运行，在行驶过程中进行制动操作时，列车管2会进行缓解或增压，此时列车管2内会有高压气体流动，如果此时列车管2内存在有污染物，会被高压气体带动着游走。因此在列车管2上预先设置制动管路维护系统。当列车在进行制动操作时，通过数据采集模块4对目标对应维护的列车管2管路段进行污染物的信息检测，当检测到存在污染物，且通过信号传递后判断为需要进行维护清理后，待到列车行驶停止的间隙便通过微控制器启动制动管路维护系统的管路清理机构，其主要工作过程为：当列车驱动停止后，微控制器通过执行模块将第三电动阀12、第一制动管阀1和第二制动管阀11关闭，以形成目标维护管路所需的封闭空间。同时将第一电动阀13、第二电动阀14打开通路，并通过气压控制器启动高压气泵5，以此通过输气管21往列车管2内灌入高压空气，通过高压空气的推力快速将制动管路内积累的污染物从第一排气管6中推出至过滤器51内回收处理。
23.当列车通过中继阀16对列车管2进行减压或增压时，数据采集模块4保持开启状态。当有污染物经过数据采集模块4后，数据采集模块4将收集的信息转化为电信号发送至微控制器。微控制器内设置有数值比较程序，在程序内预设有用于与数据采集模块4发送的信号值进行比对的电信号阈值大小范围。当信号值低于阈值预设范围时，此时视为目标检测管路和其中的制动执行机构中所包含的污染物粒径大小偏低，即此时的污染物对列车制动管路的影响较小，可无需进行清理维护。当信号值大小包含于阈值预设范围内时，此时视为：目标检测的列车管2和制动执行机构内来回循环的气体中有粒径大小中等的污染物在附近游走，此污染物对列车制动管路具有一定的影响，此时微控制器将该段列车管2的管路段记录，待行驶间隙启动管路清理机构。当信号值大小高于阈值预设范围时，说明此时列车管2内跟随制动气压来回移动的污染物粒径偏大，对制动管路潜在影响较大，除了待行驶间隙时启动管理维护系统，还需通过电信号快速告知列车工作人员以发出制动管路需进一步检修的提醒。
24.需说明的是，在列车停止后进行管路清理维护的时候，可能有部分污染物会黏着停留在清理维护区域以外的管体，因此对污染物的清理维护并非是一次性的，是需要在长期使用中多次进行检测和清理工作，才能降低总体的污染物留存情况。在具体运用中，当只采用一个管路清理机构时，使用者可将第一制动管阀1和第二制动管阀11调整为囊括整条列车管2的范围，在清理维护时便对整条列车管2进行清理维护。当采用多个管路清理机构时，可将管路清理机构并行排布，且尽量缩短不同管路清理机构之间的管路间隔距离，之后在使用中对各个管路清理机构上数据采集模块4的采集频率进行统计，哪一处数据采集模块4获取的次数较多，即可得出在增压和缓解下往复游走的污染物更集中在对应的该段目标检测的列车管2的管体内，在启动高压气体进行清理时便可重点对该段目标管体进行清理维护。
25.进一步地，作为一种可行的实施方式，如图3-图4所示，所述数据采集模块4包括第一检测管体201和振动传感器203，所述第一检测管体201和第二检测管体301均作为列车管2的局部，且均以可拆卸形式连通在列车管2上；所述第一检测管体201发出的信号值包括第一检测信号和第二检测信号，分别用于得出信号值包含于阈值预设范围和高于阈值预设范围的比对结果；所述第一检测管体201的内壁上以紧绷状态设有数量若干的检测弹性绳202，所述检测弹性绳202沿着第一检测管体201一端往另一端间隔设置，且检测弹性绳202
的绳体穿过第一检测管体201的中空部位；所述振动传感器203设在第一检测管体201外壁上，且振动传感器203与微控制器信号连接。
26.在使用中，当列车管2通过中继阀16增压时，颗粒污染物在气压的推动下，在列车管2内高速移动，移动至第一检测管体201时，借助其自身的动量与检测弹性绳202穿过第一检测管体201中空部位的绳体发生碰撞，由于检测弹性绳202固定在第一检测管体201内，检测弹性绳202在受到碰撞冲击后会因为自身的形变产生弹性晃动，从而带动第一检测管体201出现震荡。而振动传感器203通过与第一检测管体201的侧壁直接接触后，能够直接获取到第一检测管体201的震荡状态，从而将第一检测管体201出现震荡状态的信息转化为电信号，并传递到微控制器上作为获取到的信号值数据。
27.其中需说明的是，在具体运用中，可根据检测弹性绳202较大形变和较小形变分别对第一检测管体201带动的总体振动频率差异，根据列车制动管路对污染物的承受度，将检测弹性绳202的弹性形变程度设置临界点，使得检测弹性绳202的弹性形变有一大一小两种程度，并根据检测弹性绳202分别在两种程度的形变所导致的振动频率差异设置振动临界点，对振动传感器设203置一大一小两种检测结果，分别对应振动传感器203发出的第一检测信号和第二检测信号，在实际运用中分别对应检测出的粒径过大的污染物和粒径中等大小的污染物。前者因为对管路影响较大需要通过微控制器发送信号知会列车工作人员以提醒需要尽快进行手动检查，后者因为影响相对较小但又不能忽视，便只需在列车行驶间隙通过高压气泵5，借助高压气体的推力对列车管2内的异物进行整体排放。
28.关于检测载体的选择，在第一检测管体201中选用检测弹性绳202用作振动传感器的检测载体，而非弹性的网状物，是为了在具有检测效果的前提下，给颗粒污染物预留足够的穿梭空间，同时可降低检测载体自身的质量，减少检测载体的复杂结构，避免污染物附着在检测载体上，以免检测的震荡频率数据受到影响干扰，导致精确度下降。
29.在具体实施时，如图4所示，将所述检测弹性绳202沿着第一检测管体201一端往另一端间隔设置，有助于给粒径偏大的污染物留出较大的空间，避免因检测弹性绳202设置紧密导致污染物被卡在第一检测管体201内；将检测弹性绳202沿第一检测管体的轴线倾斜设置，在同一根检测弹性绳的基础上能够增加与污染物的撞击接触部位，增大检测范围，提高检测准确性。为了提高检测弹性绳202的使用效果和空间利用，可将所有检测弹性绳202的长度设为相等，在截面上呈现为对第一检测管体201的均匀分割，每一条检测弹性绳202均穿过截面的圆心，此时检测弹性绳202留给大粒径污染物在碰撞后的运动空间也达到了最均匀状态。在具体实施中，可根据本领域常见的较大粒径的污染物情况，调整检测弹性绳202在第一检测管体201截面上的均匀分布数量，以降低较大粒径污染物从第一检测管体201截面上的检测弹性绳202之间的空隙穿过的几率。
30.进一步地，作为一种可行的实施方式，如图3和图5所示，所述数据采集模块4还包括第二检测管体301、电流传感器和数量若干的光电传感器，所述第二检测管体301作为列车管2的局部，且以可拆卸形式连通在列车管2上，且第二检测管体301使用透明材料；所述光电传感器均设于第二检测管体301外壁上，且第二检测管体301外侧上设有将光电传感器遮盖在内的光线遮罩304；每个光电传感器包括一个发射器302和一个接收器303，每组发射器302的光线均穿过第二检测管体301的中空部位后到达接收器303上；所述光电传感器与电流传感器信号连接，所述电流传感器与微控制器信号连接。所述第二检测管体301发出的
信号值包括第二检测信号和第三检测信号，分别用于得出信号值包含于阈值预设范围和低于阈值预设范围的比对结果。
31.在使用时，所述光电传感器的发射器302发出光源至接收器303，此时产生了稳定的电流，通过电流传感器对该电流值进行监测。当大量颗粒污染物连续穿过第二检测管体301时，光电传感器的光线会在污染物穿过的时候受到阻挡，使得接收器303的光线接收不稳定，此时光电传感器产生的电流也会产生波动，该电流波动达到了电流传感器内的预设值后，电流传感器会将光电传感器的波动情况以电信号的形式传达到微控制器上。为了便于光电传感器的光线正常穿过，所述第二管体使用透明材料，具体地例如可用透明树脂材料，透明树脂可以具有玻璃一样的透明度、引人注目的表面光泽以及良好的抗冲击性和优异的流动性。由于列车管2通常设置在车身外部，光线遮罩304用于将外部的阳光遮盖住，避免对光电传感器产生干扰。根据较大粒径污染物和较小粒径污染物对光线遮挡的差异。根据发光源被阻挡的幅度设置临界点，将电流变化幅度设置一大一小两种变化量，当电流变化量为临界点之上的较大变化量时，电流传感器所发出的信号为第二检测信号，执行命令为在列车行驶的停止间隙启动管路清理机构；当电流变化量为临界点之下的较小变化量时，电流传感器发出的信号为第三检测信号，此时判定为污染物粒径较小，对制动管路的影响较小，便不启动管路清理机构。在具体实施中，为了数据的准确性，可将第一检测管体201与第二检测管体301以可拆卸形式顺次紧密设置，所述第一检测管体201、第二检测管体301分别与列车管管体101之间以螺纹连接方式固定，以便于对第一检测管体201及其内外的部件进行装配或维护。
32.为了提高检测结果的准确性，避免执行管路清理机构时出现只检测一次时的误报情况，作为一种可行的实施方式，所述执行模块包括时序电路，所述时序电路设置有执行开关的时钟周期，当微控制器输出的比对结果需要累积到预期设置的输出次数后，所述执行模块才能执行管路清理机构的开关命令。例如所述时序电路可选用计数器的形式，并设定微控制器获取5次检测信号值之后才将指令传递到执行模块，在所述执行模块内，所述时序电路的预设值和输出值设定为大小相差5，所述微控制器的输出信号连接至时序电路的时钟信号端。工作时，微控制器获取到数据采集模块4的信号值，如果是在需要启动管路清理机构的阈值范围内，此时微控制器的输出信号传递到计数器的时钟信号端，计数器执行1次循环，数值增加1，直到第5次执行时才执行进位输出高电平信号，使得电信号传递到各个阀门。优选的，作为一种可行的实施方式，所述微控制器还包括存储模块，将获取到的阈值比对结果进行存储并能供人查阅；所述执行模块还包括控制组件，所述控制组件与时序电路信号连接；当执行模块满足执行命令条件后，执行模块的开关启动命令通过使用者手动操作控制组件启动，以此增加使用者的操作空间，当列车待启动时也可不执行管路维护操作。
33.进一步地，作为一种可行的实施方式，所述输气管21上设有管道加热器，所述管道加热器对输气管21进行加热，使得高压气泵5压出的气体升温。通过对管道加热器进行初始化设置，使得将加热后温度稳定下来的气体温度控制在40
°
~60
°
。将进行管道清理的高压气体进行加热处理，有助于管道内具有黏性的颗粒污染物和管道内壁的金属氧化物提早脱离掉落以实现提前清理，避免其成为管道内的污染物。将温度控制在40
°
~60
°
，所述温度下限为了使其具有对金属氧化物具有脱离促进效果的门槛温度，所述温度上限为了避免高压气体的温度过高影响列车管2的稳定性。
34.由于列车在执行制动过程中，制动管路中的部分气体会在列车管2、三通阀3、制动缸31和副风缸32上来回移动，因此存在带动部分污染物移动至三通阀3、制动缸31和副风缸32的情况，为了便于对制动执行机构的污染物清理回收，作为一种可行的实施方式，如图2所示，所述副风缸32上连通设有第二排气管61，所述第二排气管61上设有第四电动阀15，且第二排气管61与第一排气管6连通；所述第四电动阀15与微控制器信号连接。所述过滤器51上设有进气端、过滤出气端和杂质出料端，所述进气端与第一排气管6连通，所述过滤出气端与外部大气连通；所述三通阀3上用于制动缸31缓解的缓解出气端上设有第三排气管62，所述第三排气管62与第一排气管6连通。在具体运用中，在进行列车管2维护时，微控制器对执行模块的输出命令为将第三电动阀12、第四电动阀15打开，以此对制动执行机构上的制动缸31和副风缸32进行污染物的清理维护。
35.具体地，运行的列车在进行刹车时，所述列车管2在减压缓解，三通阀3连接列车管2的一端减压，此时副风缸32内的气体增压至三通阀3内，且该部分气体通过三通阀3延伸至制动缸31内进行制动刹车。因此在使用高压气泵5对列车管2增压进行污染物排出时，列车管2内的气体通过三通阀3增压至副风缸32内，三通阀3内残留的气体也流入副风缸32；此时制动缸31内的气体减压缓解，所述缓解出气端在制动缸31进行缓解时与制动缸31连通，即制动缸31内的气体从缓解出气端流出。此时即为：气压推动副风缸32内的气体和污染物从第二排气管61排放至第一排气管6内，同时气压推动制动缸31内的气体和污染物从第三排气管62排放至第一排气管6内。由于高压气泵5对列车管2也进行气压的注入维持，因此第一排气管6内的物质均通过气压推力排放至过滤器51内。经过过滤后的颗粒污染物从杂质出料端排出回收，过滤后的空气从过滤出气端排出至大气中。
36.实施例2如图6所示，本实施例包括一种列车制动管路维护方法，该方法包括如下步骤：列车制动时，列车管2进行缓解，需要解除制动时，列车管2进行增压，在此期间列车管2内经历了压力负载的状态切换，此时管内的污染物在气压推动下处于游走状态。
37.通过数据采集模块获取列车管2内的污染物信息，当列车管2内未检测出污染物时，此时目标检测的列车管管体101内污染物粒径较小或无污染物，污染物对制动管路的影响可忽略，此时不启动管路清理机构。
38.当数据采集模块检测出列车管2内有污染物后，首先确定数据采集模块中的第一检测管体是否有检测到污染物，如果未检测到污染物，之后再根据数据采集模块中的第二检测管体的检测信号做出判断，当检测信号值属于阈值范围内时执行列车行驶间隙的管路清理机构；当检测信号值小于阈值范围时，此时污染物对制动管路的影响可忽略，不启动管路清理机构。
39.当第一检测管体内监测到有污染物后，根据第一检测管体的检测信号做出判断，当检测信号值属于阈值范围内时执行列车行驶间隙的管路清理机构；当检测信号值大于阈值范围时，检测的污染物粒径较大，制动管路的安全性存在进一步的风险，此时执行列车行驶间隙的管路清理机构，并对列车工作人员发出对该段检测列车管2发出检修提醒。
40.本实施例提供的一种气控列车制动控制方法所达到的有益效果，可以参考说明书内容以及前述实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
41.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步
详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种列车制动管路维护系统，包括制动执行机构、管路清理机构和信号控制单元，其特征在于：所述制动执行机构包括三通阀（3）、列车管（2）、第三电动阀（12）和均连通至三通阀（3）的副风缸（32）、制动缸（31），所述管路清理机构包括第一制动管阀（1）、第二制动管阀（11）、第一电动阀（13）、第二电动阀（14）、第一排气管（6）、输气管（21）、高压气泵（5）和过滤器（51），所述信号控制单元包括微控制器、数据采集模块（4）和执行模块；所述第一制动管阀（1）和第二制动管阀（11）均设于列车管（2）上，所述输气管（21）的一端、三通阀（3）和第一排气管（6）的一端从列车管（2）上第一制动管阀（1）的一侧顺次连通在第一制动管阀（1）和第二制动管阀（11）之间的列车管（2）上，所述第三电动阀（12）连通于三通阀（3）与列车管（2）之间；所述高压气泵（5）上设有气压控制器；所述第一排气管（6）的另一端和过滤器（51）连通，所述高压气泵（5）和输气管（21）的另一端连通；所述第一电动阀（13）和第二电动阀（14）分别设于输气管（21）和第一排气管（6）上；所述数据采集模块（4）设于第一制动管阀（1）和第二制动管阀（11）之间的列车管（2）上；所述数据采集模块（4）、执行模块、第一电动阀（13）、第二电动阀（14）、第三电动阀（12）、气压控制器、第一制动管阀（1）、第二制动管阀（11）分别与微控制器信号连接；所述数据采集模块（4）用于收集列车管（2）进行减压或增压时管道内污染物的信息，将获取的信息以电信号形式发送至微控制器；所述微控制器将获取到的信号值与微控制器内信号阈值的预设范围进行比对，得出所述信号值分别低于阈值预设范围、包含于阈值预设范围和高于阈值预设范围的三种比对结果，将比对结果信息以电信号形式发送至执行模块，所述执行模块能够输出相应指令至第一电动阀（13）、第二电动阀（14）、第三电动阀（12）和气压控制器以控制打开和关闭。2.根据权利要求1所述的一种列车制动管路维护系统，其特征在于，所述数据采集模块（4）包括第一检测管体（201）、第二检测管体（301）和振动传感器（203），所述第一检测管体（201）和第二检测管体（301）均作为列车管（2）的局部，且均以可拆卸形式连通在列车管（2）上；所述第一检测管体（201）发出的信号值包括第一检测信号和第二检测信号，分别用于得出信号值包含于阈值预设范围和高于阈值预设范围的比对结果；所述第二检测管体（301）发出的信号值包括第二检测信号和第三检测信号，分别用于得出信号值包含于阈值预设范围和低于阈值预设范围的比对结果。3.根据权利要求2所述的一种列车制动管路维护系统，其特征在于，所述第一检测管体（201）的内壁上以紧绷状态设有数量若干的检测弹性绳（202），所述检测弹性绳（202）沿着第一检测管体（201）一端往另一端间隔设置，且检测弹性绳（202）的绳体穿过第一检测管体（201）的中空部位；所述振动传感器（203）设在第一检测管体（201）外壁上，且振动传感器（203）与微控制器信号连接。4.根据权利要求2所述的一种列车制动管路维护系统，其特征在于，所述数据采集模块（4）还包括电流传感器和数量若干的光电传感器，所述第二检测管体（301）使用透明材料；所述光电传感器均设于第二检测管体（301）外壁上，且第二检测管体（301）外侧上设有将光电传感器遮盖在内的光线遮罩（304）；每个光电传感器包括一个发射器（302）和一个接收器（303），每组发射器（302）的光线均穿过第二检测管体（301）的中空部位后到达接收器（303）
上；所述光电传感器与电流传感器信号连接，所述电流传感器与微控制器信号连接。5.根据权利要求1所述的一种列车制动管路维护系统，其特征在于，所述执行模块包括时序电路，所述时序电路设置有执行开关的时钟周期，当微控制器输出的比对结果需要累积到预期设置的输出次数后，所述执行模块才能执行管路清理机构的开关命令。6.根据权利要求5所述的一种列车制动管路维护系统，其特征在于，所述微控制器还包括存储模块，将获取到的阈值比对结果进行存储并能供人查阅；所述执行模块还包括控制组件，所述控制组件与时序电路信号连接；当执行模块满足执行命令条件后，执行模块的开关启动命令通过使用者手动操作控制组件启动。7.根据权利要求1所述的一种列车制动管路维护系统，其特征在于，所述输气管（21）上设有管道加热器，所述管道加热器对输气管（21）进行加热，使得高压气泵（5）压出的气体升温。8.根据权利要求1所述的一种列车制动管路维护系统，其特征在于，所述副风缸（32）上连通设有第二排气管（61），所述第二排气管（61）上设有第四电动阀（15），且第二排气管（61）与第一排气管（6）连通；所述第四电动阀（15）与微控制器信号连接。9.根据权利要求1所述的一种列车制动管路维护系统，其特征在于，所述数据采集模块（4）设于输气管（21）与第一制动管阀（1）之间的列车管（2）上。10.根据权利要求1所述的一种列车制动管路维护系统，其特征在于，所述过滤器（51）上设有进气端、过滤出气端和杂质出料端，所述进气端与第一排气管（6）连通，所述过滤出气端与外部大气连通；所述三通阀（3）上用于制动缸（31）缓解的缓解出气端上设有第三排气管（62），所述第三排气管（62）与第一排气管（6）连通。

技术总结
本发明公开了一种列车制动管路维护系统，涉及列车制动技术领域，包括制动执行机构、管路清理机构和信号控制单元，所述制动执行机构包括三通阀、列车管、第三电动阀和均连通至三通阀的副风缸、制动缸，所述管路清理机构包括第一制动管阀、第二制动管阀、第一电动阀、第二电动阀、第一排气管、输气管、高压气泵和过滤器，所述信号控制单元包括微控制器、数据采集模块和执行模块；所述数据采集模块、执行模块、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、气压控制器、第一制动管阀、第二制动管阀分别与微控制器信号连接。本发明实现列车在行驶间隙时对列车制动管路内的污染物定期检测和清理，减少了潜在的安全隐患，有助于列车制动管路的维护和保养。保养。保养。


技术研发人员：李健
受保护的技术使用者：西南交通大学希望学院
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/6/26