一种轨道交通车辆空调系统的远程控制系统的制作方法

1.本发明涉及轨道车辆空调设备技术领域，尤其是一种轨道交通车辆空调系统的远程控制系统。


背景技术：

2.对于轨道交通空调系统，一般有本机手动控制或者车辆网络自动控制，这两种控制都需要具体的人为操作才能执行，由于车载空调系统是均匀分布在整列车，当出现紧急状况时，随车工作人员无法及时抵达问题车厢，无法及时对空调系统进行控制。


技术实现要素：

3.本发明针对上述问题而提出了一种轨道交通车辆空调系统的远程控制系统。
4.本发明采用的技术手段如下：
5.一种轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，包括数据采集模块、空调系统控制器、无线路由器模块以及远程移动控制终端；
6.所述数据采集模块，设置在每节车厢内的空调机组上用于采集每节车厢的所述空调机组的数据信息；
7.所述空调系统控制器，与对应车厢内的空调机组上的数据采集模块连接，用于获取由所述数据采集模块采集的数据信息，并将所述数据信息和空调系统控制器的控制信号发送至无线路由器模块；接收由所述无线路由器模块发送的故障处理信息，并根据所述故障处理信息控制相应的空调机组；
8.所述无线路由器模块，与每节车厢的所述空调系统控制器连接，用于获取整列车厢的空调机组的所述数据信息和空调系统控制器的控制信号并无线发射至所述远程移动控制终端；用于获取所述远程移动控制终端发送的故障处理信息并发送至所述空调系统控制器；
9.所述远程移动控制终端用于获取整列车厢的空调机组的所述数据信息和空调系统控制器的控制信号，并根据所述数据信息和所述控制信号进行处理以生成故障处理信息，并将故障处理信息无线发送至所述无线路由器模块。
10.进一步地，所述数据采集模块包括温度传感器、电流传感器以及压差控制器；
11.所述空调系统控制器的控制信号为控制指令和接触器反馈信号。
12.进一步地，所述远程移动控制终端包括通讯模块和处理器及存储模块；
13.所述通讯模块用于与所述无线路由器模块进行无线数据传输；
14.所述处理器及存储模块用于对温度传感器采集的温度信号依据系统部件故障预测策略进行系统部件故障预测；
15.用于获取接触器反馈信号以获得系统部件工作状态，根据系统部件工作状态获取系统实际运行工况，将系统实际运行工况与系统计算工况进行对比以获取系统工作状态；
16.用于获取接触器反馈信号以获得系统部件工作状态，并根据系统部件工作状态对
系统部件进行系统部件寿命预测；
17.并根据系统部件故障预测、系统工作状态和系统部件寿命预测结果生成部件更换提醒、客户选择性处理、系统正常、系统异常以及提醒客户检修中对应的故障处理信息。
18.进一步地，所述系统部件故障预测策略如下：根据每个传感器读数di和n个传感器数值之和d
总
的平均值进行传感器故障预测，判断di＜d
总
/n
±
0.5，若否，判断空调机组出现温度传感器系统部件故障，故障处理信息为部件更换提醒，其中，i＝1、2
…
n，d
总
＝d1+d2
…
dn。
19.进一步地，根据接触器反馈信号获得系统部件工作状态包括通风机工作状态、冷凝风机工作状态、压缩机工作状态以及电加热器工作状态；
20.根据系统部件工作状态获取系统实际运行工况具体如下：
21.当通风机处于工作状态时，系统实际运行工况为通风工况；
22.当通风机、冷凝风机和压缩机均处于工作状态时，系统实际运行工况为制冷工况；
23.当电加热器和通风机处于工作状态时，系统实际运行工况为制热工况；
24.当通风机、冷凝风机、压缩机以及电加热器均不工作时，系统实际运行工况为停机工况。
25.进一步地，将系统实际运行工况与系统计算工况进行对比以获取系统工作状态的具体过程如下：
26.判断系统实际工况与系统计算工况是否匹配，若否，故障处理信息为系统异常；若是，将电流传感器采集的电流数值与对应工况的实际电流值进行比较，判断电流传感器采集的电流数值与对应工况的实际电流值是否匹配，若否，判断故障处理信息为系统异常，若是，判断故障处理信息为系统正常。
27.进一步地，所述处理器及存储模块还用于在判断系统实际工况与系统计算工况相匹配时，对系统进行二级故障判断，具体过程如下；
28.当系统实际工况为通风工况时，获取压差控制器数值，若所述压差控制器数值小于第一压差设定值，二级故障判定为通风不良；
29.当系统实际工况为制冷工况时，获取空调机组的送风温度传感器的温度数值，若所述送风温度传感器的温度数值大于第一制冷送风温度设定值，二级故障判定为制冷不良；
30.当系统实际工况为制热工况时，获取空调机组的送风温度传感器的温度数值，若所述送风温度传感器的温度数值小于第一制热送风温度设定值，二级故障判定为制热不良；
31.若二级故障判定为通风不良、制冷不良或制热不良，故障处理信息为客户选择性处理；若无二级故障，故障处理信息为系统正常。
32.进一步地，系统部件寿命预测包括通风机寿命预测、冷凝风机寿命预测、压缩机寿命预测、电加热器寿命预测以及滤网寿命预测；
33.所述空调系统控制器还用于发送系统部件的运行时间ti，所述处理器及存储模块中存储有系统部件的额定寿命阈值t1和提醒阈值t2；
34.对通风机、冷凝风机、压缩机和电加热器进行寿命预测策略如下：根据系统部件的运行时间ti、额定寿命阈值t1和提醒阈值t2进行系统部件寿命预测，判断t1＞ti≥t2，若
是，故障处理信息为提醒客户检修，若否，故障处理信息为系统正常；
35.对滤网进行寿命预测策略如下：根据滤网内外压差值p1和额定压差阈值p进行滤网寿命预测，判断p1＞p，若是，故障处理信息为提醒客户检修，若否，故障处理信息为系统正常。
36.进一步地，所述数据采集模块与所述空调系统控制器通过rs485总线进行通讯，所述空调系统控制器与所述无线路由器模块通过以太网总线进行通讯，所述无线路由器模块与所述远程移动控制终端通过5g进行通讯。
37.与现有技术比较，本发明公开的轨道交通车辆空调系统的远程控制系统具有以下有益效果：本发明由于设置的远程移动控制终端，并且空调系统控制器能够根据数据采集模块采集的数据信息和空调系统控制器的控制信号，远程移动控制终端能够数据信息和控制信号进行空调机组工况判断获得故障处理信息，并且由于通过无线传输模块将所有车厢内的空调机组信息汇聚到一起，方便操作人员能够及时发现任意空调机组可能出现的故障，并对该故障进行处理，同时，当空调系统出现紧急状态时，虽然随车工作人员不能及时抵达有问题的空调机组所在车厢对其进行手动控制，但可通过远程移动控制终端输出给空调系统，让空调系统进行相应的工作模式，避免了由于操作不及时导致的乘客乘坐体验差的问题。本发明可靠性高，运行稳定，结构简单，成本低，易实现，并且控制延时低。
附图说明
38.图1为本发明一种轨道交通车辆空调远程控制系统的结构示意图；
39.图2为本发明一种轨道交通车辆空调远程控制系统的结构的数据流示意图；
40.图3为本发明一种轨道交通车辆空调远程控制系统的远程移动控制终端的逻辑框图。
41.图中：1、数据采集模块；2、空调机组；3、485通讯线；4、空调系统控制器；5、远程移动控制终端；6、主回路线束连接器；7、控制回路线束连接器；8、空调控制柜；9、以太网通讯线；10、无线路由器模块。
具体实施方式
42.如图1和图2所示为本发明公开的轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，包括数据采集模块1、空调系统控制器4、无线路由器模块10以及远程移动控制终端5；
43.所述数据采集模块1，设置在每节车厢内的空调机组2上用于采集每节车厢的所述空调机组2的数据信息，一般一列车辆有6节车厢，每节车厢内设有两组空调机组2；
44.每节车厢内设有一台空调控制柜8，空调控制柜8里设有空调系统控制器4，空调控制柜8连接380vac和110vdc电源；空调控制柜8需向空调机组供主回路3相380vac电源及控制回路110vdc电源，主回路电源通过主回路线束连接器空调控制柜8和空调机组2上，供空调机组主要部件使用；控制回路电源通过控制回路线束连接器连接到空调控制柜8和空调机组2上，供空调机组控制部件使用。每台空调控制柜的空调系统控制器4与对应车厢内的空调机组上的数据采集模块通过485通讯线3连接，用于获取由所述数据采集模块1采集的数据信息；并将所述数据信息和空调系统控制器的控制信号发送至无线路由器模块10；接收由所述无线路由器模块10发送的故障处理信息，并根据所述故障处理信息控制相应的空
调机组2；
45.所述无线路由器模块10，与每节车厢的所述空调系统控制器连接，即多个车厢内的空调系统控制器与同一无线路由器模块10连接，用于获取整列车厢的空调机组的所述数据信息和空调系统控制器的控制信号并无线发射至所述远程移动控制终端5；用于获取所述远程移动控制终端5发送的故障处理信息并发送至所述空调系统控制器4，优选地，无线路由器模块通过5g无线传输的形式进行信息传输；
46.所述远程移动控制终端5用于获取整列车厢的空调机组2的所述数据信息和空调系统控制器4的控制信号，并根据所述数据信息和所述控制信号进行处理以生成故障处理信息，并将故障处理信息无线发送至所述无线路由器模块10。
47.具体地，所述数据采集模块包括温度传感器、电流传感器以及压差控制器；
48.所述空调系统控制器的控制信号为控制指令和接触器反馈信号。
49.如图3所示，所述远程移动控制终端5包括通讯模块和处理器及存储模块；
50.所述通讯模块用于与所述无线路由器模块进行无线数据传输；
51.所述处理器及存储模块用于对温度传感器采集的温度信号依据系统部件故障预测策略进行系统部件故障预测；具体地，所述系统部件故障预测策略如下：处理器及存储模块用于获取整列车厢内空调机组上同一功能(例如送风温度传感器)的多个温度传感器的温度数据，根据每个传感器读数di和n个传感器数值之和d
总
的平均值进行传感器故障预测，判断di＜d
总
/n
±
0.5，若否，判断空调机组出现温度传感器系统部件故障，故障处理信息为部件更换提醒，其中，i＝1、2
…
n，d
总
＝d1+d2
…
dn，通过系统部件故障预测，可以方便控制人员或检修人员及时的发现该故障并及时进行部件更换和维修。
52.所述处理器及存储模块还用于获取接触器反馈信号以获得系统部件工作状态，根据系统部件工作状态获取系统实际运行工况，将系统实际运行工况与系统计算工况进行对比以获取系统工作状态；具体地，接触器反馈信号包括通风机接触器反馈信号、冷凝风机接触器反馈信号、压缩机接触器反馈信号以及电加热器接触器反馈信号，根据接触器反馈信号获得系统部件工作状态包括通风机工作状态、冷凝风机工作状态、压缩机工作状态以及电加热器工作状态；
53.根据系统部件工作状态获取系统实际运行工况具体如下：
54.当通风机处于工作状态时，系统实际运行工况为通风工况；
55.当通风机、冷凝风机和压缩机均处于工作状态时，系统实际运行工况为制冷工况；
56.当电加热器和通风机处于工作状态时，系统实际运行工况为制热工况；
57.当通风机、冷凝风机、压缩机以及电加热器均不工作时，系统实际运行工况为停机工况。
58.将系统实际运行工况与系统计算工况进行对比以获取系统工作状态的具体过程如下：
59.判断系统实际工况与系统计算工况是否匹配，若否，故障处理信息为系统异常；若是，将电流传感器采集的电流数值与对应工况的实际电流值进行比较，判断电流传感器采集的电流数值与对应工况的实际电流值是否匹配，若否，判断故障处理信息为系统异常，若是，判断故障处理信息为系统正常，系统计算工况可以直接由空调系统控制器发送给远程移动控制终端，也可以由远程移动控制终端根据相应的数据计算获得，具体计算过程为本
领域的常规手段。
60.也就是根据对应的接触器是否闭合，判断相应的部件是否工作，进而根据不同的部件工作状态，判断当前空调机组的实际运行工况，将实际运行工况与系统计算的运行工况进行对比，可以判断出当前系统是否工作正常，进一步地，为了进一步为了保证判断的准确性，通过电流传感器的电流值与对应工况的电流值进行比较，以提高系统工作状态判断的准确性，从而保证了系统的可靠性。
61.进一步地，所述处理器及存储模块还用于在判断系统实际工况与系统计算工况相匹配时，对系统进行二级故障判断，具体过程如下；
62.当系统实际工况为通风工况时，获取压差控制器数值，若所述压差控制器数值小于第一压差设定值，二级故障判定为通风不良；
63.当系统实际工况为制冷工况时，获取空调机组的送风温度传感器的温度数值，若所述送风温度传感器的温度数值大于第一制冷送风温度设定值，二级故障判定为制冷不良；
64.当系统实际工况为制热工况时，获取空调机组的送风温度传感器的温度数值，若所述送风温度传感器的温度数值小于第一制热送风温度设定值，二级故障判定为制热不良；
65.若二级故障判定为通风不良、制冷不良或制热不良，故障处理信息为客户选择性处理；若无二级故障，故障处理信息为系统正常。
66.通过对系统二级故障判断，进一步的保证了空调系统工作的可靠性，避免了由于空调故障导致乘客乘坐体验差的问题，同时，也能够及时提醒相关的操作或维护人员对相应部件进行维护。
67.所述处理器及存储模块还用于获取接触器反馈信号以获得系统部件工作状态，并根据系统部件工作状态对系统部件进行系统部件寿命预测；
68.具体地，系统部件寿命预测包括通风机寿命预测、冷凝风机寿命预测、压缩机寿命预测、电加热器寿命预测以及滤网寿命预测；
69.所述空调系统控制器还用于发送系统部件的运行时间ti，所述处理器及存储模块中存储有系统部件的额定寿命阈值t1和提醒阈值t2；
70.对通风机、冷凝风机、压缩机和电加热器进行寿命预测策略如下：根据系统部件的运行时间ti、额定寿命阈值t1和提醒阈值t2进行系统部件寿命预测，判断t1＞ti≥t2，若是，故障处理信息为提醒客户检修，若否，故障处理信息为系统正常；
71.对滤网进行寿命预测策略如下：根据滤网内外压差值p1和额定压差阈值p进行滤网寿命预测，判断p1＞p，若是，故障处理信息为提醒客户检修，若否，故障处理信息为系统正常。
72.通过系统部件寿命预测，可以及时的对即将达到额定寿命阈值的部件进行报警，并能够及时提醒相关的操作或维护人员对相应部件进行维护，从而保证空调系统正常运行。
73.所述处理器及存储模块还用于并根据系统部件故障预测、系统工作状态和系统部件寿命预测结果生成部件更换提醒、客户选择性处理、系统正常、系统异常以及提醒客户检修中对应的故障处理信息，并将具体故障以及故障处理信息发送给通讯模块，并由通讯模
块发送给无线路由器模块，从而便于空调系统控制器对空调机组进行相应的控制。
74.本发明由于设置的远程移动控制终端，并且空调系统控制器能够根据数据采集模块采集的数据信息和空调系统控制器的控制信号，远程移动控制终端能够数据信息和控制信号进行空调机组工况判断获得故障处理信息，并且由于通过无线传输模块将所有车厢内的空调机组信息汇聚到一起，方便操作人员能够及时发现任意空调机组可能出现的故障，并对该故障进行处理，同时，当空调系统出现紧急状态时，虽然随车工作人员不能及时抵达有问题的空调机组所在车厢对其进行手动控制，但可通过远程移动控制终端输出给空调系统，让空调系统进行相应的工作模式，避免了由于操作不及时导致的乘客乘坐体验差的问题。本发明可靠性高，运行稳定，结构简单，成本低，易实现，并且控制延时低。
75.对于空调系统的控制，远程移动终端控制的优先级高于手动控制，手动控制的优先级高于车辆网络控制。
76.进一步地，所述数据采集模块还包括包括高低压力开关、高低压力传感器、和电压传感器；所述远程移动控制终端还具有显示功能，以用于显示数据采集模块采集的各种数据信息和各种故障信息等所有需要显示的内容。
77.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，其特征在于：包括数据采集模块、空调系统控制器、无线路由器模块以及远程移动控制终端；所述数据采集模块，设置在每节车厢内的空调机组上用于采集每节车厢的所述空调机组的数据信息；所述空调系统控制器，与对应车厢内的空调机组上的数据采集模块连接，用于获取由所述数据采集模块采集的数据信息，并将所述数据信息和空调系统控制器的控制信号发送至无线路由器模块；接收由所述无线路由器模块发送的故障处理信息，并根据所述故障处理信息控制相应的空调机组；所述无线路由器模块，与每节车厢的所述空调系统控制器连接，用于获取整列车厢的空调机组的所述数据信息和空调系统控制器的控制信号并无线发射至所述远程移动控制终端；用于获取所述远程移动控制终端发送的故障处理信息并发送至所述空调系统控制器；所述远程移动控制终端用于获取整列车厢的空调机组的所述数据信息和空调系统控制器的控制信号，并根据所述数据信息和所述控制信号进行处理以生成故障处理信息，并将故障处理信息无线发送至所述无线路由器模块。2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，其特征在于：所述数据采集模块包括温度传感器、电流传感器以及压差控制器；所述空调系统控制器的控制信号为控制指令和接触器反馈信号。3.根据权利要求2所述的轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，其特征在于：所述远程移动控制终端包括通讯模块和处理器及存储模块；所述通讯模块用于与所述无线路由器模块进行无线数据传输；所述处理器及存储模块用于对温度传感器采集的温度信号依据系统部件故障预测策略进行系统部件故障预测；用于获取接触器反馈信号以获得系统部件工作状态，根据系统部件工作状态获取系统实际运行工况，将系统实际运行工况与系统计算工况进行对比以获取系统工作状态；用于获取接触器反馈信号以获得系统部件工作状态，并根据系统部件工作状态对系统部件进行系统部件寿命预测；并根据系统部件故障预测、系统工作状态和系统部件寿命预测结果生成部件更换提醒、客户选择性处理、系统正常、系统异常以及提醒客户检修中对应的故障处理信息。4.根据权利要求3所述的轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，其特征在于：所述系统部件故障预测策略如下：根据每个传感器读数di和n个传感器数值之和d
总
的平均值进行传感器故障预测，判断di＜d
总
/n
±
0.5，若否，判断空调机组出现温度传感器系统部件故障，故障处理信息为部件更换提醒，其中，i＝1、2
…
n，d
总
＝d1+d2
…
dn。5.根据权利要求4所述的轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，其特征在于：根据接触器反馈信号获得系统部件工作状态包括通风机工作状态、冷凝风机工作状态、压缩机工作状态以及电加热器工作状态；根据系统部件工作状态获取系统实际运行工况具体如下：当通风机处于工作状态时，系统实际运行工况为通风工况；当通风机、冷凝风机和压缩机均处于工作状态时，系统实际运行工况为制冷工况；
当电加热器和通风机处于工作状态时，系统实际运行工况为制热工况；当通风机、冷凝风机、压缩机以及电加热器均不工作时，系统实际运行工况为停机工况。6.根据权利要求5所述的轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，其特征在于：将系统实际运行工况与系统计算工况进行对比以获取系统工作状态的具体过程如下：判断系统实际工况与系统计算工况是否匹配，若否，故障处理信息为系统异常；若是，将电流传感器采集的电流数值与对应工况的实际电流值进行比较，判断电流传感器采集的电流数值与对应工况的实际电流值是否匹配，若否，判断故障处理信息为系统异常，若是，判断故障处理信息为系统正常。7.根据权利要求6所述的轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，其特征在于：所述处理器及存储模块还用于在判断系统实际工况与系统计算工况相匹配时，对系统进行二级故障判断，具体过程如下；当系统实际工况为通风工况时，获取压差控制器数值，若所述压差控制器数值小于第一压差设定值，二级故障判定为通风不良；当系统实际工况为制冷工况时，获取空调机组的送风温度传感器的温度数值，若所述送风温度传感器的温度数值大于第一制冷送风温度设定值，二级故障判定为制冷不良；当系统实际工况为制热工况时，获取空调机组的送风温度传感器的温度数值，若所述送风温度传感器的温度数值小于第一制热送风温度设定值，二级故障判定为制热不良；若二级故障判定为通风不良、制冷不良或制热不良，故障处理信息为客户选择性处理；若无二级故障，故障处理信息为系统正常。8.根据权利要求3所述的轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，其特征在于：系统部件寿命预测包括通风机寿命预测、冷凝风机寿命预测、压缩机寿命预测、电加热器寿命预测以及滤网寿命预测；所述空调系统控制器还用于发送系统部件的运行时间ti，所述处理器及存储模块中存储有系统部件的额定寿命阈值t1和提醒阈值t2；对通风机、冷凝风机、压缩机和电加热器进行寿命预测策略如下：根据系统部件的运行时间ti、额定寿命阈值t1和提醒阈值t2进行系统部件寿命预测，判断t1＞ti≥t2，若是，故障处理信息为提醒客户检修，若否，故障处理信息为系统正常；对滤网进行寿命预测策略如下：根据滤网内外压差值p1和额定压差阈值p进行滤网寿命预测，判断p1＞p，若是，故障处理信息为提醒客户检修，若否，故障处理信息为系统正常。9.根据权利要求1所述的轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，其特征在于：所述数据采集模块与所述空调系统控制器通过rs485总线进行通讯，所述空调系统控制器与所述无线路由器模块通过以太网总线进行通讯，所述无线路由器模块与所述远程移动控制终端通过5g进行通讯。

技术总结
本发明公开了一种轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，包括用于采集空调机组的数据信息的数据采集模块；用于控制空调机组的空调系统控制器；用于空调系统控制器和远程移动控制终端进行通信的无线路由器模块；用于对运行工况和部件信息进行处理以生成故障处理信息，并将故障处理信息无线发送至空调系统控制器的远程移动控制终端。本发明公开的轨道交通车辆空调系统的远程控制系统，具有方便操作人员能够及时发现任意空调机组可能出现的故障，并对该故障进行处理，同时，当空调系统出现紧急状态时，但可通过远程移动控制终端输出给空调系统，让空调系统进行相应的工作模式，避免了由于操作不及时导致的乘客乘坐体验差的问题。由于操作不及时导致的乘客乘坐体验差的问题。由于操作不及时导致的乘客乘坐体验差的问题。


技术研发人员：孟凡杰 赵博 杜平 李继洋 曾磊 杨波 程显耀 庞学博 宋大鹏 包明冬
受保护的技术使用者：中车大连机车研究所有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/4/20