电压监测装置、通信装置、接地装置、轨道梁、轨道车辆、轨道交通系统和车辆电压监测系统的制作方法

1.本技术涉及轨道交通技术领域，更具体地涉及一种电压监测装置、通信装置、接地装置、轨道梁、轨道车辆、轨道交通系统和车辆电压监测系统。


背景技术：

2.轨道车辆如云巴等其车体为金属车身，在高架区间运行时受到雷电或者其他外部原因影响，会产生感应电压。为了避免运营维护以及乘客造成触电，以及对于车载电子设备造成干扰，在轨道车辆上设置接地靴，轨道车辆在通过车站或者区间时接地靴与接地轨接触，将车体感应电压释放。
3.但是，由于施工误差等原因，存在接地靴与接地轨接触不稳定的情况，此时感应电压无法有效释放，容易对损害车载电子设备以及对人员造成伤害。相关技术中，往往无法及时地发现接地靴与接地轨接触不良的情况，在车载电子设备故障时也往往会认为是电子设备本身存在问题。


技术实现要素：

4.在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
5.本技术一方面提供了一种电压监测装置，应用于轨道车辆，所述电压监测装置设置在所述轨道车辆的接地靴上，所述电压监测装置包括：
6.电压传感器，用于测量所述轨道车辆的实时车体感应电压；
7.通信单元，与所述电压传感器电连接，用于获取所述实时车体感应电压，并在与设置在接地轨上的通信装置建立通信连接后，将所述实时车体感应电压传送至所述通信装置。
8.在一个示例中，所述通信单元包括第一近场通信单元，所述通信装置包括第二近场通信单元和无线通信单元；
9.当所述轨道车辆通过所述接地轨，所述第一近场通信单元与所述第二近场通信单元建立所述通信连接，从而将所述实时车体感应电压传送至所述第二近场通信单元，并由所述第二近场通信单元通过所述无线通信单元和无线网络将实时车体感应电压传送至与所述轨道车辆相关联的车辆调度系统。
10.在一个示例中，所述第一近场通信单元和所述第二近场通信单元之间的最大数据传输距离为40cm。
11.在一个示例中，所述电压监测装置上集成有第一电源单元，和/或，所述电压监测装置从外部获取电能。
12.本技术又一方面提供了一种通信装置，所述通信装置设置在接地轨上，所述接地轨与轨道车辆的接地靴相对应，所述通信装置包括：
13.第一通信单元，用于从设置在所述轨道车辆的接地靴上的电压监测装置获取所述轨道车辆的实时车体感应电压；
14.第二通信单元，与所述第一通信单元电连接，用于从所述第一通信单元获取所述实时车体感应电压，并传送至与所述轨道车辆相关联的车辆调度系统。
15.在一个示例中，所述电压监测装置包括第一近场通信单元，所述第一通信单元包括第二近场通信单元，所述第二通信单元包括无线通信单元；
16.当所述轨道车辆通过所述接地轨，所述第二近场通信单元与所述第一近场通信单元建立所述通信连接，从而获取所述实时车体感应电压，并传送至所述无线通信单元，所述无线通信单元通过无线网络将所述实时车体感应电压传送至所述车辆调度系统。
17.在一个示例中，所述第二近场通信单元还用于从所述第一近场通信单元获取车辆信息，并由所述第二近场通信单元经所述无线通信单元和无线网络将所述车辆信息传送至所述车辆调度系统，所述车辆信息至少包括车辆通过信息和车次号信息。
18.在一个示例中，所述无线通信单元为非授权频谱通信单元，所述无线网络为非授权频谱网络；
19.所述无线通信单元包括彼此电连接的无线接入单元和无线发射单元，所述第二近场通信单元与所述无线接入单元电连接，所述无线接入单元用于对所述第二近场通信单元传送的信号进行滤波和放大。
20.在一个示例中，所述通信装置上集成有第二电源单元，和/或，所述通信装置从外部获取电能。
21.本技术又一方面提供了一种接地装置，应用于轨道车辆，包括接地靴和上述中任一项所述的电压监测装置，所述电压监测装置设置在所述接地靴上。
22.在一个示例中，所述接地装置还包括接触件，所述接触件设置在所述接地靴上且朝向接地轨，所述接触件用于与所述接地轨接触。
23.本技术又一方面提供了一种轨道梁，包括：
24.梁体，所述梁体内设有凹槽；
25.接地轨，所述接地轨与所述凹槽的侧壁连接；
26.上述中任一项所述的通信装置，所述通信装置设置在所述接地轨上。
27.本技术又一方面提供了一种轨道车辆，包括上述中所述的接地装置。
28.本技术又一方面提供了一种轨道交通系统，包括上述中所述的轨道梁和上述中所述的轨道车辆。
29.本技术又一方面提供了一种车辆电压监测系统，包括上述中任一项所述的电压监测装置和上述中任一项所述的通信装置。
30.根据本技术实施例的电压监测装置、通信装置、接地装置、轨道梁、轨道车辆、轨道交通系统和车辆电压监测系统，通过电压传感器能够测量轨道车辆的实时车体感应电压，当轨道车辆经过接地轨时，通过通信单元将电压传感器测得的实时车体感应电压传输至设置在接地轨上的通信装置，通过比较相邻两个接地轨上的通信装置接收到的实时车体感应电压，从而判断轨道车辆在经过接地轨时车体感应电压是否得到有效的释放，进而获知接
地靴与接地轨是否稳定接触，以及时地发现接地靴与接地轨接触不良的情况，并在车载电子设备发生故障时确定故障是否由车体感应电压引起，而且在接地靴与接地轨接触不良后，能够及时维修，减少损失，并可以通过车辆调度系统对后续车辆进行调度，避免后续车辆在经过相同路段时出现同样的问题。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.在附图中：
33.图1示出了根据本技术一实施例的电压监测装置的示意性框图；
34.图2示出了根据本技术另一实施例的电压监测装置的示意性框图；
35.图3示出了根据本技术一实施例的通信装置的示意性框图；
36.图4示出了根据本技术另一实施例的通信装置的示意性框图；
37.图5示出了根据本技术一实施例的无线通信单元的示意性框图；
38.图6示出了根据本技术一实施例的电压监测装置和通信装置实现通信连接的示意图；
39.图7示出了根据本技术一实施例的通信装置和车辆调度系统实现通信连接的示意图；
40.图8示出了根据本技术一实施例的接地装置的结构示意图；
41.图9示出了根据本技术一实施例的轨道梁的结构示意图；
42.图10示出了根据本技术一实施例的车辆电压监测系统的结构示意图。
具体实施方式
43.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
44.应当理解的是，本技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
45.应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另
一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
46.空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
47.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
48.为了彻底理解本技术，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本技术提出的技术方案。本技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本技术还可以具有其他实施方式。
49.轨道车辆在经过雷电多发区域或者由于其他外部原因影响，会产生感应电压。在接地靴与接地轨接触不良时，感应电压无法有效释放，容易对车载电子设备以及相关人员造成伤害。相关技术中，往往无法及时地发现接地靴与接地轨接触不良的情况，导致维修不及时，造成较大损失；或者在车载电子设备故障时往往会认为是电子设备本身存在问题，无法意识到车载电子设备故障是由于感应电压未能有效释放导致的；而且由于没有及时发现接地靴与接地轨接触不良的情况，导致后续轨道车辆在经过相同路段时出现同样的问题。
50.为了解决上述技术问题，在本技术中提供了一种电压监测装置，应用于轨道车辆，所述电压监测装置设置在所述轨道车辆的接地靴上，所述电压监测装置包括：电压传感器，用于测量所述轨道车辆的实时车体感应电压；通信单元，与所述电压传感器电连接，用于获取所述实时车体感应电压，并在与设置在接地轨上的通信装置建立通信连接后，将所述实时车体感应电压传送至所述通信装置。
51.根据本技术的电压监测装置，通过电压传感器能够测量轨道车辆的实时车体感应电压，当轨道车辆经过接地轨时，通过通信单元将电压传感器测得的实时车体感应电压传输至设置在接地轨上的通信装置，通过比较相邻两个接地轨上的通信装置接收到的实时车体感应电压，从而判断轨道车辆在经过接地轨时车体感应电压是否得到有效的释放，进而获知接地靴与接地轨是否稳定接触，以及时地发现接地靴与接地轨接触不良的情况，并在车载电子设备发生故障时确定故障是否由车体感应电压引起，而且在接地靴与接地轨接触不良后，能够及时维修，减少损失，并可以通过车辆调度系统对后续车辆进行调度，避免后续车辆在经过相同路段时出现同样的问题。
52.下面参考图1描述根据本技术一个实施例的电压监测装置100。如图1所示，电压监测装置100应用于轨道车辆，电压监测装置100设置在轨道车辆的接地靴上(例如如图6所示的接地靴610，稍后结合图6描述)，电压监测装置100包括电压传感器110和通信单元120，电
压传感器110用于测量轨道车辆的实时车体感应电压。通信单元120与电压传感器110电连接，用于获取实时车体感应电压，并在与设置在接地轨上的通信装置(例如如图6所示的设置在接地轨640上的通信装置630，稍后结合图6描述)建立通信连接后，将实时车体感应电压传送至通信装置。
53.基于此，电压监测装置100提供一种监测实时车体感应电压的功能。基于电压监测装置100，设置在接地轨上的通信装置能够获取轨道车辆的实时车体感应电压传送出来(例如传送至车俩调度系统或其他系统)，使得相关工作人员监测到轨道车辆的实时车体感应电压。在此基础上，可以通过自动或者人工比较相邻的两个接地轨上的通信装置接收到的实时车体感应电压，确定车体感应电压是否得到有效释放，进而确定轨道车辆的接地靴与接地轨是否稳定接触，也可以确定车载电子设备的故障是否由车体感应电压引起。例如，经过比较，新测得的实时车体感应电压为零，则说明轨道车辆的接地靴与此处的接地轨稳定接触，车体感应电压得到有效释放；如果新测得的实时车体感应电压不为零且与之前测得的车体感应电压并无明显区别，则说明轨道车辆的接地靴与此处的接地轨接触不良，车体感应电压没有得到有效释放，需要及时对该处的接地轨进行维修，减少损失，而且可以通过车辆调度系统及时地对后续的轨道车辆进行调度，在该处接地轨维修完成之前不再调度轨道车辆经过该处接地轨，以避免后续的轨道车辆通过该处接地轨时出现同样的问题。
54.在本技术的实施例中，电压传感器110是能感受被测电压并转换成可用输出信号的传感器，按照频率，有工频电压传感器和变频电压传感器；按照测量原理，有电阻分压器、电容分压器、电磁式电压互感器、电容式电压互感器、霍尔电压传感器等；按照输出信号，有模拟量输出电压传感器和数字量输出电压传感器。电压传感器110可以感受轨道车辆的实时车体感应电压，并将实时车体感应电压转化为直流电流或直流电压等数据，并以模拟信号或者数字信号输出。在本实施例中，可以根据实际测量情况选取相应种类和型号的电压传感器，不对其进行具体限定。
55.在本技术的实施例中，通信单元120和接地轨上的通信装置之间建立的是近距离的点对点数据传输，由于接地靴经过接地轨的时间短暂，因此，所建立的点对点数据传输的建立时间通常不应超过接地靴经过接地轨的时长。示例性地，通信单元120包括近场通信(nearfield communication，简称nfc)单元或无线射频识别(radio frequency identification，简称rfid)单元等(稍后结合图2来描述)。相应地，接地轨上的通信装置可以包括近场通信或无线射频识别单元等。
56.图2示出了根据本技术另一实施例的电压监测装置200，其是电压监测装置100的一种实现方案。如图2所示，电压监测装置200包括电压传感器210和第一近场通信单元220。当轨道车辆通过接地轨，第一近场通信单元220与设置在接地轨上的通信装置建立通信连接。具体地，设置在接地轨上的通信装置可以相应地包括第二近场通信单元和无线通信单元(稍后结合图4来描述)。第一近场通信单元220和第二近场通信单元可以通过磁场感应能量传递以及回馈信号获取与识别建立通信连接，以nfc协议(near field communication-interface and protocol，nfcip-1)实现较近距离与nfc兼容设备的识别和数据交换。电压传感器210将测得的实时车体感应电压传输至第一近场通信单元220，第一近场通信单元220将实时车体感应电压传输至与之建立通信连接的第二近场通信单元，第二近场通信单元再将实时车体感应电压传输至无线通信单元，由无线通信单元通过无线网络将实时车体
感应电压传送至与所述轨道车辆相关联的车辆调度系统。车辆调度系统可以对相邻的两个接地轨上的通信装置发送的实时车体感应电压进行比较，从而确定车体感应电压是否得到有效释放，轨道车辆的接地靴与接地轨是否稳定接触等，以解决相应的技术问题。
57.在本技术的实施例中，第一近场通信单元220与电压传感器210之间实现电连接，例如可以是通过数据线连接或者集成在同一印制电路板上等；第二近场通信单元与无线通信单元之间实现电连接，例如可以是通过数据线连接或者集成在同一印制电路板上等。
58.需要说明的是，通常而言，nfc的通信距离在20cm以内，在本实施例中，选取最大通信距离为40cm的nfc，即第一近场通信单元220和第二近场通信单元之间的最大数据传输距离为40cm，从而使得电压监测装置不存在侵入限界的问题，而且能够毫米级地感知轨道车辆的通行及进行信息交互。
59.在一个示例中，电压监测装置200上集成有第一电源单元，和/或，电压监测装置200从外部获取电能。例如，如图2所示，电压监测装置200上集成有第一电源单元230，通过第一电源单元230对电压传感器210和第一近场通信单元220进行供电。或者，电压监测装置200上可以不集成第一电源单元230，电压监测装置200可以通过电源接口从外界获取电能；又或者，电压监测装置200上既集成有第一电源单元230，也可以通过电源接口从外界获取电能。
60.以上示例性地示出了根据本技术实施例的电压监测装置。基于上面的描述，根据本技术实施例的电压监测装置设置在轨道车辆的接地靴上，能够监测轨道车辆的实时车体感应电压，并能够在轨道车辆经过接地轨时将轨道车辆的实时车体感应电压传送至设置在接地轨上的通信装置，从而使得轨道车辆的实时车体感应电压能够通过该通信装置传送出来，使得相关工作人员监测到轨道车辆的实时车体感应电压，从而能够根据监测到的实时车体感应电压确定接地靴与接地轨是否存在问题。
61.根据本技术另一方面，还提供了一种通信装置，其即为设置在接地轨上的通信装置。该通信装置可以从前文所述的电压监测装置获取轨道车辆的实时车体感应电压，如前文所述的。下面结合图3到图5描述该通信装置的结构和操作。
62.如图3所示，通信装置300设置在接地轨上(例如如图6所示的设置在接地轨640上的通信装置630，稍后结合图6描述)，接地轨与轨道车辆的接地靴相对应。通信装置300包括第一通信单元310和第二通信单元320，第一通信单元310用于从设置在轨道车辆的接地靴上的电压监测装置(例如如前文所述的电压监测装置100和200)获取轨道车辆的实时车体感应电压；第二通信单元320与第一通信单元310电连接，用于从第一通信单元310获取实时车体感应电压，并传送至与轨道车辆相关联的车辆调度系统。
63.在本技术的实施例中，在轨道车辆经过接地轨时，轨道车辆的接地靴上的电压监测装置能够与第一通信单元310建立通信连接，电压监测装置将其测得的实时车体感应电压传输到第一通信单元310，第一通信单元310进而将实时车体感应电压传输至第二通信单元320，由第二通信单元320将实时车体感应电压传输至与轨道车辆相关联的车辆调度系统。车辆调度系统可以对相邻的两个接地轨上的通信装置300发送的实时车体感应电压进行比较，从而确定车体感应电压是否得到有效释放，轨道车辆的接地靴与接地轨是否稳定接触等。例如，经过比较，新测得的实时车体感应电压为零，则说明轨道车辆的接地靴与此处的接地轨稳定接触，车体感应电压得到有效释放；如果新测得的实时车体感应电压不为
零且与之前测得的车体感应电压并无明显区别，则说明轨道车辆的接地靴与此处的接地轨接触不良，车体感应电压没有得到有效释放，需要及时对该处的接地轨进行维修，减少损失，而且可以通过车辆调度系统及时地对后续的轨道车辆进行调度，在该处接地轨维修完成之前不再调度轨道车辆经过该处接地轨，以避免后续的轨道车辆通过该处接地轨时出现同样的问题。
64.在本技术的实施例中，轨道车辆的接地靴上的电压监测装置与第一通信单元310之间建立的是近距离的点对点数据传输，由于接地靴经过接地轨的时间短暂，因此，所建立的点对点数据传输的建立时间通常不应超过接地靴经过接地轨的时长。示例性地，第一通信单元310可以包括近场通信单元或无线射频识别单元等(稍后结合图4来描述)。相应地，电压监测装置也包括近场通信单元或无线射频识别单元等，如前文所述的。
65.图4示出了根据本技术另一实施例的通信装置400，其是通信装置300的一种实现方案。如图4所示，通信装置400包括第二近场通信单元410(为了与前文所述的第一近场通信单元相互区分而如此命名)和无线通信单元420。当轨道车辆通过接地轨，第二近场通信单元410与前文所述的电压监测装置的第一近场通信单元建立通信连接，从而获取实时车体感应电压，并传送至无线通信单元420，无线通信单元420通过无线网络将实时车体感应电压传送至车辆调度系统。车辆调度系统可以对相邻的两个接地轨上的通信装置400发送的实时车体感应电压进行比较，从而确定车体感应电压是否得到有效释放，轨道车辆的接地靴与接地轨是否稳定接触等，以解决相应的技术问题。
66.需要说明的是，通常而言，nfc的通信距离在20cm以内，在本实施例中，选取最大通信距离为40cm的nfc，即第一近场通信单元和第二近场通信单元420之间的最大数据传输距离为40cm，从而使得电压监测装置不存在侵入限界的问题，而且能够毫米级地感知车辆的通行及进行信息交互。
67.此外，为了便于车辆调度系统对轨道车辆进行调度，可以在轨道车辆经过接地轨时在传输实时车体感应电压的同时将车辆信息也传输至车辆调度系统，车辆调度系统根据接收到的车辆信息对轨道车辆进行调度。
68.在一个示例中，第二近场通信单元410还可以用于从第一近场通信单元获取车辆信息，并由第二近场通信单元410经无线通信单元420和无线网络将车辆信息传送至车辆调度系统，车辆信息至少包括车辆通过信息和车次号信息。示例性地，例如有车次号为a1～a10的10辆轨道车辆，车辆调度系统依次接收到了车次号为a1～a4的4辆轨道车辆在经过某一接地轨时发送的车辆通过信息，且在a4轨道车辆经过后根据其发送的实时车体感应电压判定该处接地轨出现了故障，与接地靴接触不良，则车辆调度系统可以对车次号为a5～a10的后续轨道车辆进行调度，在该处接地轨修理完好之前避免将后续轨道车辆调度到该处接地轨。
69.在一个示例中，无线通信单元420为非授权频谱(lte-unlicensed，简称lte-u)通信单元，无线网络为非授权频谱网络。其中，lte-u是一种在5ghz的非授权频谱下，能够为用户提供运营商级网络服务的一种无线接入技术。lte-u通过载波聚合技术能够将其网络与lte(long term evolution，长期演进)网络相结合，来共同承载控制指令与数据业务。同时，lte-u也可以与wi-fi网络同时存在，协同工作，提高移动网络容量。lte-u技术能够提供更好的链路接入性能、介质访问控制性能、移动性管理以及良好的覆盖性能。
70.在一个示例中，所述无线通信单元420可以进一步包括彼此电连接的无线接入单元4201和无线发射单元4202，如图5所示。第二近场通信单元410与无线接入单元4202电连接。其中，无线接入单元4201和无线发射单元4202可以通过数据线连接或者采取集成在同一印制电路板上等方式实现电连接，第二近场通信单元410和无线接入单元4201也可以通过数据线连接或者采取集成在同一印制电路板上等方式实现电连接。第二近场通信单元410将接收到的实时车体感应电压和/或车辆信息传输至无线接入单元4201，无线接入单元4201进而将信号传输至无线发射单元4202，由无线发射单元4202将信号发送出去。需要说明的是，无线接入单元4201具有滤波和放大功能，其能够对第二近场通信单元410传送的信号进行滤波和放大，以降低干扰，提高信号的精度。
71.在一个示例中，通信装置400上集成有第二电源单元，和/或，通信装置400从外部获取电能。例如，如图4所示，通信装置400上集成有第二电源单元430，通过第二电源单元430对第二近场通信单元410和无线通信单元420进行供电；或者，通信装置400上不集成第二电源单元430，通信装置400通过电源接口从外界获取电能；又或者，通信装置400上即集成有第二电源单元430，也可以通过电源接口从外界获取电能。
72.以上示例性地描述了根据本技术实施例的通信装置。基于上面的描述，根据本技术实施例的通信装置设置在接地轨上，能够在轨道车辆经过接地轨时从设置在轨道车辆接地靴上的电压监测装置获取轨道车辆的实时车体感应电压并传送出来，使得相关工作人员监测到轨道车辆的实时车体感应电压，从而能够根据监测到的实时车体感应电压确定接地靴与接地轨是否存在问题。
73.下面结合图6和图7分别描述前文所述电压监测装置和通信装置彼此的通信交互，以及通信装置和车辆调度系统的通信交互。
74.如图6所示，接地靴610上设有电压监测装置620(诸如前文所述的电压监测装置100或200)，电压监测装置620包括电压传感器621和第一近场通信单元622；接地轨640上设有通信装置630，通信装置630包括第二近场通信单元631和无线通信单元632。轨道车辆的接地靴610上的电压传感器621能够实时的获取轨道车辆的感应电压(即实时车体感应电压)。当轨道车辆经过接地轨640时，轨道车辆的接地靴610上的第一近场通信单元622和接地轨上的第二近场通信单元631建立通信连接，电压传感器621将测得的实时车体感应电压传输至第一近场通信单元622，第一近场通信单元622再将实时车体感应电压传输至第二近场通信单元631。第二近场通信单元631再将实时车体感应电压传输至无线通信单元632，无线通信单元632可通过无线网络将实时车体感应电压传送出去。例如，如图7所示，无线通信单元632可通过无线网络将实时车体感应电压传送至车辆调度系统。车辆调度系统可以对相邻的两个接地轨上的通信装置630发送的实时车体感应电压进行比较，从而确定车体感应电压是否得到有效释放，轨道车辆的接地靴与接地轨是否稳定接触等。例如，经过比较，新测得的实时车体感应电压为零，则说明轨道车辆的接地靴与此处的接地轨稳定接触，车体感应电压得到有效释放；如果新测得的实时车体感应电压不为零且与之前测得的车体感应电压并无明显区别，则说明轨道车辆的接地靴与此处的接地轨接触不良，车体感应电压没有得到有效释放，需要及时对该处的接地轨进行维修，减少损失，而且可以通过车辆调度系统及时地对后续的轨道车辆进行调度，在该处接地轨维修完成之前不再调度轨道车辆经过该处接地轨，以避免后续的轨道车辆通过该处接地轨时出现同样的问题。
75.根据本技术的又一方面，还提供了一种接地装置。下面参考图8对本技术的接地装置进行解释和说明。其中，图8示出了根据本技术一实施例的接地装置的结构示意图。在不冲突的前提下，本技术各个实施例中的技术特征可以相互结合。
76.在本技术的一个实施例中，如图8所示，接地装置800应用于轨道车辆，包括接地靴810和电压监测装置820，电压监测装置820设置在接地靴810上。
77.其中，电压监测装置820可以实现为前文所述的电压监测装置100、200或620，可以参考上文中的描述，在此不做赘述。电压监测装置820可以设置在接地靴810的下表面，朝向接地轨上设置的通信装置，从而便于电压监测装置820与通信装置之间进行数据传输。
78.在一个示例中，如图8所示，所述接地装置800还包括接触件830，接触件830设置在接地靴810上且朝向接地轨，接触件830用于与接地轨接触。接触件830可以设置为弹性件，弹性件变形后可以恢复到原来的形状，其中，当接触件830和接地轨接触时，接触件830被挤压变形，当接触件830不与接地轨接触时，接触件830恢复到原来的形状，如此设置能够防止接触件830变形后不会与接地轨接触的情况发生，可以进一步保证接地装置800的工作可靠性。接触件830可以设置为可变形的铜制件或者接触件830可以包括多个层叠设置的铜片。
79.根据本技术再一方面，还提供了一种轨道梁。下面参考图9对本技术的轨道梁进行解释和说明。其中，图9示出了根据本技术一实施例的轨道梁的结构示意图。在不冲突的前提下，本技术各个实施例中的技术特征可以相互结合。
80.在本技术的一个实施例中，如图9所示，轨道梁900包括：梁体910，梁体910内设有凹槽；接地轨920，接地轨920与凹槽的侧壁连接；通信装置930设置在接地轨920上。
81.其中，通信装置930可以实现为前文所述的通信装置300、400或630，可以参考上文中的描述，在此不做赘述。通信装置930可以设置在接地轨920的上表面，朝向接地靴上设置的电压监测装置，从而便于电压监测装置与通信装置930之间进行数据传输。
82.接地轨920可以通过螺栓固定在凹槽的侧壁上，如此设置能够把接地轨920稳固地装配在凹槽上，可以防止接地轨920的位置发生移动，从而可以保证接地轨920能够与接地装置的接触件接触。
83.此外，本技术还提供了一种轨道车辆。在不冲突的前提下，本技术各个实施例中的技术特征可以相互结合。
84.在本技术的一个实施例中，轨道车辆包括接地装置。其中，接地装置可以实现为上述的接地装置800，可以参考上文中的描述，在此不做赘述。
85.接地靴设置在轨道车辆的下方，接地靴用于与接地轨接触，接地轨与大地电连接，当轨道车辆经过接地轨时，接地靴与接地轨相接触从而可以将轨道车辆的车体感应电压导向地面，保证轨道车辆上车载电子设备和相关人员的安全性。
86.此外，本技术还提供了一种轨道交通系统。在不冲突的前提下，本技术各个实施例中的技术特征可以相互结合。
87.在本技术的一个实施例中，轨道交通系统包括轨道梁和轨道车辆。其中，轨道梁可以实现为上述的轨道梁900，轨道车辆可以实现为上述的轨道车辆，有关轨道梁和轨道车辆的介绍可以参考上文中的描述，在此不作赘述。
88.轨道车辆上设有接地靴，轨道梁上设有接地轨，接地靴用于与接地轨接触，接地轨与大地电连接。轨道车辆在轨道梁上运行，当轨道车辆经过轨道梁上的接地轨时，接地靴与
接地轨相接触从而可以将轨道车辆的车体感应电压导向地面，保证轨道车辆上车载电子设备和相关人员的安全性。
89.本技术还提供了一种车辆电压监测系统。下面参考图10对本技术的车辆电压监测系统进行解释和说明。其中，图10示出了根据本技术一实施例的车辆电压监测系统的结构示意图。在不冲突的前提下，本技术各个实施例中的技术特征可以相互结合。
90.在本技术的一个实施例中，如图10所示，车辆电压监测系统1000包括电压监测装置1010和通信装置1020。
91.其中，电压监测装置1010可以实现为上述的电压监测装置100、200或620，通信装置1020可以实现为上述的通信装置300、400或630，可以参考上文中的描述，在此不做赘述。
92.在一个示例中，如图10所示，所述车辆电压监测系统1000还包括车辆调度系统，所述通信装置1020与所述车辆调度系统通信连接。通信装置1020将从电压监测装置1010获取到的实时车体感应电压和/或车辆信息传输至车辆调度系统，由车辆调度系统根据接收到的数据进行相应的后续处理。
93.在一个示例中，如图10所示，所述车辆电压监测系统1000还包括无线网络，所述通信装置1020通过所述无线网络与所述车辆调度系统通信连接。其中，无线网络可以是非授权频谱网络，具体的数据传输过程可以参考上文中的描述，此处不再重复。
94.综上所述，根据本技术实施例的电压监测装置、通信装置、接地装置、轨道梁、轨道车辆、轨道交通系统和车辆电压监测系统，通过电压传感器能够测量轨道车辆的实时车体感应电压，当轨道车辆经过接地轨时，通过通信单元将电压传感器测得的实时车体感应电压传输至设置在接地轨上的通信装置，通过比较相邻两个接地轨上的通信装置接收到的实时车体感应电压，从而判断轨道车辆在经过接地轨时车体感应电压是否得到有效的释放，进而获知接地靴与接地轨是否稳定接触，以及时地发现接地靴与接地轨接触不良的情况，并在车载电子设备发生故障时确定故障是否由车体感应电压引起，而且在接地靴与接地轨接触不良后，能够及时维修，减少损失，并可以通过车辆调度系统对后续车辆进行调度，避免后续车辆在经过相同路段时出现同样的问题。
95.尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本技术的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本技术的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本技术的范围之内。
96.类似地，应当理解，为了精简本技术并帮助理解各个申请方面中的一个或多个，在对本技术的示例性实施例的描述中，本技术的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本技术的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本技术要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其申请点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本技术的单独实施例。
97.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本技术的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一
都可以以任意的组合方式来使用。
98.应该注意的是上述实施例对本技术进行说明而不是对本技术进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

技术特征：
1.一种电压监测装置，应用于轨道车辆，其特征在于，所述电压监测装置设置在所述轨道车辆的接地靴上，所述电压监测装置包括：电压传感器，用于测量所述轨道车辆的实时车体感应电压；通信单元，与所述电压传感器电连接，用于获取所述实时车体感应电压，并在与设置在接地轨上的通信装置建立通信连接后，将所述实时车体感应电压传送至所述通信装置。2.如权利要求1所述的电压监测装置，其特征在于，所述通信单元包括第一近场通信单元，所述通信装置包括第二近场通信单元和无线通信单元；当所述轨道车辆通过所述接地轨，所述第一近场通信单元与所述第二近场通信单元建立所述通信连接，从而将所述实时车体感应电压传送至所述第二近场通信单元，并由所述第二近场通信单元通过所述无线通信单元和无线网络将实时车体感应电压传送至与所述轨道车辆相关联的车辆调度系统。3.如权利要求2所述的电压监测装置，其特征在于，所述第一近场通信单元和所述第二近场通信单元之间的最大数据传输距离为40cm。4.如权利要求1-3中的任一项所述的电压监测装置，其特征在于，所述电压监测装置上集成有第一电源单元，和/或，所述电压监测装置从外部获取电能。5.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置设置在接地轨上，所述接地轨与轨道车辆的接地靴相对应，所述通信装置包括：第一通信单元，用于从设置在所述轨道车辆的接地靴上的电压监测装置获取所述轨道车辆的实时车体感应电压；第二通信单元，与所述第一通信单元电连接，用于从所述第一通信单元获取所述实时车体感应电压，并传送至与所述轨道车辆相关联的车辆调度系统；其中，所述电压监测装置是权利要求1～4中任一项所述的电压监测装置。6.如权利要求5所述的通信装置，其特征在于，所述电压监测装置包括第一近场通信单元，所述第一通信单元包括第二近场通信单元，所述第二通信单元包括无线通信单元；当所述轨道车辆通过所述接地轨，所述第二近场通信单元与所述第一近场通信单元建立所述通信连接，从而获取所述实时车体感应电压，并传送至所述无线通信单元，所述无线通信单元通过无线网络将所述实时车体感应电压传送至所述车辆调度系统。7.如权利要求6所述的通信装置，其特征在于，所述第二近场通信单元还用于从所述第一近场通信单元获取车辆信息，并由所述第二近场通信单元经所述无线通信单元和无线网络将所述车辆信息传送至所述车辆调度系统，所述车辆信息至少包括车辆通过信息和车次号信息。8.如权利要求6或7所述的通信装置，其特征在于，所述无线通信单元为非授权频谱通信单元，所述无线网络为非授权频谱网络；所述无线通信单元包括彼此电连接的无线接入单元和无线发射单元，所述第二近场通信单元与所述无线接入单元电连接，所述无线接入单元用于对所述第二近场通信单元传送的信号进行滤波和放大。9.如权利要求5所述的通信装置，其特征在于，所述通信装置上集成有第二电源单元，和/或，所述通信装置从外部获取电能。10.一种接地装置，应用于轨道车辆，其特征在于，包括接地靴和权利要求1～4中任一
项所述的电压监测装置，所述电压监测装置设置在所述接地靴上。11.如权利要求10所述的接地装置，其特征在于，所述接地装置还包括接触件，所述接触件设置在所述接地靴上且朝向接地轨，所述接触件用于与所述接地轨接触。12.一种轨道梁，其特征在于，包括：梁体，所述梁体内设有凹槽；接地轨，所述接地轨与所述凹槽的侧壁连接；权利要求5～9中任一项所述的通信装置，所述通信装置设置在所述接地轨上。13.一种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求10或11所述的接地装置。14.一种轨道交通系统，其特征在于，包括权利要求12所述的轨道梁和权利要求13所述的轨道车辆。15.一种车辆电压监测系统，其特征在于，包括权利要求1～4中任一项所述的电压监测装置和权利要求5～9中任一项所述的通信装置。

技术总结
本申请提供一种电压监测装置、通信装置、接地装置、轨道梁、轨道车辆、轨道交通系统和车辆电压监测系统，所述电压监测装置，应用于轨道车辆，所述电压监测装置设置在所述轨道车辆的接地靴上，所述电压监测装置包括：电压传感器，用于测量所述轨道车辆的实时车体感应电压；通信单元，与所述电压传感器电连接，用于获取所述实时车体感应电压，并在与设置在接地轨上的通信装置建立通信连接后，将所述实时车体感应电压传送至所述通信装置。本申请能够获知接地靴与接地轨是否稳定接触，在发现接地靴与接地轨接触不良后，能够及时维修，减少损失。减少损失。减少损失。


技术研发人员：邱吉 党锋锋 张波
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/4/18