（电气工程专业论文）kax1客车行车安全监控系统及tcds客车运行安全监控系统检修研究.pdf

a b s t r a c t i i lo r d e rt oa d a p tt h em a i n t e n a n c er e q u i r e m e n to ft h es a f e t yo p e r m i o no fr a i l w a yv e h i c l e s ，i ti s ar e a l i s t i cp r o b l e mu r g e n tn e e d e dt ob er e s o l v e dt h a ti m p r o v i n gt h em o n i t o ra n dc o n t r o l a b i l i t yo fs a f e t yi n s p e c ta n dd i a g n o s es y s t e md u r i n go p e r a t i o no fr a i l w a y v e h i c l e sa n d p e f f e c t i n gt h ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m w es h o u l da t t a c hg r e a ti m p o r t a n c et os a f e t yo p e r a t i o n ， a n dt h em o s te f f i c i e n tw a y t ol o w e ra c c i d e n ti sp r e v e n t i n g b ya d v a n c e dt e c h n i q u e ，t h es a f e t y m o n i t o ra n dc o n t r o ls y s t e mc a l li n s p e c ti m p o r t a n tc o m p o n e n t sw h i c hm a y i n f l u e n c et h es a f e t y o p e r a t i o n k a x 1s a f e t yi n s p e c ta n dd i a g n o s es y s t e md u r i n go p e r a t i o n ( h e r e i n a f t e rr e f e r t os a f e t y s y s t e m ) a n dt c d ss y s t e ma r ea p p l i e dt ot y p e2 5 t c o a c ho na p r18 ，2 0 0 4 ，a n df r o m2 0 0 5 p a r t so ff a s t e rs p e e dc a ra r ei n s t a l l e ds a f e t ym o n i t o ra n d c o n t r o ls y s t e m ( t c d s ) a n dw i r e l e s s t r 趾s m i td e v i c ef o rc a ri n f o r m a t i o nl o a d ( h e r e i n a f t e rr e f e rt oi n f o r m a t i o nt r a n s m i td e v i c e ) k a x 1s a f e t ys y s t e mm a i n l yi n s p e c t sa n t i s k i dd e v i c e ，b r a k ep a r t sa n db o g i es y s t e ma n d d o e s r e a l t i m ed i a g n o s i st os a f e t ys y s t e m i tr e c o r d sp r o c e s sd a t a a n dt r a n s m i t st h ei n s p e c t i n f o l l n a t i o no fb r a k i n g ，b o g i ep e r f o r m a n c e ，a x l et e m p e r a t u r ea n de l e c t r i c a ls y s t e mt o t h e g r o u n db yt c d si n f o r m a t i o nt r a n s m i td e v i c e t h ef u n c t i o n so f d a t a - b a s ea n de x p e r t ss y s t e m t h a ta r ei n q u i r i n g ，r e a p p e a r i n g ，c o m p a r i n ga n ds e c o n dt i m ed i a g n o s i sh a v eag o o de f f e c t1 n s e c u r i n gs a f e t yo p e r a t i o n ，t r a c i n gt h es t a t eo fc o a c h e s a n dq u a l i t yd y n a m i cm a i n t e n a n c e m o s to ft y p e 2 5 tc o a c h e sa r en e e d e dt ob e d o n ea 4o v e r h a u l e d ，s oi ti su r g e n t l yt od e v e l o pt h e t e c h n o l o g yo f t h i sd i a g n o s i ss y s t e m t h i sa r t i c l eo v e r a l ld i s c u s s e sa n ds t u d i e sa 4 m a i n t e n a n c e o ft h ek a x - 1s a f e t yi n s p e c ta n dd i a g n o s es y s t e md u r i n go p e r a t i o na n ds a f e t ym o n i t o ra n d c o r i t r 0 1s v s t 锄( t c d s ) a n dw i r e l e s st r a n s m i td e v i c ef o rc a ri n f o r m a t i o nl o a d s t a r t i n gf r o m t h ew o r k i n gp r i n c i p l eo ft h es y s t e m ，i tp u t sf o r w a r dt h eo v e r h a u la n dt e s t s t a n d a r do f m a i n t e n a n c el e ve ：lf 而ma 1t oa 4 t h eo v e r h a u la n dt e s ts t a n d a r d so fw h i c hm a i n l ya r e c o m p a r t m e n tm a i n f r a m eo f k a x 1s a f e t yi n s p e c ta n dd i a g n o s es y s t e md u r i n go p e r a t i o n ，订锄 m a i n 疳锄e ，s e n s o r s ，m a t c h i n gt e s ta f t e r i n s t a l l e do nt h ec o a c h ，s a f e t ym o n i t o ra n dc o n t r o l s v s t e r n ( t c d s ) a n dn l a i n 丘锄eo fw i r e l e s st r a n s m i td e v i c ef o rc a ri n f o r m a t i o nl o a d ，a n d a n t e n n aa n dm a t c h i n gt e s t a a c o r d i n gt om a n yy e a r s o v e r h a u le x p e r i e n c e ，t h ea u t h o rs u p p l i e st h e o r ya n dp r a c t i c a l o p e r a t i o ns t a n d a r df o ra 4o v e r h a u l i n go ft h i ss y s t e m i th a sag r e a ts i g n i f i c a n c et o 埘1 p r 0 v e t h eo v e r h a u ll e v e la n de n h a n c et h ec o r ec o m p e t i n ga b i l i t yo ft h ee n t e r p r i s e 北 京交 通 大学专 业硕士论文ab stact k e y w o r d s - k a x - 1 ，t c d s ，s a f e t ym o n i t o ra n dc o n t r o l ，o v e r h a u ls t a n d a r d ，c a rl o a d i n f o r m a t i o nt r a n s m i t ，t e s t c a t e g o r yn v 北京交通大学专业硕士论文目录 图清单 图2 1k a x - 1 车载系统的硬件结构5 图2 2系统两级诊断5 图2 3车厢级主机监澳4 诊断功能示意图 6 图2 4 车厢级主机 6 图2 5制动系统监测诊断装车连接布局图7 图2 6 转向架与车体监测传感器安装布局图 8 图2 7防滑器监测子系统的连接9 图2 8列车级主机o o ooqog o 9 图2 9 列车显示屏1 0 图2 1 0 列车网络 0o oo d o o 1l 图2 1 l 制动系统报警内容1 2 图2 1 2 转向架报警内容1 2 图2 1 3 车辆工程师车布线图b o bbgoo oo 00 6 1 3 图2 1 4 非车辆工程师车布线图1 3 图2 1 5 车厢级主机板卡布置1 4 图2 1 6 列车级主机板卡布置1 4 图2 1 7 列车级显示屏常规操作1 5 图3 。l行车安全移动主站1 7 图3 2校验台系统结构框图2 1 图3 3加速度校验台2 1 图3 4主页面2 4 图3 5列车组网信息页面2 4 图3 6一端转向架监测页面2 5 图3 7一端转向架监测页面o ooo 0oo o 2 5 图3 8一端车体监测页面一2 6 图3 9 一端转向架监测页面2 6 图3 1 0 二端转向架监测页面2 6 图3 1 1二端转向架监测页面2 6 图3 1 2 二端转向架监测页面2 7 图3 1 3 二端转向架监测页面2 7 图4 1t c d s 在铁道部5 t 系统中的应用4 3 图4 2t c c z l 4 4 图4 3g p r s 板卡4 3 图4 4w l a n 板卡4 4 图5 1便携式t c d s 监测仪4 5 图5 2t c d s 车电安全网关数据专用验收软件测试界面4 7 图5 3t c d $ 车电安全网关数据专用验收软件测试通过界面4 8 图5 4 参数设置界面4 8 图5 5 各种代码含义界面4 9 图5 6 测试程序界面4 9 图5 7 测试w l a n 界面5 l 图5 8 测试后显示的界面5 1 北京交通大学专业硕士论文目录 表清单 表3 1 各点压力与传感器输出合格电流值对应值2 0 表3 2 压力传感器输出电流误差范围2 9 表3 3 压力传感器输出电流误差范围3 3 表3 4 车厢级主机指示灯含义( 2 0 0 4 年2 月出厂) 3 5 表3 5 车厢级主机指示灯含义( 2 0 0 4 年l o 月以后出厂) 3 7 表3 6 列车级主机指示灯含义4 0 表5 1 - - c z l 设备指示灯定义5 8 北 京交通大学 专业硕士论 文 独 创性声明 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成 果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研 究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了 谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月日 5 9 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北 京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阕和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送 交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：杜玉芹导师签名：张和生 签字日期：2 0 0 8 年1 1 月2 3 日签字日期：年月日 致谢 本论文是在各位老师的精心指导下完成的。三年来导师对我的学业倾注了很大的心 血。导师以其渊博的学识、敏锐的学科洞察力和独特有效的思维方式引导我解决学术问 题和树立学业信心，同时他崇高的思想情操、严谨求实的治学态度、谦和的品格和风范 影响了我的人生目标和价值观念。 在这里，我要感谢北京交通大学电气工程学院的所有老师，是他们给我提供了良好 的学习条件和环境，让我在这三年里学有所成。 特别感谢能在各方面相互探讨和帮助我的同学们，对我工作和学业大力支持的领导 和同事们。正是他们各方面的帮助，使我在紧张的学习和繁忙的工作中找到了平衡点。 感谢我的父母，感谢他们从小至今对我的培养、要求和全力的支持，感谢他们给予 我最伟大的父爱和母爱! 感谢我的爱人，对我无微不至的关怀和各方面的全力支持! 最后，谨向所有关心、帮助和支持我学习、工作的老师、朋友和亲人致以衷心的感 谢! 北京交通人学专业硕士论文第一章引言 第一章引言 1 1 提高铁路客车厂修质量的意义 铁路是我国国民经济的大动脉，铁路客运长期以来在我国人员运输中起着举足轻重 的作用。铁路客车安全作为关系到国家和旅客生命财产的大事，一直受到国家和铁道部 的重视。 客车厂修是客车整个修程的最高一级修程，它的基本任务是要把客车的技术状态恢 复到当初制造所要求的、所设计的基本的水平上。客车厂修在整个客车检修体系中具有 基础性、源头性的地位。 从去年铁道部党组织提出快速发展的思路，中国铁路大致把客车的发展可以分为两 大产业：一块是正在紧锣密鼓进行的设备引进、消化吸收和国产化，未来1 0 年几乎依 托南北车集团的几个主力工厂将要批量的生产2 5 0 、3 0 0 公里，这些车主要是投放在东 部地区，而东部的客车就要向西转移。现在既有客车大约有4 万辆，常用的客车大至有 3 万辆。也就是说在未来1 0 - - 1 5 年，既有的3 、4 万辆客车仍将发挥它历史作用，而这 些车的基础安全性和质量要靠厂修来奠定。所以提出在整个客车检修标准当中，厂修的 基础性、源头性要发挥它的实际效果、实际作用。 1 2 铁路客车厂修内容 铁路客车的厂修大致分为以下五部分： ( 1 ) 、客车转向架、制动部位检修 ( 2 ) 、客车电器、空调装置检修 ( 3 ) 、客车车体钢结构检修 ( 4 ) 、客车内部设备件检修 ( 5 ) 、客车装配 其中客车车电装置、转向架及制动部位是关系到人民生命财产安全的关键工序，而 k a x 1 客车行车安全监测诊断系统及运行安全监控系统( t c d s ) 车载信息无线传输装 置作为对以上各装置的实时监测诊断装置，保持其在运用中的良好性能和技术状态尤为 重中之重。 1 3 铁路客车安全监控现状 铁路是我国国民经济的大动脉，铁路客运长期以来在我国人员运输中起着举足轻重 北京交通大学专业硕士论文第一章引言 的作用。因此，铁路客车安全作为关系到国家和旅客生命财产的大事，直受到国家和铁 道部的重视。因此，改进铁路客车行车安全检测诊断系统的监控能力，提高精度及准确 度，改善通信系统，以适应维护铁路客运安全的需要，是一个急需解决的现实问题。特 别是我国铁路正在向高速、重载、大密度的方向发展，其中对铁路运输的安全提出了更 高的要求，作为重中之重的铁路客运安全，必然要给予足够的重视，而降低事故的最有效 途径则是预防，运用先进的技术手断，在铁路客车内监测可能发生的各种危及行车安全 的重大部件，是铁路客车安全监控系统大显身手之处。 k a x 一1 客车行车安全监测诊断系统( 下称“安全系统 ) 及t c d s 系统从2 0 0 4 年4 月1 8 日起在2 5 t 型客车上开始投入使用，从2 0 0 5 年起，部分提速客车陆续安装了运行 安全监控系统( t c d s ) 车载信息无线传输装置( 以下简称“车载传输装置”) 。 近两年来，铁路客车在运行中不断发生各种安全事故。 2 0 0 7 年1 月1 4 日1 1 时4 0 分，兰州局兰州西机务段s s 7 c 型0 0 5 0 号电力机车担当 兰州一广州的k 2 2 8 次旅客列车，行至陇海线郑州局管内渑池一义马间k 7 4 9 + 7 5 0 m 处时， 因机车前部发出强烈异音，司机立即紧急制动停车，经检查机车前一轴右轮脱线，左轮 崩裂，人员无伤亡，不影响下行线。经郑州局积极组织救援，1 5 时0 2 分开通线路，构 成旅客列车脱轨险性事故。 2 0 0 4 年1 0 月1 6 日，c w - 2 型转向架构架裂纹事故。 2 0 0 7 年5 月1 日，r w 2 5 k 5 5 2 7 1 1 车发生了热轴事故。 2 0 0 7 年1 1 月l o 日，c w - 2 型轴箱转臂裂纹事故。 任何事故的发生带来的损失都是无法挽回的，我们唯有未雨绸缪，以可靠适用的设 备和先进的技术给国家铁路运输及广大乘客的安全提供有效的防护措施，是铁路客车安 全监控系统追求的目标，防范胜于救灾，责任重于泰山。 1 4 课题研究的目的和意义 作为铁路客车修理企业，提高检修质量，恢复客车性能，就需要不断完善和改进各 项工艺，取得新的技术突破。对k a x 一1 客车行车安全监测诊断系统及运行安全监控系统 ( t c d s ) 车载信息无线传输装置工作原理进行详细、科学的研究，提出系统在各级修程 的检修及试验标准，为即将大面积a 4 修车辆的k a x 一1 客车行车安全监测诊断系统及运 行安全监控系统( t c d s ) 车载信息无线传输装黄的检修提供理论依据和操作指导，实现 新产品、新工艺的全面应用。 通过对k a x 一1 客车行车安全监测诊断系统及运行安全监控系统( t c d s ) 车载信息无 线传输装置的研究，对其进行分解、细化到车厢级主机、列车级主机的板卡、传感器、 天线等具体部件的检修工艺研究，为每一个部件提出具体的检修标准，从而形成系统的 2 北京交通大学专业硕士论文第一章引言 检修工艺。 1 5 本文研究内容 本文以恢复( 或接近) k a x 一1 客车行车安全监测诊断系统及运行安全监控系统( t c d s ) 车载信息无线传输装置的设计性能为目标，详细介绍了k a x - 1 客车行车安全监测诊断系 统及运行安全监控系统( t c d s ) 车载信息无线传输装置的工作原理，并提出了详实可行 的各级修程，新工装、设备，形成了一套完善的安全监控系统检修工艺。 本文第二章主要介绍了k a x _ 1 客车行车安全监测诊断系统的工作原理。 本文第三章主要介绍了k a x 一1 客车行车安全监控系统的检修、试验及标准的确定以 及实际应用后标准的完善。 本文第四章主要介绍了t c d s 客车运行安全监控系统的工作原理。 本文第五章主要介绍了t c d s 客车运行安全监控系统的检修、试验及标准确定。本 文第五章为全篇总结。 3 北京交通大学专业硕士论文第二章 k a x 一1 客车行车安全监测诊断系统工作原理说明 第二章k a x 一1 客车行车安全监测诊断系统工作原理说明 2 1 安装k a x - 1 客车行车安全监测诊断系统的目的 改进铁路客车行车安全检测诊断系统的监控能力，提高精度及准确度，改善通信系 统，以适应维护铁路客运安全的需要，是一个急需解决的现实问题。特别是我国铁路正 在向高速、重载、大密度的方向发展，其中对铁路运输的安全提出了更高的要求，作为 重中之重的铁路客运安全，必然要给予足够的重视，而降低事故的最有效途径则是预防， 运用先进的技术手段，在铁路客车内监测可能发生的各种危及行车安全的重大部件。 k a x 1 客车行车安全监测诊断系统正是在这样的背景下发展起来的，对铁路客车的 防滑系统、车电系统、转向架系统、制动系统等关键部位进行实时监测，保持其在运用 中的良好性能和技术状态。 2 2 k a x - 1 客车行车安全监测诊断系统主要解决问题 “k a x 一1 客车行车安全监测诊断系统”由三个分系统组成：车载安全监测诊断系统； 无线通信系统；地面数据管理与专家系统。目前2 5 t 型车和行邮车上只装车载安全监测 诊断系统。 k a x 一1 的车载系统的硬件结构由三部分构成：车厢级主机、列车网络、列车级主机 车载检测装置对运行客车的供电、空调、电源、车门、火灾、轴温、防滑器、制动 系统、转向架等关键部件进行实时监测、诊断和报警，并以无线方式传输到地面监测中 心，实现地面对运行客车的状态监控。 2 3 系统构成 ( 1 ) 系统说明 “k a x 一1 客车行车安全监测诊断系统 由三个分系统组成：车载安全监测诊断系统； 无线通信系统；地面数据管理与专家系统。目前2 5 t 型车和行邮车上只装车载安全监测 诊断系统。 k a x 一1 的车载系统的硬件结构由三部分构成：车厢级主机、列车网络、列车级主机 ( 如图2 1 所示) 4 北京交通人学专业硕士论文第二章k a x 1 客乍彳亍下安全监测诊断系统r 怍原理说明 幽2 1k ) 【一i 车载系统的硬件结构 本系统分为功能级和列车级两级监测诊断。( 如下图22 所示) 功晚级监测子系统 e 圈22 系统两级诊断 ( 2 ) 车厢级网络系统 由四个功能级监测诊断子系统，一个显示节点和车厢网关通过l o n w o r k s 车厢总 线组成车厢级网络系统。各功能级子系统诊断报告与过程数据，通过车厢网关和列车总 线传送给列车网络管理器。( 如图2 3 所示) 北京交通大学专业硕士论文 第一：章 k a x - 1 客车行乍安全监测诊断系统 二作原理说明 图23 车厢级主机监测诊断功能示意图 车厢级主机安装在每辆车的照明控制柜中，采用传感器技术，完成数据采集与传输 功能。( 如图2 4 所示) 图2 4 车厢级主机 ( 3 ) 车辆制动监测诊断子系统 2 5 型提速客车的制动系统是空气制动系统。 本子系统测点安装布置如下图：图中，l c 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的气路上。z d 为制动管监测压力传感器，必须安装在空重车阀和车 北京交通人学专业硕十论文 第一章 k a x - 1 客乍行下安全监测诊断系统j ：作原理说明 辆缓解塞门后面的气路上。( 如图25 所示) 一 悼铜镕目 * “ f 】：# j ”铜结自 8 4 舌 * ；： 麓；覃。一 。- - 瞥l 黔甍壁翥” 一一 - 图2 5 制动系统监测诊断装车连接布局圈 “) 车辆转向架状态监测诊断子系统 在车辆一端的车体、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，并根据车体的信号监测整个车辆系统的状态。系统的功能分两方面：车厢功能级监 测与状态评估。 监测车辆构架及车体横向、垂向振动加速度，报告本车前转向架后转向架、一系 一系、横a 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断与报警等。 下述图中，z x i 为一位端转向架加速度传感器，监测一位端转向架的垂向与横向振 动状况；( 7 1 1 为一位端车体监测加速度传感器，监测一位端车体的垂向与横向振动状况。 z x 2 为二位端转向架加速度传感器，监测二位端转向架的垂向与横向振动状况：c t 2 为 二位端车体监测加速度传感器，监测二位端车体的垂向与横向振动状况。八路加速度模 拟量信号通过接线盒和车下电缆线传送到车厢级主机的j 6 和- 7 监测诊断模块。 北京交通大学专业硬十论立 第一章 k a x i 客车行下安全监测诊断累统l 作原理说明 图2 6 转向架与车体监测传感器安装布局图 ( 5 ) 防滑器工作状态监测子系统 国产防滑器( t f x 型) 的主机一方面通过l o n w o r k s 总线与车厢总线互联( 通过j 3 节点) 实现变量传递：另方面通过r s 2 3 2 与车厢电控p l c 通信，报告本车厢防滑器工作 状态和本车参考速度。进口防滑器通过r s 2 3 2 或r s 4 8 5 同时与车厢电控p l c 和安全系统 车厢主机的j 5 节点通信，报告本车厢防滑器工作状态和本车参考速度。( 如图2 7 所示) 北京交通大学专业硕十论文第二章 k a x l 客1 7 行中安全监测诊断系统_ 【作原理说明 一时滑暑监测手蔡院的连搀- 主机端子排。聃，朴j 3 图27 防滑器监测子系统的连接 ( 6 ) 列车级主机( 含触摸式显示屏) 列车级显示器显示整列车的安全监测诊断信息。列车级显示器可以显示当前所有车 辆的制动系统、车辆系统和防滑器系统的所有信息，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示信息，并给出故障发生的定位信息和故障参数。列 车级显示器采用触摸屏方式，可以方便地查阅全列信息、单个车厢信息、分系统信息及 故障历史信息。列车级显示器程序采用嵌入操作系统编程，系统可以在各种条件下开 关机，系统性能不受影响。 列车级显示器和列车级主机之间通过串口进行数据通信。 安装在车辆工程师车的控制柜中，完成数据汇总、显示与报警功能。 幽28 列车级土机 北京交通人学专业硕士论文第二章 k a x - 1 客午行车安全监测诊断系统工作原理说明 显示器为触摸式显示屏，通过触摸屏幕相应位雹即可完成对系统的各种操作。人机 交互界面主要包括五个主要页面：主页面车厢监测，系统监测，修改车号，查看记录。 界面下方的五个按钮分别对应上述页面，触摸相应按钮，可切换至各页面。主页面综合 显示全列车运行概况( 如编组信息、运行速度、列车管压力等) 以及全列各车厢各监测 项目的监测诊断报告( 以扶、红、黑三种颜色表示正常、故障、节点故障) ；主页面下 方设有车厢监测，系统监测，修改车号，查看记录软按钮、通过软按钮便可实现显示内 容的切换。 图2 9 列车显示屏 ( 7 ) 列车网络 本系统采用双列车网络动态冗余工作模式。车辆一三角为一条列车网( a 网) ： 车辆二四角为另一条列车网( b 网) 。组网线也类同。列车网的布置如图2 1 0 所示： 列车级网络连接一台列车级主机和多台车厢级主机。分a 网和b 网a 、b 网在每节 车厢的两侧平行布置。 车厢级主机汇总本车厢各节点的信息向列车级管理器转发，并且接收列车级管理器 发送的命令。 列车级主机管理a 、b 两个列车级网络。列车级汇总各个车厢代理节点发送来的信 息并进行存贮和分析。 列车级主机采用嵌入式系统，列车级管理器采用嵌入式实时操作系统，系统运行内 核很小，并且使用的资源优化为最少，仅在需要的几个进程之间交换信息，系统运行稳 定，可以随时掉电而不会伤害系统本身。 北京交通人学专业硕十论文第二章 k a x - 1 客车行车安全监测诊断系统i 作原理说明 列车同络线与组网线布置圉( 工程师车车厢) ( 无列车级主机的车厢) 列车网络线与组曛唛布置图( 无列车级主机的车厢) 图2 1 0 列车网络 北京交通大学专业硕七论文第二章 k a x - l 客车 乍安全监捌诊断系统工作原理说明 ( 8 ) k a x - 1 监控对象报警内容 防滑器报警速度传感器故障及防滑排风阀故障。 转向架报警内容 圉2 1 1 制动系统报警内容 2 4 原理与操作 图2 1 2 转向架报警内容 列车通信网络布线图如图2 1 3 ，21 4 所示： 以下两图分别为工程师车驶普通车车体配线图，主要区别在于，工程师车的网络组网线 须通过列车缄主机加咀控制，普通车仅通过车端3 9 芯连接器连接。 北京变通 学专业硕十论文 第二章 k a x - 1 客车 i 乍安全监测诊断系统工作原理说明 图2 1 3 车辆丁程师车布线圈 图21 4 非车辆工聘师车布线圈 2 41 车厢级主机板卡功能与操作 电源板幸：d c l l 0 v 4 8 v 电源转换为2 4 v 防滑器卡：接收防滑器数据。 网关卡：实现列车网和年厢网之间的数据交换 北京变通大学专业硕士论文第一二章k a x - l 客车行车安全监测诊断系统一作原理说明 转向架卡：采集一、二位车体、构架传感器的数据 制动板卡：采集列车管、制动缸传感器的数据。 显示卡：车厢级调试用显示模块 十 酱 #：二 - = ： i 。 i t 0 铲 舱 i 壹 t 参弛 晏 一：对十鞋 辅i 程拜 车此身 b 一 位 嚣 甜 卡， 两块生青 讪 电 落璃 向 扳 向 蓍 卡关 扳t f 。 ，-一 蠢 同 ” ， # 一 扳 关 卡， 卡 一 - t 。 w 一 一 图2 1 5 车厢级主机扳卡布置 车厢级主机常规操作：电源板卡：更换保险管；制动板卡：当有总风管时，需要拨 盘设定；显示卡：接手持显示器。 24 2 列车级主机板卡功能与操作 电源板卡1 ：d c i l o v 4 8 v 电源转换为2 4 v 和1 2 v 。 电源板卡2 ：d c 2 4 v 转换成5 v ，为显示屏提供2 4 v 。 c p u 卡：k a x l 数据处理、存储为显示屏提供数据；安装t c c z i 后，接收车电网 关数据，控制g p r s 、w l a n 板卡无线传输。 列管器l ：接收全列a 网的车厢级数据。 列管器2 ：接收全列b 嗣的车厢级数据。 帮t 。 ?毋 舅强螅。；、 l：j r ，l ：缀誊 _ f - 鼻r j 辩置墨 诺基振 *牟1 卜r “，t 。- 。一l 蔓巷t 、一j o 攥印 固窆= 至謦 一。i ? ，s 一 - i 手| 孬i = p j 。“ 廿 图2 1 6 列车级土机板卡布置 北京交通人学专业硕士论文 第一章 k a x 1 客车行车安全监测诊断系统i 作原理说明 列车级主机常规操作：源板卡1 ：更换保险管；c p 0 卡：使用j t 接口连检测仪 使用u s b 下载数掘。 2 43 列车级显示屏常规操作 闰21 7 列车级显示屏常规操作 车厢监测页面：查看任一车辆的详细监测信息。 分系统监测页面( 肪滑器) ：查看所有车辆的防滑器监测信息。 分系统监测页面( 制动) ：查看所有车辆的制动系统监测信息。 分系统监测页面( 转向架) ：查看所有车辆的转向架监测信息。 修改车号监测页面：修改所有联网车辆的车顺号信息。 查看记录监测页面：可查看本次运行的全部记录( 关电后丢失) 。 重大报警特别提示：出现严重故障时，特别提示。 u s b 硬盘下载功能：未安装t c - c z l 前，使用u s b 下载全程记录数据 25 本章小结 本章通过全面剖析k a x - 1 客车行车安全监控系统的工作原理、组网及各子系统的 功能，提出了各板卡的常规操作及软件部分的常规操作。使读者对整套系统有了比较深 入直观的了解。 北京交通大学专业硕士论文第三章k a x 1 客车行车安全监控系统的检修、试验及标准的确定 第三章k a x - 1 客车行车安全监控系统的检修、试验及标准的 确定 3 1k a x - 1 客车行车安全监控系统检修存在的问题 k a x l 客车行车安全监控系统对客车修理厂家来说是一个全新的产品，无论对于其 结构还是理论层面的认识都还比较欠缺。通过对系统的不断研究并掌握了其主要工作原 理后，检修依然面临着如下两大难题：、 一是检修所需工装、设备的确立，二是检修依据即标准的确立。 各级检修标准的建立，无论是对于操作者还是检查验收人员都是极其重要和必须 的。 2 5 t 型客车的修程分为a 1 、a 2 、a 3 、a 4 四级。 a 1 级：安全检修，周期为运行2 0 万k m ( 2 万l ( 1 1 1 ) 或运行不足2 0 万k m ，但距上次 a l 以上各修程时间超过1 年者。 a 2 级：4 0 万公里段修，周期为运行4 0 万k m ( 1 0 万k m ) 或运行不足4 0 万k m 但距 上次a 2 以上各修程时间超过2 年者。 a 3 级：8 0 万k m 段修，周期为运行8 0 万k m ( 1 0 万l 1 1 1 ) 或运行不足8 0 万k m ，但已 做过一次a 2 ，距上次a 2 修程超过2 年者。 a 4 级：大修，运行超过2 4 0 万k m ( 4 0 万k m ) 或距新造或上次a 4 超过1 0 年者。 以客车走行公里确定各级修程检修周期循环如下：( 万k m ) 2 04 06 0 + 8 01 0 01 2 01 4 01 6 01 8 02 0 02 2 02 4 0 o o 0 o o o o o a la 2a 1a 3a 1a 2 a la 3a 1a 2a 1a 4 k a x 一1 客车行车安全监控系统及t c d s 客车运行安全监控系统作为客车的一个组成 部分，和客车的其它装置一样，在客车的每一级修程同步进行检修。正因如此这需要采 用了相关的设备进行检测，同时经过试验才能确定检修标准。 3 2 系统检修所需设备的确定 如前文所述，系统区分主机( 车厢级、列车级) 、传感器( 加速度及压力) 、t c d s 系统、系统配线( 网络) 共4 大部分。则地面检修时需分别对以上部分进行检测及试验。 北京交通大学专业硕十论文第三章k a x 1 客车行午安全监控系统的检修、试验及标准的确定 321 主机检测 主机主要检测板卡功能及各配件状态，板卡功能初步诊断可通过通电自检时指示灯 的状态进行确认，自检通过，在与模拟试验台进行连挂，进行连网通讯试验。 采用模拟试验台( 后文笔者命名为行车安全移动主站) ，能模拟2 5 t 型车k a x i 列车 级主机的功能，能替代工程师车，在任何一辆车上安装使用该装置，同样在地面配套试 验时用作列车级主机。其能够实时存储运行数据，可以通过u s b 硬盘下载过程数据，数 据格式与k a x 一1 列车缎下载数据兼容，能够导入k x 地面专家系统。采用和k a x 一1 兼容 的i c l i o v 电源，采用和k a x i 兼容的电源连接器，可以方便的连接到车厢级主机上。支 持l o n w o r k s 网络，可以直接在端子排e 插接网线，和全列联网。程序界面操作方法与 j ( a x 一1 车载显示屏相同，容易使用。 图3l 行车安全移动主站 性能指标： 1 主机尺寸：长4 1 8 唧x 宽2 8 0m i n x 高1 2 3 舯 2 主机净重：65 k g 3 结构：铝镁合金 4 工作温度：0 一5 0 5 储存温度：一2 0 一6 0 6 工作湿度：2 0 9 0 7 震动：1 s g o l o - i o o h z 8 冲击： 3 g 9 输入电源：d c l l 0v 北京交通大学专业硕士论文第三章k a x 1 客车行车安全监控系统的检修、试验及标准的确定 1 0 功率：4 0 w 1 1 显示屏：1 2 寸，8 0 0 6 0 0 3 2 2 传感器检测 ( 1 ) 压力传感器检测 2 5 t 型客车、快速邮政车行车安全系统制动节点的列车管和制动缸传感器是电流型 ( 4 2 0 m a ) 压力传感器，压力与电流的对应关系是：零点压力( 0 k p a ) 传感器输出4 m a ， 满量程压力( 1 0 0 0 k p a ) 传感器输出2 0 m a ，其间( o 1 0 0 0 l ( p a ) 可认为是线性输出，1 6 m a ( 2 0 4 = 1 6m a ) 的电流变化范围对应1 0 0 0 k p a 的压力变化范围，其压力电流比例系数 为：0 0 1 6 m a k p a ；据此可算出每1 0 0 k p a 压力测点对应的电流理论值如下： o k p a：4 m a ； 1 0 0 k p a ：4 + 0 0 1 6 1 0 0 = 5 6 m a ， 2 0 0 k p a ：4 + 0 0 16 2 0 0 = 7 2 m a ， 3 0 0 k p a ：4 + 0 0 1 6 3 0 0 = - 8 8 m a ， 4 0 0 k p a ：4 + 0 0 1 6 4 0 0 = 1 0 4 m a ， 5 0 0 k p a ：4 + 0 0 16 5 0 0 = 1 2 0 m a ， 6 0 0 k p a ：4 + 0 0 16 6 0 0 = 13 6 m a ， 检测理由 当某一辆车频繁报列车管传感器故障或制动缸传感器故障( 可从工程师车的监控 屏看到，或从地面诊断系统查看到) 。 从地面诊断系统查看到一列车中个别车的列车管( 或制动缸) 压力曲线明显与其它 车列车管( 或制动缸) 的压力曲线不同( 偏高、偏低2 0 k p a 以上或输出曲线紊乱) 。 有上述情况之一时，应检查相应的压力传感器 检测方法 按u n i t s 键打开的时候同时按下开关键( 绿色圆键) 约5 秒，显示l o o p 。 如果压力单位不是k p a ，则按u n i t s 键选定。每按一次u n i t s ，压力单位就会发 生相应的变化，直到选中k p a 。如果压力显示不是0 k p a ，应按z e r o 键标零( 参考4 2 ) 。 压力传感器状态检测 确认k a x l 系统的车厢级主机断电，列车管、制动缸通大气，并将与z d ( 制动) 板卡连接的j 8 插头拔下。将测试线的鳄鱼夹撤去( 用测试针更方便) ，将红表笔接传感 器的正输出，黑表笔接传感器的负输出，( 4 0 号接线端子：列车管传感器正；4 1 号接 线端子：列车管传感器负；4 3 号接线端子：制动缸传感器正；4 4 号接线端子：制动缸 北京交通大学专业硕十论文第三章k a x 1 客车行车安全监控系统的检修、试验及标准的确定 传感器负) 此时显示传感器零点压力( 0 k p a ) 的电流值，如果电流值小于4 0 8 0 m a 并大 于3 9 2 0 m a ，则被测量的传感器可继续使用；如果电流值大于4 1 6 0 m a 或小于3 8 4 0 m a ， 则被测量的传感器已不可用，应立即更换；如果电流值大于4 0 8 0 m a 并小于4 1 6 0 m a ， 或电流值大于3 8 4 0 m a 并小于3 9 2 0 m a ，应将传感器拆下来在室温( 2 0 2 5 。c ) 条件下 测量进一步确认。 从车上拆下待检测的压力传感器须在室温( 2 0 2 5 ) 条件下检测： 将组合垫圈套在传感器g 1 4 ”( 外螺纹) 接头处，再用扳手将快速接头( g 1 4 ”内丝 转8 r a m ) 与传感器拧紧，保证不漏气。取一段中8 的软管一头插入校验仪进气口的快速 接头内，另一头插入传感器的快速接头内，注意插到底，保证不漏气。 校验仪背部有两个旋纽开关：压力真空开关( 位置上部) 和压力真空释放开关( 位置 下部) 。将压力真空开