KAX1客车行车安全监测诊断系统

KAX1客车行车安全监测诊断系统,铁道科学研究院机车车辆研究所报告人：李伟2004年11月,一、前言,车辆发展方面：运行速度越来越快新技术装备越来越多结构越来越复杂可靠性要求越来越高,客运管理发展方面：客技站车辆入库时间变短随车检修人员减少途中停靠站减少甚至取消,1、旅客列车安全监测诊断必要性,保证旅客列车运行安全压力越来越大,一、前言,轮轴故障,车下转向架、车辆一/二系悬挂系统故障,制动系统故障,车辆供电系统故障,2、旅客列车安全监测诊断必要性,存在危及列车运行安全的故障隐患,故障特征：,运行才暴露，停车难发现，危及行车安全,一、前言,靠目前传统检车方法很难,发现和定位车辆运行中的故障。,必须以设备保安全,3、旅客列车安全监测诊断必要性,一、前言,车辆检修作业与管理网络化、信息化,车辆检修质量动态控制状态修,客车检修、管理技术进步的需要,车辆运用状态存档、事件查询确认、事件回放、地面综合诊断与管理专家数据库系统应用,4、旅客列车安全监测诊断必要性,一、前言,行车安全监测诊断系统对运行中出现影响行车安全严重故障，提示乘务员采取应急措施，保障列车运行安全；,提速客车装备行车安全监测诊断系统势在必行,5、旅客列车安全监测诊断必要性(结论）,对发生故障可能危及运行安全的主要部件进行实时监测、诊断、集中显示、报警、事件与过程记录、车地通信、数据下载、地面查询、回放、打印报表、二次诊断分析指导车辆网络化、信息化质量动态检修和管理。,一、前言,6KAX1客车行车安全监测诊断系统铁道科学研究院机辆所研制过程,1998年铁科院开始立项研制,1999年铁道部立项，项目号99J06B(A类）,2001年南京T701/T706次列车上装车运用考核成功,2002年3月通过铁道部科教司组织的专家技术审查,2003年8月在上海T721/T722次列车装车投入运用考核,2004年4月在全路600多辆25T型客车上装车运用,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,1、系统主要设计原则,1.1监测重点（监测对象）的确定,制动系统,车辆供电系统,轴温与防滑器,运行中出现、危及安全、人工难发现与判断车辆静止状态下故障难以复现和暴露,走行系统,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,1、系统主要设计原则,1.2系统构成,车载实时安全监测诊断系统,通信系统,地面专家与数据库系统,KAX1由三个分系统组成客车实时安全监测与信息化检修管理系统,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,1、系统主要设计原则,1.3*系统模块化设计。每一种模块对应完成某一独立监测功能。,*以防滑器、制动、转向架为最小系统，可扩充其他监测功能。,系统可扩充性好，组态灵活，互换性好。,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,1、系统主要设计原则,1.4在满足基本监测要求的条件下尽可能少装传感器,制动监测：2只,一端转向架与车体：2只（四通道）,二端转向架与车体：2只（四通道）,定位於功能监测诊断、不定位到细小部件提高系统可靠性与性价比,LON总线、RS232RS485接口,1、系统主要设计原则,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,1.5故障报警三级分类与处理,对于运行中影响行车安全的严重故障报警,确认、紧急处理保安全,地面数据库专家系统故障确认。检修建议,正常,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,1、系统主要设计原则,1.6系统安全性设计-系统任何故障都不影响列车正常运行,*车下传感器安装座与车辆结构件焊为一体,紧固螺钉采用抗震防松措施。,*制动系统管路气压监测采用细小通径止回阀结构,监测气路的内泄漏不影响制动系统的正常应用。,*本系统的内部供电与外部电源（DC110V/DC48V)经过两次隔离。系统内部电路的任何故障不影响车辆供电系统的正常应用。,*除了外部供电外，本系统传感器电缆、通信与网络电缆传送的均为弱电模拟信号。,*系统具有自诊断功能,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,2、系统构成2.1总体,车载监测诊断系统,通信系统,地面专家数据库系统,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,2、系统组成2.2通信系统,车载移动通信GSM/GPRS（运行中事件车人、车地通信）,*车载移动通信:卫星通信（运行中事件车地通信）,*车载无线局域网通信（进站过程数据下载）,返回,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,2、系统组成2.3地面专家数据库系统,地面监测终端接受车载监测系统监测事件报告,地面专家与数据库系统接受车载监测系统下载数据（通过无线局域网/移动存储器）,返回,通过专用网络实现检修与管理,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,2、系统组成2.4车载实时监测诊断系统,1）车厢级主机功能板卡,2)列车级主机功能板卡,3)列车网络,返回,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,3、车载实时监测诊断系统3.1两级网络结构,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,3、车载实时监测诊断系统3.2车载实时系统两级诊断,功能级实时监测诊断,列车级二次诊断,诊断报告,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,3、车载实时监测诊断系3.3车厢级监测诊断内容,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,3、车载实时监测诊断系统3.4车厢级监测诊断（25T/行邮车）3.4.1车厢级主机,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,3、车载实时监测诊断系统3.5制动系统监测诊断3.5.1传感器布置（对于纯空气制动系统）,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,3、车载实时监测诊断系统3.5.2制动系统监测诊断事件报警,无制动作用,缓解作用不良,自然缓解,自然制动,截断塞门关闭（关门车）,异常缓解,折角塞门关闭,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,3、车载实时监测诊断系统3.6转向架监测诊断系统3.6.1转向架与车体传感器布置,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,列车级地面专家系统综合诊断指导检修,车体垂向振动,二系、空簧状态,转向架横向振动,轮对状态,车体横向振动,3、车载实时监测诊断系统3.6转向架监测诊断系统3.6.2转向架与车体诊断事件报警,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,4、列车网络4.1LONWORKS现场总线双网冗余通信,一/三角为一条列车网(A网）；二/四角为列车网(B网）双网同时工作，由列车级主机进行冗余管理。,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,4、列车网络4.2自动组网,网络电缆终端开路识别、车辆调头联挂、列车各车厢位置排列、列车运行方向（已经实现半自动组网）,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5、列车级主机5.1列车级主机结构（3U壁挂式结构）,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5、列车级主机5.2列车级主机的通信,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5、列车级主机5.3列车级主机触摸屏的显示界面设计,开机*,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5、列车级主机5.3.1触摸屏主页面(模拟),车厢监测,修改车号,系统监测,查看记录,跳转,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5、列车级主机5.3.2触摸屏车厢监测页面(模拟),主页面,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5、列车级主机5.3.3触摸屏系统监测页面(防滑器模拟),制动系统,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5、列车级主机5.3.4触摸屏系统监测页面(制动模拟),转向架,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5、列车级主机5.3.5触摸屏系统监测页面(转向架模拟),主页面,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5、列车级主机5.3.6触摸屏修改车号、车厢车厢号页面(模拟),主页面,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5、列车级主机5.3.7触摸屏查看记录页面(模拟),主页面,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5、列车级主机5.3.8下载与修改车号权限,数据下载对话框,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5、列车级主机5.3.9严重故障报警画面,二、KAX1客车行车安全监测诊断系统结构原理,5