项目二-地对车辆运行监控系统ppt课件

导入,请思考：1.传感器在车辆上有哪些应用？2.你知道车辆运用中有哪些故障吗？3.你认为车辆能在线监测/检测吗？,导入,你能认出它们吗？,声学传感器阵列,AEI地面天线,轴温扫描箱,线性扫描摄像机,导入,你知道这个照片怎样拍摄的吗？,基础制动装置,项目二5T系统,曹楚君车辆教研室,目录,5T系统,THDS,TADS,TPDS,TFDS,TCDS,地对车安全监控系统,一、5T系统概述,温,切,闻,望,CT,一、5T系统概述,TEDS,TVDS,客车故障轨边图像检测系统,动车组运行故障动态图像检测系统,动态检测,安全防范,远程监控,联网运行,特点,一、5T系统概述,一、5T系统概述,THDS探测站,利用轨边红外线探头，对通过车辆的轴承温度实时检测，反馈到车辆安全监测中心，进行实时报警。,1.红外轴温探测系统THDS,热学参数,轴承温度,品牌：哈局科研所北京康拓广汉科峰,THDS,预报的准确性；兑现率。,热轴定位热轴跟踪车辆识别,热切轴事故,一、5T系统概述,1.红外轴温探测系统THDS,一、5T系统概述,TPDS探测站,利用轨道正线上的轨道测试平台，对货车的安全指标进行动态检测。,2.货车运行状态地面安全监测系统TPDS,动力学参数,脱轨事故,超载、偏载,TPDS,安全,安全监控质量互控分级评判,车轮踏面擦伤、剥离,一、5T系统概述,2.货车运行状态地面安全监测系统TPDS,一、5T系统概述,TADS探测站,利用声学技术，通过轨边噪声阵列，实时采集运行货车滚动轴承噪声。,3.货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统TADS,声学参数,轴承噪声,早期预报防止热轴事故,TADS,品牌,中国铁科院中航608所美国TTCI澳大利亚VIPAC,内外圈滚道、滚子,一、5T系统概述,3.货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统TADS,一、5T系统概述,TFDS探测站,利用轨边高速摄像头。对运行货车进行动态拍照检测，并通过图像数字化处理（PS拼图技术）传送到计算机终端。,4.货车运行故障动态图像检测系统TFDS,图形参数,一、5T系统概述,侧架,4.货车运行故障动态图像检测系统TFDS,制动梁脱落,枕簧窜出、丢失,TFDS,品牌,武汉华目惊天威,摇枕、侧架、钩缓等大部件裂损,一、5T系统概述,4.货车运行故障动态图像检测系统TFDS,一、5T系统概述,TCDS制动系统图,利用车载TCDS系统对客车运行关键部件进行实时监测和诊断，通过无线、有线网络向地面传输信息。形成实时的客车安全监控系统图。,5.客车运行状态安全监测系统TCDS,客车轴温,转向架,TCDS,火灾报警,客车供电空调系统,制动系统,一、5T系统概述,5.客车运行状态安全监测系统TCDS,二、5T系统现状,准确性不够,未充分利用,信息未共享,运用标准未完善,为将检测数据应用到制造,系统未预报的车轮和轴承人工检查,重复作业,动态检查与静态检查之间关系未理顺,各系统各自为政，互不关联,列检作业场之间未共享数据,传统向现代转变,粗放向节约转变,人控向机控转变,二、5T系统现状,小结&作业,1、理解5T系统的各组成系统的名称与作用。作业：P1791、2、3,课前提问,1.什么是5T系统？2.THDS系统作用是什么？3.TFDS系统作用是什么？该系统如何获得车辆的动态图像？4.车轮传感器一种磁电式传感器，谈谈磁电式传感器的工作原理？,项目三车号自动识别系统,曹楚君车辆教研室,目录,一、车号识别系统功能,2006-2015年我国铁路货车拥有量,一、车号识别系统功能,2006-2015年我国铁路客车拥有量,一、车号识别系统功能,2005-2015年我国铁路机车拥有量,一、车号识别系统功能,2010-2015年我国动车组拥有量,一、车号识别系统功能,一、车号识别系统功能,自动识别车号、车次,代替人工抄录，保证数据真实,车辆实时跟踪,车辆状态分析,一、车号识别系统功能,减轻作业人员劳动强度，提高效率,工作量统计,一、车号识别系统功能,货流统计分析，费用自动清算,现代化管理运输信息,一、车号识别系统功能,与5T系统结合，实现故障车辆准确定位，预报，建立车辆档案，实现全路信息共享。,二、车号识别系统构成,二、车号识别系统构成,1.构成,三、车号识别系统构成,1）车辆标签,安装在被识别车辆的底部中梁上，每辆车一个标签。内部存储器中存有车号信息及车辆的技术参数信息。,车辆标签,车上安装的车辆标签,无源；无需要维护,三、车号识别系统构成,2）地面AEI设备,安装：铁路干线运行区间站，局、分局交界口，编组站。,实时准确地完成对列车及车辆标签信息的采集，并将采集的信息进行处理，通过专线传至车站CPS设备。,三、车号识别系统构成,2）地面AEI设备,三、车号识别系统构成,2.1车轮传感器,俗称“磁钢”。属于磁电感应式传感器。安装在钢轨内侧。,永磁型（无源）电磁型（有源）,三、车号识别系统构成,2.1车轮传感器,车轮靠近、离开气隙变化磁阻变化d/dt变化产生感应电动势,三、车号识别系统构成,2.1车轮传感器,三、车号识别系统构成,2.2地面天线,用来发射微波信号和接收标签反射回来标签数据信号的设备，它安装在两枕木之间。,三、车号识别系统构成,2.3环路线圈,环路线圈,环路线圈为选装，是一种低速探测装置。探测车辆存在，车辆离开，列车车辆总数。,利用电涡流原理,三、车号识别系统构成,2.4室内设备,2.4.1AEI主机,AEI主机由工业控制计算机、解码卡、磁钢卡等部件组成,解码卡,磁钢卡,三、车号识别系统构成,2.4室内设备,2.4.2KVM装置,KVM装置是将鼠标、键盘和显示器集成在一起的设备,三、车号识别系统构成,2.4室内设备,2.4.3前置设备,前置设备内主要包含微波单元，实现微波激励信号发射、标签反射信号接收、微波加载和微波信号检测等功能,三、车号识别系统构成,2.4室内设备,2.4.4低速探测装置,低速探测装置利用电涡流效应原理，根据环路线圈电感变化，检测列车的存在与否。,三、车号识别系统构成,2.4室内设备,2.4.5信号防雷单元,对接入的车轮传感器信号进行防雷保护。,三、车号识别系统构成,3）车站CPS设备,CPS管理设备安装在局、分局交界口，编组站，大小货站主机房，完成AEI采集数据的处理，并向列检复示系统和TMIS系统转发数据。,三、车号识别系统构成,4）列检复示系统,复示车站CPS设备的数据信息。数据库，数据备份,三、车号识别系统构成,5）AEI监控中心,监测AEI的工作状态，协调、指挥AEI设备维护，实时接收本分局交界口AEI采集的列车和车号数据，接收各台AEI产生的故障信息和设备状态信息,三、车号识别系统构成,6）标签编程网络,小结&作业,1、熟悉车号自动识别系统的构成，2、掌握车轮传感器的工作原理。3、熟悉地面AEI设备的组成与作用作业：P2021、2题,课前提问,1.谈谈你对车辆电子标签的认识。2.地面AEI设备通常由哪些部分构成？安装在什么位置？3.铁路局AEI监控中心有何作用？4.车辆电子标签编程网络有哪几种方式？,项目三XC车号自动识别系统,曹楚君车辆教研室,目录,一、XC地面AEI设备分类,一、XC地面AEI设备分类,一、XC地面AEI设备分类,一、XC地面AEI设备分类,二、XC地面AEI设备安装,1.单向开机示意图,二、XC地面AEI设备安装,2.双向开机示意图,二、XC地面AEI设备安装,2、安装地点选择,安装地点应尽量避开电磁干扰密集环境，通常设在铁路进出口站的咽喉部位。天线安装尽可能选在距离安装地面设备主机房较近的直线方向。,二、XC地面AEI设备安装,3、天线安装,二、XC地面AEI设备安装,3、天线安装,二、XC地面AEI设备安装,4、磁钢安装,二、XC地面AEI设备安装,4、磁钢安装,天线,车载编程器,固定信息编程器,上传数据编程器,读出器,电子标签,AEI地面读出设备,系统中的设备,三、XC车号识别系统原理,待机状态,与后端主机保持实时通讯联络系统自检,接车状态,车地数据传送读出电子标签编程器标签天线间的数据传送,1、工作流程,供电，AEI自检,列车到来，1#4#磁钢工作,启动RF,识别标签,反射信息，解调，译码及处理,计轴判辆，测速，标签定位，存储,关闭RF，保存过车信息,将过车信息以报文形式传致CPS,准备接下一趟车,1、工作流程,三、XC车号识别系统原理,前进方向,开机磁轨,电子标签,电磁场（阅读区）,读出装置天线,读出设备,射频电缆,信号电缆,2、接车状态,三、XC车号识别系统原理,读出电子标签,标签,AEI地面读出设备,通讯接口,后端主机,发射载波,返回标签信息,报文数据传送,后台车号数据处理,三、XC车号识别系统原理,2、接车状态,XC铁路车号自动识别系统简介,读出装置信息流程,读出主机,电子标签,磁场,开机磁轨,关机磁轨,信号电缆,信号电缆,天线,射频电缆,电子标签,地面读出装置,应用信息管理系统,编程器,磁场,有线/无线,AEI系统信息流程,XC铁路车号自动识别系统简介,发送,一、XC车号识别系统,检测列车到来,车轮压过开机磁钢；开机磁钢信号通过电缆传送到AEI主机；AEI主机内的接车程序判断确定是列车到来；立刻进入接车状态，进入接车状态。,2.地面设备系统工作流程,启动RF射频模块，启动解码卡、天线开始收标签；将接车处理模块初始化，设置定时器，初始化变量、参数等。,一、XC车号识别系统,天线识别标签,天线接收到标签的反射信号；RF射频模块对已调制的标签信号进行解调；数据处理与储存。,2.地面设备系统工作流程,一、XC车号识别系统,计轴判辆、测速、标签定位,通过开、关门磁钢采集列车车轮信号；结合标签数据并完成标签定位。,2.地面设备系统工作流程,一、XC车号识别系统,关闭RF射频装置,控制设备延时时间；停止发射微波信号。,2.地面设备系统工作流程,一、XC车号识别系统,上传数据,形成过车报文并上传至集中管理机（CPS）。,2.地面设备系统工作流程,系统自检,设备自检，也可以通过自动/手动。,一、XC车号识别系统,2.地面设备系统工作流程,三、XC车号识别系统原理,3.系统工作模式,独立模式和双机热备模式,三、XC车号识别系统原理,3.系统工作模式,独立模式和双机热备模式,三、XC车号识别系统原理,XC系列电子标签编程器分为以下三种类别：（1）标准型车辆标签编程器。（2）机车电子标签固定信息编程器。（3）车载式编程器。,4.标签编程器,固定信息编程器,车辆数据编程器,系统故障大致可分为三类，第一类接车故障，表现为辆数、辆序不准，丢列、不接车等；第二类读标签故障，表现为漏读标签、读签次数偏少或整列无标签；第三类通信故障，包括AEI与CPS之间及CPS与复示系统之间，表现为通信不通或时通时断。,四、车号识别系统故障,小结&作业,1、理解XC车号自动识别系统类型与组成。2、了解常见故障与处理方法。作业：P2023、4题,课前提问,1.XC型地面AEI设备有哪几类，分别应用于什么场合？2.XC车号识别系统怎样工作的？3.车辆标签是怎样写入信息的？有几种类别？4.AEI系统报文有哪几种格式？5.车号识别系统主要故障有哪几类？,项目四红外线轴温探测系统,曹楚君车辆教研室,目录,一、红外线探测器,1.红外线,在可见光的红色光谱外端还有一种看不见的辐射线存在，而且具有热效应。,分子热运动产生,紫外光,红外光,X-射线,Gamma,Rays,无线电波,0.1A,1A,1UA,100A,0.1,1,10,100,1cm,0.1cm,10cm,1m,100m,1km,10km,100km,波长,10m,30,20,15,10,8,6,4,3,2,1.5,1,0.8,0.6,0.4,波长(um),常用红外光谱范围,温度，红外线，辐射能量,一、红外线探测器,2.红外线探测器,能够吸收红外线转换为其他形式的能量让人们间接感知红外线的存在，并根据转换能够的大小测出红外线的波长和强度。,70年代,90年代,2001年,2004年,热敏电阻测温，人工判断热轴。,哈科所HTK-391、广汉科峰HTZ-2000、康拓HBDS-。THDS雏形,哈科所HTK-499、广汉科峰HTZ-2000、康拓HBDS-。光子器件，全路联网,增加车号自动识别系统，实现智能跟踪。,2010年,统型，THDS-A,THDS-B,3.红外线探测器发展,一、红外线探测器,二、红外线探测站的构成,1.构成,轨边设备,轴温探头卡轨器车轮传感器,机房设备,主机控制箱电源箱防雷装置,电缆,二、红外线探测站的构成,1.构成,轴温扫描器,卡轨器,天线,车轮传感器,二、红外线探测站的构成,1.构成,显示器,主机,键盘鼠标,车号跟踪系统,远程管理机,控制箱,电源箱,防雷装置,二、红外线探测站的构成,1.构成,1.1车轮传感器,简称为磁钢。开机车轮传感器为1磁钢，位置传感器按行车方向分别定义为2磁钢、3磁钢、4磁钢。,适应车速：5360Km/h,二、红外线探测站的构成,1.构成,1.2轴温探头,a)热敏探头敏感元件采用双浸没热敏电阻；b)光子探头敏感元件采用碲镉汞光子器件。,光子探头主要用于探测客车的轴温，热敏探头主要用于探测货车的轴温。,采用磁力吸盘结构。安装时只需旋转磁力吸盘开关90使开关抬起，探头就可固定，拆卸时将开关按下并旋转90就可取下探头。大大缩短了轨边作业时间。,二、红外线探测站的构成,1.构成,1.3轴温扫描器,二、红外线探测站的构成,1.构成,1.3轴温扫描器,每个方向有两个轴箱扫描器，分别安装在探测站的轨道两侧,轴箱扫描器由扫描器下箱体、上盖组成，下箱体由壳体、第二级减震器、探头安装架组成；上盖由壳体、隔热保护罩、排风扇、大门、热靶、大门电机、融雪装置组成。,二、红外线探测站的构成,1钢轨卡具2光子探头传感器滤光镜片3热靶总成4探头箱下箱体,5控制电缆6上盖控制电缆7保护门总成,8箱温传感器（AD590）9光子探头10探头电缆11风机12上箱体,二、红外线探测站的构成,1.构成,1.4卡轨器,将轴箱扫描器，磁钢固定在钢轨上,二、红外线探测站的构成,1.构成,1.5探测站主机及键盘,满足双向双探8个探头、两套车号智能跟踪装置的控制。,主机标准配置为CPUP43.0GHz/CORE2双核2.4GHz，内存1G，硬盘160/250GB,二、红外线探测站的构成,1.构成,1.6控制箱,控制箱接收轨边信号，包括探头信号、磁头信号和各种温度信号，在控制箱内处理后传输到工业计算机。,二、红外线探测站的构成,1.构成,1.7远处管理机,远程管理机是探测站主机的辅助设备，通过监测探测站主机的远行状态和探测站的电源供电情况，自主对主机进行复位、断电、重新通电操作。,三、红外线探测站工作原理,1.探测方式,根据探头安装探测角度不同，探测方式分为上探、下探两种，下探又分为内探与外探两种。,三、红外线探测站工作原理,1.探测方式,外探：探头光学中心距钢轨内侧距离为415mm，与钢轨呈微小夹角,探测货车轴承前盖密封部位。内探：探头光学中心距钢轨内侧距离为260mm，与钢轨平行,探测轴承中隔圈部位。,三、红外线探测站工作原理,三、红外线探测站工作原理,1.探测方式,外探,内探,实际探测中以内探为主，外探为辅。,三、红外线探测站工作原理,2.工作原理,自检应答,判断信号系统复位处理来车准备工作,测车速度测轴间距轴温采集判断通过,送数生成报文确认报文,三、红外线探测站工作原理,3.计轴计辆,依据轴距表。前后看齐，丢轴补位,三、红外线探测站工作原理,4.自适应轴温计算,光子探头在污脏程度变化，不同温度下的输出特性不同，轴温计算所采用温度电压曲线也随之改变。,轴温计算标准有多种，自适应轴温计算能通过热靶标定、盘温补偿、系统标定等实时获得轴温计算标准。,三、红外线探测站工作原理,三、红外线探测站工作原理,5.热轴判别,三型机热轴预报的判据（1）温升：轴温与环境温度之差（2）列温升差：温升与一列车同侧统计平均温升之差（3）辆温升差：温升与该辆车同侧统计平均温升之差预报标准,三、红外线探测站工作原理,6.预报标准,1激热立即拦停。2强热在THDS探测站所在车站（通过列车在前方车站）停车。3微热跟踪，微热热级提升或连续4站微热在THDS探测站所在车站（通过列车在前方车站）停车。,小结&作业,1、理解红外线探头的工作原理。2、掌握THDS探测站轨边设备与机房设备的构成。3、掌握探测站的工作原理与探测方式。作业：P2501、2