[发明专利]城轨车辆制动监控系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于铁路电子技术领域，具体的说，涉及一种城轨车辆制动监控系统。

背景技术

近年来国内外以高铁、动车、轻轨等轨道车辆为载体的交通形式发展迅速，对车辆制动系统的可靠性和安全性提出了更高的要求，随之对制动系统的调试和运行监控技术也提出了更高的需求。

制动监控系统连接在制动控制装置的外CAN接口上，接收车辆制动控制装置发出的状态信息、控制信息和故障信息，通过以太网或USB将这些数据信息发送到上位机(如笔记本电脑)，以指示灯、数据列表及动态曲线的形式，监视列车的运行情况。

目前的测量方法不足之处如下：

1.一种是通过串口(RS232)把单个制动控制装置中的信息交互到人机界面，上位机软件以列表和指示灯的形式反映制动系统的数据变化情况。缺点是只能监控单个制动控制装置，不能监控一个单元的信息。

2.另一种是把一个单元的制动控制装置通过CAN总线连接到一起，然后在通过一个装置把单元的所有数据转成RS232的形式交互到上位机，达到共同监控的目的，这样上位机就能真实的反映出一个单元的运行情况，但是随着技术的发展，制动系统单元的组成形式在不断变化，有的是以三辆或者四辆为一个单元编组，这样受到RS232速度的影响，无法把所有数据快速的交互到上位机，影响了对制动性能的监视。

3.目前的制动监控系统只是起到监视的作用，还没有参与到控制中。

4.对现场所有数据的记录只能通过与笔记本连接之后才能进行，脱离笔记本车辆运行中大数据的记录还没有得到很好的解决。

综上，目前制动监控系统存在以下主要问题：

1.硬件方面：完成制动控制装置与上位机进行信息交互的是制动控制装置内部的板卡，此板卡一般是主控制板卡来兼顾此功能，这样就有可能影响主控制板卡的工作，也不能很高效的完成信息的交互，不能够完成SD卡的存储。

2.软件方面：目前现有的上位机软件对信息的处理仅仅以列表、指示灯、文本框的形式呈现出来，不能够动态的表达各信号之间的配合情况，如制动指令、制动缸压力和电制动压力之间的配合；现场数据的存储、和线下数据回放处理也没有很好的实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城轨列车制动监控系统和监控方法。

本发明的技术方案是：城轨车辆制动监控系统，包括上位机监控系统和设置在每节车厢上的制动监控装置，还包括CAN接口卡，制动监控装置与CAN接口卡之间通过双路CAN总线通信，CAN接口卡与上位机监控系统之间通过USB总线通信；上位机监控系统经CAN接口卡将控制信息发送到制动监控装置，制动监控装置将控制信息转发到列车制动控制装置，制动监控装置还采集的列车制动装置状态信息，经CAN接口卡反馈到上位机监控系统；所述CAN接口卡每个制动单元有两个，每个CAN接口卡与上位机监控系统和制动控制装置的连接方式相同；系统工作时，可通过上位机监控系统选择从哪个CAN接口卡接收和发送数据，若一个CAN接口卡发生故障，其它的CAN接口卡可继续工作；所述上位机监控系统安装有监控软件，监控软件程序中包括数据读取数组和数据发送数组；监控软件中定义设备索引号、CAN通道号，制动控制装置ID号、接收数据帧数组、发送数据帧数组和时间调度帧；监控软件实现的功能是采集制动控制装置的数据，将数据以各种形式表述在上位机界面中，同时还完成向制动控制装置发送控制数据,进行友好的人机交互；

为每个CAN接口卡编号，所述设备索引号记载每个CAN接口卡的类型,有以太网和USB两种形式；为每条CAN总线编号，所述CAN通道号记载制动控制装置中的哪路CAN编号；

为每节车厢上的制动控制装置编号，所述制动控制装置ID号记载每个制动控制装置以及内部板卡的唯一CAN号；

所述接收数据帧数组接收每个线程内所有的CAN帧；

所述发送数据帧数组包含每次发送的所有CAN帧；

所述时间调度帧记载数据更新的标志位，在时间调度帧处进行数据采集更新。

优选的是：上位机监控系统每个列车单元有两个，分别安装在列车单元两头的车厢内,如果一列车为一个单元安装在车头和车尾的司控室内，上位机监控系统均经过CAN接口卡与制动监控装置相连，两侧的上位机监控系统独立工作，操作人员可通过任何一个CAN接口卡均可进行监控。城轨列车制动监控方法，包括制动数据接收方法和制动控制数据发送方法，制动数据接收的过程实现对制动控制装置的信息采集、上传到上位机监控系统以及在监控软件中绘制监控曲线；制动控制数据的发送过程完成制动控制装置的数据写入，即制动控制装置的控制；