[发明专利]城轨列车运行能耗数据的采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及列车能耗技术领域，尤其涉及一种城轨列车运行能耗数据的采集装置。

背景技术

随着城市轨道交通的快速发展，能源消耗总量也随之增长。城轨列车运行能耗占系统总能耗的50％左右，降低列车运行能耗成为降低运营成本的一个有效手段。降低城轨列车运行能耗的方法很多，但是每种节能方法的节能效果缺乏一个有效的测量手段。目前，我国城市轨道交通列车一般不安装专门的运行能耗数据采集工具，而是通过已有的故障检测装置进行电量的粗放式统计。

上述粗放式统计方式的数据不便用于节能效果的评估，而且通常统计的结果不能满足列车运行能耗计量的标准，因此，开发一种专门的城轨列车运行能耗数据的采集装置是十分必要的。

发明内容

本发明的实施例提供了一种城轨列车运行能耗数据的采集装置，以实现有效地采集城轨列车运行能耗数据。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种城轨列车运行能耗数据的采集装置，包括：主控制单元、电信号测量模块、存储器和无线数据传输模块；

所述的主控制单元，用于分别与所述电信号测量模块、存储器、时钟模块和无线数据传输模块电连接，控制所述电信号测量模块、存储器、时钟模块和无线数据传输模块的运行和停止；

所述的电信号测量模块，用于包括电能计量芯片，所述电能计量芯片与城轨列车的互感器的数据输出端连接，采集所述互感器的数据输出端输出的能耗数据，对所述能耗数据进行模数转换处理，将模数转换处理后的能耗数据传输给所述存储器；

所述的存储器，用于和所述的电信号测量模块电连接，存储所述电信号测量模块传输过来的能耗数据；

所述的无线数据传输模块，用于和所述存储器电连接，通过无线通信网络将所述存储器存储的能耗数据传输给外部设备。

优选地，所述的装置还包括：

时钟模块，用于完成装置与标准时间源之间的时间同步。

优选地，所述的装置还包括：

串口调试模块，用于提供测试和数据传输的备用接口。

优选地，所述的装置还包括：

所述电源模块，用于为装置提供所需的电能。

优选地，所述的装置还包括：

所述辅助功能模块，用于提供电池低电量指示和无线数据传输的开关按钮操作。

优选地，所述的电信号测量模块包括：

电流输入通道：用于接收电流互感器输出的电流信号，将所述电流信号传输给电流ADC；

电压输入通道：用于接收电阻分压后输出的电压信号，将所述电压信号传输给电压ADC；

电流ADC：用于对所述电流输入通道传输过来的电流信号进行A/D转换,得到瞬态电流采样值，将所述瞬态电流采样值传输给功率计算模块；

电压ADC：用于对所述电压输入通道传输过来的电压信号进行A/D转换,得到瞬态电压采样值，将所述瞬态电压采样值传输给功率计算模块；

功率计算模块，用于利用多个瞬态电压采样值、电流采样值分别计算出电压信号的有效值和电流信号的有效值，将所述电压信号的有效值与电流信号的有效值相乘得到瞬时功率，将多个瞬时功率进行平均得到功率有效值，将多个瞬时功率进行累加得到累计能耗值，将所述电压/电流信号的采样值、电压/电流信号的有效值、功率的有效值、累计能耗值作为能耗数据传输给寄存器；

寄存器，用于存储所述功率计算模块传输过来的能耗数据；

串行接口，用于使得MCU通过串行接口读取所述寄存器的数据并写入到所述存储器中。

优选地，所述的电信号测量模块还包括：

电能到频率转换器，用于输出电信号测量模块的采样频率。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，应用本发明可以离线采集和存储城轨列车运行过程中的电能能耗数据信息，并以非接触方式获取装置存储的数据。改善了采用列车故障检测装置进行电量粗放式统计的弊端，提高了数据的精度，为城轨列车运行能耗评估提供一种数据采集工具，为城市轨道交通节能优化研究创造了便利条件。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的一些实施例，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。