[发明专利]一种铁路货车磁悬浮振动自发电装置及其安全监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及铁路货车的安全监测领域，尤其涉及一种铁路货车磁悬浮振动自发电装置及其安全监测系统。

背景技术

我国由于幅员辽阔、人口众多，资源分布不均匀，铁路运输作为交通运输系统的重要组成部分，在远距离、大宗货物运输方面铁路运输有着不可比拟的优势。然而，数据表明，我国铁路一直运营在超负荷状态下，主要繁忙干线铁路利用率普遍在85％以上，甚至达到了100％，我国以仅占世界6％的总里程完成了世界20％的运输任务。随着国民经济的迅猛发展，我国铁路的运输能力已远远无法满足我国经济发展的需求，激化了运输能力与市场需求的矛盾，阻碍了我国经济的发展速度。国外的实践证明，发展快捷运输和重载运输是解决我国运能不足的最有效途径。我国十三五规划也明确提出“研发新一代高速重载轨道交通装备系统”。未来铁路货运的高速化、重载化趋势都对货车安全行驶提出了更严格的要求。

目前，我国铁路货车主要使用5T系统对货车行车安全进行预警监测，其只能在固定的地点对货车进行检测，存在成本高、防护能力弱、间隔检测、实时性较差、对安全隐患的响应较慢等严重不足。究其原因有三：一是由于铁路货车运行工况的特殊性，货车上没有安装可靠的供电系统，导致在客车上成熟应用的电子监测及保护设备无法应用于铁路货车；二是铁路货车在运输中车厢随机编组，一路上装卸货的分配完全是流散性的，难以跟踪管理；三是铁路货车基本为无人值守，也无通信手段，具备了实时监测其结果也无法送报至管理中心。因此，研发出可安装于铁路货车的供电系统及基于此供电系统的实时安全监测装置，不仅能提高铁路货车的运行安全性，而且可以减少铁路地面设备的数量，带来巨大的经济效益。

要实现铁路货车的实时安全监测，就必须研制出高可靠性的自发电装置，并在铁路货车上实现全天候自动采集监测数据并无线组网传输数据。为铁路货车提供电能或改善铁路货车车厢长期有脚无脑、不知病痛的现状，已有人作了一些探索，如：

(1)中国中车集团公司眉山车辆厂申请的名称为“带发电装置的宽轨转向架”(ZL200620034961.5)的中国专利，该专利设计了一种以皮带传动带的发电机发电的方法，但货车工作环境恶劣，皮带又暴露在外面，易积雨水、灰尘影响发电机的工作并且需要经常维修。

(2)株洲科盟车辆配件有限责任公司申请的名称为“一种铁路货车自供电装置及方法(201510653776.8)”的中国专利；张健申请的名为“一种用于货运列车安全监测系统的自发电装置(201610134607.8)”的中国专利。这两项专利均是通过货车运行的车轴转动的机械能转化为电能，该供电方式对车辆的检修要求较高，且利用货车运行时的机械能，未实现能量的回收利用，装置较为笨重，不对称安装时可能会对货车转向架的动力学性能造成影响。

(3)专利号为201020651469.9的中国发明专利，公开了一种铁路货客车的轴温监测和风压监测的装置，在货车的车轴上安装有轴温监测装置，通过太阳能电池供电对轴温可以做到实时监控，但是并不是每天都会有太阳，且存在货车过隧道的情况，并不能实现货车的全天候实时监测。

(4)专利号为201120409567.6的名为“铁路货车的安全监测系统”的中国专利，介绍了一种基于ZigBee的安全监测系统，但是此系统所采用的供电装置完全改变了现有的货车转向架的结构，不能用于已有的货车转向架上。

(5)专利号为201610129023.1的名为“一种铁路货车行车安全监控系统和方法”的中国专利，较为系统的介绍了铁路货车的安全监测方法，但是该方法中的监测装置由轴端发电机中的蓄电池供电，蓄电池寿命较短，这对巨量的铁路货车带来了非常大的维修工作量。

综上，目前已有的铁路货车自供电装置和安全监测装置虽对铁路货车的安全运行有一定的帮助，但可靠性不高，难以真正用于已有的货车。

发明内容

本发明目的在于提供一种各车厢单独自己供电、多节车厢整体监控的监测系统，以解决上述问题。