[发明专利]车载轨道交通车辆转向架传感器无线传输监控系统

说明书

本发明提供的车载轨道交通车辆转向架传感器无线传输监控系统，包括传感器、信号采集装置、信号接收装置以及车载列车控制装置。传感器与信号采集装置设置在车辆的转向架上，信号接收装置设置在车辆的车体上，车载列车控制装置设置在车辆的车厢内，转向架通过连接件与车体连接；传感器与信号采集装置连接，信号采集装置与信号接收装置无线连接，信号接收装置与车载列车控制装置连接。通过传感器实时检测转向架区域的轴承温度、转动速度以及加速度信息，信号采集装置通过无线方式将信息实时发送至位于车体上的信号接收装置，信号接收装置将信息发送至车载列车控制装置，实现高精度实时检测，提高了轨道交通车辆的可靠性和安全性，显著降低维护成本。

技术领域

本发明属于车辆信号检测技术领域，涉及一种车载轨道交通车辆转向架传感器无线传输监控系统。

背景技术

轨道交通车辆的一个显著特点就是“自导向”，即列车不需要司机进行方向控制，而是由线路上的轨道进行引导而运行，此导向功能是由轨道交通车辆的转向架来实现的。图1为本发明提供的转向架在轨道交通车辆中的位置示意图，图2a为本发明提供的转向架的主视图，图2b为本发明提供的转向架的俯视图。如图1所示，转向架1的作用是承载列车车厢2 的重量，同时为列车运行方向进行导向，即转向架1在轨道的引导下沿轨道进行移动和转向。如图2a和图2b所示，转向架1主要由构架11、车轮 12、连接件13、车轴14、牵引电机15、齿轮箱16等组成。转向架1通过连接件13与列车车厢2连接，转向架1可以绕连接件13进行一定角度的转动。

轨道交通车辆在转向架上布置了较多的传感器，以满足列车的牵引系统、制动系统以及列车控制系统(ATP、LKJ等)的控制功能和保护功能需求。这些传感器对于列车至关重要，如果出现问题，将会严重影响列车的控制和保护功能，使得列车的牵引丢失、制动防滑功能失效以及列车控制功能异常，导致列车紧急制动而无法行车，造成列车晚点，影响铁路的正常运营秩序。具体来说，转向架上布置的传感器主要是分为温度传感器和速度传感器两种。图3为本发明提供的传感器在转向架上的位置示意图，如图3所示，温度传感器包括转向架轴承温度传感器、牵引电机温度传感器以及齿轮箱轴承温度传感器，速度传感器包括列车控制系统速度传感器、制动系统速度传感器、牵引电机速度传感器以及转向架横向加速度传感器。上述传感器分别分布在转向架的不同位置，通过传感器自带的电缆连接到车厢底部，与来自列车控制系统的电缆相连，实现不同的控制和保护功能。除此之外，轨道交通车辆转向架上还设置有保护接地和变压器工作接地装置以及制动系统用的气路管路，以实现整车的保护性接地、变压器工作回流接地以及为制动系统供风。

目前，轨道交通车辆的转向架区域存在较多的传感器和接地装置，这些传感器和接地装置均需要通过电缆连接至车厢内的电气设备上。而轨道交通车辆在运行过程中，转向架在列车转弯时以连接件为中心旋转的同时，还存在点头以及振动问题，很容易造成连接电缆的磨损、紧固件的失落。同时，轨道交通列车在轨道上运行时，由于列车带动的空气扰流作用，很容易将轨道附近的沙石激起，将传感器的电缆击伤。传感器的电缆受损后，很容易造成传感器失效，触发列车保护系统动作，引起动车组牵引失效、紧急制动，从而造成轨道交通车辆晚点，严重影响铁路的正常运营秩序。目前，在武广客高铁、京沪高铁等线路，已多次发生轴温传感器误报、速度传感器信号异常等故障。

针对上述技术问题，本领域技术人员开发了一种新型轴承温度检测系统，该系统包括设置在待检测车辆上的轴温检测装置和设置在轨道线路旁边的读写设备。其中，轴温检测装置通过红外线的方式探测待检测车辆上的轴承温度，判断轴承的运行状态是否正常，并将探测到的轴温数据无线传输至读写设备。读写设备读取到轴温检测装置的待检测车辆的轴承温度后，通过无线方式传输至监控系统。通过设置在轨道交通车辆上的红外线传感器来检测轨道交通车辆的轴承温度，虽然避免了采用自带电缆的轴温传感器而带来的传感器自带电缆易遭受损伤的问题，但该系统利用非接触式红外线轴温检测装置检测轴承温度，检测精度较低，响应速度较慢。而且需要通过人工对监控系统进行值守，当有轴温报警时，还需要通过人工及时通知列车司乘人员进行处理，不能与列车的控制系统相连实现与列车的联动和自动保护，对于轨道交通车辆的保护缺乏实时性和有效性。