[发明专利]一种动车组转向架综合安全监测系统硬件平台

权利要求书

1.动车组转向架综合安全监测系统硬件平台，其特征在于，其包括：多通道信息采集单元、主机以及列车网络控制系统；其中，所述多通道信息采集单元包括若干被置于动车组转向架不同监测位置的多种类型的信息采集单元，所述信息采集单元至少包括温度传感器、失稳加速度传感器、平稳加速度传感器、轴箱复合传感器、齿轮箱加速度传感器；温度传感器与第一/第二轴温采集处理单元连接，用于采集轴箱、齿轮箱、牵引电机温度数据以进行轴温检测；失稳加速度传感器安装于转向架，与失稳采集处理单元连接，用于采集横向振动加速度以进行转向架失稳检测；平稳加速度传感器安装于车体，与平稳采集处理单元连接，用于采集横向振动加速度以进行车辆平稳性检测；轴箱复合传感器安装于轴箱，与轴箱振动采集处理单元连接，用于采集横向、垂向振动加速度和温度以进行振动、温度检测；齿轮箱加速度传感器安装于齿轮箱电机侧，与齿轮箱振动采集处理单元连接，用于采集垂向振动加速度以进行振动检测；

所述主机置于机箱内，其包括主处理单元、多个从采集处理单元；所述主处理单元分别与多个从采集处理单元相连接，其能够进行平台的电源输入/转换/分配管理、总线管理、对外通信管理、数据记录管理以及基于从采集处理单元上传的数据进行综合诊断；所述综合诊断包括系统诊断过程、采集通道诊断过程以及网络通信诊断过程；系统诊断过程包括冗余电源状态诊断过程、冗余控制单元状态诊断过程；采集通道诊断过程包括轴温采集通道短路/开路故障诊断过程、传感器故障诊断过程；网络通信诊断过程包括车辆网络通信接口故障诊断过程；所述从采集处理单元包括第一轴温采集处理单元、第二轴温采集处理单元、平稳采集处理单元、失稳采集处理单元和轴箱振动采集处理单元、齿轮箱振动采集处理单元；第一/第二轴温采集处理单元，用于实现温度信号的采集处理、超温预/报警判断过程；平稳采集处理单元，用于实现车体横向、垂向、纵向振动信号的采集处理、车体平稳性评估及异常冲击判断过程；失稳采集处理单元，用于实现转向架横向振动信号的采集处理、失稳、脱轨判定及报警过程；轴箱振动采集处理单元，用于实现轴箱横向、垂向振动信号和温度信号的采集处理，脱轨、异物冲击、车轮多边形检测以及脱轨趋势判定和轴承故障诊断过程；齿轮箱振动采集处理单元，用于实现齿轮箱电机侧垂向振动信号的采集处理，结合第一/第二轴温采集处理单元反馈的齿轮箱电机侧双温度数据，实现齿轮箱振动检测和故障诊断过程。

2.根据权利要求1所述的动车组转向架综合安全监测系统硬件平台，其特征在于，所述主处理单元包括电源模块、DIO模块、互为冗余的第一/第二控制通信模块、记录模块、交换模块、主机背板；其中，所述电源模块内部具有电源输入、电源转换、供电输出全冗余结构的两组电源系统；所述DIO模块用于实现DC 110V数字输入、输出功能；第一/第二控制通信模块均用于以冗余形式进行通信控制管理、背板总线管理及数据通信管理、综合诊断分析及输出管理、DIO管理、网络通信管理以及数据记录管理；所述记录模块用于实现对整个平台内的数据管理和记录功能，即其与内部的存储处理器直接通信，收集各从采集单元的原始数据便于第一/第二控制通信模块进行综合诊断判断、分析，并将诊断结果反馈控制通信模块：所述交换模块具有两个物理分离的非管理型交换机，以实现本地以太网控制/存储通信过程；所述主机背板具有异构冗余总线；所述异构冗余总线包括内部总线、外部总线、局部总线。

3.根据权利要求2所述的动车组转向架综合安全监测系统硬件平台，其特征在于，

所述内部总线，用于完成冗余控制通信和存储通信过程，其采用以太网+CAN总线异构冗余结构，其中，以太网总线异构冗余结构部分以非管理型交换机为中心，分别与第一/第二控制通信模块以及各个从采集处理单元相连；所述CAN总线总线异构冗余结构部分采用链式拓扑结构，分别与第一/第二控制通信模块、DIO模块、记录模块、各个从采集处理单元相连接。

4.根据权利要求3所述的动车组转向架综合安全监测系统硬件平台，其特征在于，

所述外部总线采用以太网总线；所述局部总线用于实现单元内一定范围内的通信过程，其采用RS485/RS422通信形式。

5.根据权利要求1所述的动车组转向架综合安全监测系统硬件平台，其特征在于，

所述机箱包括风冷单元，风冷单元位于机箱底部。