机车监控系统

关键词： 集闭 机车 实时性 监控

机车监控系统（精选十篇）

机车监控系统 篇1

煤矿井下机车承担着人员接送和货物运输的任务。但由于历史的原因, 现存大部分机车没有安装速度显示和报警装置, 井下调度中心也无法监控到机车的运行情况。部分企业采用“信集闭”, 但该系统实时性不高且维护复杂, 可靠性差。因此本研究运用现代技术提出了一种基于Zig Bee无线通信和RFID无线电子标签技术的井下机车监控系统, 可以很好地解决本地显示与报警, 远程监控的生产需求。

1 系统简介

井下机车远程无线监控系统 (简称监控系统) 主要由车载终端、巷道基站、监控中心等部分组成, 三者之间通讯采用无线Zig Bee网络, 如图1所示。车载终端实时获取与显示速度信息, 同时读取沿巷道布置的限速点处电子标签信息, 与已存速度值进行比对, 超速则声光提醒, 同时车载终端将实时信息通过巷道基站上传至监控中心。

2 车载终端

2.1 测速原理

在机车上安装霍尔传感器和LED显示装置, 能够实时显示机车速度且超速能够语音提醒。

采用STM32F105作为CPU, 实时读取计轴霍尔车速传感器信号, 通过计时转换成当前速度。

式中:v为速度, m/s;N为传感器计数信号;N0为一圈安装传感器数;R为车轮半径, m;S为时间, s。

2.2 终端功能

数据输送到LED本地显示, 同时通过Zig Bee无线模块发送到监控中心, 原理图如图2所示。机车行驶过程中通过车载非接触式读卡器实时读取沿线无线电子标签限速点和位置数据信息, 实时与存储在Flash中的数据值进行比对, 超速则语音播报和声光提醒, 督促驾驶人员及时将速度降到安全范围内, 确保驾乘人员安全。

2.3 终端硬件设计

1) 硬件选型。测速传感器采用GUC120G矿用本安型接近开关, 主要用于运动物体位置检测, 当运动物体上的磁钢从一个方向通过时, 接近开关输出触点闭合并保持。GUC120G矿用本安型接近开关与KGY58磁钢配合使用, 磁钢直接安装在被检测运动物体上, 磁钢往返经过开关时驱动开关工作, 同一运动轨迹上几个检测点开关只需一块磁钢。工作电压≤DC 24 V。接近开关与磁钢之间的最大相对速度为15 m/s。当带有磁钢的运动物体以不大于15 m/s的速度, 与接近开关初始状态相反方向通过接近开关时, 接近开关应动作, 从该运动方向离开接近开关时, 接近开关保持动作状态不变;与接近开关初始状态相同方向通过接近开关时, 接近开关应维持初始状态。动作距离不大于120 mm。输出信号为两组常开触点, 触点容量为24V/0.5A (属符合GB3836.4规定的简单设备, 用于经防爆检验合格的本安电路中) 。

2) 硬件电路设计。a.CPU最小系统设计。主要包括单片机、JTAG下载接口、复位电路等。b.通信电路。主要包括Zig Bee接口电路、CAN通信接口电路、485总线接口等。系统利用Zig Bee无线传感网络将数据逐级传输至中心站, 通过CAN总线和485总线可将数据传输地面监控中心。c.电源电路。主要包括127V转12V电源, 给传感器供电;同时还有12V转5V及5V转3.3V电路为语音模块及CPU供电。d.按键电路和显示电路。按键电路主要用于参数的设定, 例如速度上限、超速时间等参数的设定;显示电路主要包括数码管显示和LCD显示, 显示机车的速度及是否超速等信息。e.数据存储与下载电路。主要包括写Flash的SPI接口电路、下载用的USB接口电路及USB检测电路等。通过SPI接口, 将速度信息实时存储在系统的Flash中, 可通过USB接口下载Flash数据, 拿到地面进行分析, 可实现对机车整个运行过程进行掌控。

3 巷道基站

在以井底调度为中心向东西两边延伸, 每隔200 m架设一个Zig Bee无线基站, 级联传输数据。在需要限速的地方悬挂无线电子标签, 如图3所示。

1) 供电。基站由24 V供电, 就地取127 V经过开关电源变压成24 V直流输出给沿巷道架设的基站供电;2) 限速点。限速点处悬挂无线电子标签, 当机车经过限速点处, 车载终端读卡器提前读取限速数据。

4 监控中心

位于井底车场的监控中心显示机车的当前速度和超速速度信息, 并且能够提供超速信息查询。

1) 系统会将车速信息实时上传至井底车场监控中心, 监控中心实时显示哪辆车在哪点的速度。位于图4的左边实时信息显示。其中“车号”为当前机车号, 例如7号车就显示07, 10号车就显示10;“位置”为限速点的无线电子标签编号, 其它没有悬挂电子标签处, 默认统一位置编号为15。

2) 调度中心同时将超速机车的超速信息, 包括速度、车号、位置、日期、时间显示出来。当机车超速, 本地语音提醒, 如果连续超速6 s, 则超速信息将上传至调度中心显示, 即图4监控中心的右边显示超速信息。

监控中心主要由时钟模块、Zig Bee模块、语音播报模块、显示模块和存储器模块组成, 如图5所示。

时钟模块提供时间。考虑到井下每天都会进行拉闸测试, 开关电是常有的事情, 所以给时钟模块增加一块纽扣电池供电, 确保时间准确。

Zig Bee无线模块接收车载终端发送来的速度和超速信息, 送到LCD触摸屏显示。如果超速, 则通过语音模块进行播报。

Flash存储器存储超速数据信息, 包括时间、地点、超速等等。USB接口提供数据的下载与程序的更新。

5 软件设计

软件主要包括车载终端软件和监控中心软件两部分。软件采用实时嵌入式操作系统μC/OS-II, μC/OS-II由Micrium公司提供, 是一个可移植、可固化的、可裁剪的、占先式多任务实时内核。

5.1 终端软件设计

终端软件主要包括系统初始化、任务创建。在单位时间内计数的个数乘以轮轨周长, 计算出车速, 本地显示, 同时将速度数据上传到监控中心。

5.2 监控中心软件设计

监控中心接收Zig Bee串口数据, 对数据按协议进行解析, 与实时时钟按照一定的格式组合送到LCD液晶显示。

6 结语

井下机车远程监控系统由淮南张集煤矿联合安徽掌讯自动化科技有限公司联合研制, 目前已经安装运行, 为张集煤矿井下机车运行监控提供了一种新的途径, 为安全生产保驾护航。

参考文献

[1]郭韡, 李郴, 郑岚, 等.煤矿井下人员定位系统的现状和发展[J].江西煤炭科技, 2008 (2) :33-34, 36.

[2]王敬轩, 杨丰, 于江江.基于霍尔传感器的直流电机测速系统研究[J].科技风, 2009 (8) :131.

[3]赵海涛, 逄明祥, 郑丰隆, 等.基于射频识别的矿车定位监测系统[J].煤矿机械, 2010 (11) :162-164.

[4]李伟, 崔建明.基于Zig Bee和GIS的井下人员定位系统的设计[J].工矿自动化, 2010 (2) :67-69.

[5]于海刚.电机车运行状态监控及管理系统的研究[D].青岛:山东科技大学, 2009.

机车质量检修管理系统的研究 篇2

机车质量检修管理系统的研究

企业管理跨度的扩大,管理地域和管理对象的增加,相关技术支持能力将直接影响管理的.有效性.质量检修是机车运用中最为关键的一个环节,建立机车质量检修管理系统,能够有效地克服现行质量检修的诸多弊端,不仅可以提高检修质量、压缩成本、缩短周期,对作业过程、作业质量实行有效卡控,而且能对物料消耗,甚至对管理者的管理行为、政绩进行有效评价.

作 者：赵振宇 Zhao Zhenyu 作者单位：北京交通大学,100044,北京刊 名：铁道通信信号英文刊名：RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION年，卷(期)：45(4)分类号：U2关键词：机车 质量检修 管理系统

物联网技术在机车管理系统的应用 篇3

关键词：无线视频；机车监控

中图分类号：TN914 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 09-0000-01

一、引言

矿井机车监控系统在我国已应用多年，该系统开发的目的是为了保障辅助运输的安全，提高机车的运行效率，但多年的实践表明：普遍使用的机车监控系统并没有能达成预期目的，传感器的高故障率，系统运行方式的不合理等因素制约了信集闭这一模式的发展，针对这种状况，本文提出了一种全新的基于移动视频的机车监控系统，来解决目前信集闭存在的不足。

山东某该矿安装该系统，整个大巷长约4000米，有井底车场、三横人车场、一采四号皮、1309串车场、七采人车场几个重要车场组成，车场之间采用单轨连接，单轨区间要求设置信号闭锁系统。井底车场主要功能是根据采区需要车皮的数量，及时发送空列车和料车及人车，同时及时接收来自采区的矸石列车，回收设备车辆及人车，并将矸石车解体后，送进副井提升至地面。

二、系统总体结构

系统采用三级管理结构，由井上和井下两个部分组成：井上運搬队调度站安装一台上位管理计算机；井下部分为主从分站结构，由一个主站和若干分站组成的三级管理模式。

系统也分为移动设备与固定设备两部分：调度站及分站构成固定设备，移动设备为电机车上的本安无线视频摄像仪，跟随电机车移动。

分站分别设在大巷内四个不同位置，每个分站负责接收传感器、道岔到位信号、无线视频接收机传输的视频信号，同时输出主站根据逻辑电路传来的控制信息。主站与分站之间通过光缆连接。

地面设上位机管理系统，由工控机、液晶显示器组成。工控机显示井下模拟显示屏上所有机车信息，可存储数月机车任何时刻运行状态，并可随时调用，为机车运行管理提供极大方便。

（一）无线视频通信系统布置

无线视频通信系统发射器安装在电机车上，接收机吊挂在巷道内的相应位置。经过测试：在-450大巷内，接收机和发射机之间能够正常传输视距1000米。考虑到光缆接入点的位置和机车的运行规律，按照如下方法放置接收机：大巷共有三段直巷道，井底车场直巷道、三横人车场直巷道、七采人车场直巷道，距离分别为500米，2000米，2000米。井底车场直巷道内采用一个接收器能覆盖巷道内，后面两个直巷道分别需要两个方能覆盖整个巷道。

三、机车监控系统组成

（一）车载移动部分

机车无线视频车载部分总体分为本安无线视频发射器，电源、车内液晶显示器。无线视频发射器负责收集现场的工况信息，由接收机传输至分站，给调度人员提供第一手的机车实时运行工况资料，方便机车调度。此外，未解决机车运行具有方向性问题，系统在机车上安装两台摄像机，一台无线视频发射器，系统根据机车的行车方向智能选择摄像仪信号。

（二）分站接收部分

分站总体结构为：无线视频接收器、传感器、信号灯、道岔、信号采集器、光电转换器等组成：

无线接收器接收来自无线视频发射器的微波信号，解调后还原为复合视频信号，该信号是要传输至调度主站的视频信号。道岔分为控制部分、显示部分、信息采集部分。信息采集器可将输入和输出信号转化为网络信号与调度站实施交换信号。

四、无线视频传输工作流程

上面已经详细的介绍了系统设置，机车运行图像经过无线视频传输系统，到达分站后经过光电转换器通过光缆传输至调度站内，最终将信号存储在工控录像机内，监视器显示。

经实验室测试成功后，在国内某矿井试验巷道视频追踪机车位置装置，试验结果令人满意。

五、系统功能简介

（一）机车监控系统能够将机车在巷道运行情况传输至调度站内，对机车全程跟踪，符合系统设计思路，机车的位置信息，运行方向，运行快慢等信息调度员通过监控系统一目了然。

（二）在车场之间的单轨区域内如无任何信号闭锁系统，机车极易发生碰头等故障，在安装了机车监控系统的机车严格按照信号指示行车，信号机根据进路申请、占用、解锁逻辑关系显示正确的信号，做到了机车行车的安全，机车若不按信号灯行驶，系统自动报警，监控画面也将记录现场信息，方便调阅查询，做到了双重保障。

（三）可根据监控录像调用机车出现的掉道，对撞，追尾等事故现场录像，发生事故的车辆的车号及发生时间，分析判断故障原因。

（四）系统设置了较少的传感器，可靠性高，维护量小。

六、结束语

本研究开发的2.4GHz无线视频通信系统，基于此平台完善了传统的信集闭监控系统，扩展了机车监控的范围，系统还可以运用视频处理技术开发机车定位、机车运行速度等重要参数，系统还有相当大的扩展空间，系统的可靠性还需要现场检验。

无线视频监控系统不仅仅能应用于机车监控系统，在井下还会有更广阔的发展空间，还可应用于抢险救援、采煤监控、掘进监控等方向。

参考文献：

[1]李玉良.矿山机车运输系统信号分析[J].煤炭学报,1997,22(1):104~107

[2]李玉良.机车信号监控技术及其应用[J].中国矿业大学学报,1997,26(4):54~56

[3]姚善化,范骏.噪声背景下矿井无线通信的弱信号检测技术[J].煤炭工程,2005,(1):23-25

机车行走系统的维修 篇4

一、履带式机车行走系统的修理

1. 车架的修理

车架在使用中会出现裂纹、变形和车架各安装面与配合表面的磨损。可在检查平台上检查车架垂直方向的弯曲变形, 测量车架下平面4个角至检验平台的距离, 可知车架有无扭转弯曲变形;将车架侧置在平台上, 测量侧面下边缘至平台的距离, 即可知有无侧向弯曲。车架变形超限时, 应进行矫正, 以恢复其主要安装面之间的位置精度。变形小时可冷压矫正, 变形大时应热压矫正。车架经矫正或焊补加固后, 每次使用时间达不到500 h或修理10次以上应报废。

2. 引导轮、支重轮与托带轮的修理

从滚道磨损情况看, 磨损最严重的是支重轮, 其次是引导轮, 再次是托带轮。若轮体滚道直径磨损量超过10 mm时, 应用耐磨性材料堆焊, 采取氧焊或氩弧焊为好。如堆焊层超过3层时应先用韧性好的、硬度为HRC25-27的珠光体材料堆焊底2~3层, 然后再用硬度高的耐磨材料堆焊表面层。堆焊后的轮体再进行机械加工和热处理。当轮轴弯曲变形大于0.02 mm时, 应予矫正。弯曲变形小采用冷压矫正, 弯曲变形大时, 应热压矫正, 热压矫正时, 在弯曲处用火焰加热至450~500℃。轮轴与滚动轴承配合的轴颈磨损使之与轴承内圈的间隙大于0.95 mm时, 对轴承可以采用镀铬修复。与滑动轴承配合间隙大于1 mm时, 可对轴颈采用堆焊或电镀修复。若支重轮的青铜轴承、导向轮的铝合金轴承、托带轮的尼龙轴承与轮体轴承座孔配合松动时, 可对轮体孔进行镶套或电镀轴承 (尼龙除外) 外壳修复, 并恢复配合精度。轴承孔磨大后, 应更换轴承, 新轴承与轴颈间的标准配合间隙与轴的材质有关, 青铜轴承为0.16~0.3 mm, 铝合金轴承为0.2~0.4 mm, 尼龙轴承为0.5~0.9 mm。若支重轮、导向轮和托带轮所用的油封磨损、橡胶老化变质, 使油封效能降低而漏油时, 对橡胶老化变质的油封应更换, 对钢质密封油封的封面产生磨损、划痕, 可用研磨的方法恢复其密封性, 研磨时应注意密封环带不能过宽, 以防降低封油性能。

3. 履带的修理

若链轨节高度磨损量大于4 mm, 宽度磨损量大于6 mm时, 可用堆焊修复。堆焊时, 应选择硬度能达到HRC48-58的焊条或焊丝, 堆焊层间的加热, 可用氧乙炔焊枪, 也可以用喷灯。若链轨销套外表面一面磨损量达到3 mm时, 可将销套翻转180°装上再用, 当两面磨损量都达到3 mm时, 应修复或更换。销套内孔表面一面磨损不得超过1.8 mm, 两面磨损不得超过3.6 mm, 超过时应予修复或更换销套。若履带板履齿磨损量大于15 mm时应予修复。当履齿磨损量较小时可直接用堆焊修复。磨损量较大时, 可用焊接中碳钢圆钢的方法进行修复, 焊接时, 应用强度大于500 MPa的低氢焊条焊接, 并在焊前将履带板预热 (100~150℃) , 以防止焊接裂纹的产生。履带板着地磨损使履带板变薄, 甚至产生裂纹和断板时, 应予更换。

二、轮胎式机车行走系统的修理

1. 车架的修理

车架支撑着整个机体, 用来安装发动机、传动系统和行走系统。车架有全梁架式、半梁架式和无梁架式3种。汽车、汽车式起重机、农用四轮车一般均采用全梁架式;半梁架式车架是指一部分是梁架, 而另一部分则是利用传动系统的壳体而组成的车架, 有东风-12型、泰山-12型、铁牛-55型拖拉机采用;无梁架式车架没有梁架, 车架由发动机机体、变速箱壳体和后桥壳组成, 采用无梁架式车架的有丰收-180型、泰山-25型、神牛-25型、奔野-25型、上海-50型、江苏-50型等拖拉机。若全梁架式和半梁架式车架出现弯曲和纹裂, 可参照履带式机车行走系统的车架修理方法进行修复。无梁架式车架制造及装配技术较高, 若出现技术故障, 一般需生产厂家进行矫正或修复。

2. 悬架的修理

若悬架在缓和与吸收车轮受到的冲击和振动时, 不能保证机车平稳行驶, 应检査悬架的紧固情况和零件使用状况。如U形螺栓松动应紧固, 如折断应焊修, 如钢板弹簧久用无弹力或折断应更换, 钢板弹簧如出现0.1 mm裂纹, 其宽度为1/3时, 可焊修, 装复时其焊修面应磨平。

3. 轮辋和轮盘的修理

机车监控系统 篇5

机车试验要完成交流机车试验、动车组试验、直流机车试验并把数据查询到EXECL电子表格里。

2． 系统要求

系统要实现智能化的试验模式，操作简捷方便，界面友好美观，监控系统稳定灵活，符合行业标准，可扩展性好。系统应有先进性、安全性、可靠性、和容错性、灵活性，监测系统要结合实际情况，采用先进、成熟、使用的技术，细致考虑，涉及多方位。

3． 系统实施

3.1系统布置图

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3.2硬件配置

一台奔4（1.7G），4台奔III(800)

4台D6266功率分析仪（瑞士）

hub

标准以太网

3.3软件配置

win2000操作系统

office97(access)

ControX2000软件

3.3 系统功能

系统总体设计方案，由铁科院的相关人员与华富惠通技术有限公司的专业资深研发人士，共同组织开发实施。采用了目前最先进的功率分析仪。

该工程Controx2000运行于WINDOWS2000之上，提供灵活的组态平台，功能强大界面友好直观，操作方便

系统I/O设备采用国际知名的功率分析仪，自动检测功率分析仪上的电流、电压、有功、无功功率等等

数据传输方便、可靠性、稳定性高

自控性强，安全性高

组态、修改、查询、打印等功能灵活方便

软、硬件结构设置合理，符合现场需要

远程监测、自控电路设置良好，抗干扰性强

报警功能强大，及时，准确

实时和历史趋势曲线

数据报表采用ACCSS、EXCEL报表，日、月、季、年的报表统计、检索功能，实现即时查询和打印.

系统自检功能

安全的权限级别用户管理

4． 结论和客户评价

由于Controx2000软件在铁路上的成功应用，得到用户一致好评，尤其是灵活方便的操作界面，强大的通讯功能，使机车试验系统成为铁道自动化工程中的典范。

机车监控系统 篇6

关键词：稳定；故障；分布式诊断；实验样机

中图分类号：TD64 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 14-0003-02

车载控制电源作为电力机车控制系统的重要组成部分，一旦出现故障将导致整个列车控制系统的瘫痪，将会对行车安全造成无法预计的严重后果。针对这种情况，研制出一套具有能够实时准确的监测及预测诊断车载控制电源的实时运行情况，是当前保障电力机车安全运营急需解决的问题。车载控制电源系统包含了整流、逆变、变压、控制等多个子系统，再加上系统自身的寄生参数对整体性能和系统稳定性都起着决定性作用，而这些子系统的寄生参数相互之间有着紧密的耦合关系。所以，使用传统的系统故障诊断方法不能够对车载控制电源进行全面实时的诊断。

针对目前存在的问题和控制电源自身的故障诊断计算量大，子系统寄生参数的分析方法不明确的问题。提出了使用分布式故障诊断的方法，将整个车载控制电源系统分割为相互之间有一定独立性的不同子系统，分割之后可以针对不同子系统采取各自最有效的故障诊断方式，不需要考虑其他子系统的结构和参数。系统诊断的复杂程度得到了大大的降低，与此同时可以针对特性不同的子系统采取更加准确有效的诊断方法，从而系统诊断的可靠性和准确性得到了大大的提高。[1，2]

一、故障诊断方法及建模

（一）分布式诊断原理

（二）车载控制电源的电路结构

电力机车的电气控制系统都需要车载控制电源来进行供电，其是机车控制系统的重要组成部分。它性能的好坏与电力机车的安全运有着直接的关系。伴随着机车控制技术的逐步提高，控制系统精细程度的不断增加，由直流稳压电源直接供电的子系统也在不断的增多。尤其是各种控制、检测设备的大量使用，控制电源保证无故障运行就显得越发重要。[2，4，5]

对上面提出的车载控制电源故障关系图，我们分成如下三个步骤：

1.将系统分区为不同级。将模型中的反馈环分配给分区中的各级。

2.建立对应于系统循环因果模型的非循环因果模型。

3.建立的非循环因果模型的分区。

经过以上三步，通过优化系统的分区，使他们变成相互独立的故障区，来实现结构简单、计算准确高效和诊断稳定可靠的分布式故障诊断系统。[3，6，7]

二、诊断系统整体结构

基于前面的理论研究工作，采用了分布式的设计思想，针对列车的实际运行环境中具有的三大特点：运行中电磁干扰非常严重、机械震动大、温湿度条件苛刻。因此在故障诊断系统设计的时候，除了诊断系统自身需要得到绝对可靠的保障之外，还必需要一些附加的电路来对采集到的信号进行信号不同的调理，以确保故障诊断过程中使用到的信号的可靠性。考虑到以上的种种因素，我们进行了车载控制电源故障诊断系统的初步设计。系统的基本结构框图如图3所示，图中的虚线框中是为以后增加子模块预留的扩展接口。

三、试验结果

分布式车载控制电源故障诊断系统目前有样机正在线上运行，经过了两年的试验运行，一共诊断出各种故障68次，下面对试验运行过程中诊断出来的故障进行对比分析。

试验证明，分布式故障诊断系统车载110V控制电源上的能够较准确的起到诊断的作用，其诊断精度及稳定性已具备工业推广的要求。

四、结论

本文提出了一种新型的车载电源故障诊断方法—分布式故障诊断，采用该方法试制出来的实验样机运行结果良好，基本达到了预期的准确可靠诊断的目标，具备工业推广的价值。

参考文献：

[1]王儒.新型控制电源研究[J].电气技术，2008，1：54-59.

[2]阮新波，严仰光.直流开关电源的软开关技术[M].科学出版社，2000，1.

[3]史平君.实用电源技术手册电源元器件分册[M].辽宁科技出版社，1999，1.

[4]周桂发，陈特放，崔晓庆.机车在线故障诊断专家系统研究[J].长沙铁道学院学报，2002，20（1）：105-112.

[5]阮新波，严仰光.脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术[M].科学出版社，1999，9.

[6]吴明强，史慧，朱晓华，等.故障诊断专家系统研究现状与展望[J].计算机测量与控制，2005，13（12）：1301-1304.

[7]严云升.TM1型机车的微机控制系统[J].机车电传动，1997（3）：1-4.

[8]成庶.机车车载控制电源及其故障诊断关键技术研究与工程实现：[博士学位论文].长沙：中南大学，2011

内燃机车电气系统改造 篇7

内燃机车自投入莱钢运用以来,由于作业环境比较恶劣,工况比较复杂,故障率一直颇高。其中,电气系统常见故障占到了故障总数的70%以上。最近几年,随着故障处理经验的积累以及故障现象的跟踪分析,较好地掌握了常见故障的成因,改造攻关齐头并进,降低了内燃机车电气系统的故障率,提高了机车运用可靠性。

1 目标确立

通过多年的故障总结与分析,选择机车电气系统常见故障作为机车改造与攻关目标。机车电气制动是机车的控制中枢。电气系统运行是否可靠直接关系到机车启机、调速、发电、打风、加载、停机等状态是否良好。围绕着降低内燃机车电气系统运行故障率进行研究与分析,针对机车电气系统检修故障次数多、检修时间长等问题,准确合理地开展改造和攻关,取得了很好的效果。

2 技术改造

DF10D型机车通风机电机的型号为ZTP-12,运用过程中发现比较容易烧损,经多次拆检发现,通风机烧损的主要原因是励磁线路的接地或短路。励磁线路长期受高温环境熏烤,使其绝缘度降低,甚至外包胶皮发脆,在机车震动大的情况下容易接地或者短路,导致电机烧损。为此,决定去掉励磁电路,将电机励磁和电枢电路并在一起,同时,为了确保电机转向不变,更改电机电枢电流方向。通过实验表明,电机运用状态良好,完全符合机车要求。同时,也对DF10D型机车通风机电机线路进行改造,将通风机励磁线路去掉,将电枢电路接入自动开关保护之下。改造后,避免了励磁线路烧损故障的发生,保证了机车通风机的正常运用,同时,由于多了一套自动开关保护,提高了设备运用的可靠性。

3 旧机车线路老化攻关

(1)利用大检修对整车线路进行更换。

由于GK1F型机车运用年限太长,机车线路出现老化现象,易造成接地等诸多电气系统故障。针对GK1F型机车线路特点,利用大检修更换GK1F型机车整车线路,对多年运用GK型液传内燃机车进行线路优化改进,提高线路的可靠性;对电气柜进行优化设计,选用可靠性高的部件,提高电气控制系统的整体可靠性。主要包括风泵间、柴油机间、司机室内、液传间的线路更换。

风泵间需更换的主要线路:后大灯、标志灯、照明线路;油水分离器线路;风源净化线路;预热锅炉线路;预供油泵线路;风泵电机线路;油压传感器、风压继电器线路。

柴油机间需更换主要线路:步进电机线路;照明线路;继电器线路;油温传感器线路。

司机室内需更换线路:左右车下灯。

液传间需更换主要线路:撒沙及风压线路;110℃、120℃油温线路;换向换挡线路;传动箱转速、柴油机转速线路;照明线路;燃油泵电机线路。

车上所有线路绝缘要求:主回路绝缘不低于0.5MΩ,控制回路不低于0.25 MΩ,相互间不低于0.5MΩ。

(2)平时检修时发现的存在老化隐患的线路进行及时处理。

GK1F型机车运用年限太长,导致冬季机车预供油泵电机不能满足0.1kPa启机油压要求,容易造成启机困难故障。参照DF10D型机车,对GK1F型机车预供油泵电机换型及线路位置进行改造,提高润滑系统的可靠性。将预供油泵泵头由40cm3更换为60 cm3,但是电机不能满足要求,容易烧损。为此,将GK1F型预供油泵电机由ZK13-2型更换为DF10D机车机油泵ZTP-22型电机。同时,由于位置不合适,将其从柴油机间改在风泵间,并根据电机要求更换相关线路。

(3)利用水阻试验对机车技术参数进行校正。

运输部自2003年8月先后引进6台DF10D型电传机车,为确保DF10D型机车工作状态良好,实现精密检修,运输部研制DF10D型机车整车状态和相关部件的参数测试校验的水阻试验台。水阻试验台的功能是对组装完毕或有必要进行负载试验的机车进行加载检验和机车参数调整,使机车达到设计要求。机车负载试验,是以水电阻作为负载,模拟机车各种工况,调整机车参数和检查机车柴油机、联合调节器、主发电机、整流柜各部,以确保组装正确、动作可靠、运行安全。按机车工艺技术要求,机车在大轮以上修程都需要进行水阻试验;机车应用过程中,柴油机的拉缸、机车输出功率不足或不稳定、增压器更换等,也需要进行水阻试验;机车应用后期柴油机做功能力下降,同步主发电机外特性需要调整,机车起动性能的调整以及相关的电机参数的匹配调整,同样也需要水阻试验。

4 机车配件统一化

运输部现有5种车型,配件型号不统一,给配件的采购及管理带来了困难,无法保证机车配件的及时供给,于是对机车配件进行统一化。GKD1A机车燃油压力变送器故障率高,且配件为进口,采购困难、费用极高,因此采用DF10D机车运用效果好、成本低的变送器进行替代;针对新进DF4D232/233的压力表和压力变送器与原DF型机车不一致且试验台无法校验的问题,进行统一化改进,提高配件校验的可靠性。

5 结语

浅析无线调车机车信号和监控系统 篇8

为了减少由于人为操作失误而产生的“冲、挤、脱“等事故的发生, 有必要提出无线调车机车信号和监控系统。

该系统综合了无线通信、计算机、显示和机车控制技术, 是基于通信的列车控制和列车超速防护技术在调车作业安全防护方面的特殊应用。该新一代集中调度系统, 重点解决专用调车机车在固定调车场、本务机 (本务机是担当主要牵引任务的机车) 在中间站时调车作业的安全防护问题。

1.系统结构。无线调车机车信号和监控系统的基本结构主要由两部分组成:一套地面子系统和若干套车载子系统。地面子系统主要由地面服务器、联锁信息采集接口、地面应答器、无线数据传送电台等相关设备组成, 负责采集站场联锁信息以及发送调车作业单, 为机车监控提供地面依据;车载子系统主要由调车机车分机、彩屏装置、车辆应答器、监控装置以及无线数据传送电台等相关设备组成, 负责实施对机车走行的实际动作监控。

2.车地通信。实现站内调车机车监控可以采取两种方式:一种是通过轨道电路电码化传送信息来实现对调车机车作业进行监控;另一种方式就是采用无线传输的方式实现机车与地面的信息交互。

由于技术原因, 无法通过轨道接收方式全部实现全场的机车信号显示, 如果采用第1种方式, 则需要对车站内大量设备进行改造, 费用会相当大;而利用无线传输的方式, 改造量小, 投资也比较少, 因而是一种较为理想的选择。在整个通信过程中, 机车有调车任务时首先需要向地面服务器发送请求入网的信息, 收到地面服务器的入网许可之后方能进入站场进行调车作业。地面服务器与车载主机所要交互的信息包括以下几种:广播信息、控制信息以及调车单信息。其中广播信息中包含了信号机状态、道岔状态等站场信息, 控制信息则针对每台机车的实际情况传输, 包括基本进路、距前面最近道岔距离等相关信息, 调度单信息如果有必要则跟在控制信息之后发送。还有车载设备与地面服务器的数据交互模式。在同一站场可能会有多台机车同时作业的情况, 这样地面服务器就与车载主机形成了“一对多”的通信局面。

在每个处理周期中广播信息最先发送。该系统中地面服务器的数据传送电台与车载主机的数据传送电台接收和发送全部采用同一频率, 这样可保证广播信息只发送一次就可被全部车载主机所收到。由于每个周期之初广播信息都被发送且整个站场在每个周期的变化并不十分明显, 所以, 此处并不需要车载主机给出回执信息, 从而提高整个通信过程的效率。

由于多台调车机车同时工作, 控制信息需要采用循环发送的方式。控制信息的发送有两种方式可以选择:第1种方式下控制信息的发送采用定时间的方式, 即分配给每台机车的控制信息的发送时间都是一定的;第2种方式则是根据实际情况对每台机车的控制信息发送时间采取动态分配的方式, 这样导致每个发送周期的时间长度都是变化的。由于控制信息的实时性要求非常高, 所以, 如果采用定时间发送的方式可能会使机车丢失部分控制信息, 而采用第2种方式显然更适合于调车作业的实际情况, 灵活性更好, 效率也更高。

由于地面服务器与车载主机的无线数据传输电台收发的数据都是采用相同频率, 这样, 不可避免地会出现发送给某一车载主机的控制信息也会被其他车载主机收到。每台车载主机都会在一个周期内收到大量数据, 这就需要车载主机能准确判断每次收到的信息, 将自己需要的信息加以处理, 丢弃无用的信息。由于每台机车都会在入网的过程中收到地面服务器分配的一个注册号码, 所以, 机车对收到的信息如何处理是通过对控制信息中的注册号的判断来决定的。为了避免接收过程中耗费过多的时间和空间, 车载主机在接收控制信息和调车单的过程中首先只接收相当小的一部分数据, 并对包含在其中的注册码信息进行判断, 如果接收到的注册码与自身的注册码不同, 则将所收到的信息丢弃, 其后的控制信息也被视为无效信息不予接收;如果注册码相同, 则继续接受后面的信息并加以处理, 尽可能保持数据处理的高效性。

出于安全方面的考虑, 对于每次的控制信息和调车单信息, 车载主机都要发送回执信息给地面服务器, 所以地面服务器在控制信息发送完毕之后必须等待回执消息的返回。这里等待时间的确定可能根据实际情况不同而有所差别。如果等待时间过短, 可能数据还没传输至服务器或者服务器只能收到部分信息;如果等待时间过长, 作业的机车越多, 则整个周期中用于等待的时间也就越长, 从而对系统的效率造成影响。

整个传输过程中, 数据的发送和接收都要采用一定的检错 (如CRC校验) 和纠错 (如前向纠错) 方式, 确保数据传输的可靠性。

机车监控系统 篇9

1 矿井“信、集、闭”的释义

在煤炭行业内，矿井机车运输监控系统又简称为“信、集、闭”。“信、集、闭”系统的作用主要在于在指挥调度大巷轨道机车运输，并对其实施安全监控和生产管理。该系统的应用对提高工作效率，确保运输安全发挥着重要作用，同时也促进了经济效益的提升，已经成为矿井现代化生产的必备的现场信息化控制系统。它可以根据现场需要灵活配置，以适应大中小型矿井运输现代化的需要，可以在有瓦斯、煤尘爆炸危险的场合使用。该系统全称为“信号、集中、闭塞”。

“信号”指的是一系列的命令和指示，它或是由系统发出或是由调度员人工手动发出，主要用于对列车运行进行各种调度。在实际运用中，信号以发出命令的形式对列车进行指挥，如是否可以开车、保持正常速度行驶还是减速慢行、顶车运行还是调头作业，这些不同的命令和指示都要通过不同的信号显示出来。煤矿井下信号分为了两大类：视觉信号和听觉信号。为保证运输的安全、提高运输效率，对于信号所传达的命令信息，机车司机必须严格遵守，在驾驶过程中按照信号指示开车。

“集中”指的是信号、道岔和进路之间在一定条件下形成的一种相互制约的关系，它们通过各种技术手段(包括计算机信息技术)得以实现。其中，进路指的是列车(包括单机车头)在轨道线路上运行的线路。从某一防护信号机到另一防护信号为一条进路。在实际中，影响列车进路运行安全的因素呈现出多元化，但是大体上可以归为两类：即进路内因素和进路外因素。进路内因素主要包括是否有其他车辆占用当前进路，进路上的道岔位置、密贴状态有没有达到安全标准，在车辆运行过程中，可否扳动道岔等;进路外因素则侧重于一条进路与另一条进路之间的关系，如它们之间会不会发生冲突。因为在实际中，要考虑到同时开放几条进路有可能会带来正面或侧面冲突，容易造成撞车事故。所以，必须让对进路实施保护的信号机与进路、道岔之间建立和维持一种联锁关系，实现动作的相互制约，以保证行车的安全和效率。

“闭塞”是一种让列车按照空间间隔运行的技术方法，主要通过信号或供停电的方式来实现。在实际运用中，往往是按照区段(或区间)来对车运行的轨道路线进行划分，同时利用信号控制保证每一区段只能有一列列车占。在对关联道岔的动作进行监控方面，已经逐渐告别依靠调度员电话调度、信号工手动扳动道岔的传统方式，而是越来越多地采用电动转撤机监控，这种方式方便了对机车的运行情况和设备状况进行掌控，并且发挥了联锁控制和远距离监视的作用，相比以往依靠司机联系的机车运行方式而言大大进步了。

2“信、集、闭”系统的主要功能

“KJ293型煤矿井下机车运输监控系统”以DCS控制为基础，是一套隔爆兼本安型矿井“信、集、闭”系统。KJ 293系统设备基本组成有：主控室(主控机、管理机、智能通讯器、UPS)、井下控制设备(控制分站、隔爆兼本安电源箱)、检测执行设备(轨道计轴器、收发讯机、转辙机控制箱、转辙机、信号机、语音输出设备、自动停送电装置)、线路(网络分线盒、设备接线盒、网络电缆、设备电缆、光纤、以太网)。该系统充分发挥二级计算机网络的核心作用，使得工作人员对井下大巷运输的监控在地面主控室就可以完成，并且实现了自动调度。对于井下大巷列车位置、车号及信号灯、道岔状态和区段占用情况等，均可以通过系统得到显示，工作人员根据系统提供的信息来科学调度和指挥，保证列车的运行安全。该系统还能对运行过程数据进行自动记录，并准确显示出设备和传感器的工作情况，一旦发现故障将进行自动诊断并发出报警。这一系统不仅可以生成管理报表和列车循环图，并且因为采用了点隔离而具备了较高的可靠性，其功能主要体现在：

2.1 保证了机车运行安全

通过信号保护，系统可以控制实现每个线路区段只有一台机车，将该区段列车与其他列车发生接触的机会降到了最低，确保了列车运行的安全。除此之外，通过“集中”，系统在进路与进路、进路与道岔之间建立并维持了一种联锁关系。有的系统具备了更加强大的功能，如对机车闯信号进行报警，实现自动停车等。在这样的指示和保护下，有效避免了机车正面相撞或追尾等事故的发生，最大限度实现了安全行车。

2.2 提高了运输效率

(1) “信、集、闭”系统的运用，使调度工作在控制台前就可以完成，简化了控制工作流程，加强了控制效果，实现了调度管理的科学化、合理化; (2) 借助系统的信息化功能，调度员的监督、控制范围覆盖到了与机车运行的全部过程，并且细化到了各个部位的控制，一改过去人工扳道岔、吹哨调度的工作状态，实现了指示命令下达的准确、迅速，提高了调度管理的效率; (3) 在正常情况下，机车司机依据信号指示行车，减少了停车情况的出现，从而也减少了机车重复起动的次数，提高了运行速度，缩短了运行时间，促进了机车、矿车周转率的显著提高，进而提高了经济效益。 (4) 系统采用了智能控制方式，尝试出一整套柔性调度算法，更好地实现了对动态目标进行跟踪。对于行车路径的动态链接问题，设备损坏时拓朴结构的自适应重组问题、信号联锁关系的自动判定问题，都得到了很好的解决。通过任务和任务串调度手段，使过去的进路调度方式获得的强化，真正实现了自动化调度。

2.3 减人提效、降低了能源消耗

(1) “信、集、闭”系统的运用，使得机车运行调度告别了过去过度依赖人工操作的历史，不再需要信号工联系和记忆车辆运行情况，也不需要来回奔跑扳动道岔，将调度工作集中到了调度室来完成，减少了岗位设置，从而实现了人员的精简; (2) 在该系统的指挥下，机车起动次数减少，可从而使电能消耗大大减少，实现了高效节能。

3“信、集、闭”系统应用思考

在“信、集、闭”系统的指挥下，井下大巷列车运行间隔时间得到了科学合理的安排，机车通过能力大大提高，从而提升了大巷原煤的输出和材料、设备及人员的输送能力，促进了煤矿生产的高产高效。随着近年来机电设备技术水平的提升，越来越多的高产高效矿井实现了原煤运输与矿井运输的分离，使井下大巷运输减轻了60%以上的工作量。除此之外，在尚未实现原煤运输与矿井运输分离的矿井，原煤运输和材料、设备及人员输送过程中，存在列车线路交叉的现象，而采用胶带输送机来对原煤进行运输就避免了这种情况的出现，在机车运行中途不再通过人工来回奔跑扳道岔，只是停靠上下人，扳道岔作业仅仅在始发站和终点站进行。由于减少了运输工作量，井下机车运行密度大大减少，通常情况下的间隔时间达到了20分钟以上，在这种情况下，即使不采取区间控制也可以保证机车的安全运行，因此，采用矿井“信、集、闭”系统的必要性就降低了。加之该系统的操作和使用对于人员的技术能力和专业素质要求较高，从减员提效的角度看，它的实用性降低了。

4 结语

依据“运输安全质量标准化标准”规定的要求，超过5台机车在同一水平同时行驶时，必须采用“信、集、闭”运输系统运输。基于发展的观点来分析现行的这套规定，发现其已不适应当前矿井运输分离为“主运输”和“辅助运输”的现状。在输送量大大降低的情况下，大巷运输管理对这一系统的依赖性大大减少。本着与时俱进的精神，矿业管理部门及业内人士应该对这一标准的修正产生足够的重视。因此，对还没有采用“信、集、闭”系统的矿井来说，如果大巷是进行单一辅助运输的系统，应从资金投入和减人提效及必要性三个方面对这一系统设备的安装进行技术、经济论证，最后选择一种比较优中的可行性方案。

摘要：介绍了“矿井机车运输监控系统”在煤矿井下的应用, 并着重对“矿井机车运输监控系统”的功能及主要作用做出了阐述, 同时根据煤矿井下机车的实际运行情况, 对“矿井机车运输监控系统”在煤矿井下的应用, 提出了自己的见解。

关键词：煤矿,井下,信集闭,系统,应用

参考文献

[1]孟宪刚主编.机车车辆及牵引计算[M].中国铁道出版社, 1985.

[2]徐树春, 刘东, 张昌鄂, 董超英.煤矿铁路机务牵引发展方向初探[J].煤炭企业管理, 2002 (12) .

机车监控检测装置应用浅析(一) 篇10

1机车监控检测装置分类

机车车载监控、检测装置种类繁多, 按功用主要分为以下几种:

(1) 运行安全监控装置。俗称“黑匣子”, 是监督、控制机车运行安全, 记录运行数据的装置。目前, 全路机车主要使用的是LKJ-2000型运行监控记录装置。该装置借鉴国外先进的ATP及ATC技术, 采用32位微处理器及数字信号处理技术, 可显示机车运行参数, 记录乘务员操纵数据, 防止运行超速及事故发生。

(2) ATP车载设备。ATP即列车超速防护系统。第6次大提速后, 动车组列车在CTCS-2、CTCS-3区段运行速度已达到250 km/h和300 km/h。列车速度大于160 km/h后, 原有的LKJ开环控制已无法满足运行安全要求, ATP便成为控制列车运行的重要技术装备。系统由地面和车载设备组成闭环控制系统, 以车载设备为主控制行车的模式, 是今后高速列车运行控制的发展方向。

(3) 机车质量监测装置。国产SS7E、SS8、SS9、DF11等型机车吸收消化国外先进技术, 实现了微机控制。微机系统除控制功能外, 还具有运行质量信息记录及故障诊断、显示功能。系统监测、记录机车运行动态参数、显示故障信息, 为途中应急处理和机车检修提供科学依据。

(4) 机车车载检测装置。车载检测装置种类多, 范围广, 涉及机车走行部、电器、辅助、制动等系统。较具代表性的有:①JK00430型机车走行部车载监测装置。机车走行部长时间处于高速、高负载运动中, 冲击振动、腐蚀、金属疲劳等都会影响到行车安全, 此装置可对机车轴箱、电机、空心轴工作温度及车轮、轴承、齿轮故障冲击信息在线监测并自动诊断, 提醒乘务员及时采取措施, 确保列车运行安全;②GW系列弓网动态检测装置。电气化铁路行车中, 机车受电弓与接触网发生弓网事故, 会挂坏设备, 造成停电、列车停车等, 严重干扰行车安全及运输秩序。利用该装置可对运行区段内接触网导高、拉出值、硬点等参数进行动态检测, 自动记录故障信息和弓网状态图象, 为供电部门检修提供准确数据。

2监控、检测装置原理与功用

2.1 LKJ-2000型运行监控记录装置

LKJ-2000型运行监控记录装置主要由主机箱、显示器、数据转储器 (或IC卡) 、光电传感器、压力传感器、插头、传输电缆及系统软件组成, 如图1所示。监控装置采用车载计算机预先存储地面数据的控制模式, 根据机车运行中所处位置按顺序调取存储线路数据, 按前方信号显示状态并根据列车速度计算列车走行距离来产生控制模式曲线。当机车速度超过控制曲线范围时, 自动对机车实施卸载、常用制动及紧急制动控制, 防止列车越过关闭的信号机, 它具有以下功能:

(1) 监控功能:防止机车越过关闭的地面信号机, 防止超过线路允许速度、机车构造速度、调车限制速度行车或作业, 防止列车发生溜逸等。

(2) 记录功能:记录乘务员输入或IC卡导入参数, 记录开、关机时相关参数、机车运行参数、事故状态信息等。

(3) 显示功能:以数字、图形、曲线及人机对话方式显示列车运行信息及机车运行参数。

2.2 车载ATP列控设备

车载ATP设备是动车组运行控制的主要设备, 由车载安全计算机 (VC) 、应答器信息接收模块 (BTM) 、连续信息接收摸块 (STM) 、司机操作界面 (DMI) 、ATP车载设备记录器 (DRU) 、速度传感器等部分组成 (见图2) 。动车组两端头车各安装一套, 总体采用硬件冗余结构, 可靠性较高。其主要功能有: 列控数据采集;动、静态列车速度曲线计算;缓解速度计算;列车定位、限制速度等信息显示;运行权限、限速监控;防止列车超速运行;防止溜逸等功能。

ATP根据运行情况分为:完全监控、部分监控、待机、反向运行、引导、应答器故障、目视行车、调车监控、隔离、机车信号等10种控制模式。

完全监控模式:ATP设备通过应答器信息接收模块BTM、连续信息接收模块STM, 读取埋设在线路上的应答器提供的点式信息 (线路长度、坡度、固定限速、临时限速、级间切换、列车定位信息等) 和轨道电路提供的信号信息。ATP车载设备获得列车控制所需基本数据后, 即可生成目标-距离模式曲线, 并通过DMI显示列车实际运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等, 同时经常识别列车位置, 连续监控列车速度, 与速度模式比较, 自动生成制动速度模式曲线, 自动输出紧急或常用制动指令, 控制列车运行。

部分监控模式: ATP接收到缺损的线路数据时, 车载设备产生固定的限制速度控制列车运行。当连续两组及以上应答器数据丢失, 列车在车载设备已查询到的线路数据信息末端前触发常用制动, ATP根据线路最不利条件产生监控速度曲线, 列车限速运行。

其他模式为非正常情况行车使用, 此处不再赘述。

ATP设备具有机控、人控两种优先方式, 可通过设置选择一种, 通常使用机控优先方式:列车制动、缓解控制由ATP自动完成, 司机可根据需要进行人工干预, 大大减轻了劳动强度, 实现贴线运行, 保证了安全、正点。

2.3 机车质量状态实时监测系统

机车质量状态实时监测系统分为车载和地面系统两部分, 车载装置主要由主机箱、显示屏、传感器、系统软件等组成, 地面部分主要由终端机、地面专家软件系统组成。机车运行过程中, 车载装置通过传感器监测、采集运行状态数据, 对故障等级、类型等进行判别、报警及显示, 存储故障信息及相关参数同时进行传输控制, 机车入段后, 可回放运行参数, 分析机车故障。

2.4 JK00430型机车走行部车载监测装置

JK00430型机车走行部车载监测装置由车上和地面两部分构成。车上设备主要有主机、TAX2监测插件、速度传感器、温度传感器、复合传感器及接线盒等, 地面数据处理分析系统主要为软件包、终端机和转储接口等。装置主机通过RS-485与TAX2轴承监测接口连接, 通过传感器采集数据, 将检测到的温度及振动故障信息实时显示在司机室主显示屏上。当轴承绝对温度超过90℃或温升超过55℃时报警提示, 轴承冲击分为Ⅱ、Ⅰ、0三级预警, 发生Ⅱ级冲击故障时报警提示。

2.5 GW系列弓网动态检测装置

该装置由车顶浮充电电源, 拉出值、导高、硬点传感器, 行程开关, 数据发射机, 接收机, 摄像机等组成。车内部分有数据采集处理主机, 弓网检测单元, 图像分析处理主机, 监视器等。装置的工作原理如下:机车运行中, 传感器检测到拉出值、硬点冲击超限时, 故障信号经光电转换后传给车内数据采集处理主机, 送入TAX2的弓网检测单元。导高传感器检测到接触网导线超限时, 故障信号直接传给弓网检测单元, TAX2的通讯记录单元采集机车运行基本信息 (时间、公里、车号) , 与弓网故障信号合并处理后进行存储。故障发生时, 故障检测单元还可实时发送图象, 图象分析处理主机自动截取弓网故障图象并保存。装置记录的所有故障数据和图像均可在机车回段后用转储器导入地面软件系统, 为解决故障提供准确信息。