機(jī)車(chē)狀態(tài)信息采集系統(tǒng)(圖)

1、前言前言鐵路運(yùn)輸以其安全性能好、能源消耗少、環(huán)境污染低和經(jīng)濟(jì)效益好等諸多的優(yōu)點(diǎn)成為了安全可靠的現(xiàn)代化交通工具。機(jī)車(chē)作為鐵路運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)的質(zhì)量關(guān)系著整個(gè)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的質(zhì)量。目前，主型機(jī)車(chē)上大都安裝有顯示器和電子柜等關(guān)鍵設(shè)備。這些設(shè)備用于實(shí)時(shí)顯示機(jī)車(chē)參數(shù)的狀態(tài)，協(xié)助駕駛?cè)藛T進(jìn)行操作，從而保證了機(jī)車(chē)運(yùn)行的高安全性，降低了事故發(fā)生率，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益；但是，這些設(shè)備僅有實(shí)時(shí)的顯示和查詢(xún)作用，不能把機(jī)車(chē)每時(shí)每刻的關(guān)鍵參

2、數(shù)都記錄下來(lái)，以便日后分析。因而，鐵路單位非常需要那種類(lèi)似飛機(jī)上“黑匣子”的監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，這也是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理現(xiàn)代化的關(guān)鍵組成部分。國(guó)外高速列車(chē)早已實(shí)現(xiàn)了“狀態(tài)維修”，而我國(guó)鐵路還沿用“計(jì)劃維修”的體制，其主要原因是我國(guó)現(xiàn)在無(wú)法確定機(jī)車(chē)所處的“狀態(tài)”?；诖?，筆者研制了機(jī)車(chē)狀態(tài)信息采集系統(tǒng)，對(duì)機(jī)車(chē)狀態(tài)的各種參數(shù)進(jìn)行采集，把機(jī)車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中的各種狀態(tài)信息及時(shí)記錄下來(lái)，在運(yùn)行結(jié)束后將記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)存、分析和處理，形成知識(shí)庫(kù)，并采用先進(jìn)的

3、診斷方法。這樣，既采集了機(jī)車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)參數(shù)，同時(shí)也建立了相關(guān)的知識(shí)庫(kù)，為很好的把握機(jī)車(chē)的“健康狀態(tài)”提供了依據(jù)。不斷發(fā)展的智能傳感器技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和故障診斷技術(shù)為之提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。制方式，原有的狀態(tài)信號(hào)可以直接獲得，而無(wú)須另外采集。監(jiān)測(cè)儀模塊可對(duì)運(yùn)行中的或停車(chē)狀態(tài)下的機(jī)車(chē)設(shè)備、車(chē)輛以及這些設(shè)備所構(gòu)成的系統(tǒng)進(jìn)行在線(xiàn)檢測(cè)，提供故障未發(fā)生時(shí)的預(yù)警以及故障發(fā)生后故障所在部位的信息，提示采取應(yīng)急故障的

4、建議和排除故障的方法，以上信息都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到彩色顯示屏。采用差分GPS對(duì)列車(chē)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，利用數(shù)話(huà)同傳無(wú)線(xiàn)列調(diào)通信系統(tǒng)將機(jī)車(chē)信息采集系統(tǒng)產(chǎn)生的機(jī)車(chē)實(shí)時(shí)信息傳送到地面，通過(guò)鐵路分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)將信息傳送到機(jī)務(wù)部門(mén)，使得機(jī)務(wù)段和相關(guān)部門(mén)可實(shí)時(shí)掌握運(yùn)行中的機(jī)車(chē)狀態(tài)。同時(shí)在機(jī)車(chē)進(jìn)站后利用USB接口進(jìn)行大量數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)地面專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理，診斷得出機(jī)車(chē)的健康度。機(jī)車(chē)狀態(tài)信息采集系統(tǒng)采集的信號(hào)包括機(jī)車(chē)低壓柜、端子柜、高壓柜和大部分電器的

5、參數(shù)，共有100余種狀態(tài)數(shù)據(jù)和80余種故障信息，所有這些數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集記錄，將會(huì)全面反映機(jī)車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際工作狀態(tài)，對(duì)于評(píng)價(jià)機(jī)車(chē)質(zhì)量意義重大。系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與組成系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與組成由于篇幅所限，本文只對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊作詳細(xì)的分析。數(shù)據(jù)采集模塊的硬件框圖如圖2所示，以TI公司高性能的DSPTMS320LF2407為核心，內(nèi)部集成16路AD轉(zhuǎn)換和CAN總線(xiàn)協(xié)議，還帶有SPI和SCI等接口，功能十分強(qiáng)大，非常適合數(shù)據(jù)采集。配以高達(dá)132M