機車狀態(tài)信息采集系統(tǒng)(圖)

1、前言前言鐵路運輸以其安全性能好、能源消耗少、環(huán)境污染低和經(jīng)濟效益好等諸多的優(yōu)點成為了安全可靠的現(xiàn)代化交通工具。機車作為鐵路運輸?shù)年P鍵組成部分，其運行狀態(tài)的質量關系著整個鐵路運輸系統(tǒng)的質量。目前，主型機車上大都安裝有顯示器和電子柜等關鍵設備。這些設備用于實時顯示機車參數(shù)的狀態(tài)，協(xié)助駕駛人員進行操作，從而保證了機車運行的高安全性，降低了事故發(fā)生率，產生了巨大的經(jīng)濟和社會效益；但是，這些設備僅有實時的顯示和查詢作用，不能把機車每時每刻的關鍵參

2、數(shù)都記錄下來，以便日后分析。因而，鐵路單位非常需要那種類似飛機上“黑匣子”的監(jiān)測記錄系統(tǒng)，這也是實現(xiàn)質量管理現(xiàn)代化的關鍵組成部分。國外高速列車早已實現(xiàn)了“狀態(tài)維修”，而我國鐵路還沿用“計劃維修”的體制，其主要原因是我國現(xiàn)在無法確定機車所處的“狀態(tài)”。基于此，筆者研制了機車狀態(tài)信息采集系統(tǒng)，對機車狀態(tài)的各種參數(shù)進行采集，把機車在運行過程中的各種狀態(tài)信息及時記錄下來，在運行結束后將記錄下來的數(shù)據(jù)進行轉存、分析和處理，形成知識庫，并采用先進的

3、診斷方法。這樣，既采集了機車運行過程中的狀態(tài)參數(shù)，同時也建立了相關的知識庫，為很好的把握機車的“健康狀態(tài)”提供了依據(jù)。不斷發(fā)展的智能傳感器技術、微型計算機技術、數(shù)字通信技術、信號處理技術和故障診斷技術為之提供了堅實的技術支持。制方式，原有的狀態(tài)信號可以直接獲得，而無須另外采集。監(jiān)測儀模塊可對運行中的或停車狀態(tài)下的機車設備、車輛以及這些設備所構成的系統(tǒng)進行在線檢測，提供故障未發(fā)生時的預警以及故障發(fā)生后故障所在部位的信息，提示采取應急故障的

4、建議和排除故障的方法，以上信息都可以通過網(wǎng)絡傳送到彩色顯示屏。采用差分GPS對列車進行準確定位，利用數(shù)話同傳無線列調通信系統(tǒng)將機車信息采集系統(tǒng)產生的機車實時信息傳送到地面，通過鐵路分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)將信息傳送到機務部門，使得機務段和相關部門可實時掌握運行中的機車狀態(tài)。同時在機車進站后利用USB接口進行大量數(shù)據(jù)傳輸，通過地面專家系統(tǒng)進行分析和處理，診斷得出機車的健康度。機車狀態(tài)信息采集系統(tǒng)采集的信號包括機車低壓柜、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)的實時采集記錄，將會全面反映機車在運行過程中的實際工作狀態(tài)，對于評價機車質量意義重大。系統(tǒng)的硬件結構與組成系統(tǒng)的硬件結構與組成由于篇幅所限，本文只對數(shù)據(jù)采集模塊作詳細的分析。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，內部集成16路AD轉換和CAN總線協(xié)議，還帶有SPI和SCI等接口，功能十分強大，非常適合數(shù)據(jù)采集。配以高達132M