[发明专利]自供电式列车运行状态监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通监测及发电技术领域，更具体地涉及一种自供电式列车运行状态监测系统。

背景技术

铁路列车及地铁等轨道交通运输系统承载着国民经济命脉，而轨道车辆的轮轴及轴承是确保轨道车辆安全运行的关键。以往，轨道车辆轮轴及轴承等关键运转部件的健康状态是以定期维护、检修加以保障的；但以定期维护、检修为主的现行维修模式越来越不经济，车辆维修模式已经在逐步向基于安全监控和寿命管理的智能化“状态修”模式发展，各种轴承监测诊断的方法和技术被不断提出。

现有的轨道列车轴承在线监测系统大都采用的是随车轴温监控报警系统，该随车轴温监控报警系统利用温度的热传递性，当轴承的温度超出阈值，即发出故障报警，该系统在一定程度上提高了故障检测效率，增加了行车可靠性。然而，温升是轴承故障的晚期症状，当轴承出现早期点蚀、剥落、轻微磨损等比较微小的故障时，温度监测基本上没有反映，只有当故障达到一定的严重程度时，用这种方法才能监测到。而且现有轨道列车轴承在线监测系统的按照传感信号传递方式可分为有线传感系统和无线传感系统。有线传感式系统应用安装施工时，每辆列车至少百余个测点，传感器信号与采集卡之间为有线传输方式，线缆长度需要几十甚至上百米，线路布设复杂，可维护性差、系统调整灵活性差。而无线传感系统安装、布置灵活，便于组网和网络拓展，但无线传感网络技术还不成熟，如无线传感网络节点供电技术，现有无线传感网络节点通常使用电池供电，电池寿命有限，如果电池电量耗尽，就需要定期更换大量的电池。

鉴于此，有必要提供一种自供电式列车运行状态监测系统以解决上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种自供电式列车运行状态监测系统。

为解决上述技术问题，提供一种自供电式列车运行状态监测系统，该系统包括：微型振动供电模块、传感模块、运行控制模块、无线通信模块以及上位机。所述微型振动供电模块包括有微型振动发电机和充电电池，其中，所述微型振动发电机，用于将列车轴承附近振动能转换为电能，并为所述充电电池充电；所述充电电池，用于为所述列车运行状态监测系统供电。所述传感模块，用于测量所述列车轴承的振动状态及温度以获得振动传感信号及温度传感信号，并发送给所述运行控制模块。所述运行控制模块，用于根据来自上位机的采样频率和周期对来自所述传感模块的振动传感信号及温度传感信号进行采样，对采样后的传感信号进行处理，并将处理结果通过所述无线通信模块发送给所述上位机，且根据来自所述上位机的指令将采样后的振动传感信号及温度传感信号发送给上位机。所述上位机，用于通过无线通信模块向所述运行控制模块发送预设的采样频率和周期，且接收来自所述运行控制模块的处理结果，若所接收的处理结果的数值大于预设值，则向列车发出相应的预警指令，并发送指令给该运行控制模块以获取采样后的传感信号，且对所述传感信号进行综合分析以获得列车轴承的运行状态参数及故障发展趋势，根据运行状态参数及故障发展趋势向列车发出相应的运行控制指令。

其进一步技术方案为：所述运行控制模块包括信号采集控制单元、信号处理单元以及无线收发控制单元。其中，所述信号采集控制单元，用于根据预设的采样频率和周期对来自所述传感模块的振动传感信号及温度传感信号进行采样，并将采样后的传感信号发送给所述信号处理单元。所述信号处理单元，用于对所接收的采样后的振动传感信号及温度传感信号进行处理以获得冲击脉冲值。所述无线收发控制单元，用于监控所述信号处理单元的数据处理过程，并在该信号处理单元的信号处理完毕后触发所述无线通信模块，以将所述冲击脉冲值发送给上位机，且根据来自所述上位机的指令将采样后的振动传感信号及温度传感信号发送给上位机。

其进一步技术方案为：所述传感模块包括：振动传感器，用于测量所述列车轴承的振动状态以获得振动传感信号。温度传感器，用于测量所述列车轴承的温度以获得温度传感信号。以及调理电路单元，与所述振动传感器及温度传感器连接，对所述振动传感信号及温度传感信号进行处理，并将处理后的振动传感信号及温度传感信号发送给所述运行控制模块。

其进一步技术方案为：所述振动传感器包括三轴加速度传感器及单轴加速度传感器。