[发明专利]基于声振粗糙度的列车运行不平顺度监测系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于声振粗糙度的列车运行不平顺度监测系统及方法，所述的系统包括传感器网络、分布式数据采集子站和车载服务器站；所述的传感器网络设于列车车厢内外各处，一个所述的分布式数据采集子站设于一节车厢中，所述的传感器网络通过电缆连接该节车厢内的分布式数据采集子站，所述的分布式数据采集子站通过以太网连接车载服务器站。与现有技术相比，本发明具有扩展性强、适应恶劣环境能力等优点。

技术领域

本发明涉及铁路安全运行控制领域，尤其是涉及一种基于声振粗糙度的列车运行不平顺度监测系统及方法。

背景技术

随着我国高速铁路的迅猛发展，列车运行的安全性越来越受到重视。其中一个重要指标——列车运行的不平顺度——描述了列车在运行状态下，受轨道不平顺度、风压等因数影响下运行的平稳性。

经过检索，中国专利公开号为CN102706568A的专利公布了一种便携式列车振动测试仪，用以对列车车体、车下关键设备的振动进行测量，能够在线计算平稳性指标，并显示、存储和无线传输数据。它是由FPGA、加速度模块、频率模块、GPS模块、显示模块、键盘模块、时钟模块、RAM模块、数据存储模块、无线网络模块以及程序存储模块等组成。利用FPGA内构建独立的浮点运算单元来保证计算平稳性指标的实时性。FPGA作为该测试仪的计算控制中心，通过加速度模块、GPS模块、频率模块、时钟模块的同步，可以确定振动的大小，振动发生时列车的位置和速度、当前时刻；通过小时模块、数据存储模块和无线网络模块，可以实时显示、存储和无线传输所测数据和计算结果。但该发明仅采集加速度信号，不能多维度衡量列车运行不平顺度；仅是便携式手持设备，不能大规模高采样率地获取原始信号。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于声振粗糙度的列车运行不平顺度监测系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于声振粗糙度的列车运行不平顺度监测系统，所述的系统包括传感器网络、分布式数据采集子站和车载服务器站；

所述的传感器网络设于列车车厢内外各处，一个所述的分布式数据采集子站设于一节车厢中，所述的传感器网络通过电缆连接该节车厢内的分布式数据采集子站，所述的分布式数据采集子站通过以太网连接车载服务器站。

优选地，所述的传感器网络包括用于提取列车振动信号的加速度传感器和用于提取列车噪声信号的音频传感器。

优选地，所述的加速度传感器包括三向加速度传感器和单向加速度传感器，所述的单向加速度传感器设于激励源位置，所述的三向加速度传感器设于车厢内部获取激励响应。

优选地，所述的分布式数据采集子站包括信号调理电路、供电模块、控制器和数据采集板卡，所述的传感器网络通过信号调理电路与数据采集板卡连接，所述的数据采集板卡与控制器连接，所述的控制器通过以太网连接车载服务器站；

所述的传感器网络所采集的模拟信号经信号调理电路进入数据采集板卡前端，经AD转换为数字信号被控制器获取，经过计算和转换后通过以太网发布。

优选地，所述的供电模块包括交流供电及不间断电源，所述的控制器为一台NICompact-RIO控制器。

优选地，所述的车载服务器站包括供电装置、远程供电使能模块、时钟服务器、服务器及KVM(Keyboard Video Mouse)，所述的供电装置与列车主供电系统连接，所述的供电装置通过远程供电使能模块与服务器连接，所述的服务器分别与时钟服务器和KVM连接；

所述的供电装置就近从列车主供电系统获取电能，所述的远程供电使能模块接通或切断服务器的供电，所述的时钟服务器为服务器站的服务器提供精确时间，所述的服务器将本机时间同步至各数据采集子站，所述的服务器通过KVM与管理员交互。