[实用新型]列车分布式测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能测控领域，特别是一种列车分布式测试系统。

背景技术

一条铁路线路的开通通常是一个庞大的系统工程，涉及铁路系统的运输组织、通讯信号、基础设施、弓网供电、机车车辆装备等各个层面。仅就机车车辆本身来讲，无论货运或客运列车都涵盖：牵引系统性能、制动系统性能、列车纵向动力学性能、机车车辆及其零部件强度以及合理操纵方法等众多方面技术。

尤其针对长大货物列车，能否安全运行的重要指标是牵引的同步性能和列车的纵向动力学性能，包括制动性能、车钩力和纵向加速度水平等。列车在轨道上运行，牵引力只要克服轮轨的摩擦以及轴承摩擦等力即可保证列车在轨道上匀速运行，这种理想状况引起的车钩力及纵向冲动也比较小。实际上，列车在运行过程中，不仅线路条件经常变化，而且运行状态也不断变化，因此列车在运行过程中不能经常保持匀速运动，而且列车内部的相邻两车辆之间存在纵向间隙，受到司机操纵工况，列车的同步操控性能和制动波速的影响，相邻两辆车的速度也是不同的，这样在相邻两车的车钩力以及车辆的纵向加速度大小及方向就会有所不同，这种不同将促使车钩在整列车中做复杂的相对运动，容易产生较大的车钩力及纵向加速度。为此必须对列车的制动性能以及在不同牵引和制动工况下的车钩力、车体纵向加速度等指标进行试验研究。

长大货物列车相比旅客列车和小编组货物列车的最大差别顾名思义在于列车的长度，如一般的旅客列车长度约为520米(按20辆编组进行计算)，而目前的一些两万吨列车长度可达2800米，为此相比传统的动力学试验，测试方案也有很大的差别。

在一般的机车车辆动力学试验中，试验列车的编组和数据采集及处理的模式如图1所示，数据采集系统和数据处理系统布置在一个试验车上，传感器安装在各被试车上，通过屏蔽电缆连接到数据采集系统上。当被试车辆较少时，不难看出此时电缆线的长度一般较短，能够小于100米，而当被试车辆较多或多个被试车辆间相隔较远时，电缆线的长度将超过100米，有时甚至超过500米。

从图1中可以看出一个完整的动力学测试系统主要由3部分组成：传感器、数据采集系统、数据处理系统，要解决测试信号线过长的问题，可以有三种途径：

其一是保持传统模式不变，而想办法拉开数据采集系统和传感器之间的距离，目前已有一些无线遥测的系统可以满足这种要求，如产于德国的和成系统公司的无线远程遥测系统，这种系统可以使数据采集系统和传感器之间的距离达到2000米以上，但这种系统价格昂贵，抗干扰能力有待考验，且在山区小半径线路条件下以及通过隧道时容易失效，同时系统同步也是一个棘手的问题，故在铁道机车车辆的测试系统中还没有得到应用。

其二是保持数据采集系统和传感器之间的距离在100米以内，而将数据采集系统和处理系统分散到各个独立的被试车上，其采集及处理的模式如图2所示，这种模式可以有效的将测试信号线控制在100米内，但由于数据处理系统分散，各个单元之间缺乏联络，在试验过程中需要对各被试车的进行比对时则很困难。

其三是保持数据采集系统和传感器之间的距离在100米以内，而拉开数据处理系统和数据采集系统之间的距离，其采集及处理的模式如图3所示，从图3中我们不难看出这种方案实质上是将上述方案二中的数据处理系统集中在一辆车上，以传感器和数据采集系统为一个单元、各单元之间以某种方式进行连接的分布式的采集模式，这种连接方式可通过采用日益完善的网络系统得以很好的实现。这样整个测试系统可以保证数据采集系统与传感器之间的距离小于100米，数据处理系统则集中置于试验车上，各数据采集系统和处理系统间通过TCP/IP协议组成一个局域网，数据通过网络进行传输，连接数据采集系统和数据处理系统间的网线可以采用多种介质，只要满足200-2000米的传输距离要求，如目前较常用的网线有双绞线和光纤连接等。其中，双绞线网络的成本较低，可靠性高，但单臂的长度一般不能超过200米，超过200米时必须加中继器；光纤网的传输距离可以超过1000米，但由于光纤受折和挤压后容易受损，光纤网的铺设必须是专业人员才能完成，所以对工作的环境要求较高。