[发明专利]一种高速磁浮列车悬浮故障预警方法及系统

说明书

本发明公开了一种高速磁浮列车悬浮故障预警方法及系统，通过对整列车的各个悬浮控制器、整车各悬浮电磁铁的监控实现悬浮系统实时预警、在线实时分析、健康预测；同时进行全程数据快速记录，结合配套的地面分析系统快速进行悬浮系统的故障定位；结合实时波形，对悬浮变流器及其他关键设备的运行状态进行分析与寿命预判；根据车辆网络指令进行悬浮系统的控制处理，保障列车的运行。本发明具有操作简单，效果显著，成本较低，适合在磁浮列车中推广应用，从而获得良好的经济效益。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，特别是一种悬浮系统、磁浮列车、预警保障及数据诊断方法、系统。

背景技术

磁浮列车悬浮系统保障列车车体离轨道面一定的间隙浮起，常导悬浮系统通常只有约8mm的悬浮间隙，这对磁浮列车的运行是非常严酷的。悬浮系统是磁浮列车的关键系统，悬浮系统动态运行情况直接关系磁浮列车的运行品质，任一个悬浮节点出现问题都会影响到整个列车的运行。不同速度情况、不同的负荷情况、不同的环境条件、相邻悬浮节点故障等等都可影响悬浮列车稳定运行，同时，悬浮系统故障种类存在多种，产生的机理也不同，差异也大。磁浮列车运行中各悬浮间隙、电磁铁的温度、电磁铁电流以及H型桥的输出电压、加速度传感器值等等都是其中的关键参数，以及相邻的悬浮节点的影响及耦合关系，这些都是需要进行实时监控及分析的，以保证悬浮系统运行工况的优化及稳定运行。

磁悬浮列车利用电磁力的作用进行导向，常导型导向系统是在车辆侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。车体与导向轨侧面之间保持一定间隙。当车辆左右偏移时，控制导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用来保持车体侧向间隙，从而达到控制列车运行方向的目的。同样，导向系统的性能也影响磁浮列车的稳定运行。

鉴于悬浮系统及导向系统是磁浮列车的核心关键系统，也是技术难点，磁浮列车技术一直以来是研究热点，国外通常由TCMS（列车控制及管理系统）直接与各悬浮节点通信，以进行故障判断，但该技术无法实时发现悬浮及导向设备的异常情况，无法进行实时分析诊断及过程预警。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种高速磁浮列车悬浮故障预警方法及系统，快速的建立车辆网络与悬浮节点的诊断网通信，实现整车网络通信协议与分节点通信协议的相互转换，从而更有效的对整车悬浮系统进行实时预警，保障运营，实现磁浮列车运营与检修的双重优化管理。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种悬浮故障预警系统，包括设置于磁浮列车各节车内的悬浮监控单元；各悬浮监控单元与对应车内的悬浮节点通信；所有的悬浮监控单元均与列车TCMS系统通信。

本发明在各节车内设置悬浮监控单元，可以有效实时地监控各悬浮节点的运行状况，从而更有效的对整车悬浮系统进行实时预警，保障运营。

所述悬浮监控单元包括两段，第1段为悬浮系统网络，用于实现各车内部的悬浮控制器与各车的悬浮监控系统单元通信，各车悬浮监控系统之间采用数字通信方式构建整车悬浮系统网络；第2段为列车网络级，用于实现列车TCMS系统与悬浮监控单元通信。进一步保障悬浮节点数据监测的实时性。

所述悬浮节点包括悬浮电磁铁控制器及导向电磁铁控制器。

所述悬浮监控单元实时采集悬浮系统及导向系统的数据，并对所述数据进行判断，若判断所述数据异常，则发出故障预警；否则，将所述数据传输至移动终端。

每一节车内的所有悬浮节点均通过CAN总线与所述悬浮监控单元通信。

本发明还提供了一种高速磁浮列车，其采用上述悬浮故障预警系统。

作为一个发明构思，本发明还提供了一种上述磁浮列车悬浮系统的故障预警方法，包括：悬浮监控单元接收各悬浮节点数据，对所述悬浮节点数据进行解析，整合所述悬浮节点数据，分析悬浮运行状况及诊断是否故障，并将诊断后的数据发送至TCMS系统。

本发明还提供了一种磁浮列车悬浮监控单元，包括：