[实用新型]旅客列车车厢运行状态监测系统

说明书

本专利公开了一种旅客列车车厢运行状态监测系统，包括安装在车体内部5个监测传感器和由传感器接口电路、信号调理电路、模数转换电路、监测CPU电路、RAMROM电路、以太网接口电路组成的状态监测器；可监测列车运行过程中车体内部X、Y、Z三个方向的振动和温度，进而对列车运行的平稳性和乘坐的舒适性进行评价。本专利的有益效果在于：采用集三轴振动监测和温度监测于一体的多参量监测传感器，并配置相应传感器接口电路和信号调理电路，评价结果可通过以太网接口电路、交换机传输到列车监测主机，以实现列车各车厢运行过程中的平稳性、舒适性的综合评价。

技术领域

本专利涉及一种列车在线运行状态监测的系统或装置，尤其是一种旅客列车车厢运行状态监测系统。

背景技术

客运列车又称旅客列车，是指专门装载并运输旅客的火车，区别于货运列车。广义上的客运列车泛指一切在轨道上面运行且车厢是用于运输旅客的火车；除了国家铁路客运列车之外，城市轨道交通中的各种地铁列车、轻轨列车、单轨列车和磁悬浮列车等都属于事实型的客运列车，只输送旅客。狭义上的客运列车仅指国家铁路（含由中国铁路总公司下属的18个铁路局集团公司管辖的铁路）线上运营的旅客列车，有相应的车次编号，一般只提供旅客运输服务，极少数特殊情况会和部分货物车皮混编。客运列车在载客量、舒适度、美观度、加速度和速度等方面有一定要求，当今世界各国都在不断地研制更加先进平稳的客运列车。

客运列车根据不同的性质和等级有多种分法，动车组列车有高速列车、城际列车、普通动车组、卧铺动车组、市郊列车；传统列车有直达特快列车、特快列车、快速列车、普快列车、普通慢车，还有满足特殊需求的旅游列车、军政专列、临时列车、路用通勤列车、临空列车，还有新兴的众筹火车等。客运列车一般编挂硬座车，硬卧车，软卧车，餐车，行李车，某些列车根据情况编挂软座车，邮政车，公务车，空调发电车，每节车体中部挂有水牌；有的会削减编组，比如不编挂硬座车，长途列车会编挂一节硬卧车作为乘务人员的休息车，遇到特殊情况，经过调度员允许，可以加挂路用的轨检车，接触网检查车，货车；根据需要，会在机后一位或列尾进行机车或者车辆或者重型轨道车的回送。

随着我国铁路的高速发展，列车运营速度大幅提升，最大程度的保障乘客出行时的安全性和舒适性，时刻保障乘客出行的最基本权益是铁路工作的重中之重。为此，新型列车出厂之后要进行长期的平稳性跟踪监测，确保平稳性指标达到相关要求。舒适度是乘坐旅客列车的乘客对旅行品质的综合反映评价，狭义来说，舒适度是列车运行产生的振动（包括横向、纵向和垂向三个方向的加速度）对乘客的影响问题，即乘坐舒适度和平稳性。我国列车动力学性能通常采用平稳性指标进行评价，国际上更多的采用旅客乘坐舒适性进行评价，目前我国也准备试行该标准进行列车动力学性能的评价。乘坐舒适性评价采用舒适度和平稳性指标同时进行评定，参照标准有：ISO2631国际标准组织标准—振动和冲击对人的影响评价准则，UIC513欧洲铁路标准—铁路车辆内旅客振动舒适性评价准则，GB5595-85中国国家标准—铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范。

随着人民生活水平的提高，旅客对列车的要求不再局限于经济、快捷，同时对列车舒适性和平稳性提出了新的需求。研究表明：振动是影响列车运行舒适性的主要因素，对此通常用平稳性指标来定量评定列车振动对舒适度的影响；通过监测车厢振动的X、Y、Z三个方向的加速度值；其中，主要用X、Z向的加速度信号来计算平稳性指标，Y向加速度信号用于冲动计算，参照平稳性评价标准《GB/T 5599-1985 铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》设计出平稳性相关算法并进行评价。另外，车体内部的温度影响到乘客乘坐的舒适感，因此需要在车体内布置温度传感器以监测空调制冷/制热效果。列车运行中，由于车厢载荷是通过转向架、轮对传递到轨道上的，列车和轨道是互相作用的，由于负载变化、驱动加速度或减速力、空气动力、轨道弯度、坡道和不平整等原因产生的外部扰动力，以及控制系统本身固有的非线性及传感器的测量误差等原因产生的内部扰动力，都会引起列车车体振动。因此，对旅客列车车体的振动、温度进行在线监测是十分必要的，目前国内外未见相关研究成果报道。

发明内容