1、KAX1客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng),鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所 報(bào)告人：李 偉 2 0 0 4 年 11月,一 、 前 言,車輛發(fā)展方面：運(yùn)行速度越來(lái)越快 新技術(shù)裝備越來(lái)越多 結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜 可靠性要求越來(lái)越高,客運(yùn)管理發(fā)展方面：客技站車輛入庫(kù)時(shí)間變短 隨車檢修人員減少 途中?？空緶p少甚至取消,1 、旅客列車安全監(jiān)測(cè)診斷必要性,保證旅客列車運(yùn)行安全壓力越來(lái)越大,一、前 言,輪軸故障,車下轉(zhuǎn)向架、車輛一/二系懸掛系統(tǒng)故障,制動(dòng)系統(tǒng)故障,車輛供電系統(tǒng)故障,2 、旅客列車安全監(jiān)測(cè)診斷必要性,存在危及列車運(yùn)行安全的故障隱患,故障特征：,運(yùn)行才暴露，停車難發(fā)現(xiàn)，危及行車安全,一、前 言,靠目前傳統(tǒng)檢車方

2、法很難,發(fā)現(xiàn)和定位車輛運(yùn)行中的故障。,必須以設(shè)備保安全,3、旅客列車安全監(jiān)測(cè)診斷必要性,一、前 言,車輛檢修作業(yè)與管理網(wǎng)絡(luò)化、信息化,車輛檢修質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制狀態(tài)修,客車檢修、管理技術(shù)進(jìn)步的需要,車輛運(yùn)用狀態(tài)存檔、事件查詢確認(rèn)、事件回放、地面綜合診斷與管理專家數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)用,4 、旅客列車安全監(jiān)測(cè)診斷必要性,一、前 言,行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)影響行車安全嚴(yán)重故障，提示乘務(wù)員采取應(yīng)急措施，保障列車運(yùn)行安全；,提速客車裝備行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng) 勢(shì)在必行,5、旅客列車安全監(jiān)測(cè)診斷必要性 (結(jié)論）,對(duì)發(fā)生故障可能危及運(yùn)行安全的主要部件進(jìn)行 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、 診斷、集中顯示、報(bào)警、事件與過(guò) 程記錄、車地

3、通信、數(shù)據(jù)下載、地面查詢、回放、 打印報(bào)表、二次診斷分析指導(dǎo)車輛網(wǎng)絡(luò)化、信息 化質(zhì)量動(dòng)態(tài)檢修和管理。,一、前 言,6 KAX1客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng) 鐵道科學(xué)研究院機(jī)輛所研制過(guò)程,1998年 鐵科院開(kāi)始立項(xiàng)研制,1999年 鐵道部立項(xiàng)，項(xiàng)目號(hào) 99J06B (A類）,2001年 南京T701/T706次列車上裝車運(yùn)用考核成功,2002年 3月通過(guò)鐵道部科教司組織的專家技術(shù)審查,2003年 8月在上海T721/T722次列車裝車投入運(yùn)用考核,2004年 4月在全路600多輛25T型客車上裝車運(yùn)用,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,1、系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)原則,1.1 監(jiān)測(cè)重點(diǎn)（監(jiān)測(cè)對(duì)象

4、）的確定,制 動(dòng) 系 統(tǒng),車輛 供電 系統(tǒng),軸溫 與防 滑器,運(yùn)行中出現(xiàn)、危及安全、人工難發(fā)現(xiàn)與判斷 車輛靜止?fàn)顟B(tài)下故障難以復(fù)現(xiàn)和暴露,走 行 系 統(tǒng),二 、KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,1、系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)原則,1.2 系統(tǒng)構(gòu)成,車載實(shí)時(shí) 安全監(jiān)測(cè) 診斷系統(tǒng),通信 系統(tǒng),地面專家 與數(shù)據(jù)庫(kù) 系統(tǒng),KAX1 由三個(gè)分系統(tǒng)組成客車實(shí)時(shí) 安全監(jiān)測(cè)與信息化檢修管理系統(tǒng),二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,1、系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)原則,1.3 *系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)。每一種模塊 對(duì)應(yīng)完成某一獨(dú)立監(jiān)測(cè)功能。,*以防滑器、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向架為最 小系統(tǒng)，可擴(kuò)充其他監(jiān)測(cè)功能。,系統(tǒng)可擴(kuò)充性好，組態(tài)靈活，

5、互換性好。,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,1、系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)原則,1.4 在滿足基本監(jiān)測(cè)要求的條件下盡可能少裝傳感器,制動(dòng) 監(jiān)測(cè)： 2只,一端轉(zhuǎn)向架與車體： 2只（四通道）,二端轉(zhuǎn)向 架與車體： 2只（四 通道）,定位於功能監(jiān)測(cè)診斷、不定位到細(xì)小部件 提高系統(tǒng)可靠性與性價(jià)比,LON總線 、RS232 RS485接口,1、系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)原則,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,1.5 故障報(bào)警三級(jí)分類與處理,對(duì)于運(yùn)行中影響 行車安全的嚴(yán)重 故障報(bào)警,確認(rèn)、緊急處理保安全,地面數(shù)據(jù)庫(kù)專家系統(tǒng)故障確認(rèn)。 檢修建議,正 常,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

6、,1、系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)原則,1.6 系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)-系統(tǒng)任何故障都不影響列車正常運(yùn)行,* 車下傳感器安裝座與車輛結(jié)構(gòu)件焊為一體, 緊固螺釘采用抗震防松措施。,* 制動(dòng)系統(tǒng)管路氣壓監(jiān)測(cè)采用細(xì)小通徑止回閥結(jié)構(gòu), 監(jiān)測(cè)氣路的內(nèi)泄漏不影響制動(dòng)系統(tǒng)的正常應(yīng)用。,* 本系統(tǒng)的內(nèi)部供電與外部電源（DC110V/DC48V) 經(jīng)過(guò)兩次隔離。系統(tǒng)內(nèi)部電路的任何故障不影響 車輛供電系統(tǒng)的正常應(yīng)用。,* 除了外部供電外，本系統(tǒng)傳感器電纜、通信與網(wǎng)絡(luò) 電纜傳送的均為弱電模擬信號(hào)。,* 系統(tǒng)具有自診斷功能,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,2、系統(tǒng)構(gòu)成 2.1總體,車載監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng),通信系統(tǒng),地面專家數(shù)據(jù)庫(kù)

7、系統(tǒng),二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,2、 系統(tǒng)組成 2.2 通信系統(tǒng),車載移動(dòng)通信GSM/GPRS（運(yùn)行中事件 車人、車地通信）,* 車載移動(dòng)通信:衛(wèi)星通信（運(yùn)行中事件 車地通信）,* 車載無(wú)線局域網(wǎng)通信（進(jìn)站過(guò)程數(shù)據(jù)下載）,返回,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,2、 系統(tǒng)組成 2.3 地面專家數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),地面監(jiān)測(cè)終端 接受車載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)事件報(bào)告,地面專家與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 接受車載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)下載數(shù)據(jù) （通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)/移動(dòng)存儲(chǔ)器）,返回,通過(guò)專用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)檢修與管理,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,2、 系統(tǒng)組成 2.4 車載實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng),

8、1）車廂級(jí)主機(jī)功能板卡,2)列車級(jí)主機(jī)功能板卡,3)列車網(wǎng)絡(luò),返回,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,3、車載實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng) 3.1 兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,3、車載實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng) 3.2車載實(shí)時(shí)系統(tǒng)兩級(jí)診斷,功能級(jí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷,列車級(jí)二次診斷,診斷報(bào)告,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,3、車載實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷系 3.3 車廂級(jí)監(jiān)測(cè)診斷內(nèi)容,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,3、車載實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng) 3.4車廂級(jí)監(jiān)測(cè)診斷（25T/行郵車） 3.4.1 車廂級(jí)主機(jī),二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)

9、構(gòu)原理,3、車載實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng) 3.5 制動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)診斷 3.5.1 傳感器布置（對(duì)于純空氣制動(dòng)系統(tǒng)）,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,3、車載實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng) 3.5.2 制動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)診斷事件報(bào)警,無(wú)制動(dòng)作用,緩解作用不良,自然緩解,自然制動(dòng),截?cái)嗳T關(guān)閉（關(guān)門車）,異常緩解,折角塞門關(guān)閉,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,3、 車載實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng) 3.6 轉(zhuǎn)向架監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng) 3.6.1轉(zhuǎn)向架與車體傳感器布置,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,列車級(jí)地面專家系統(tǒng)綜合診斷指導(dǎo)檢修,車體垂向振動(dòng),二系、空簧狀態(tài),轉(zhuǎn)向架橫向振動(dòng),輪對(duì)狀態(tài),車體

10、橫向振動(dòng),3、 車載實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng) 3.6 轉(zhuǎn)向架監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng) 3.6.2轉(zhuǎn)向架與車體診斷事件報(bào)警,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,4、列車網(wǎng)絡(luò) 4.1 LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線雙網(wǎng)冗余通信,一/三角為一條列車網(wǎng)(A網(wǎng)）；二/四角為列車網(wǎng)(B網(wǎng)）雙網(wǎng)同時(shí)工作，由列車級(jí)主機(jī)進(jìn)行冗余管理。,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,4、列車網(wǎng)絡(luò) 4.2 自動(dòng)組網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)電纜終端開(kāi)路識(shí)別、車輛調(diào)頭聯(lián)掛、列車各車廂 位置排列、列車運(yùn)行方向 （已經(jīng)實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)組網(wǎng)）,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列車級(jí)主機(jī) 5.1列車級(jí)主機(jī)結(jié)構(gòu)（3U壁掛式結(jié)構(gòu)）,二、 K

11、AX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列車級(jí)主機(jī) 5.2列車級(jí)主機(jī)的通信,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列車級(jí)主機(jī) 5.3列車級(jí)主機(jī)觸摸屏的顯示界面設(shè)計(jì),開(kāi)機(jī)*,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列車級(jí)主機(jī) 5.3.1觸摸屏主頁(yè)面(模擬),車廂監(jiān)測(cè),修改車號(hào),系統(tǒng)監(jiān)測(cè),查看記錄,跳轉(zhuǎn),二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列車級(jí)主機(jī) 5.3.2觸摸屏車廂監(jiān)測(cè)頁(yè)面(模擬),主頁(yè)面,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列車級(jí)主機(jī) 5.3.3觸摸屏系統(tǒng)監(jiān)測(cè)頁(yè)面(防滑器模擬),制動(dòng)系統(tǒng),二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)

12、測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列車級(jí)主機(jī) 5.3.4觸摸屏系統(tǒng)監(jiān)測(cè)頁(yè)面(制動(dòng)模擬),轉(zhuǎn)向架,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列車級(jí)主機(jī) 5.3.5觸摸屏系統(tǒng)監(jiān)測(cè)頁(yè)面(轉(zhuǎn)向架模擬),主頁(yè)面,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列車級(jí)主機(jī) 5.3.6觸摸屏修改車號(hào)、車廂車廂號(hào)頁(yè)面(模擬),主頁(yè)面,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列車級(jí)主機(jī) 5.3.7觸摸屏查看記錄頁(yè)面(模擬),主頁(yè)面,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列車級(jí)主機(jī) 5.3.8 下載與修改車號(hào)權(quán)限,數(shù)據(jù)下載對(duì)話框,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列車級(jí)主機(jī) 5.3.9 嚴(yán)重故障報(bào)警畫面,二、 KAX1 客車行車安全監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,5、列