地铁车辆安全防护系统及其方法
【专利摘要】本发明提供了一种地铁车辆安全防护系统，用于监控地铁车辆各部件的状态，并制定车辆的检修计划，其中包括：第一源数据采集装置，用于采集车辆各部件的源数据信息，所述源数据信息包括温度信息、力度信息、振动信息等；控制中心，用于接收采集到的车辆信息、存储该车辆信息以及判断分析所述信息，经过简单的预判分析后，控制中心会生成任务指令；以及车辆维修中心，用于接收任务指令并完成任务。
【专利说明】
地铁车辆安全防护系统及其方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及利用物联网技术开发地铁车辆安全防护系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 在现代社会中，地铁正日益成为与人们生活联系最紧密的交通工具。人们对地铁 车辆安全性的要求也越来越高。
[0003] 地铁车辆常见发生故障的部位为:车门、空调与通风、车钩缓冲器、照明系统、空气 制动系统、转向架(牵引驱动装置、轮动、悬挂装置）、电气牵引系统、受电弓（或受电靴)等。
[0004] 目前，地铁车辆均采用预防性维修为主、故障性维修为辅的检修模式，根据《地铁 设计规范》，结合目前国内各城市轨道交通车辆基地的实际，目前地铁车辆的检修修程及检 修周期如表1所示。当地铁车辆运行达到检修周期要求时，或车辆出现零时性故障时，车辆 需进入车辆基地内进行检修。
[0005] 如表1所示为现有车辆修程及检修周期表
[0006] 表 1
[0007]
[0008]
[0009] 车辆检修周期越短，需设计用于车辆检修的车辆检修基地越大，花费在检修上的 人力、物力也越大。同时，采用预防性维修为主的检修模式对地铁车辆进行检修难以避免车 辆零时性故障。因此研究对车辆关键部件实时监控以延长修程周期，并提高列车安全性的 方法势在必行。
[0010] 本发明利用物联网技术，发明了一种基于物联网技术的地铁车辆安全防护系统， 实现了对车辆关键部件的实时监测，并制定检修任务，从而延长了检修周期，减少了车辆零 时故障率，节省了车辆维护、检修费用。具有较大的社会及经济效益。
【发明内容】
[0011] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种地铁车辆安全防护系统，用于监控地铁 车辆各部件的状态，并制定车辆的检修计划，其中包括:第一源数据采集装置，用于采集车 辆各部件的源数据信息，所述源数据信息包括温度信息、力度信息、振动信息等;控制中心， 用于接收采集到的车辆信息、存储该车辆信息以及判断分析所述信息，经过简单的预判分 析后，控制中心会生成任务指令;以及车辆维修中心，用于接收任务指令并完成任务。
[0012] 本发明提供一种地铁车辆安全防护方法，包括:采集车辆各部件的源数据信息，所 述源数据信息包括温度信息、力度信息、振动信息等;获取地铁车辆的所述源数据信息，车 辆部件检修信息、检修设备信息；以及;判断分析所述采集到的车辆信息、存储该车辆信息 以及，经过简单的预判分析后，控制中心会生成任务指令;以及执行任务指令。
[0013] 有利地，本发明公开的基于物联网技术的地铁车辆安全防护系统，实现了对车辆 关键部件的实时监测，并制定检修任务，从而延长了检修周期，减少了车辆零时故障率。同 时本系统可以用在新设计的地铁系统中。本系统实现了对车辆关键部件的实时监测，并能 制定检修任务，延长了检修周期，减少了车辆零时故障率，节省了车辆维护、检修费用。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明的一个实施例提供的基于物联网技术的地铁车辆安全防护系统的模 块框图。
[0015] 图2是本发明的另一个实施例提供的基于物联网技术的地铁车辆安全防护系统模 块框图。
[0016] 图3是本发明的一个实施例基于物联网技术的地铁车辆安全防护系统中控制中心 的工作流程图。
【具体实施方式】
[0017] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结 合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅 用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018] 如图1所示，为根据本发明的一个实施例提供的基于物联网技术的地铁车辆安全 防护系统的模块框图。如图1所示，该地铁车辆安全防护系统包括有:车辆部件102、第一源 数据获取装置104、第二源数据获取装置106、控制中心108、车辆维修中心110以及车辆设计 制造厂家112。车辆部件102涉及在车辆各关键部件(包括车门、空调与通风、车钩缓冲器、照 明系统、空气制动系统、转向架、电气牵引系统、受电弓等）。第一源数据获取装置104根据上 述各关键部件上均安装的传感器，采集各关键部位的振动、声音、力度、温度以及电器元件 的信号。第二源数据获取装置106是位于地面的获取车辆部件关键信息的装置，与第一源数 据获取装置功能相同。控制中心108用于接收采集到的车辆信息、存储该车辆信息以及判断 分析所述信息，经过简单的预判分析后，控制中心会生成任务指令。
[0019] 在一个实施例中，该车辆各部件的信息包括有:温度信息、振动状态信息、声音信 息、力度信息等，上述信息可以通过无线通信发送至控制中心并存储在相应的存储模块中。 车辆维修中心110存储有车辆零部件以及车辆设备检修等信息，用于接收控制中心发出的 任务指令并处理。车辆设计制造厂家112用于为车辆提供更优化的设计与改进。如图2所示 为根据本发明的另一个实施例提供的基于物联网技术的地铁车辆安全防护系统的模块框 图。图2可结合图1进行描述，图2中所有模块标号与图1中模块标号相同的模块具有相同的 功能，为免重复描述，图2中将不再对该相同标号的模块进行描述。
[0020] 如图2所述，控制中心208中包括数据存储模块221与车辆故障预判模块222。数据 存储模块221用于存储第一源数据获取装置106采集的车辆信息.车辆预判模块222可用于 对车数据存储模块221内所获取的地铁车辆各关键部件实时监测数据结合部件的综合检修 信息进行分析并输出各关键部件故障预测结果，依据预测结果及检修设备的物联网状态信 息合理安排维护任务，并将故障预判结果和维护任务返回给车辆基地检修人员；车辆维修 人员对车辆实现检修。如图2可知，数据存储模块221除了存储第一源数据获取装置106采集 的车辆信息外，还用于存储以往车辆部件检修信息、检修设备信息并将存储的信息发送给 车辆预判模块分析。
[0021] 在一个实施例中，每辆地铁车辆上各关键零部件均有唯一编码与之对应，由数据 存储模块221存储各关键零部的维修次数、形式等综合维修信息;车辆维修中心内每台检修 设备(包括检修工人、工位)均有唯一编码与之对应，由数据存储模块221存储检修设备状态 信息。车辆基地内车辆维修中心实时将关键部件的综合检修信息及检修设备的状态信息传 输给车辆物联网数据存储系统。
[0022]进一步地，在本发明中的所述车辆预判模块222包括有:处理地铁车辆各关键位置 状态信号，把检测得到的数据进行适当的信号处理，对于电器元件信号，通过与对应正常状 态下的电器元件状态信号进行对比，找出差异信号，对于各测点振动、声、力、温度信号的分 析，首先是计算各测点信号的特征值，然后比较地铁车辆在正常运行时对应测点信号特征 值，确定是否超出所设定的安全极限值，找出非安全信号；建立故障预判数学模型，以模糊 诊断技术和神经网络技术建立故障预判数学模型，利用该数学模型对差异信号和非安全信 号进行推理，结合部件的综合检修信息，输出故障预测结果；当故障诊断推理数学模型无法 诊断时，发出人工诊断信号。
[0023] 图3是本发明的一个实施例基于物联网技术的地铁车辆安全防护系统中控制中心 的工作流程图。图3将结合图1或图2进行描述。如图3所示，步骤302:第一源数据获取装置 106采集车辆的源数据信号，源数据信号涉及车辆各关键部件(包括车门、空调与通风、车钩 缓冲器、照明系统、空气制动系统、转向架、电气牵引系统、受电弓等）。第一源数据获取装置 104根据上述各关键部件上均安装的传感器，采集各关键部位的振动、声音、力度、温度以及 电器元件的源数据信号。步骤304,控制中心106中的车辆预判模块222分析上述源数据信 号。步骤306,根据上述源数据信号生成维修任务发送给维修人员。在一个实施例中，所生成 维修任务可以参考以往车辆部件维修信息、检修设备信息以及车辆设计制造厂家的建议。
[0024] 通过本发明提供的车辆安全防护系统，可远程预判地铁车辆运行时可能发生的事 故故障，可以根据实时运行设备的状态信号及预判的故障信息结合部件的综合检修信息和 车辆检修中心内检修设备的物联网状态信息及时制定出故障设备的维修方案，车辆基地内 维修人员根据此维修方案实时制定维修计划。本发明的优越性还体现在车辆设计制造厂家 可以实时获取地铁车辆的长期运行参数，以充实理论研究，积累和综合各方面的经验、知 识，服务于设计、运行和维修过程中。
[0025] 本发明可以基于物联网为桥梁，实现了车辆关键部件的实时监控，以达到能预判 车辆可能发生的故障，从而延长了预防性维修的检修周期，并减少了了车辆的零时故障率。
[0026] 进一步，地铁车辆设计、制造厂家也能实时获取车辆关键部件运行信息，从而可以 获取车辆长期运行参数，进而优化地铁车辆设计、制造参数，提高车辆质量。本发明除了上 述实施方式之外，其它等同技术方案也应当在其保护范围之内。
[0027]因此，本发明具有重要的理论和实际意义以上所述仅为本发明的较佳实施例而 已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进 等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种地铁车辆安全防护系统，用于监控地铁车辆各部件的状态，并制定车辆的检修 计划，其中包括： 第一源数据采集装置，用于采集车辆各部件的源数据信息，所述源数据信息包括温度 信息、力度信息、振动信息等； 控制中心，用于接收采集到的车辆信息、存储该车辆信息以及判断分析所述信息，经过 简单的预判分析后，控制中心会生成任务指令;以及 车辆维修中心，用于接收任务指令并完成任务。2. 根据权利要求1所述的车辆安全防护系统，其特征在于，所述源数据采集装置通过安 装在车辆部件上的传感器采集源数据信息。3. 根据权利要求1所述的车辆防护系统，其特征在于，所述控制中心中还包括： 数据存储模块，用于存储地铁车辆的所述源数据信息，车辆部件检修信息、检修设备信 息；以及 车辆故障预判模块，用于根据所述源数据信息、所述车辆部件检修信息以及所述检修 设备信息生成任务指令。4. 根据权利要求3所述的车辆防护系统，其特征在于，所述车辆部件检修信息包括关键 零部的维修次数、形式等综合维修信息。5. 根据权利要求1所述的车辆防护系统，其特征在于，所述车辆维修中心包括有部件检 修信息以及检修设备信息。6. 根据权利要求1所述的车辆防护系统，其特征在于，所述车辆防护系统还包括:位于 地面的第二源数据采集装置，用于采集车辆各部件的源数据信息，所述源数据信息包括温 度信息、力度信息、振动信息等。7. 根据权利要求1所述的车辆防护系统，其特征在于，所述车辆防护系统还包括车辆设 计及制造厂家，用于综合所述源数据信息、所述部件维修信息等提供维修建议。8. -种地铁车辆安全防护方法，包括： 采集车辆各部件的源数据信息，所述源数据信息包括温度信息、力度信息、振动信息 等； 获取地铁车辆的所述源数据信息，车辆部件检修信息、检修设备信息；以及； 判断分析所述采集到的车辆信息、存储该车辆信息以及，经过简单的预判分析后，控制 中心会生成任务指令;以及 执行任务指令。9. 根据权利要求8所述的地铁车辆安全防护方法，其特征在于:所述源数据采集装置通 过安装在车辆部件上的传感器采集源数据信息。10. 根据权利要求8所述的地铁车辆安全防护方法，其特征在于，所述车辆部件检修信 息包括关键零部的维修次数、形式等综合维修信息。
【文档编号】G05B23/02GK105974904SQ201610270440
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】刘奥, 缪东, 邱海波, 王俊, 周小斌, 宋丛丽, 范永光, 胡立翔, 代刚, 夏季
【申请人】中铁第四勘察设计院集团有限公司