KAX1客车行车安全监测诊断系统课件VIP

1、KAX1客车行车安全监测诊断系统1 报告人：李报告人：李 伟伟 2 0 0 4 年 11月 KAX1客车行车安全监测诊断系统2 一一 、 前前 言言 车辆发展方面：运行速度越来越快 新技 术装备越来越多 结构 越来越复杂 可靠 性要求越来越高 客运管理发展方面：客技站车辆入库时间变短 随车检修人员减少 途中停靠站减少甚至取消 1 1 、旅客列车安全监测诊断必要性、旅客列车安全监测诊断必要性 保证旅客列车运行安全压力越来越大保证旅客列车运行安全压力越来越大 KAX1客车行车安全监测诊断系统3 一、前 言 轮轴故障 车下转向架、车辆一/二系悬挂系统故障 制动系统故障 车辆供电系统故障 2 2 、旅

2、客列车安全监测诊断必要性、旅客列车安全监测诊断必要性 存在危及列车运行安全的故障隐患存在危及列车运行安全的故障隐患 故障特征：故障特征：运行才暴露，停车难发现，危及行车安全运行才暴露，停车难发现，危及行车安全 KAX1客车行车安全监测诊断系统4 靠目前传统检车方法很难靠目前传统检车方法很难 发现发现和和定位定位车辆运行中的故障。车辆运行中的故障。 必须以设备保安全必须以设备保安全 3 3、旅客列车安全监测诊断必要性、旅客列车安全监测诊断必要性 KAX1客车行车安全监测诊断系统5 一、前 言 车辆检修作业与管理网络化、信息化车辆检修作业与管理网络化、信息化 车辆检修质量动态控制车辆检修质量动态控

3、制状态修状态修 客车检修、管理技术进步的需要客车检修、管理技术进步的需要 车辆运用状态存档、事件查询确认、车辆运用状态存档、事件查询确认、 事件回放、地面综合诊断与管理专事件回放、地面综合诊断与管理专 家数据库系统应用家数据库系统应用 4 4 、旅客列车安全监测诊断必要性、旅客列车安全监测诊断必要性 KAX1客车行车安全监测诊断系统6 行车安全监测诊断系统对运行中出现影响行车安全监测诊断系统对运行中出现影响 行车安全严重故障，提示乘务员采取应急措行车安全严重故障，提示乘务员采取应急措 施，保障列车运行安全；施，保障列车运行安全； 提速客车装备行车安全监测诊断系统提速客车装备行车安全监测诊断系统

4、 势在必行势在必行 5 5、旅客列车安全监测诊断必要性、旅客列车安全监测诊断必要性 ( (结论）结论） 对发生故障可能危及运行安全的主要部件进行对发生故障可能危及运行安全的主要部件进行 实时监测、实时监测、 诊断、集中显示、报警、事件与诊断、集中显示、报警、事件与 过过 程记录、车地通信、数据下载、地面查询、回程记录、车地通信、数据下载、地面查询、回 放、放、 打印报表、二次诊断分析指导车辆网络化、信打印报表、二次诊断分析指导车辆网络化、信 息息 化质量动态检修和管理。化质量动态检修和管理。 KAX1客车行车安全监测诊断系统7 一、前一、前 言言 6 6 KAX1KAX1客车行车安全监测诊断系

5、统客车行车安全监测诊断系统 铁道科学研究院机辆所研制过程铁道科学研究院机辆所研制过程 19981998年年 铁科院开始立项研制铁科院开始立项研制 19991999年年 铁道部立项，项目号铁道部立项，项目号 99 99J06B (A类）类） 20012001年年 南京南京T701/T706次列车上装车运用考核成功次列车上装车运用考核成功 20022002年年 3 3月通过铁道部科教司组织的专家技术审查月通过铁道部科教司组织的专家技术审查 20032003年年 8 8月在上海月在上海T721/T722次列车装车投入运用考核次列车装车投入运用考核 20042004年年 4 4月在全路月在全路6006

6、00多辆多辆2525T型客车上装车运用型客车上装车运用 KAX1客车行车安全监测诊断系统8 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 1 1、系统主要设计原则、系统主要设计原则 1.1 1.1 监测重点（监测对象）的确监测重点（监测对象）的确 定定 制 动 系 统 车辆 供电 系统 轴温 与防 滑器 运行中出现、危及安全、人工难发现与判运行中出现、危及安全、人工难发现与判 断断 车辆静止状态下故障难以复现和暴露车辆静止状态下故障难以复现和暴露 走 行 系 统 KAX1客车行车安全监测诊断系统9 二 、KAX1 客车行车安全监测 诊断系统结

7、构原理 1 1、系统主要设计原则、系统主要设计原则 1.2 1.2 系统构成系统构成 车载实时车载实时 安全监测安全监测 诊断系统诊断系统 通信通信 系统系统 地面专家地面专家 与数据库与数据库 系统系统 KAX1 由三个分系统组成客车实时由三个分系统组成客车实时 安全监测与信息化检修管理系安全监测与信息化检修管理系 统统 KAX1客车行车安全监测诊断系统10 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 1 1、系统主要设计原则、系统主要设计原则 1.3 1.3 * *系统模块化设计。每一种模系统模块化设计。每一种模 块块 对应完成某一独立

8、监测对应完成某一独立监测 功能。功能。 * *以防滑器、制动、转向架为最以防滑器、制动、转向架为最 小系统，可扩充其他监测小系统，可扩充其他监测 功能。功能。 系统可扩充性好，组态灵活，互换性好系统可扩充性好，组态灵活，互换性好。 KAX1客车行车安全监测诊断系统11 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 1 1、系统主要设计原则、系统主要设计原则 1.4 1.4 在满足基本监测要求的条件下尽可能少装传感器在满足基本监测要求的条件下尽可能少装传感器 制动制动 监测：监测： 2 2只只 一端转向一端转向 架与车体：架与车体： 2 2只只

9、 （四通道）（四通道） 二端转向二端转向 架与车体：架与车体： 2 2只（四只（四 通道）通道） 定位於功能监测诊断、不定位到细小部件定位於功能监测诊断、不定位到细小部件 提高系统可靠性与性价比提高系统可靠性与性价比 LON总线总线 、RS232 RS485接口接口 KAX1客车行车安全监测诊断系统12 1 1、系统主要设计原则、系统主要设计原则 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 1.5 1.5 故障报警三级分类与处理故障报警三级分类与处理 不影响行车安全不影响行车安全 一般性故障报警一般性故障报警 确认、注意跟踪观察确认、注意跟

10、踪观察 地面数据地面数据 库专家系库专家系 统故障确统故障确 认。认。 对检修提对检修提 出建议实出建议实 现质量动现质量动 态控制态控制 对于运行中影响对于运行中影响 行车安全的严重行车安全的严重 故障报警故障报警 确认、紧急处理保安全确认、紧急处理保安全 地面数据地面数据 库专家系库专家系 统故障确统故障确 认。认。 检修建议检修建议 正正 常常 KAX1客车行车安全监测诊断系统13 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 1 1、系统主要设计原则、系统主要设计原则 1.6 1.6 系统安全性设计系统安全性设计-系统任何故障都不影响

11、列车正常运系统任何故障都不影响列车正常运 行行 * * 车下传感器安装座与车辆结构件焊为一体车下传感器安装座与车辆结构件焊为一体, , 紧固螺钉采用抗震防松措施。紧固螺钉采用抗震防松措施。 * * 制动系统管路气压监测采用细小通径止回阀结构制动系统管路气压监测采用细小通径止回阀结构, , 监测气路的内泄漏不影响制动系统的正常应用。监测气路的内泄漏不影响制动系统的正常应用。 * * 本系统的内部供电与外部电源（本系统的内部供电与外部电源（DC110V/DC48V) 经过两次隔离。系统内部电路的任何故障不影响经过两次隔离。系统内部电路的任何故障不影响 车辆供电系统的正常应用。车辆供电系统的正常应用

12、。 * * 除了外部供电外，本系统传感器电缆、通信与网络除了外部供电外，本系统传感器电缆、通信与网络 电缆传送的均为弱电模拟信号。电缆传送的均为弱电模拟信号。 * * 系统具有自诊断功能系统具有自诊断功能 KAX1客车行车安全监测诊断系统14 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 2 2、系统、系统 构成构成 2.12.1总体总体 网络连接器 A B 列车网络线网关车厢总线功能节点列车管理器 GPS通信卫星 SST网络管理中心 地面数据库专家系统 移动通讯终端短信发射机 INTER网 A B 车厢级主机 局域网 无线下载 无线下载 G

13、SM短信接受 车载监测诊断系统车载监测诊断系统 通信系统通信系统 地面专家数据库系统地面专家数据库系统 KAX1客车行车安全监测诊断系统15 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 2 2、 系统组成系统组成 2.2 2.2 通信系统通信系统 车载移动通信GSM/GPRS（运行中事件 车人、车地通信） * * 车载移动通信车载移动通信: :卫星通信（运行中事件卫星通信（运行中事件 车地通信）车地通信） * * 车载无线局域网通信（进站过程数据下载）车载无线局域网通信（进站过程数据下载） 返回返回 KAX1客车行车安全监测诊断系统16 二

14、、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 2 2、 系统组成系统组成 2.3 2.3 地面专家地面专家 数据库系统数据库系统 地面监测终端地面监测终端 接受车载监测系统监测事件报告接受车载监测系统监测事件报告 地面专家与数据库系统地面专家与数据库系统 接受车载监测系统下载数据接受车载监测系统下载数据 （通过无线局域网通过无线局域网/ /移动存储器）移动存储器） 返回返回 局域网 无线下载 通过专用网络实现检修与管理通过专用网络实现检修与管理 KAX1客车行车安全监测诊断系统17 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测

15、 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 2 2、 系统组成系统组成 2.4 2.4 车载实车载实 时监测诊断系统时监测诊断系统 A B 网络连接器列车网络线网关车厢总线功能节点列车管理器 A B 车厢级主机列车级PLC网关 1 1）车厢级主机功能板卡）车厢级主机功能板卡2)2)列车级主机功能板卡列车级主机功能板卡 3)3)列车网络列车网络返回返回 KAX1客车行车安全监测诊断系统18 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 3 3、车载实时监测诊断系统、车载实时监测诊断系统 3.1 3.1 两级网络结构两级网络结构 列车级主机列车级主机 L

16、ON 列车网列车网 LON 车厢网车厢网 网关 功能节 点 网关网关 节节 点点 LONWORKS 车厢网车厢网 网网 关关 LONWORKS 列车网列车网 KAX1客车行车安全监测诊断系统19 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 3 3、车载实时监测诊断系统、车载实时监测诊断系统 3.2 3.2车载实时系统两级诊断车载实时系统两级诊断 列车级主机 列车级 诊断 功能级监测 诊断 网关网关网关 功能级实时监测诊断功能级实时监测诊断列车级二次诊断列车级二次诊断诊断报告诊断报告 KAX1客车行车安全监测诊断系统20 二、二、 KAX1

17、KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 3 3、车载实时监测诊断系、车载实时监测诊断系 3.3 3.3 车厢级监测诊断内容车厢级监测诊断内容 防滑器监测 制动系统监测 车辆一端监测 车辆二端监测 车厢级显示 A B 网关B网关A LONWORKS 列车网络 LONWORKS车厢总线 LC ZD ZX1 CT1 ZX2 CT2 显示器 XS LON/ RS485 车厢级主机 A B 轴承温度监测 LON/ RS485 车电监测 CD KAX1客车行车安全监测诊断系统21 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统

18、结构原理 3 3、车载实时监测诊断系统、车载实时监测诊断系统 3.4 3.4车厢级监测车厢级监测 诊断（诊断（2525T/T/行邮车）行邮车） 3.4.1 3.4.1 车厢级主机车厢级主机 XSZD1ZX2ZX1WG2FHDC110VP1C1P1C2 D1 D3 J9 D2 D5 D4 D7 D6 LD J10 D1 D2 D3 D5 D4 USB D6 1 2 J11 J8J7 D1 D2 D4 D5 D3 D6 J3 PD J6 J5 0N OFF 3A J0 客车行车安全 监测诊断系统 KAX1 J2 JS2 D22 D11D33 D44 J1 JS1 D1 D2 D3 D4 D1 D3

19、 D2 KAX1客车行车安全监测诊断系统22 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 3 3、车载实时监测诊断系统、车载实时监测诊断系统 3.5 3.5 制动系统监测诊断制动系统监测诊断 3.5.1 3.5.1 传感器传感器 布置（对于纯空气制动系统）布置（对于纯空气制动系统） 制动缸制动缸 制动缸 制动缸 制动管 排风阀排风阀排风阀排风阀 接线盒 ZDH1 分配阀 截断塞门 LC/ZD、 去车厢级端子 排XDZP （出线口） 列 车 管 空重车阀 传感器LC 穿线铁管 缓解塞门 折角塞门 接线盒 ZDH2 传感器ZD 车体钢结构 车体

20、钢结构 KAX1客车行车安全监测诊断系统23 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 3 3、车载实时监测诊断系统、车载实时监测诊断系统 3.5.2 3.5.2 制动系统监测诊断事件制动系统监测诊断事件 报警报警 无制动作无制动作 用用 缓解作用不缓解作用不 良良 自然缓解自然缓解自然制动自然制动 截断塞门关闭（关门车）截断塞门关闭（关门车）异常缓解异常缓解 折角塞门关闭折角塞门关闭 异常制动异常制动 严重自然制动严重自然制动 ! ! 严重异常制动严重异常制动 ! ! 严重缓解作用不良严重缓解作用不良 ! ! KAX1客车行车安全监测诊

21、断系统24 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 3 3、 车载实时监测诊断系统车载实时监测诊断系统 3.6 3.6 转向架监测诊断系统转向架监测诊断系统 3.6.1 3.6.1转向架与车体传感器转向架与车体传感器 布置布置 接线盒 CL1H 接线盒CL2H 转向架传感器ZX1 车体传感 器CT1 车体传感 器CT2 穿线铁管 去 车 厢 级 端子排 XDZP 一位三位五位七位 车辆: ZX1、CT1、 ZX2、CT2 （出线口） 转向架传感器ZX2 一端二端 车厢级 J6/J7 KAX1客车行车安全监测诊断系统25 二、二、 KAX

22、1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 列车级列车级地面专家系统综合诊断地面专家系统综合诊断指导检修指导检修 车体垂向振车体垂向振 动动 二系、空簧状态二系、空簧状态 转向架横向振动转向架横向振动轮对状态轮对状态 车体横向振动车体横向振动 轮对状态异常轮对状态异常二系、空簧状态异常二系、空簧状态异常 3 3、 车载实时监测诊断系统车载实时监测诊断系统 3.6 3.6 转向架监测诊断系统转向架监测诊断系统 3.6.2 3.6.2转向架与车体诊断事转向架与车体诊断事 件报警件报警 KAX1客车行车安全监测诊断系统26 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车

23、安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 4 4、列车网络、列车网络 4.1 4.1 LONWORKS现场总线双网冗余通信现场总线双网冗余通信 上海城际列车网络线连接表上海城际列车网络线连接表 一角 TXC1 二角 TXC2 三角 TXC3 四角 TXC4 J1 J2 JG1 JG2 车厢网关 列车网 管理板卡 一一/ /三角为一条列车网三角为一条列车网( (A网）；二网）；二/ /四角为列车网四角为列车网( (B网）网） 双网同时工作，由列车级主机进行冗余管理。双网同时工作，由列车级主机进行冗余管理。 KAX1客车行车安全监测诊断系统27 二、 KAX1 客车行车安全监测

24、诊断系统结构原理 4 4、列车网络、列车网络 4.2 4.2 自动组网自动组网 上海城际列车网络线连接表上海城际列车网络线连接表 一角 TXC1 二角 TXC2 三角 TXC3 四角 TXC4 JS1 JS2 JGS1 JGS2 车厢网关卡 列车网 管理板卡 网络电缆终端开路识别、车辆调头联挂、列车各车厢网络电缆终端开路识别、车辆调头联挂、列车各车厢 位置排列、位置排列、列车运行方向列车运行方向 （已经实现半自动组网）（已经实现半自动组网） KAX1客车行车安全监测诊断系统28 二、 KAX1 客车行车安全监测 诊断系统结构原理 5 5、列车、列车 级主机级主机 5.15.1列车级主机结构（列

25、车级主机结构（3 3U壁挂式结构）壁挂式结构） USB D1 2A 列车级面板图 35.1635.1660.5640.2440.24 JV JTJX JGP 132.5 PD 0N PD JG0 P1L1 JXD P1L2 OFF D2 D1 D2 D1 JGS2 JG2 CPU JGS1 LG1 JG1 LG2 100.5 57.1 252.3 (275) KAX1客车行车安全监测诊断系统29 二、 KAX1 客车行车安全监测 诊断系统结构原理 5 5、列车级主机、列车级主机 5.25.2列车级主机的通信列车级主机的通信 移动通信 JX JGP 列车级主机 列车网A 列车网B 触摸 显示屏

26、KAX1客车行车安全监测诊断系统30 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 5 5、列车级主机、列车级主机 5.3 5.3列车级主机触列车级主机触 摸屏的显示界面设计摸屏的显示界面设计 开机* 车厢监测页面 (指定车厢) 系统监测页面 (全列单项) 查看记录页面 (事件信息) 车号修改页面 (编组信息) 主页面主页面 KAX1客车行车安全监测诊断系统31 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 5 5、列车级主机、列车级主机 5.3.1 5.3.1触摸屏主触摸屏主 页面页面(

27、(模拟模拟) ) 车厢监测修改车号系统监测查看记录 跳转跳转 KAX1客车行车安全监测诊断系统32 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 5 5、列车级主机、列车级主机 5.3.2 5.3.2触摸屏车厢监测页面触摸屏车厢监测页面( (模拟模拟) ) 主页面 KAX1客车行车安全监测诊断系统33 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 5 5、列车级主机、列车级主机 5.3.35.3.3触摸屏系统监测页面触摸屏系统监测页面( (防滑器模拟防滑器模拟) ) 制动系统 KAX1客车行

28、车安全监测诊断系统34 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 5 5、列车级主机、列车级主机 5.3.45.3.4触摸屏系统监测页面触摸屏系统监测页面( (制动模拟制动模拟) ) 转向架 KAX1客车行车安全监测诊断系统35 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 5 5、列车级主机、列车级主机 5.3.55.3.5触摸屏系统监测页面触摸屏系统监测页面( (转向架模拟转向架模拟) ) 主页面 KAX1客车行车安全监测诊断系统36 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 5 5、列车级主机、列车级主机 5.3.65.3.6触摸屏修改车号、车厢车厢号页面触摸屏修改车号、车厢车厢号页面( (模模 拟拟) ) 主页面 KAX1客车行车安全监测诊断系统37 二、二、 KAX1 KAX1 客车行车安全监测客车行车安全监测 诊断系统结构原理诊断系统结构原理 5 5、列车级主机、列车级主机 5.3.75.3.7触摸屏查看记录页面触摸屏查看记录页面( (模