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快捷貨運列車供電及安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)

文檔作者：楊東軍，張利軍，任向杰，畢經(jīng)全文檔來源：中車青島四方車輛研究所有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月10日
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車輛產(chǎn)品與零部件鐵道車輛第54卷第9期2016年9月
文章編號：1002—760212016)09—0021—03
，陜捷貨運列車供電及安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)
楊東軍，張利軍，任向杰，畢經(jīng)全
(中車青島四方車輛研究所有限公司，山東青島266031)
摘要：針對快捷貨運列車，提出了集中供電和分散供電方案，并介紹了集軸溫監(jiān)控、電子防滑、火災(zāi)報警、制動監(jiān)
測、電空制動、防盜監(jiān)控等為一體的安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：快捷貨運列車；供電系統(tǒng)；安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)
中圖分類號：U270．38+1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B
隨著物流行業(yè)的快速發(fā)展，貨運列車提速勢在必1．1 集中供電方式
行。列車提速關(guān)系到行車安全，而既有貨運列車并未當(dāng)采用既有客貨兩用電力機車DC 600 V或AC
設(shè)置供電和安全監(jiān)控系統(tǒng)，且貨運列車的任意編組也380 V供電時，機車通過既有DC 600 V或AC 380 V
給列車的安全監(jiān)控造成困難口1。因此，本文提出了針連接器與貨車連接，為全列貨車集中供電(其拓?fù)淙鐖D
對快捷貨運列車的簡捷的集中供電方案和便于列車任1所示)。特種貨車(如圖1中首車)用于和機車直接
意編組的分散供電方案，同時考慮快捷貨運列車運行連接，與普通貨車相比，增加了供電連接器、電源轉(zhuǎn)換
中的安全隱患及用戶需求，設(shè)計了集軸溫監(jiān)控、電子防裝置和供電模塊。
詢等為一體的安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)‘2|。車輸出的DC 600 V或AC 380 V轉(zhuǎn)換為DC 110 V，
1 供電系統(tǒng)DC110 V電源接口。
由于目前貨車沒有設(shè)置供電系統(tǒng)，導(dǎo)致無法配置供電模塊輸出DC 230 V，接人貫通母線，為貨車
安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)，不能對車輛狀態(tài)進行監(jiān)控，不能適安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)供電。
應(yīng)現(xiàn)有的快速物流模式，所以新設(shè)計的快捷貨車應(yīng)配當(dāng)采用新造機車時，可設(shè)計機車直接輸出DC 110
置供電系統(tǒng)。貨運列車供電系統(tǒng)可采用機車供電或貨V，取消特種貨車的電源轉(zhuǎn)換裝置，僅安裝供電模塊將
車自發(fā)電模式。本文提出的3種供電方式主要根據(jù)混蛩苧箜D。C，。1：C：．y．轉(zhuǎn)換為Dc 230 V，接入貫通母線，為三戮篙徽黧黧?糊脯DC2貨30‰??422嗍毗。纜時'可根據(jù)機車的不同采用不同的供電系統(tǒng)口3。接電控空氣裔；菜磊；蔫筆蒹謚磊妄桑謠；綦_“
收稿日期：2016一01—25；修訂日期：2016一06—15
1·2 分散供電方式一
作者簡介：楊東軍(1978一)，男，工程師。采用機車供電，機車DC 600 V／AC 380 V通過2
圖10為車頂蓋絹裝圖．
圖10車頂蓋組裝圖
頂蓋在專用胎具上組裝并焊接成型，組裝完風(fēng)控
裝置后，對頂蓋和底開門進行調(diào)試，確保頂蓋開啟、關(guān)
閉平穩(wěn)，底開門開關(guān)靈活，滿足圖紙及技術(shù)條件要求。
3結(jié)束語
2015年3月23號，外方監(jiān)理及終端客戶對車體
總成進行了鑒定，鑒定合格，終端客戶確認(rèn)，試制樣車
符合圖紙、技術(shù)條件要求，可以進行批量生產(chǎn)，5月底
該批出口車全部交驗合格。
(編輯：郭暉)
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戮鼉翼厶砉“厶
萬方數(shù)據(jù)
鐵道車輛第54卷第9期2016年9月
路母線貫通全列，單車供電模塊將其轉(zhuǎn)換為DC 230
V，通過設(shè)置列車總線(雙股AWG8電力電纜)實現(xiàn)全
列貫通。充電模塊將機車供電DC 600 V／AC 380 V
或單車供電模塊輸出的DC 230 V轉(zhuǎn)換為DC 24 V，為
安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供電源，為機車提供DC 24 V電
源接口，同時為蓄電池充電。充電模塊可通過RS232
通信進行充電曲線及輸出電壓設(shè)置。分散供電方式一
系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D2所示。
DC 230 V電源性能要求與集中供電方式相同。
通信系統(tǒng)
機車
電源轉(zhuǎn)換裝置
110Vll
供電模塊
系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D3所示。
DC 24 V電源性能應(yīng)符合GB／T 25119—2010《機
車車輛電子裝置》的相關(guān)要求。
2安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)
安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)使用電力線載波技術(shù)組網(wǎng)，通
過貫穿列車的DC 230 V／DC 24 V供電線纜進行信息
交互[4]。安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括車載安全監(jiān)控主機及
其傳感器、列車總線及連接器、地面服務(wù)器等，各個部
分由若干個功能設(shè)備組成。
DC 230 V
(Lonworks總線)
首車普通車
圖1 集中供電方式系統(tǒng)拓?fù)鋱D
DC 6∞V／
AC 3SOV
充電模塊
?？瓶?，
J
／
一供電電源
里DC230V
里S2
充電模塊
池l DC 24 V嫜≮I蓄電池
?！狿 匡囪
科r豐IJ ，，
供電電源
女Dc230 V
充電模塊
De 24V蚌＼I蓄電池
—-一匡囪
圖2分散供電方式一系統(tǒng)拓?fù)鋱D
1．3分散供電方式二
利用貨車自發(fā)電供電時，軸驅(qū)發(fā)
電系統(tǒng)直接輸出DC 24 V為本車供
電。DC 24 V母線貫穿整列貨車，既
可實現(xiàn)冗余供電，也可通過電力載波
技術(shù)實現(xiàn)全列安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)
網(wǎng)。在列車運行過程中，軸驅(qū)發(fā)電機
在輪對的帶動下發(fā)電，經(jīng)整流電路輸
出DC 24 V，為蓄電池充電和為安全
監(jiān)控系統(tǒng)提供電源。分散供電方式二?
·22‘
車輛使用自編組技術(shù)，當(dāng)列車連
掛完成后，自動對貨車車廂進行排序。
排序為01號貨車的安全監(jiān)控主機將
全列的信息進行匯總并存儲，將數(shù)據(jù)
通過無線方式(如GPRS)實時傳輸至
地面服務(wù)器。用戶可通過智能終端訪
問地面服務(wù)器，實時監(jiān)控列車的運行
情況，當(dāng)發(fā)生故障時，自動將故障信息
通過短信等形式發(fā)送到預(yù)設(shè)的相關(guān)人
員的手機上，確保列車的安全運行。
安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置GPS模
塊來實時獲取貨車位置信息，通過
GPRS傳輸至地面服務(wù)器，貨主可通
過internet網(wǎng)絡(luò)訪問地面服務(wù)器，查
詢物流狀態(tài)。
下文將對安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)的主
要組成部分進行功能描述。
2．1安全監(jiān)控主機
車載安全監(jiān)控主機對列車軸溫監(jiān)
測、電子防滑、火災(zāi)報警、制動監(jiān)測、電
空制動、防盜監(jiān)控等系統(tǒng)的信息進行
采集和處理。軸溫等信息接入“5T”
中的地面紅外線熱軸探測系統(tǒng)，出現(xiàn)
熱軸故障時攔停列車。安全監(jiān)控主機
圖3 分散供電方式二系統(tǒng)拓?fù)鋱D
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躉一甜耋發(fā)folll廣L衛(wèi)濫一
驅(qū)
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萬方數(shù)據(jù)
快捷貨運列車供電及安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)楊東軍，張利軍，任向杰，畢經(jīng)全
采用19 in標(biāo)準(zhǔn)3U機箱，內(nèi)部集成多塊板卡，其各部
分功能如下：
(1)主機供電及電力載波板。將DC 230 V／DC
24 V電源隔離變換為DC 24 V／DC 5 V，為監(jiān)控主機
供電，并通過電源線利用電力載波技術(shù)實現(xiàn)安全監(jiān)控
主機間的信息交互。
(2)軸溫監(jiān)控板。采集軸溫數(shù)據(jù)，判定軸溫報警
狀態(tài)，同時將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)。判據(jù)應(yīng)符合TB／
T 2226--2002((鐵道客車用集中軸溫報警器技術(shù)條件》
的要求。
(3)電子防滑器板。具備速度傳感器采集功能及
防滑閥控制功能，主要通過監(jiān)控系統(tǒng)的速度差、減速度
以及滑移率判據(jù)等完成對防滑的監(jiān)測，控制防滑閥調(diào)
整制動缸壓力的輸出，避免車輪抱死擦傷，同時充分利
用輪軌黏著，減小制動距離。
(4)數(shù)據(jù)存儲板。通過背板總線收集其他板卡的
數(shù)據(jù)，任一存儲板都可連續(xù)記錄整列車安全綜合監(jiān)控系
統(tǒng)的數(shù)據(jù)(如溫度、速度等)，為車輛入庫維護提供依據(jù)。
(5)車輛控制模塊板卡。根據(jù)AAR S 4230一
2004《用于纜接貨運列車控制系統(tǒng)的列車間通信規(guī)范》
進行相應(yīng)硬件配置及車輛ID標(biāo)記和排序。
(6)GPRS、GPS通信板。利用GPS通信板實時
獲取列車位置，并通過GPRS將系統(tǒng)的位置信息及監(jiān)
控信息傳輸?shù)降孛娣?wù)器。
(7)煙火報警板∞]。通過煙火探測器采集監(jiān)控區(qū)
域的煙霧濃度，判斷煙霧報警狀態(tài)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸
給背板總線。
(8)電空制動板。接收從網(wǎng)絡(luò)上傳來的機車制動
指令，通過對快捷貨運機車制動充排氣電磁閥的控制，
實現(xiàn)快捷貨運列車的制動、緩解功能。
(9)制動監(jiān)測板。用于采集列車管、副風(fēng)缸及制
動缸壓力，判斷制動系統(tǒng)是否正常，同時將相關(guān)數(shù)據(jù)傳
輸給背板總線。
(10)防盜監(jiān)控板。采用紅外對射原理，當(dāng)有非法
闖入時，發(fā)出警報，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給背板總線。
2．2列車總線及連接器
為保持通用性，所有供電制式的列車總線均采用
縱貫全列車的AWG8雙股電力電纜傳送列車電源和
網(wǎng)絡(luò)通信信號(電力線載波)。
當(dāng)采用DC 230 V供電時，貫通母線(即列車總
線)應(yīng)符合AAR S 4210--2007{纜接ECP制動系統(tǒng)電
纜、連接器和接線盒性能規(guī)范》的要求。
當(dāng)采用DC 24 V供電時，通信采用基于Lon—
works(埃施朗公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)控制平臺)的電力載波
通信技術(shù)，因其對電力線無特殊要求，故技術(shù)要求可以
與DC 230 V供電時一致。
機車?yán)眉扔?3芯的供電連鎖信號，通過電力線
載波技術(shù)與貨車通信。有條件時，在機車上加裝電力
線載波通信板，修改機車既有顯示屏界面，顯示列車安
全監(jiān)控系統(tǒng)信息；不具備條件時，可通過便攜式顯示屏
顯示貨車相關(guān)信息。
首尾貨車與機車電空制動連接器相連，接收電空
制動指令，再通過電力載波網(wǎng)絡(luò)傳輸至各車，控制電磁
閥實現(xiàn)電空制動功能。
2．3列尾裝置接口
列尾裝置用于監(jiān)視列車風(fēng)管壓力，應(yīng)在首尾貨車
上預(yù)留機械、電氣及氣路接口。
2．4軸端溫度傳感器
軸端溫度傳感器采用PTl000鉑電阻(B級)測
溫，其測溫精度高，抗干擾性能好。
2．5煙火探測器
采用基于光散射原理的點型感煙火災(zāi)探測器，其
主要功能是通過測量自身所處環(huán)境的煙霧濃度來判定
是否有火災(zāi)發(fā)生。為保證感煙探測器在不同溫度環(huán)境
下測量的準(zhǔn)確性，感煙探測器采用溫度補償及智能差
分算法，主動消除環(huán)境和瞬間的煙霧干擾，避免誤報。
2．6制動壓力傳感器
采用濺射薄膜式制動壓力傳感器，采集總風(fēng)管、列
車管、制動缸等處的壓力。
3結(jié)束語
本文針對快捷貨運列車的安全問題，結(jié)合現(xiàn)有貨
運列車的特點，提出了3種列車供電方式。其中，分散
供電可靠性高，編組靈活，但實現(xiàn)成本較高；集中供電
方案簡單，在設(shè)置特殊首車后，可降低成本。同時，提
出了集軸溫監(jiān)控、電子防滑、火災(zāi)報警、制動監(jiān)測、電空
制動、防盜監(jiān)控等為一體的安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案，并
詳細(xì)描述了各部件的實現(xiàn)方式，具有較強的可實現(xiàn)性。
參考文獻(xiàn)：
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(編輯：顏純)

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