一種基于GPRS的電氣化鐵路線索張力監(jiān)測系統(tǒng)技術方案

本發(fā)明專利技術公開一種基于GPRS的電氣化鐵路線索張力監(jiān)測系統(tǒng)，其應用于供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)，供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)安裝有多個接觸網(wǎng)線索張力補償裝置，包括：多個線索張力監(jiān)測終端、一監(jiān)測中心和一移動終端，每一線索張力監(jiān)測終端均與監(jiān)測中心和移動終端連接，其中，多個線索張力監(jiān)測終端分別安裝于其中一個接觸網(wǎng)線索張力補償裝置所在位置，線索張力監(jiān)測終端用于測得其安裝位置處的供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)的線索張力并將測得的線索張力發(fā)送至監(jiān)測中心和移動終端；監(jiān)測中心包括一接收模塊、一存儲模塊、一統(tǒng)計分析模塊和一顯示模塊，存儲模塊分別與接收模塊、統(tǒng)計分析模塊和顯示模塊連接；移動終端包括一監(jiān)測參數(shù)設置模塊、一系統(tǒng)參數(shù)設置模塊和一終端顯示模塊。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及電氣化鐵路中接觸網(wǎng)線索張力補償領域，具體而言，涉及一種基于GPRS的電氣化鐵路線索張力監(jiān)測系統(tǒng)。
技術介紹
電氣化鐵路和城市軌道交通的動力來源于供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)。當大氣溫度發(fā)生變化時，接觸網(wǎng)線索(接觸線和承力索)受熱脹冷縮的影響會伸長或縮短，從而使線索內(nèi)張力發(fā)生變化，進而使其弛度也發(fā)生變化，最終導致電力機車受電弓受流條件惡化，影響電氣化鐵路和城市軌道交通的安全穩(wěn)定運行。因此，需加裝接觸網(wǎng)補償裝置(又稱張力自動補償器或張力自動補償裝置)。該裝置能夠自動調(diào)整線索的張力并保持線索弛度滿足技術要求，從而使接觸懸掛的穩(wěn)定性與彈性得到改善，提高接觸網(wǎng)運營質(zhì)量。接觸網(wǎng)補償裝置是接觸線和承力索在氣溫變化時保持工作張力恒定的重要裝置，其性能好壞直接影響著接觸網(wǎng)的懸掛彈性、接觸網(wǎng)在幾何空間位置的標準狀態(tài)等，保障接觸網(wǎng)補償裝置正常工作對減少弓網(wǎng)故障有著重要意義。彈簧補償裝置在我國是一種新型的接觸網(wǎng)補償裝置，其特點是結構緊湊、占空間小；重量輕，安裝方便；安全可靠，使用壽命長，且在使用壽命期內(nèi)無需維護；環(huán)保性好，無污染，同時不受電弓尺寸限制。彈簧補償裝置可以對軟橫跨補償?shù)膹埩M行有效的補償，提高軟橫跨系統(tǒng)的可靠性，是接觸網(wǎng)補償裝置的發(fā)展方向。我國電氣化鐵路區(qū)域廣且線路較長，彈簧補償裝置數(shù)量多、分布零散，對如何實時監(jiān)測整個線路區(qū)段內(nèi)所有彈簧補償裝置安裝位置處的線索張力這一問題，目前已經(jīng)有基于ZigBee技術的解決方案，但是，基于ZigBee技術的解決方案仍然具有以下不足:無法實現(xiàn)遠程監(jiān)控，系統(tǒng)自動化水平不高，環(huán)境適應性不強，受地理位置、天氣狀況等因素影響較大。所以，如何提供一種滿足當前應用需求的電氣化鐵路線索張力監(jiān)測系統(tǒng)為本領域亟需解決的一大問題。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術提供一種基于GPRS的電氣化鐵路線索張力監(jiān)測系統(tǒng)，用以通過GPRS移動通信網(wǎng)絡遠程監(jiān)測供電系統(tǒng)中接觸網(wǎng)線索的張力。為達到上述目的，本專利技術提供了一種基于GPRS的電氣化鐵路線索張力監(jiān)測系統(tǒng)，其應用于供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)，供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)安裝有多個接觸網(wǎng)線索張力補償裝置，本專利技術提供的基于GPRS的電氣化鐵路線索張力監(jiān)測系統(tǒng)包括:多個線索張力監(jiān)測終端、一監(jiān)測中心和一移動終端，每一線索張力監(jiān)測終端均與監(jiān)測中心和移動終端連接，其中，多個線索張力監(jiān)測終端分別安裝于其中一個接觸網(wǎng)線索張力補償裝置所在位置，線索張力監(jiān)測終端用于測得其安裝位置處的供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)的線索張力并將測得的線索張力發(fā)送至監(jiān)測中心和移動終端；監(jiān)測中心包括一接收模塊、一存儲模塊、一統(tǒng)計分析模塊和一顯示模塊，接收模塊用于接收每一線索張力監(jiān)測終端測得的線索張力，存儲模塊分別與接收模塊、統(tǒng)計分析模塊和顯示模塊連接，存儲模塊用于從接收模塊中讀取并存儲每一線索張力監(jiān)測終端測得的線索張力，統(tǒng)計分析模塊用于對每一線索張力監(jiān)測終端測得的線索張力進行統(tǒng)計分析，以獲得每一接觸網(wǎng)線索張力補償裝置的工作狀態(tài)，顯示模塊進一步與統(tǒng)計分析模塊連接，顯示模塊用于顯示每一線索張力監(jiān)測終端測得的線索張力及每一接觸網(wǎng)線索張力補償裝置的工作狀態(tài)；移動終端包括一監(jiān)測參數(shù)設置模塊、一系統(tǒng)參數(shù)設置模塊和一終端顯示模塊，監(jiān)測參數(shù)設置模塊用于設置線索張力監(jiān)測終端的張力采樣頻率和張力發(fā)送頻率并將其發(fā)送至線索張力監(jiān)測終端，系統(tǒng)參數(shù)設置模塊用于設置監(jiān)測中心的IP地址、監(jiān)控人員手機號碼以及參數(shù)設置密碼，終端顯示模塊用于顯示每一線索張力監(jiān)測終端測得的線索張力。優(yōu)選的，每一線索張力監(jiān)測終端通過GPRS網(wǎng)絡、Internet網(wǎng)絡中的至少一種與監(jiān)測中心和移動終端連接。優(yōu)選的，監(jiān)測中心還包括一預警模塊，預警模塊與存儲模塊連接，且存儲模塊中預先存儲有一張力預設范圍，預警模塊從存儲模塊中讀取該張力預設范圍，當任一線索張力監(jiān)測終端測得的線索張力超過張力預設范圍時，預警模塊發(fā)出報警信息。優(yōu)選的，線索張力監(jiān)測終端包括張力傳感器模塊、信號調(diào)理電路模塊、電源模塊、MCU模塊、GPRS模塊、FLASH模塊和時鐘模塊，其中，MCU模塊包括SPI模塊、I2C模塊、A/D模塊和串口模塊，張力傳感器模塊的輸出端與信號調(diào)理電路模塊的輸入端相連接，信號調(diào)理電路模塊的輸出端與A/D模塊連接，F(xiàn)LASH模塊與SPI模塊連接，時鐘模塊與I2C模塊連接，串口模塊與GPRS模塊連接，電源模塊與張力傳感器模塊、信號調(diào)理電路模塊、MCU模塊、GPRS模塊連接。優(yōu)選的，電源模塊包括太陽能電池板、太陽能充電控制器、蓄電池和DC/DC電壓轉換電路，其中，太陽能電池板的輸出端與太陽能充電控制器的輸入端連接，太陽能充電控制器的輸出端與蓄電池的正極連接，蓄電池的正極與DC/DC電壓轉換電路的輸入端連接。優(yōu)選的，DC/DC電壓轉換電路包括9V-12V、9V-5V和9V-3.3V三種電路。優(yōu)選的，GPRS模塊包括通信接口電路、供電電路、SIM卡卡槽電路和SM900A芯片電路，其中，通信接口電路中的串行接口與SM900A芯片電路中的串行接口相連接，供電電路的輸入端與外部電源連接，供電電路的輸出端與通信接口電路和SM900A芯片電路中的電源輸入端相連接，SIM卡卡槽電路中的輸入輸出端與SM900A芯片電路中的4個指定I/O接口連接。優(yōu)選的，監(jiān)測中心還包括上位機軟件和數(shù)據(jù)庫，上位機軟件采用VB.NET語言編寫，數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2012，上位機軟件與線索張力監(jiān)測終端之間的通信基于Client/Sever模式，且上位機軟件與線索張力監(jiān)測終端之間的通信采用Socket編程實現(xiàn)。本專利技術通過GPRS移動通信網(wǎng)絡遠程監(jiān)測供電系統(tǒng)中接觸網(wǎng)線索的張力，可以在監(jiān)測中心和移動終端上顯示各個線索的張力，并可在監(jiān)測中心對張力數(shù)據(jù)進行進一步的統(tǒng)計分析，對不滿足張力要求的線索進行預警，還可通過移動終端以發(fā)送短信息的方式設置監(jiān)測終端的工作參數(shù)。綜上所述，本專利技術具有以下優(yōu)勢:(1)可實現(xiàn)遠程監(jiān)控，工作人員無需現(xiàn)場測量，系統(tǒng)自動化水平相對較高；(2)環(huán)境適應性強，受地理位置、天氣狀況等因素影響小。【附圖說明】為了更清楚地說明本專利技術實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術一實施例的基于GPRS的電氣化鐵路線索張力監(jiān)測系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本專利技術一實施例的線索張力監(jiān)測終端的結構示意圖；圖3為本專利技術一實施例的電源模塊的結構示意圖；圖4為本專利技術一實施例的GPRS模塊的結構示意圖；圖5為本專利技術一實施例的上位機軟件程序流程圖。附圖標記說明:1-線索張力監(jiān)測終端；11_張力傳感器模塊；12_信號調(diào)理電路模塊;1當前第1頁1 2 3 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種基于GPRS的電氣化鐵路線索張力監(jiān)測系統(tǒng)，其應用于供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)，供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)安裝有多個接觸網(wǎng)線索張力補償裝置，其特征在于，包括：多個線索張力監(jiān)測終端、一監(jiān)測中心和一移動終端，每一線索張力監(jiān)測終端均與所述監(jiān)測中心和所述移動終端連接，其中，多個所述線索張力監(jiān)測終端分別安裝于其中一個接觸網(wǎng)線索張力補償裝置所在位置，所述線索張力監(jiān)測終端用于測得其安裝位置處的供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)的線索張力并將測得的線索張力發(fā)送至所述監(jiān)測中心和所述移動終端；所述監(jiān)測中心包括一接收模塊、一存儲模塊、一統(tǒng)計分析模塊和一顯示模塊，所述接收模塊用于接收每一所述線索張力監(jiān)測終端測得的線索張力，所述存儲模塊分別與所述接收模塊、所述統(tǒng)計分析模塊和所述顯示模塊連接，所述存儲模塊用于從所述接收模塊中讀取并存儲每一所述線索張力監(jiān)測終端測得的線索張力，所述統(tǒng)計分析模塊用于對每一所述線索張力監(jiān)測終端測得的線索張力進行統(tǒng)計分析，以獲得每一所述接觸網(wǎng)線索張力補償裝置的工作狀態(tài)，所述顯示模塊進一步與所述統(tǒng)計分析模塊連接，所述顯示模塊用于顯示每一所述線索張力監(jiān)測終端測得的線索張力及每一所述接觸網(wǎng)線索張力補償裝置的工作狀態(tài)；所述移動終端包括一監(jiān)測參數(shù)設置模塊、一系統(tǒng)參數(shù)設置模塊和一終端顯示模塊，所述監(jiān)測參數(shù)設置模塊用于設置所述線索張力監(jiān)測終端的張力采樣頻率和張力發(fā)送頻率并將其發(fā)送至所述線索張力監(jiān)測終端，所述系統(tǒng)參數(shù)設置模塊用于設置監(jiān)測中心的IP地址、監(jiān)控人員手機號碼以及參數(shù)設置密碼，所述終端顯示模塊用于顯示每一所述線索張力監(jiān)測終端測得的線索張力。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李中偉，崔秀帥，關寶巖，張鵬偉，金顯吉，佟為明，
申請(專利權)人：哈爾濱工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：黑龍江;23