一种带有监测预警功能的智能减速顶系统的制作方法

本发明涉及减速顶系统技术领域，具体为一种带有监测预警功能的智能减速顶系统。

背景技术：

减速顶主要用于在铁路编组站驼峰调速系统中，减速顶用户对现场减速顶的养护维修主要有两部分工作：室外巡检和室内检修。其中室外巡检的一项重要工作就是识别减速顶是否有故障，除了用目测察看是否有明显故障的减速顶外。

然而，现有的减速顶故障判断的方式存在以下的问题：(1)现阶段减速顶故障判别采用人工判别法，采用“脚踩”判别法来判断减速顶油气压力是否充足，低档位减速顶可以用“快踩法”判别减速顶临界速度是否正常。此方法劳动强度大，准确性差，受人为干扰因素大，劳动安全隐患大，这依赖于工人对减速顶使用的经验和责任心，是一种定性判别法，而且没有统一的判别标准，鉴于减速顶维修工作量大，现场作业还需要服从运输生产组织，实际的故障顶得不到及时维修，现场减速顶调速系统运营状态堪忧；(2)此外大部分用户每年在春季和秋季在室外做两次集中检修，主要工作是添加润滑脂，更换防尘圈，测量安装高度等，故障判断和维护的效果较差。为此，需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种带有监测预警功能的智能减速顶系统，解决了背景技术中所提出的问题，满足实际使用需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有监测预警功能的智能减速顶系统，包括减速顶检测预警系统，所述减速顶检测预警系统分为供电子系统、数据采集子系统、数据传输子系统、数据存储与分析子系统、用户管理终端和用户维修终端六部分组成，所述供电子系统与数据采集子系统相连接，所述数据采集子系统包括接收模块、计算模块和发送模块三个模块并通过电源接入供电，所述数据采集子系统分设有若干组且以数据采集装置为载体，所述数据采集装置由减速顶、负荷传感器和采集器组成，所述负荷传感器封装于减速顶的底部且采集端通过电源数据线与采集器相连接，所述采集器的外侧套嵌有防护盒，若干组所述数据采集子系统通过数据传输子系统将采集数据传输至数据存储与分析子系统内，所述数据存储与分析子系统采用分布式存储的模式将数据分散存储在多台独立的设备上并采用采用三层神经网络结构进行分析，所述数据存储与分析子系统将信息传递至用户管理终端，所述用户管理终端通过用户维修终端进行维护，所述减速顶检测预警系统各部分之间通过无线网络进行数据传输，所述减速顶检测预警系统通过物联网与减速顶相连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述供电子系统选用车站站房中电网电源，经过变压器转换成12v电源。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电源采集线的外侧套嵌有防水护管且两端与负荷传感器、采集器的连接处安装有防水接头。

作为本发明的一种优选实施方式，所述防护盒的底部安装有磁铁，所述磁铁吸附于钢轨轨腰处。

作为本发明的一种优选实施方式，所述数据传输子系统通过采集数据线将减速顶的监测数据传递至采集网关，所述采集网关通过无线传输至中继网关，所述中继网关通过无线传输至汇聚网关，所述汇聚网关通过传输数据线与互联网相连接，所述互联网连接有应用控制器。

作为本发明的一种优选实施方式，所述用户管理终端包括减速顶管理、维护管理、日志管理、智能预警、历史记录、压力曲线和统计分析。

作为本发明的一种优选实施方式，所述减速顶检测预警系统建立有物联网模块，所述物联网模块包括终端层、通信层、业务基础框架、统一安全认证和统一服务接口，所述终端层包括采集终端，所述通信层包括tcp/ip和无线传输，所述统一安全认证包括调度、大数据、搜索、终端控制、数据传输和数据存储六个方面。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本方案通过采用信息技术、大数据分析等现代技术手段，实现对减速顶传统养护维修作业的智能化升级，改变原先人工作业的落后状态，减少室外巡检作业中的无用功，实现精准维修，降低劳动轻度，提高作业安全，同时可提高编组站驼峰减速顶调速系统的运营质量，保障运输安全，改变原减速顶人工判别故障为减速顶自带监测系统判别故障，用定量判别替代定性判别，从而大大提高减速顶故障判别的准确性，实现减速顶室外精准维修，降低劳动强度，减少运输干扰，提高运输安全。具体技术改造时，可与减速顶更新结合进行，可减少技术改造费用。

2.本方案采用高速数据采集技术，高速采集过顶压力和过顶时间，并结合大数据采集和计算存储技术，通过定量表述判别存在安全隐患的减速顶，实现精准维修，降低劳动强度，节约维修成本，实现实时监测功能，提高编组站整体减速顶调速系统运营质量。

附图说明

图1为本发明所述减速顶检测预警系统示意图；

图2为本发明所述数据采集子系统系统图；

图3为本发明所述数据采集装置结构图；

图4为本发明所述数据传输子系统结构图；

图5为本发明所述用户管理终端结构图；

图6为本发明所述物联网模块示意图。

图中:1、减速顶；2、负荷传感器；3、采集器；4、防护盒；5、防水护管；6、防水接头；7、磁铁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种带有监测预警功能的智能减速顶系统，包括减速顶检测预警系统，减速顶检测预警系统分为供电子系统、数据采集子系统、数据传输子系统、数据存储与分析子系统、用户管理终端和用户维修终端六部分组成，供电子系统与数据采集子系统相连接，数据采集子系统包括接收模块、计算模块和发送模块三个模块并通过电源接入供电，数据采集子系统分设有若干组且以数据采集装置为载体，数据采集装置由减速顶1、负荷传感器2和采集器3组成，负荷传感器2封装于减速顶1的底部且采集端通过电源数据线与采集器3相连接，采集器3的外侧套嵌有防护盒4，若干组数据采集子系统通过数据传输子系统将采集数据传输至数据存储与分析子系统内，数据存储与分析子系统采用分布式存储的模式将数据分散存储在多台独立的设备上并采用采用三层神经网络结构进行分析，数据存储与分析子系统将信息传递至用户管理终端，用户管理终端通过用户维修终端进行维护，减速顶检测预警系统各部分之间通过无线网络进行数据传输，减速顶检测预警系统通过物联网与减速顶1相连接。

进一步改进地，如图1所示：供电子系统选用车站站房中电网电源，经过变压器转换成12v电源。

进一步改进地，如图3所示：电源采集线的外侧套嵌有防水护管5且两端与负荷传感器2、采集器3的连接处安装有防水接头6。

进一步改进地，如图3所示：防护盒4的底部安装有磁铁7，磁铁7吸附于钢轨轨腰处。

进一步改进地，如图4所示：数据传输子系统通过采集数据线将减速顶1的监测数据传递至采集网关，采集网关通过无线传输至中继网关，中继网关通过无线传输至汇聚网关，汇聚网关通过传输数据线与互联网相连接，互联网连接有应用控制器。

进一步改进地，如图5所示：用户管理终端包括减速顶管理、维护管理、日志管理、智能预警、历史记录、压力曲线和统计分析。

具体地，减速顶检测预警系统建立有物联网模块，物联网模块包括终端层、通信层、业务基础框架、统一安全认证和统一服务接口，终端层包括采集终端，通信层包括tcp/ip和无线传输，统一安全认证包括调度、大数据、搜索、终端控制、数据传输和数据存储六个方面，统一服务接口：平台为上层应用提供统一的服务接口，对于各种构件的调用采用soa服务模式，统一安全认证：以用户信息、系统权限为核心，集成减速顶各项应用的信息，提供一个高度集成且统一的认证平台。其结构具有系统健壮、结构灵活、安全可靠等特点，业务基础服务。提供物联网的感知、控制、搜索、调度等基础服务，提供在线监测、智能预警、数据存储等统一实现方法，实现系统的松散耦合、提高系统的灵活性和扩展性，保障开发应用的标准、降低运营维护成本，通信层：物联应用平台和调速设备之间的沟通桥梁，支持无线和有线的连接方式。主要是提供平台和终端层之间安全高效的数据传输服务。

在使用时：本发明首先供电子系统选用车站站房中电网电源，经过变压器转换成12v电源，出站房，供电子系统需要根据编组站现场实际情况布置，与电源选择位置、安装股道，安装长度等密切相关。推广应用阶段，至少应用到1个线束以上，供电方案存在过轨情况，需要根据现场实际情况确定，然后通过数据采集子系统的分体式结构设计方案即把原一体化结构分为负荷传感器2采集数据部分和集成电路数据转换和传输部分，传感器要采集压力信号，必须与减速顶1壳体封装在一起，成为壳体采集终端，而集成电路则封装在一个防护盒4内，称为采集器3，两者用电源线和数据线相连，采集器3负责向传感器供电，并获取传感器发送来的信号，将电信号转换成压力数据，通过无线发送的方式，经传输网络发送给系统数据存储与分析子系统，用负荷传感器实现减速顶工作反力数据采集。“负荷传感器是精确测量受力的装置，分为称重传感器和力传感器，传感器压力计算公式为：

p＝g/s＝f(v)＝a1*v^2+a2*v+a3

其中：

p：压力

g：重力

s：受力面积

f：为非线性函数

v：输出电压值

a1、a2、a3：为线性函数的系数。

车辆车轮滚压减速顶通过时，有一个过程，在这个过程中，减速顶的作用反力是不断变化的，所以，实际采集数据时，采集多点工作数据，并将多点压力连成曲线，构成压力曲线图，通过压力曲线变化，综合判别减速顶是否发生故障，然后通过数据传输子系统将减速顶1的监测数据传递至采集网关，采集网关通过无线传输至中继网关，中继网关通过无线传输至汇聚网关，汇聚网关通过传输数据线与互联网相连接，互联网连接有应用控制器，并通过数据存储与分析子系统对数据进行存储和分析，具体为采用先进的分布式存储的模式，分布式存储系统，是将数据分散存储在多台独立的设备上。传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据，存储服务器成为系统性能的瓶颈，也是可靠性和安全性的焦点，不能满足大规模存储应用的需要，分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展，构建存储系统时.需要基于成本和性能来考虑，因此存储系统通常采用多层不同性价比的存储器件组成存储层次结构。大数据的规模大，因此构建高效合理的存储层次结构，可以在保证系统性能的前提下，降低系统能耗和构建成本，利用数据访问局部性原理，可以从两个方面对存储层次结构进行优化。从提高性能的角度，可以通过分析应用特征，识别热点数据并对其进行缓存或预取，通过高效的缓存预取算法和合理的缓存容量配比，以提高访问性能。从降低成本的角度，采用信息生命周期管理方法，将访问频率低的冷数据迁移到低速廉价存储设备上，可以在小幅牺牲系统整体性能的基础上，大幅降低系统的构建成本和能耗；在数据分析方面，本系统要结合各个维度的数据进行分析，有静态数据，也有动态数据，各方面的数据汇聚到系统中，依靠一些经典的算法，很难找出数据之间的关联，本系统采用智能算法，对大量的现场数据进行训练，找出隐藏在数据中的规律，从而在数据分析方面起到了很明显的效果，人工神经网络是一种模仿动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达到处理信息的目的，系统采用三层神经网络结构，进行分析计算，然后将处理的数据传递至用户管理终端，并通过用户维修终端进行系统维护。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。