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快捷货运列车供电及安全综合监控系统

文档作者：杨东军，张利军，任向杰，毕经全文档来源：中车青岛四方车辆研究所有限公司		点击数：	更新时间： 2024年06月10日
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车辆产品与零部件铁道车辆第54卷第9期2016年9月
文章编号：1002—760212016)09—0021—03
，陕捷货运列车供电及安全综合监控系统
杨东军，张利军，任向杰，毕经全
(中车青岛四方车辆研究所有限公司，山东青岛266031)
摘要：针对快捷货运列车，提出了集中供电和分散供电方案，并介绍了集轴温监控、电子防滑、火灾报警、制动监
测、电空制动、防盗监控等为一体的安全综合监控系统。
关键词：快捷货运列车；供电系统；安全综合监控系统
中图分类号：U270．38+1 文献标志码：B
随着物流必威体育官方网站
的快速发展，货运列车提速势在必1．1 集中供电方式
行。列车提速关系到行车安全，而既有货运列车并未当采用既有客货两用电力机车DC 600 V或AC
设置供电和安全监控系统，且货运列车的任意编组也380 V供电时，机车通过既有DC 600 V或AC 380 V
给列车的安全监控造成困难口1。因此，本文提出了针连接器与货车连接，为全列货车集中供电(其拓扑如图
对快捷货运列车的简捷的集中供电方案和便于列车任1所示)。特种货车(如图1中首车)用于和机车直接
意编组的分散供电方案，同时考虑快捷货运列车运行连接，与普通货车相比，增加了供电连接器、电源转换
中的安全隐患及用户需求，设计了集轴温监控、电子防装置和供电模块。
询等为一体的安全综合监控系统‘2|。车输出的DC 600 V或AC 380 V转换为DC 110 V，
1 供电系统DC110 V电源接口。
由于目前货车没有设置供电系统，导致无法配置供电模块输出DC 230 V，接人贯通母线，为货车
安全综合监控系统，不能对车辆状态进行监控，不能适安全综合监控系统供电。
应现有的快速物流模式，所以新设计的快捷货车应配当采用新造机车时，可设计机车直接输出DC 110
置供电系统。货运列车供电系统可采用机车供电或货V，取消特种货车的电源转换装置，仅安装供电模块将
车自发电模式。本文提出的3种供电方式主要根据混蛩苎箜D。C，。1：C：．y．转换为Dc 230 V，接入贯通母线，为三戮篙徽黧黧⋯糊脯DC2货30‰⋯⋯422嗍毗。缆时'可根据机车的不同采用不同的供电系统口3。接电控空气裔；菜磊；蔫笔蒹谥磊妄桑谣；綦_“
收稿日期：2016一01—25；修订日期：2016一06—15
1·2 分散供电方式一
作者简介：杨东军(1978一)，男，工程师。采用机车供电，机车DC 600 V／AC 380 V通过2
图10为车顶盖绢装图．
图10车顶盖组装图
顶盖在专用胎具上组装并焊接成型，组装完风控
装置后，对顶盖和底开门进行调试，确保顶盖开启、关
闭平稳，底开门开关灵活，满足图纸及技术条件要求。
3结束语
2015年3月23号，外方监理及终端客户对车体
总成进行了鉴定，鉴定合格，终端客户确认，试制样车
符合图纸、技术条件要求，可以进行批量生产，5月底
该批出口车全部交验合格。
(编辑：郭晖)
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万方数据
铁道车辆第54卷第9期2016年9月
路母线贯通全列，单车供电模块将其转换为DC 230
V，通过设置列车总线(双股AWG8电力电缆)实现全
列贯通。充电模块将机车供电DC 600 V／AC 380 V
或单车供电模块输出的DC 230 V转换为DC 24 V，为
安全综合监控系统提供电源，为机车提供DC 24 V电
源接口，同时为蓄电池充电。充电模块可通过RS232
通信进行充电曲线及输出电压设置。分散供电方式一
系统拓扑如图2所示。
DC 230 V电源性能要求与集中供电方式相同。
通信系统
机车
电源转换装置
110Vll
供电模块
系统拓扑如图3所示。
DC 24 V电源性能应符合GB／T 25119—2010《机
车车辆电子装置》的相关要求。
2安全综合监控系统
安全综合监控系统使用电力线载波技术组网，通
过贯穿列车的DC 230 V／DC 24 V供电线缆进行信息
交互[4]。安全综合监控系统包括车载安全监控主机及
其传感器、列车总线及连接器、地面服务器等，各个部
分由若干个功能设备组成。
DC 230 V
(Lonworks总线)
首车普通车
图1 集中供电方式系统拓扑图
DC 6∞V／
AC 3SOV
充电模块
。科科，
J
／
一供电电源
里DC230V
里S2
充电模块
池l DC 24 V嫜≮I蓄电池
。—P 匡囱
科r丰IJ ，，
供电电源
女Dc230 V
充电模块
De 24V蚌＼I蓄电池
—-一匡囱
图2分散供电方式一系统拓扑图
1．3分散供电方式二
利用货车自发电供电时，轴驱发
电系统直接输出DC 24 V为本车供
电。DC 24 V母线贯穿整列货车，既
可实现冗余供电，也可通过电力载波
技术实现全列安全综合监控系统联
网。在列车运行过程中，轴驱发电机
在轮对的带动下发电，经整流电路输
出DC 24 V，为蓄电池充电和为安全
监控系统提供电源。分散供电方式二?
·22‘
车辆使用自编组技术，当列车连
挂完成后，自动对货车车厢进行排序。
排序为01号货车的安全监控主机将
全列的信息进行汇总并存储，将数据
通过无线方式(如GPRS)实时传输至
地面服务器。用户可通过智能终端访
问地面服务器，实时监控列车的运行
情况，当发生故障时，自动将故障信息
通过短信等形式发送到预设的相关人
员的手机上，确保列车的安全运行。
安全综合监控系统设置GPS模
块来实时获取货车位置信息，通过
GPRS传输至地面服务器，货主可通
过internet网络访问地面服务器，查
询物流状态。
下文将对安全综合监控系统的主
要组成部分进行功能描述。
2．1安全监控主机
车载安全监控主机对列车轴温监
测、电子防滑、火灾报警、制动监测、电
空制动、防盗监控等系统的信息进行
采集和处理。轴温等信息接入“5T”
中的地面红外线热轴探测系统，出现
热轴故障时拦停列车。安全监控主机
图3 分散供电方式二系统拓扑图
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万方数据
快捷货运列车供电及安全综合监控系统杨东军，张利军，任向杰，毕经全
采用19 in标准3U机箱，内部集成多块板卡，其各部
分功能如下：
(1)主机供电及电力载波板。将DC 230 V／DC
24 V电源隔离变换为DC 24 V／DC 5 V，为监控主机
供电，并通过电源线利用电力载波技术实现安全监控
主机间的信息交互。
(2)轴温监控板。采集轴温数据，判定轴温报警
状态，同时将相关数据传输给网络。判据应符合TB／
T 2226--2002((铁道客车用集中轴温报警器技术条件》
的要求。
(3)电子防滑器板。具备速度传感器采集功能及
防滑阀控制功能，主要通过监控系统的速度差、减速度
以及滑移率判据等完成对防滑的监测，控制防滑阀调
整制动缸压力的输出，避免车轮抱死擦伤，同时充分利
用轮轨黏着，减小制动距离。
(4)数据存储板。通过背板总线收集其他板卡的
数据，任一存储板都可连续记录整列车安全综合监控系
统的数据(如温度、速度等)，为车辆入库维护提供依据。
(5)车辆控制模块板卡。根据AAR S 4230一
2004《用于缆接货运列车控制系统的列车间通信规范》
进行相应硬件配置及车辆ID标记和排序。
(6)GPRS、GPS通信板。利用GPS通信板实时
获取列车位置，并通过GPRS将系统的位置信息及监
控信息传输到地面服务器。
(7)烟火报警板∞]。通过烟火探测器采集监控区
域的烟雾浓度，判断烟雾报警状态，并将相关数据传输
给背板总线。
(8)电空制动板。接收从网络上传来的机车制动
指令，通过对快捷货运机车制动充排气电磁阀的控制，
实现快捷货运列车的制动、缓解功能。
(9)制动监测板。用于采集列车管、副风缸及制
动缸压力，判断制动系统是否正常，同时将相关数据传
输给背板总线。
(10)防盗监控板。采用红外对射原理，当有非法
闯入时，发出警报，并将相关数据传输给背板总线。
2．2列车总线及连接器
为保持通用性，所有供电制式的列车总线均采用
纵贯全列车的AWG8双股电力电缆传送列车电源和
网络通信信号(电力线载波)。
当采用DC 230 V供电时，贯通母线(即列车总
线)应符合AAR S 4210--2007{缆接ECP制动系统电
缆、连接器和接线盒性能规范》的要求。
当采用DC 24 V供电时，通信采用基于Lon—
works(埃施朗公司开发的网络控制平台)的电力载波
通信技术，因其对电力线无特殊要求，故技术要求可以
与DC 230 V供电时一致。
机车利用既有43芯的供电连锁信号，通过电力线
载波技术与货车通信。有条件时，在机车上加装电力
线载波通信板，修改机车既有显示屏界面，显示列车安
全监控系统信息；不具备条件时，可通过便携式显示屏
显示货车相关信息。
首尾货车与机车电空制动连接器相连，接收电空
制动指令，再通过电力载波网络传输至各车，控制电磁
阀实现电空制动功能。
2．3列尾装置接口
列尾装置用于监视列车风管压力，应在首尾货车
上预留机械、电气及气路接口。
2．4轴端温度传感器
轴端温度传感器采用PTl000铂电阻(B级)测
温，其测温精度高，抗干扰性能好。
2．5烟火探测器
采用基于光散射原理的点型感烟火灾探测器，其
主要功能是通过测量自身所处环境的烟雾浓度来判定
是否有火灾发生。为保证感烟探测器在不同温度环境
下测量的准确性，感烟探测器采用温度补偿及智能差
分算法，主动消除环境和瞬间的烟雾干扰，避免误报。
2．6制动压力传感器
采用溅射薄膜式制动压力传感器，采集总风管、列
车管、制动缸等处的压力。
3结束语
本文针对快捷货运列车的安全问题，结合现有货
运列车的特点，提出了3种列车供电方式。其中，分散
供电可靠性高，编组灵活，但实现成本较高；集中供电
方案简单，在设置特殊首车后，可降低成本。同时，提
出了集轴温监控、电子防滑、火灾报警、制动监测、电空
制动、防盗监控等为一体的安全综合监控系统方案，并
详细描述了各部件的实现方式，具有较强的可实现性。
参考文献：
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2011，18(3)：104—108．
[3]徐林云．DC 600 V列车供电系统口]．铁道车辆，2001，39(3)：13—16．
E4]张锐，张琳琳．基于LABVIEW的货运列车轴温报警监控系统
[J]．甘肃科技，2010，28(24)：28—32．
(编辑：颜纯)

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