專利名稱：列車脫軌事故的預(yù)測預(yù)報技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路交通安全技術(shù)，是一種列車脫軌事故的預(yù)測預(yù)報技術(shù)。
二.
背景技術(shù)：
1.列車脫軌是危害鐵路運輸安全的最嚴重的安全隱患鐵路運輸是國民經(jīng)濟的大動脈，列車脫軌是危害鐵路運輸安全的最嚴重的安全隱患之一。據(jù)統(tǒng)計，1988年10年間，我國全路重大、大事故中，列車脫軌約占總事故的70％，其比例之高，在國際上罕見，國內(nèi)前所末有，造成的人員財產(chǎn)損失驚人。
2.造成列車脫軌的原因列車運行中發(fā)生自行脫軌的原因是錯綜復(fù)雜的。除了地震、洪水、龍卷風(fēng)、沙塵暴等等自然災(zāi)害以外，大致可以歸納為輪、軌二大類2.1.鐵路軌道的原因鐵路軌道的靜態(tài)不平順和鐵路軌道的動態(tài)不平順，是造成列車運行中發(fā)生自行脫軌事故的主要原因之一。中國專利技術(shù)“高速鐵路軌道安全自動測量監(jiān)控技術(shù)”就是專門針對鐵路軌道的靜態(tài)平順性和鐵路軌道的動態(tài)平順性進行自動測量監(jiān)控的技術(shù)。有了這套技術(shù)，就可以確保鐵路軌道的安全運營。
2.2.列車的原因在鐵路軌道靜態(tài)平順和動態(tài)平順良好的情況下，發(fā)生列車運行中自行脫軌事故的根本原因是列車重心橫向動態(tài)嚴重失去平衡，使輪軌之間的橫向力大于輪壓時造成的。
3.列車重心橫向動態(tài)嚴重失去平衡的原因分析3.1.娘胎里的毛病由于，輪軌式鐵路運輸方式的輪軌關(guān)系的復(fù)雜性和隨機性，由于輪軌系統(tǒng)構(gòu)造特點，決定了只要采用這一方式的交通系統(tǒng)，其構(gòu)造特點、技術(shù)特點和運營條件就決定了，會有一定概率發(fā)生列車在運行中的自行脫軌的可能。也就是說，這類事故的起因，是由系統(tǒng)本身的特性所決定，在某種意義上說是娘胎里造成，是無可避免的。
3.2.在理論上對列車發(fā)生脫軌的機理認識不足，缺乏預(yù)防列車脫軌的方法和技術(shù)手段。
由于車輪與鋼軌之間的縫隙是瞬時變化的，以至于不能列出輪軌之間的銜接條件，至使無法得到這個時變系統(tǒng)方程的唯一解；引起這個時變系統(tǒng)橫向振動的激振源到底是什么不清楚；這種情況下，由于時變系統(tǒng)隨機分析問題沒有解決，導(dǎo)致脫軌研究中的理論和試驗不相符，大量的事實無法得到圓滿解釋的根本原因。
中國工程院院士、著名橋隧專家、中南大學(xué)曾慶元教授，發(fā)明的“車橋及車軌時變系統(tǒng)橫向振動計算中的根本問題與列車脫軌能量隨機分析理論”，擺脫了從輪軌接觸的力學(xué)狀態(tài)進行分析的慣常模式，提出用隨機能量分析作為支點，建立脫軌分析理論，運用他自己提出的彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理及形成矩陣的“對號入座”法則，建立列車——軌道(橋梁)時變系統(tǒng)脫軌振動方程，并運用了一套創(chuàng)新性的計算方法和自己設(shè)計的計算軟件，提出了新的防脫軌能量標準。
曾氏定理，采用隨機能量分析的方法，對預(yù)防列車脫軌發(fā)生有一定作用。但是，正如曾氏文章中所說的那樣，造成列車脫軌的原因是多種多樣的，是千變?nèi)f化的時變系統(tǒng)。曾氏定理并沒有解決這個時變系統(tǒng)的隨機監(jiān)測問題。
3.3.車輛的原因3.3.1.車輛裝載不均衡，旅客或貨物偏載嚴重，由于車輛裝載重心的靜態(tài)不平衡，從而影響到各車輪的配載不均衡?；蛘呤擒囕v裝載的貨物固定不牢靠，在列車運行中貨物發(fā)生嚴重的位移或者傾倒，嚴重影響到列車重心橫向動態(tài)平衡。
3.3.2.列車不同的運行速度產(chǎn)生不同的慣性，對車輛脫軌有著不同的影響，當車輛通過曲線時，不同的運行速度生產(chǎn)不同的離心力。這些都是影響列車重心橫向動態(tài)平衡的主要側(cè)向作用力。
3.3.3.反向運行，即機車推進時，車輛之間的車鉤作用力是壓縮力，使前后轉(zhuǎn)向架側(cè)向力增大，同時有可能使車輛向上撅起，使其車輪減載。
3.3.4.車輛配置不合理。通常，我們往往把重載車輛放在列車的中前部，而列車尾部往往順便梢掛一些空車皮。這樣更容易引起列車尾部發(fā)生龍甩尾的事故。
3.4.自然災(zāi)害的原因高速列車運行中的阻力，空氣阻力占主要成分，列車運行時受到的空氣阻力與車速的平方成正比，隨著列車速度的不斷提高，空氣阻力急劇增大?？諝庾枇Φ募眲≡龃螅瑫a(chǎn)生許多空氣動力現(xiàn)象。因此，強烈的側(cè)風(fēng)、龍卷風(fēng)、沙塵暴更是加劇列車發(fā)生自行脫軌的一個重要原因。另外，列車交會時產(chǎn)生的空氣壓力波，也是列車發(fā)生自行脫軌的一個重要原因。
綜合以上列車運行中發(fā)生自行脫軌的所有成因，歸納為一點，即列車運行中發(fā)生自行脫軌的根本原因是；列車重心橫向動態(tài)嚴重失去平衡，造成輪軌之間的橫向力大于車輪對鐵路軌道的輪壓造成的。
4.歷史的錯誤結(jié)論4.1.錯誤的結(jié)論歷史錯誤結(jié)論是；列車運行中發(fā)生自行脫軌的原因是輪軌之間的橫向力大于車輪輪重造成的。
4.2.正確的結(jié)論正確的結(jié)論是列車運行中發(fā)生自行脫軌的原因是列車重心橫向動態(tài)嚴重失去平衡，使輪軌之間的橫向力大于輪壓時造成的。
4.3.造成歷史錯誤結(jié)論的原因4.3.1.列車靜態(tài)與動態(tài)狀態(tài)條件下，列車車輪對鐵路軌道的壓力不同。
4.3.1.1.列車在靜態(tài)狀態(tài)列車車輪的輪重等于列車車輪對鐵路軌道的輪壓。
4.3.1.2.列車在動態(tài)狀態(tài)列車車輪的輪重不等于列車車輪對鐵路軌道的輪壓。
列車車輪的輪重在列車裝載貨物完畢以后，它的輪重就確定了。而列車車輪對軌道的輪壓是隨著風(fēng)向、風(fēng)速、列車的行駛速度、離心力、慣性、貨物對側(cè)壁的壓力等等外因不斷變化的。當列車的重心橫向動態(tài)失去平衡時，就會發(fā)生對稱的同一輪對的左右輪壓發(fā)生改變。列車構(gòu)架在動應(yīng)力下的破壞和在靜應(yīng)力下的破壞機理是不同的，列車的危險大多出現(xiàn)在動應(yīng)力超值情況下引起的。
4.3.2.分析方法的錯誤把行駛狀態(tài)的列車車輪對鐵路軌道的輪壓與列車靜態(tài)狀態(tài)的車輪輪重進行比較，這種動態(tài)作用力和靜態(tài)作用力的對比，顯然有失對等。由于對比條件不對等，當然得出的結(jié)論也就不可能正確了。由于把不變的輪重替代變化的輪壓，造成了分析錯誤。輪重與輪壓雖然只是一字之差，產(chǎn)生的結(jié)果是截然不同的。
4.4.歷史錯誤的危害由于過去對列車運行中發(fā)生自行脫軌原因的認識錯誤，導(dǎo)致鐵路軌道的設(shè)計、施工、運營、養(yǎng)護中，種下了不安全的隱患。因此，今天我們來糾正錯誤的歷史結(jié)論和錯誤的分析方法，對今后的鐵路建設(shè)，有著重大的意義。尤其對高速鐵路的建設(shè)更是關(guān)系重大。
三.

發(fā)明內(nèi)容
在鐵路軌道靜態(tài)、動態(tài)平順良好的情況下，發(fā)生列車脫軌事故的原因是列車重心橫向動態(tài)嚴重失去平衡，使輪軌之間的橫向力大于輪壓時造成的。
本發(fā)明是通過測量列車重心橫向動態(tài)變化數(shù)據(jù)的方法，來達到預(yù)測預(yù)報列車脫軌事故的發(fā)生的。時時刻刻隨機測量列車重心橫向動態(tài)變化，成為預(yù)防列車脫軌事故發(fā)生的關(guān)鍵技術(shù)。
本發(fā)明的列車重心橫向動態(tài)變化數(shù)據(jù)是依靠荷重傳感器、位移傳感器測量得到的。通過嵌裝在上旁承與下旁承之間的荷重傳感器，或者通過安裝在車體底架與軸箱導(dǎo)框之間的位移傳感器，測量得到列車重心橫向動態(tài)變化數(shù)據(jù)。列車重心橫向動態(tài)變化數(shù)據(jù)是依靠數(shù)據(jù)傳輸裝置傳輸?shù)搅熊囻{駛室的數(shù)據(jù)顯示器里的。列車重心橫向動態(tài)變化數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)顯示器的運算處理，顯示出列車重心橫向動態(tài)擺動的方向和幅度，達到預(yù)測預(yù)報防止列車發(fā)生脫軌事故的目的。
四.


附圖1數(shù)據(jù)傳輸裝置工作原理方框中1.傳感器；2.電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路；3.A/D轉(zhuǎn)換電路；4.GSM移動通信無線電話機；5.收/發(fā)轉(zhuǎn)換電路；6.電源。
五.
具體實施例方式
下面通過以下實施例，來進一步詳細描述本發(fā)明的具體實施方式
。
1.傳感器(1)的安裝要想得到列車重心橫向動態(tài)平衡的數(shù)據(jù)，并通過這些數(shù)據(jù)得到列車重心橫向動態(tài)擺動的方向和幅度，達到預(yù)測預(yù)報列車發(fā)生脫軌事故的目的。就必須安裝傳感器，用傳感器來測量得到列車橫向重心動態(tài)變化數(shù)據(jù)。由于，國內(nèi)列車車輛的種類和型號繁多，所以，本發(fā)明只能按照在線制造中的新車和已經(jīng)使用的車輛進行分類，分別安裝不同形式的傳感器。
1.1.在線制造中新車的傳感器安裝列車枕梁下部的左右二個上旁承和枕梁中部的上心盤與轉(zhuǎn)向架搖枕上的左右二個下旁承和搖枕中部的下心盤受力較大，負擔(dān)著全車的重量，并通過心盤將重量傳給列車的走行部。左右二個上旁承與對應(yīng)的下旁承一方面承擔(dān)一部分車輛的重量，同時肩負著車輛的橫向平衡支承作用。因此，在左右二個上旁承與對應(yīng)下旁承之間嵌裝荷重傳感器，通過荷重傳感器測量左右二個下旁承的載荷量，也就得到了列車的橫向重心動態(tài)變化數(shù)據(jù)。這種安裝傳感器方法比較適合在線制造中的新車。
具體的做法是；以上海望源測控儀表設(shè)備有限公司生產(chǎn)的“WPH-2型荷重傳感器”為例，在上旁承的接觸面上，加工一個荷重傳感器的安裝孔，安裝孔的深度略大于荷重傳感器殼體高度，使荷重傳感器的測量端露出上旁承的平面。在下旁承的接觸面上安裝一塊高硬度的鋼板，其目的是為了防止下旁承的接觸面長時間與荷重傳感器的測量端的重力接觸，造成下旁承的接觸面的摩損和變形。同時荷重傳感器的測量端也需要要適當加大一點，以便增加與下旁承的接觸面，分散測量點的壓強。荷重傳感器也可以安裝在下旁承上，但是，安裝在下旁承上的荷重傳感器容易積累污垢。
荷重傳感器的基本工作原理是；在一塊彈性體上帖上電阻應(yīng)變片，當彈性體受重力變形時，帖在彈性體上的電阻應(yīng)變片的電阻值會發(fā)生變化。從而得到重力變化的數(shù)據(jù)。二個荷重傳感器安裝在同一枕梁上的二個上旁承上，測量得到下旁承受到壓力而改變的二個電阻值。
1.2.對已經(jīng)投入運營的列車的傳感器安裝如果對已經(jīng)投入運營的列車安裝荷重傳感器，那是相當麻煩的事情，首先需要把列車車體與轉(zhuǎn)向架分解開來，把枕梁的上旁承和轉(zhuǎn)向架搖枕上的下旁承卸下來，更換新的上旁承、下旁承，才能安裝荷重傳感器。這樣做，顯然太復(fù)雜了。比較簡單的方法是；用位移傳感器測量車體底架與鐵路軌道之間的相對距離，通過這個相對距離的變化，測量得到車輛重心橫向動態(tài)平衡變化數(shù)據(jù)。在實際應(yīng)用中，由于各種列車車輛的轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)不同，因此，只要將位移傳感器的一端安裝固定在車體底架上，位移傳感器的另一端安裝固定在軸箱導(dǎo)框上，就可以得到車體底架與鐵路軌道之間的相對距離數(shù)值了。這是因為，鐵路軌道與列車輪對，列車輪對與軸箱導(dǎo)框之間是無間隙接觸，因此，測量車體底架與軸箱導(dǎo)框之間的距離變化，就是車體底架與鐵路軌道之間的距離變化。這種測量方法比較適合已經(jīng)運營列車的技術(shù)改造。
具體的做法是；以上海盟立自動化科技(上海)有限公司生產(chǎn)的“TEX系列導(dǎo)電塑料直線位移傳感器”為例，分別在列車二邊的車體底架和軸箱導(dǎo)框上分別各打一個安裝位移傳感器的螺絲孔，用螺絲把導(dǎo)電塑料直線位移傳感器固定起來。
直線位移傳感器實際上一只直線電位器，位移的改變實際是改變電阻的大小。二個直線位移傳感器測量分別得到的是二個電阻值。
由于每節(jié)車輛有二個走行部組成，因此安裝4個荷重傳感器或者位移傳感器，就可以滿足測量列車車輛重心橫向動態(tài)變化的技術(shù)要求。
2.數(shù)據(jù)傳輸裝置列車重心橫向動態(tài)變化數(shù)據(jù)是依靠數(shù)據(jù)傳輸裝置傳輸?shù)搅熊囻{駛室的數(shù)據(jù)顯示器里的。這個數(shù)據(jù)傳輸裝置傳輸數(shù)據(jù)的方式可以采用無線、有線、紅外線等等多種方式可供選擇。本實施例介紹一種無線傳輸方法；本實施是采用GSM移動通信無線電話機(4)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぞ?。附圖1數(shù)據(jù)傳輸裝置工作原理方框圖。顯示了這個數(shù)據(jù)傳輸裝置的工作過程。
在實現(xiàn)GSM移動通信無線電話機(4)無線傳輸之前，還必須完成以下工作2.1.電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路(2)荷重傳感器、位移傳感器二種傳感器測量的結(jié)果都是以電阻值的變化來表示的。因此，必須將電阻值的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號的變化，再由電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路(3)轉(zhuǎn)換成數(shù)碼數(shù)據(jù)，才能進行數(shù)據(jù)傳輸。
電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路(2)的組成是相當簡單，一般只要一只電阻與傳感器輸出端的等效電阻相串聯(lián)連接，在電阻與傳感器輸出端的等效電阻二端施加一個直流電壓，在電阻與傳感器輸出端的等效電阻之間的連接點上便得到列車重心橫向動態(tài)變化的電壓信號。這樣就完成了電阻/電壓轉(zhuǎn)換工作。
2.2.A/D轉(zhuǎn)換電路(3)由傳感器的測量電阻值轉(zhuǎn)換成電壓信號以后，還要用A/D轉(zhuǎn)換電路(3)，將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)碼數(shù)據(jù)。
所要說明的是；能夠直接輸出數(shù)碼數(shù)據(jù)的荷重傳感器、位移傳感器產(chǎn)品已經(jīng)有不少品種，如果在實際使用中應(yīng)用這些具有數(shù)碼數(shù)據(jù)輸出功能的傳感器產(chǎn)品，則上面所述的電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路(2)、A/D轉(zhuǎn)換電路(3)也就可以省略了。
2.3.GSM移動通信無線電話機(4)(通俗稱為手機)列車重心橫向動態(tài)平衡變化數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)搅熊囻{駛室的數(shù)據(jù)顯示器里，本實施例，采用無線方式傳輸列車重心橫向動態(tài)平衡變化數(shù)據(jù)。即采用GSM移動通信無線電話機(4)作為傳輸數(shù)碼數(shù)據(jù)的工具。
由于數(shù)字移動通信網(wǎng)(GSM)具備了自動選頻與自動接續(xù)的功能，避免了相鄰GSM移動通信無線電話機(4)之間的無線電干擾。因此，利用公共信息資源，作為本發(fā)明的信息傳輸平臺，無疑是一種很好的辦法，尤其是數(shù)字移動通信網(wǎng)(GSM)的全球通，提供世界每一個角落的無線通信服務(wù)。有了這種服務(wù)，列車調(diào)度室可以隨時監(jiān)控所有管轄范圍內(nèi)列車每節(jié)車輛的運行情況，對列車司機進行技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)控。
在實際應(yīng)用中，還需要對GSM移動通信無線電話機(4)進行適當?shù)母倪M；2.3.1.改裝GSM移動通信無線電話機(4)的外殼，以便適應(yīng)列車的劇烈振動、惡劣的自然環(huán)境、防止小偷盜竊等等外部因素的需求。
2.3.2.加裝一個收/發(fā)轉(zhuǎn)換電路(5)收/發(fā)轉(zhuǎn)換電路(5)是控制GSM移動通信無線電話機(4)工作狀態(tài)的控制電路。平時，GSM移動通信無線電話機(4)處在待機狀態(tài)，當GSM移動通信無線電話機(4)接收到數(shù)據(jù)顯示器發(fā)射的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號以后，GSM移動通信無線電話機(4)便進入發(fā)射狀態(tài)，循環(huán)發(fā)送列車重心橫向動態(tài)平衡數(shù)據(jù)的無線電信號。反之，則重返待機狀態(tài)。這樣做的目的是；在列車停運的時候，節(jié)省GSM移動通信無線電話機(4)的用電，和占用GSM移動通信網(wǎng)的信道資源。
2.3.3.加裝數(shù)據(jù)傳輸接口列車重心橫向動態(tài)變化的數(shù)碼數(shù)據(jù)，需要經(jīng)過GSM移動通信無線電話機(4)上的數(shù)據(jù)傳輸接口，才能通過GSM移動通信無線電話機(4)發(fā)射出去。
2.3.4.多個傳感器產(chǎn)生的數(shù)碼數(shù)據(jù)的傳輸問題因為每節(jié)車輛安裝有4個傳感器，每個傳感器產(chǎn)生的數(shù)碼數(shù)據(jù)可以單獨用一個GSM移動通信無線電話機(4)傳輸，這時，GSM移動通信無線電話機(4)的通信號碼就是這個傳感器的地址碼。傳感器的地址碼代表著傳感器的安裝測量位置。
對于多個傳感器產(chǎn)生的數(shù)碼數(shù)據(jù)的傳輸，也可以用一個GSM移動通信無線電話機(4)傳輸，但是，需要在每個傳感器產(chǎn)生的數(shù)碼數(shù)據(jù)前面增加一個不同的地址碼，防止各個數(shù)碼數(shù)據(jù)的混淆，這時，GSM移動通信無線電話機(4)的通信號碼就是這輛車輛的車號。不同的地址碼代表各自傳感器測量的位置。
GSM移動通信無線電話機(4)循環(huán)發(fā)射的串行數(shù)碼數(shù)據(jù)是(地址碼1+傳感器1的數(shù)碼數(shù)據(jù))+(地址碼2+傳感器2的數(shù)碼數(shù)據(jù))+(地址碼3+傳感器3的數(shù)碼數(shù)據(jù))(地址碼4+傳感器4的數(shù)碼數(shù)據(jù))。
由于每節(jié)車輛經(jīng)常有重新編組的可能，因此采用每節(jié)車輛為一個單元，用一個GSM移動通信無線電話機(4)傳輸4個傳感器產(chǎn)生的數(shù)碼數(shù)據(jù)。這樣，任何車輛的重新編組，對本系統(tǒng)沒有任何影響。應(yīng)該說；這種方式是最經(jīng)濟、最實用、最方便的方案。
2.4.電源電源(6)供給荷重傳感器、位移傳感器、數(shù)據(jù)傳輸裝置的全部用電需求。最好的供電方式是蓄電池與發(fā)電機相結(jié)合。有了發(fā)電機就可以免除給蓄電池充電的麻煩，有了蓄電池就可以確保實際應(yīng)用中，保證列車停運狀態(tài)的荷重傳感器、位移傳感器、數(shù)據(jù)傳輸裝置的正常工作。用來指導(dǎo)貨物裝載，使車輛重心橫向靜態(tài)保持平衡，這點對防止列車脫軌有著重要意義。
由于GSM移動通信無線電話機(4)消耗的功率不大，蓄電池的容量有數(shù)安倍/小時，就可以滿足正常工作需要了。發(fā)電機也只要微型的，發(fā)電機的能源由車輛的走行部的任何轉(zhuǎn)動部件傳動。
3.數(shù)據(jù)顯示器安裝在列車駕駛室里的數(shù)據(jù)顯示器，肩負著發(fā)送無線電信號使GSM移動通信無線電話機(4)進入發(fā)射狀態(tài)指令，接收、讀解、運算GSM移動通信無線電話機(4)發(fā)射的數(shù)碼數(shù)據(jù)，顯示出列車重心橫向動態(tài)擺動的方向和幅度，達到預(yù)測預(yù)報列車發(fā)生脫軌事故的目的。
3.1.列車靜止狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示器顯示的內(nèi)容3.1.1.顯示出每節(jié)車輛靜止狀態(tài)空載時的靜態(tài)重心數(shù)據(jù)，一般講，每節(jié)車輛測量的數(shù)據(jù)應(yīng)該是大致相同的。
3.1.2.顯示出每節(jié)車輛裝載貨物狀態(tài)的靜態(tài)重心數(shù)據(jù)，靜態(tài)重心數(shù)據(jù)的顯示很重要，它可以指導(dǎo)貨物的裝載重心盡量保持平衡，防止偏載太厲害造成列車脫軌事故的發(fā)生。
3.2.列車運行狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示器顯示的內(nèi)容第一種方法是；文字顯示出每節(jié)車輛重心橫向動態(tài)擺動的方向和幅度。當擺動幅度超出允許范圍時，發(fā)出報警信息。提醒司機及時采取應(yīng)焦急措施，防止列車脫軌事故的發(fā)生。
第二種方法是；只顯示擺動幅度超出允許范圍的車輛的重心橫向動態(tài)擺動的方向和幅度的文字數(shù)據(jù)。在允許范圍內(nèi)的車輛的重心橫向動態(tài)擺動的方向和幅度不進行顯示。
第三種方法是；在文字顯示的同時，結(jié)合顯示列車圖形，通過列車圖形的擺動來顯示列車重心橫向動態(tài)擺動的方向和幅度，這樣就更加形象動人。
所要說明的是；荷重傳感器、位移傳感器測量得到的數(shù)據(jù)都是相對數(shù)據(jù)，不是絕對數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)僅僅只能表示列車重心橫向動態(tài)變化的程度。其中的根本原因是；列車車底架承擔(dān)著車體及裝載貨物的全部重量，全部重量主要是通過上心盤、下心盤將重量傳給走行部的。上旁承、下旁承主要的任務(wù)是支承車體的平衡，上旁承、下旁承僅僅承擔(dān)一部分重量。這就是荷重傳感器、位移傳感器測量得到的數(shù)據(jù)都是相對數(shù)據(jù)的原因。
無論左右二個傳感器測量得到的數(shù)據(jù)有多大，只要二個數(shù)據(jù)相減的結(jié)果趨向零，就說明列車重心橫向動態(tài)基本平衡。反之，若二個數(shù)據(jù)相減的結(jié)果離零越來越遠，則說明列車重心橫向動態(tài)越來越不平衡，列車車輛的擺動幅度越來越大。通過二個數(shù)據(jù)相減的結(jié)果的正、負值，來判斷列車擺動的方向。
3.3.列車調(diào)度室數(shù)據(jù)顯示器顯示的內(nèi)容列車調(diào)度室里的數(shù)據(jù)顯示器同樣可以接收GSM移動通信無線電話機(4)發(fā)射的列車重心橫向動態(tài)變化的數(shù)據(jù)，對運行狀態(tài)的列車進行實時監(jiān)控。
4.本發(fā)明的意義4.1.指導(dǎo)貨物的裝載重心盡量保持平衡，從源頭開始治理列車脫軌事故的發(fā)生。
4.2.隨時監(jiān)控列車重心橫向動態(tài)擺動的方向和幅度。有效的防止列車脫軌事故的發(fā)生，消除了危害鐵路運輸安全的最大安全隱患。
本發(fā)明詳細分析了列車運行中發(fā)生自行脫軌事故的原因，應(yīng)用成熟的傳感器技術(shù)、GSM移動通信技術(shù)，破解了這個100多年來一直是學(xué)術(shù)界公認的世界性難題，開出了醫(yī)治列車脫軌這個鐵路運輸?shù)摹鞍┌Y”的良方。本發(fā)明的實施無疑可以大大提供我國鐵路運輸?shù)馁|(zhì)量，減少大量的人員財產(chǎn)的損失。本發(fā)明尤其對高速鐵路的安全運營有著重大意義。
權(quán)利要求
1.一種列車脫軌事故的預(yù)測預(yù)報技術(shù)；它是由荷重傳感器、位移傳感器、數(shù)據(jù)傳輸裝置、數(shù)據(jù)顯示器組成；其特征在于本發(fā)明是通過測量列車重心橫向動態(tài)變化數(shù)據(jù)的方法，來達到預(yù)測預(yù)報列車脫軌事故的發(fā)生的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車脫軌事故的預(yù)測預(yù)報技術(shù)；其特征在于列車重心橫向動態(tài)變化數(shù)據(jù)是依靠荷重傳感器、位移傳感器測量得到的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車脫軌事故的預(yù)測預(yù)報技術(shù)；其特征在于列車重心橫向動態(tài)變化數(shù)據(jù)是依靠數(shù)據(jù)傳輸裝置傳輸?shù)搅熊囻{駛室的數(shù)據(jù)顯示器里的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車脫軌事故的預(yù)測預(yù)報技術(shù)；其特征在于列車重心橫向動態(tài)變化數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)顯示器的運算處理，顯示出列車重心橫向動態(tài)擺動的方向和幅度，達到預(yù)測預(yù)報列車發(fā)生脫軌事故的目的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵路交通安全技術(shù)，是一種列車脫軌事故的預(yù)測預(yù)報技術(shù)。在鐵路軌道靜態(tài)、動態(tài)平順良好的情況下，發(fā)生列車脫軌事故的原因是列車重心橫向動態(tài)嚴重失去平衡造成的。因此，時刻隨機監(jiān)測列車重心橫向動態(tài)變化，成為預(yù)防列車脫軌事故發(fā)生的關(guān)鍵技術(shù)。本發(fā)明通過嵌裝在上旁承與下旁承之間的荷重傳感器，或者通過安裝在車體底架與軸箱導(dǎo)框之間的位移傳感器，測量得到列車重心橫向動態(tài)變化數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅熊囻{駛室的數(shù)據(jù)顯示器里，通過運算處理顯示出列車重心橫向動態(tài)擺動的方向和幅度，達到預(yù)防列車發(fā)生脫軌事故的目的。本發(fā)明解決了列車裝載中的貨物重心平衡問題和運行中的重心橫向動態(tài)平衡問題，有效防止了列車脫軌事故的發(fā)生。
文檔編號G01M17/08GK101028823SQ200710100518
公開日2007年9月5日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者朱倍他 申請人:朱倍他