機車車載安全防護系統(6A 系統)是針對機車運行過程中危及安全的重要事項、重點部件和部位,通過在前期部分機車已經裝用的成熟產品的基礎上,完善功能、綜合集成而構建的系統化、平臺化的機車安全防護系統。
機車車載安全防護系統(6A 系統)將實現以中央處理平臺(CPP)集合機車空氣制動安全監測子系統(ABDR)、機車防火監控子系統(AFDR)、機車高壓絕緣檢測子系統(AGDR)、機車列車供電監測子系統(APDR)、機車走行部故障監測子系統(ATDR)、機車自動視頻監控及記錄子系統(AVDR),實現綜合診斷、統一存儲、集中顯示和車地通信等功能。
機車車載安全防護系統(6A系統)能夠實現空氣制動安全監測、防火監測、高壓絕緣檢測、列車供電監測、走行部故障監測、視頻監控及記錄等六項功能,採用多系統關聯、多傳感器冗餘的設計,對機車狀態進行實時綜合監測、分析診斷及報警。
從2011年開始至2012年10 月,鐵科院開始主導研究機車車載安全防護系統(6A 系統),2012年11月底,機車車載安全防護系統(6A 系統)首批供應商通過CRCC認證。2012年12 月,機車車載安全防護系統(6A 系統)在HXD3C和HXD1型機車上批量安裝使用。
一、6A系統總體架構
二、中央處理平臺(Central Processing Platform – CPP)
中央處理平臺是6A系統的核心,承擔機車車載安全防護系統各監測子系統之間的數據傳輸、數據管理、數據處理等工作。 中央處理平臺通過乙太網總線和CAN總線將各個單元和6A監控子系統連接起來,構成一個整體,實現6A系統通信網絡。中央處理平臺實時接收6A監控子系統的數據,並根據數據內容對其中的報警進行綜合診斷。綜合診斷後的數據發送給存儲板卡進行統一存儲,發送給音視頻顯示終端進行統一顯示。
三、機車空氣制動安全監測子系統(簡稱制動監測子系統ABDR)
Air BrakeSafety Monitoring and Data Record System
機車空氣制動安全監測子系統由制動監測板卡、列車管壓力傳感器、停放缸壓力傳感器和均衡缸壓力傳感器組成。
當列車運行中,制動監測板卡從CAN總線獲取速度和停放制動模塊狀態等信息,如果監測到停放施加非正常施加或者列車折角塞門關閉,則及時報警。
四、機車防火監控子系統(簡稱防火監控子系統AFDR)
Fire Alarmand Data Record System
1) 火災探頭感應煙霧、熱量、光等物理量,當超過限值時,發出火災報警信息
2) 當發出火災報警時,通知中央處理平臺,由中央處理平臺在音視頻顯示終端上自動切換至火情發生區域的視頻圖像
3) 對火災探頭開路、短路故障/防火監控板卡硬體故障進行自檢
五、機車高壓絕緣檢測子系統(簡稱高壓絕緣檢測子系統AGDR)
Anti-Ground Detection System for Resistance of High Voltage Equipment
1) 檢測機車高壓部件的絕緣狀態
2) 具備設備自身的短路保護;有網壓時自動鎖閉檢測功能;升弓狀態下自動鎖閉檢測功能;系統配備鑰匙開關,控制系統檢測功能的啟動
3) 根據高壓互感器不同變比,功率部件輸出如下電壓:
—AC 0~116V(針對25kV/100V高壓電壓互感器)
—AC 0~174V(針對25kV/150V高壓電壓互感器)
—AC 0~232V(針對25kV/200V高壓電壓互感器)
4) 自動檢測裝置本身的測試功能,自檢時間不大於30s
六、機車列車供電監測子系統(簡稱列車供電監測子系統APDR)
Appliances Train Power Diagnosis and Record System
通過列車供電櫃獲取電壓、電流、客車集控信號,供電鑰匙等信息,通過中央處理平臺獲取機車號、牽引客車車次、輔機工作狀態等詳細信息,通過漏電流檢測模塊獲得漏電流信息,然後把這些信息綜合形成完善的列車供電系統的運行狀態信息,為機車列供櫃的運行、檢修提高參考依據。
七、機車走行部故障監測子系統(簡稱走行部監測子系統ATDR)
Advanced Truck Defect Diagnosis and Record System
走行部故障監測子系統由走行部監測板卡、數據前置處理器、傳感器等部分組成。通過傳感器採集軸承溫度、振動衝擊數據;齒輪、踏面振動衝擊數據;機車車軸轉速數據,傳輸至走行部監測板卡,對數據進行診斷分析,並將診斷結果和過程數據通過CAN總線傳送至中央處理平臺。
八、機車自動視頻監控及記錄子系統(簡稱視頻監控子系統AVDR)
Automatic Video Display and Record System
1) 實時採集相關監控部位的視頻圖像
2) 視頻圖像上疊加監測部位、車次、機車號、時間、公裡標、速度和報警信息
3) 響應中央處理平臺的命令,向平臺發送報警事件相關的視頻圖片
4) 當防火監控子系統發現火情時,自動切換至火情發生區域的視頻圖像
5) 視頻子系統自身具備視頻圖像存儲能力,實時存儲視頻圖像和報警信息,時間最短不少於10天。視頻存儲採用滾動方式,當佔用的存檔空間達到上限時,自動覆蓋早期的視頻數據
6) 提供下面三種下載方式:
a)通過在視頻處理板卡面板上插入的USB移動存儲設備下載。視頻數據的下載範圍由中央處理平臺預先設置(例如1天、3天、5天、10天等),預設設置為1天
b)通過視頻處理板卡面板上的乙太網接口,用專用下載軟體下載,可設置下載範圍
c)通過直接拔出存儲單元的方式,獲取整個存儲數據
7) 根據監控位置、時間、事件信息等對歷史視頻圖像進行回放。在視頻回放過程中,能快進、快退和暫停
8) 實時監測攝像頭、板卡硬體故障狀態
九、裝車方案
1、六軸機車上的安裝
2、八軸機車上的安裝