一种基于无线网络的养路机械数据流通方法与系统与流程

1.本发明涉及铁道养护技术领域，具体涉及一种基于无线网络的养路机械数据流通方法与系统。


背景技术：

2.大型养路机械需要以20km/h的速度在被养护线路上行驶作业，在作业过程中根据车辆上安装的电子摆传感器(测量左右两根钢轨的高度差)、抄平传感器(测量轨道高低起伏)、正矢传感器(测量轨道弯曲度)、轮式传感器(测量捣固头插入深度)实时获取线路参数，根据线路参数及作业目标计算控制量，实时控制起道抄平系统调节轨道参数，并捣固稳定轨道参数。然而，现有技术中，这些参数都存储在列车系统中，通过u盘拷贝的方式下载，较为繁琐。同时，车载控制系统不对传感器的状态进行检测和判断，只能通过现场作业人员根据经验进行判断，大大增加了现场故障修复时间。在车辆作业时，还需有作业人员跟在车辆后方，通过检测小车等工具对线路参数进行复测，并根据结果通知列车调节作业参数，这些工作都需要人手工完成，极大地增加了作业人员工作量，降低了效率。


技术实现要素：

3.为提高轨道养护作业过程中设备的智能化程度，降低人力成本，提高养护效率和质量，本发明提出了一种基于无线网络的养路机械数据流通方法，包括步骤：
4.s1：通过养路机械上各类传感器实时采集相应的感知数据，并通过网关上传至数据中心；
5.s2：通过数据中心发送各感知数据至运维作业端；
6.s3：通过数据中心接收运维作业端基于感知数据修改的作业参数，并发送至相应养路机械的网关；
7.s4：基于修改后的作业参数对养路机械进行作业参数调整。
8.进一步地，所述s2步骤中还包括步骤，
9.s21：通过数据中心将各感知数据发送至养路机械供应商端。
10.进一步地，所述s21步骤之后还包括步骤，
11.s22：判断是否接收到养路机械供应商端上传的程序更新请求，若是，进入s23步骤，若否，返回s1步骤；
12.s23：接收软件更新包并对各类传感器进行程序更新。
13.进一步地，所述数据中心接收感知数据和修改后的作业参数是还包括步骤：
14.通过数据中心存储感知数据和修改后的作业参数。
15.进一步地，所述网关通过无线网络实现与数据中心之间的数据流通。
16.进一步地，所述网关采用模块化设置，网关内部为can转无线通讯网关，网关外部为防水和防震外壳。
17.进一步地，所述外壳上设有两个航空连接器，并以并联的方式连接至网关内部的
can转无线通讯网关。
18.本发明还提出了一种基于无线网络的养路机械数据流通系统，包括：
19.若干传感器，用于实时采集养路机械上的各类感知数据，并通过网关上传至数据中心；
20.网关，基于无线网络实现网关与数据中心之间的双向数据传输；
21.数据中心，用于发送各类感知数据至运维作业端，接收运维作业端基于感知数据修改的作业参数并发送至相应养路机械的网关；
22.养路机械，用于基于作业参数执行养路任务。
23.进一步地，所述网关采用模块化设置，网关内部为can转无线通讯网关，网关外部为防水和防震外壳。
24.进一步地，所述外壳上设有两个航空连接器，并以并联的方式连接至网关内部的can转无线通讯网关。
25.与现有技术相比，本发明至少含有以下有益效果：
26.(1)本发明所述的一种基于无线网络的养路机械数据流通方法与系统，通过网关实时将传感器的感知数据上传至数据中心，便于建立轨道养护数据库，以供后期分析；
27.(2)网关、数据中心、运维作业端之间的数据互通，帮助作业人员根据实时感知数据进行及时的参数调校，提高作业效率和质量；
28.(3)在数据中心获得感知数据的同时，将感知数据发送至养路机械供应商端，从而帮助厂家及时发现传感器异常信息，及时提供养护指导以及后续的升级改进；
29.(4)网关采用双路并联的方式连接至传感器，可在任意网络的节点接入，无需对车辆系统做大的改动，改造成本低。
附图说明
30.图1为一种基于无线网络的养路机械数据流通方法的步骤图；
31.图2为一种基于无线网络的养路机械数据流通系统的结构图；
32.图3为数据传递的大致流向图；
33.图4为网关结构示意图。
具体实施方式
34.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
35.实施例一
36.大型养路机械作业过程中需使用电子摆传感器、抄平传感器、正矢传感器、轮式传感器来测量轨道参数、作业设备参数，并根据参数进行作业控制。该系统已成熟应用多年，在使用过程中逐渐暴露出诸多问题，如传感器运行状态以及线路参数的复测过于依赖人为判断，对于传感器参数的设置也需要人为拷贝录入。针对上述问题，如图1所示，本发明提出了一种基于无线网络的养路机械数据流通方法，包括步骤：
37.s1：通过养路机械上各类传感器实时采集相应的感知数据，并通过网关上传至数据中心；
38.s2：通过数据中心发送各感知数据至运维作业端；
39.s3：通过数据中心接收运维作业端基于感知数据修改的作业参数，并发送至相应养路机械的网关；
40.s4：基于修改后的作业参数对养路机械进行作业参数调整。
41.其中，s2步骤中还包括如下步骤：
42.s21：通过数据中心将各感知数据发送至养路机械供应商端；
43.s22：判断是否接收到养路机械供应商端上传的程序更新请求，若是，进入s23步骤，若否，返回s1步骤；
44.s23：接收软件更新包并对各类传感器进行程序更新。
45.如图3所示，为本发明中数据传递的大致流向图，可以看出本发明所述数据流通方法，其是先通过网关实时采集作业车辆上安装的智能化角位移传感器、智能化抄平传感器、智能化正矢传感器、智能化轮式传感器等传感器的感知数据，感知数据包括实时检测数据和自检状态数据，并通过无线网络与gps数据一并上传至位于铁路局的数据中心，以便于数据中心对这些数据进行存储，方便管理人员在后续历史数据统计等情况下进行调用。
46.数据中心还会把传感器的自检状态数据通过无线网络传输至养路机械供应商端。这样一来，就能够方便机械运维人员在足不出户的情况下就能实时监控各售出机械的状态数据，并在故障发生前主动进行预警提示和维修介入，从而降低设备故障发生率，减少运维人员非必要的驻场检测次数，大大提高了运维效率，减少了运维成本，也为养路机械供应商端升级传感器提供了有效数据依据。当针对现有传感器的不足需要对程序进行更新时，亦可以直接通过无线网络传输至网关以对相应传感器进行数据更新。相较于传统采用u盘进行数据拷贝转存和系统更新的情况，大大提高了其智能化运维管理水平，且对运维人员的要求大幅降低。
47.除此之外，数据中心还会将实时检测数据传输至作业人员的运维作业端，通过智能设备(手机、平板等)实现数字化的数据展示，帮助作业人员掌控传感器的运行信息。相较于以往通过作业人员跟在车辆后方，利用检测小车等工具对线路参数进行复测，并根据结果通知列车调节作业参数的方式，大大减轻了作业人员的工作量。而采用数字化的数据显示，亦无需人为对线路参数进行复测，因此对于作业人员的操作经验要求大大降低，降低了人工成本。
48.虽然通过上述方法解决了数据采集、传输和运用的问题，但是考虑到养路器械购置成本大，直接购买含有本发明所述网关的养路机械的话，势必会造成已有设备的浪费。因此，本发明为了将该网关已更低的改造成本运用到现有养路机械中，如图4所示，在本发明所述网关采用模块化设置，网关内部为can转无线通讯网关(包括电源接口和通信接口)，网关外部为防水和防震的金属外壳，其外壳上设有两个航空连接器，同时天线引出，避免金属外壳对信号的干扰，并以并联的方式连接至网关内部的can转无线通讯网关。
49.实施例二
50.为了更好的对本发明的技术内容进行理解，本实施例通过系统结构的形式来对本发明进行阐述，如图2所示，一种基于无线网络的养路机械数据流通系统，包括：
51.若干传感器，用于实时采集养路机械上的各类感知数据，并通过网关上传至数据中心；
52.网关，基于无线网络实现网关与数据中心之间的双向数据传输；
53.数据中心，用于发送各类感知数据至运维作业端，接收运维作业端基于感知数据修改的作业参数并发送至相应养路机械的网关；
54.养路机械，用于基于作业参数执行养路任务。
55.进一步地，网关采用模块化设置，网关内部为can转无线通讯网关，网关外部为防水和防震外壳。
56.进一步地，外壳上设有两个航空连接器，并以并联的方式连接至网关内部的can转无线通讯网关。
57.综上所述，本发明所述的一种基于无线网络的养路机械数据流通方法与系统，通过网关实时将传感器的感知数据上传至数据中心，便于建立轨道养护数据库，以供后期分析。而通过网关、数据中心、运维作业端之间的数据互通，能够帮助作业人员根据实时感知数据进行及时的参数调校，提高作业效率和质量。
58.在数据中心获得感知数据的同时，将感知数据发送至养路机械供应商端，从而帮助厂家及时发现传感器异常信息，及时提供养护指导以及后续的升级改进。网关采用双路并联的方式连接至传感器，可在任意网络的节点接入，无需对车辆系统做大的改动，改造成本低。
59.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
60.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
61.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
62.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。