CN100489467C - 三台面电子轨道衡称重***及其数据处理方法 - Google Patents
三台面电子轨道衡称重***及其数据处理方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种三台面电子轨道衡称重***及其数据处理方法，本***包括称重台，数据处理单元、数据传输单元，其中，所述的称重台有三个，分为左称重台，中称重台以及右称重台，用以获得列车重量测量信号，所述称重台包括：台本体、柱式传感器，信号防雷器，数据采集卡；所述的数据处理单元为嵌入式***用来处理所述列车重量测量信号；所述的数据传输单元用来连接各称重台与数据处理单元，用以进行数据传输，从而实现了对不同心盘距车型的判断以及整车的称重，实现了对大量称重结果信息的保存和维护，不仅达到计量工作要求，同时节省了人力，通过网络实现了数据共享，有利于集约化管理。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种铁路车辆运动过程中的称重装置，特别涉及一种基于嵌入式***实现对不同车长进行整车计量的三台面电子轨道衡称重***。
背景技术
一方面，对于铁路货运部门来说，对列车运输的货物进行称重是一件重要的事，台面轨道衡对罐装车重量测量时，要求测量分析***准确快速地判别车型和计算车重，传统的测量分析***需要一台工业控制计算机完成分析计算，例如中国专利公开号为90222633.9，公开了一种铁路货物列车动态称重装置.采用安装在钢轨腰部锥孔内外壳带凸台的插销式称重传感器，并包括有方向识别传感器、放大器、方向识别及控制单元，模数转换器、电子计算机，在放大器和模数转换器之间设置与方向识别及控制单元相连的由多个切换开关构成的切换装置，以及包括机车、煤水车排除单元及车型识别单元，可在列车运行速度为60km/h以下时自动称量货物列车重量，能自动识别运行方向和车速、车种，并能排除机车及煤水车，自动判别货车超载和偏载状况，构成一种称重精度较高的无基坑轮计量式货物列车动态称重装置。这不仅浪费了计算机的资源，同时增加了成本，另一方面由于列车罐体中装有气体或液体物质，在列车运行的过程中其中心在运动，不能单靠静态的称量方法，这样的精度是很难保证需要的。
另一方面随着信息技术的不断发展，铁路货运***的不断壮大，货栈站点之间的信息交流，货物的情况记载和查询，进而方便了客户对运输货物的运行情况具有及时的了解，也保证了对货物流通环节的货物情况进行适时地监控，提高运送的安全性，以及通过远程管理达到集约化的效果。但是由于随着货运量的不断加大，称重的数据量非常巨大，而且还需要与其它信息结合达到计量工作的要求，如需要车号信号，收发货站信息，称重的日期时间信息等，这样造成数据保存和管理带来了一定的困难，同时也需要大量的人力和工序协同工作。
为了解决上述问题，本发明的创作者经过长期的研究和开发，终于获得了此项成果。
发明内容
本发明的目的在于，为解决上述缺陷，提供一种三台面电子轨道衡称重***，引入了嵌入式技术对量称重数据的分析，实现了对不同心盘距罐装车车型的判断以及整车的称重，在数据管理***中采用了数据库技术，实现了对大量称重结果信息的保存和维护，不仅达到计量工作要求；同时节省了人力，通过网络实现了数据共享，有利于集约化管理。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种三台面电子轨道衡称重***，其特征在于，其包括称重台，数据处理单元、数据传输单元，其中，所述的称重台有三个，分为左称重，中称重以及右称重，所述的三个称重台之间距离是根据车型设置的，用以获得列车重量测量信号，所述称重台包括：台本体、柱式传感器，信号防雷器，数据采集卡；所述的数据处理单元为嵌入式***用来处理所述列车重量测量信号；所述的数据传输单元用来连接各移动式称重台与数据处理单元，用以进行数据传输；
同时也提供了一种三台面电子轨道衡称重***的数据处理方法，其是利用所述的三台面电子轨道衡称重***实现的，其中，其处理的流程步骤为：
a步骤：获得列车上称、下称信号；
b步骤：判断车厢型号；
c步骤：获得车厢重量；
d步骤：获得列车速度；
e步骤：通过网络外设实现信息的管理和共享；
f步骤：数据处理过程结束。
本发明的优点在于：不仅能够对车厢长度可变的列车测量，而且能够对重心可变的灌装车测量，同时对列车测量精度高，获得的数据通过网络共享有利于避免大量的重复测量。
附图说明
图1为本发明三台面电子轨道衡称重***的功能结构简图；
图2为本发明三台面电子轨道衡称重***的数据处理过程的流程图；
图3为为发明三台面电子轨道衡称重***的称重台称重原理简图；
图4为本发明获得本节车厢重量的过程流程图。
附图标记说明：11-左称重台；12-中称重台；13-右称重台；111、121、131-柱式传感器；112、122、131-信号防雷器；113、123、133-数据采集卡；22-列车重量信息的通道；21-信号调理板；22’-模/数转换器；3-PC104总线；4-嵌入式***；41-外设器件I/O端口；42-处理器；43-图形控制器；44-存储器；5-网络传输设备；6-上位机；7-其他外置设备；8-列车；a～f-***的数据处理过程步骤；c1～c7-本节车厢重量的过程步骤。
具体实施方式
以下将结合附图，对本新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
请参阅图1所示，其为本发明三台面电子轨道衡称重***的功能结构简图，其包括：称重台，数据处理单元、数据传输单元以及上位机6，其中所述的称重台为三个即左称重台11、中称重台12以及右称重台13，他们之间的距离是根据车型确定的，其中所述的称重台包括：台本体、柱式传感器111、121、131，信号防雷器112、122、132，数据采集卡113、123、133，所述的数据处理单元为嵌入式***4其包括处理器42、存储器44及外设器件I/O端口41、图形控制器43，所述的数据传输单元包括PC104总线3结构，当然也可以是CAN总线、PCI总线或RS232其中之一或者组合；还可以包括网络传输设备5(ADSL等)，所述的上位机6为处于信息汇总端的计算机主机；还包括：列车重量信息的通道21CH0～CH11、信号调理板21以及模/数转换器22’，其中柱式传感器111、121、131采集的信号经过信息的通道22CH0～CH11传入信号调理板22，对信号进行放大，然后传入模/数转换器22’，得到嵌入式分析***4中处理器42能够处理的数字信号，通过PC104总线3输入嵌入式分析***4的外设器件I/O端口41，所述嵌入式分析***4中处理器42存在列车称重算法的具体实现程序，所述程序通过对数据进行分析，识别出列车类型，根据列车8的前后转向架在称台上的重量信号，计算出整车重量。嵌入式分析***4具有存储器42能够对采集到的数据进行保存，这样可以根据需要对采集数据进行分析，方便了分析算法的调试和改进。由于嵌入式分析***4具有图形控制器43可以对产生的采集信号进行观察，来判断柱式传感器111、121、131是否有异常变化，便于即时发现问题，利用外设器件I/O端口41可以与其他外设7(如显示器等)进行连接来扩展相应的功能，其与网络传输设备5的连接，在得到称重结果后，可以通过多种方式将结果上传至上位机6的称重数据管理***中。数据管理***可以将结果显示在交互界面中，计量人员在相应管理软件的引导下将其它信息依次输入，确认无误后，点击保存将结果存入数据库中。保存后的数据，可以随时根据计量人员的查询条件，将称重结果从数据库中调出，完成对各种数据的管理，这样就实现了货物的位置、重量、所乘列车的运行速度、车型等数据的共享，有利于实现集约化管理。
所述的称重台上设置的柱式传感器111、121、131是测量列车重量获得测量信号，通过信号防雷器112、122、132，传入到数据采集卡113、123、133，由于铁路货栈往往雷电发生的频率比较高，信号防雷器112、122、132的作用是防止雷击对分析***的损害和保证操作人员的安全；传入数据采集卡113、123、133的列车重量信息的通道21的数量与柱式传感器111、121、131的数量相同，在数据采集卡113、123、133中对每路信号进行模数转换，测量信号的数字量通过符合PC104总线41技术的接口进入到嵌入式分析***4。
请参阅图2所示，其为本发明三台面电子轨道衡称重***的数据处理过程的流程图；其过程包括：
a步骤：获得列车上称、下称信号；
b步骤：判断车型；
c步骤：获得车厢重量；
d步骤：获得列车速度；
e步骤：通过网络外设实现信息的管理和共享；
f步骤：数据处理过程结束。
请参阅图3所示，其为发明三台面电子轨道衡称重***的台面称重原理简图，这样对三台面电子轨道衡称重***的数据处理过程的流程图进一步的细化实现过程，由于列车前后转向架依次通过左、中、右称重台11、12、13，一旦上台就会产生测试信号，其经信号调理板21以及模/数转换器22’将数字量传入嵌入式分析***4中的外设器件I/O端口41，进入处理器42首先对采集数据进行列车相应的判断和处理，如果列车8未上称，则将采集数据放入存储器44，否则将此前保存的采集数据进行平均处理作为零点，对数据滤波处理，去除干扰信号，判断同时产生上称信号的称台编号，列车8是否上称可以根据采集数据中是否出现跳变信号判断出来，若采集数据中出现上升跳变信号则列车8上称，产生下降跳变信号则列车8下称。
请参阅图4所示，其为本发明获得本节车厢重量的过程示意图，其包括的步骤为：
c1步骤：获得中称重台12柱式传感器121从产生信号至信号消失经历的时间T0；
c2步骤：获得左称重台11柱式传感器在111上述步骤c1时间TO中从产生信号至信号消失所经历的时间T1；
c3步骤：获得右称重台13柱式传感器131在上述步骤c1时间T0中从产生信号至信号消失所经历的时间T2；
c4步骤：判断T1是否大于等于T2，若大于等于则执行下述步骤c5，相反则执行下述步骤c6；
c5步骤：左称重台11柱式传感器111检测到的重量与中称重台12柱式传感器121检测到的重量之和作为本节车厢的重量，执行c7；
c6步骤：右称重台13柱式传感器131检测到的重量与中称重台12柱式传感器121检测到的重量之和作为本节车厢的重量，执行c7；
c7步骤：本过程结束。
本数据处理过程详解为：以中称重台12的柱式传感器121产生压力开始至中称重台12的柱式传感器121产生的压力信号消失的这段时间T0中，对左右两称重台连续进行采样，左称重台11从其上的柱式传感器111产生压力信号到左称重台11从其上的柱式传感器111产生压力信号消失的时间长为T1，右称重台13从其上的柱式传感器131产生压力信号到右称重台13从其上的柱式传感器131产生压力信号消失的时间长为T2，通过比较T1与T2的大小来来判断列车类型，也就是根据列车8转向架在三个称重台上时间段的重叠度大小判断列车8的前后转向架是同时在中称重台12、左称重台11，还是在中称重台12、右称重台13，由此就可以判断出列车类型，当T1大于T2时，此时为根据列车在相应称重台上重量信号的进行滤波，将在每个采样周期中获得的形变量求和然后平均的运算，得到每个称台上转向架重量，这样消除温度等因素对称重结果的影响，减小了柱式传感器111、121、131受外界影响所产生的测量波动对测量结果的影响，从而减小了误差，当T1大于T2时此时车重为左称重台11G左平与中称重台12G中平之和，当T2大于T1时此时车重为右称重台13G右平与中称重台12G中平之和，就为本车厢重量；将所有车厢的重量相加就为整个列车8的重量；
获得列车速度的方法为：由于中称重台12的传感器测量长度L是已知的，通过L/T0就可以获得此时列车8的时速；
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1、一种三台面电子轨道衡称重***，其特征在于，其包括称重台，数据处理单元、数据传输单元，其中，所述的称重台有三个，分为左称重台，中称重台以及右称重台，用以获得列车重量测量信号，所述的三个称重台之间距离是根据车型设置的，所述称重台包括：台本体、柱式传感器，信号防雷器，数据采集卡；所述的数据处理单元为嵌入式***用来处理所述列车重量测量信号；所述的数据传输单元用来连接各称重台与数据处理单元，用以进行数据传输。
2、根据权利要求1所述的三台面电子轨道衡称重***，其特征在于，所述的嵌入式***，其包括：处理器、存储器、外设器件I/O端口以及图形控制器，其中，所述处理器用以处理获得数据；所述存储器用来存取数据；所述的外设器件I/O端口用来与数据传输单元相连，进行数据的输入和输出；所述的图形控制器用来检测采样获得的重量测量信号。
3、根据权利要求1所述的三台面电子轨道衡称重***，其特征在于，所述的数据传输单元为PC104总线、CAN总线、PCI总线或RS232其中之一或者组合。
4、根据权利要求1所述的三台面电子轨道衡称重***，其特征在于，还包括网络输出设备，将数据处理单元与上位机连接在一起，所述的上位机设有数据库***。
5、一种三台面电子轨道衡称重***的数据处理方法，其是利用所述的三台面电子轨道衡称重***实现的，其特征在于，其处理数据的流程步骤为：
a步骤：获得列车上称、下称信号；
b步骤：判断车型；
c步骤：获得本节车厢重量；
d步骤：获得列车速度；
e步骤：通过网络外设实现信息的管理和共享；
f步骤：数据处理过程结束。
6、根据权利要求5所述的三台面电子轨道衡称重***的数据处理方法，其特征在于，所述的获得列车上称、下称信号，是通过设置在称重台台本体上的柱式传感器产生测试信号，经模数转换将数字量传入嵌入式分析***中的外设器件I/O端口，进入处理器，所述处理器对采集的数据进行判断，若采集数据中出现上升跳变信号则列车上称，产生下降跳变信号则列车下称。
7、根据权利要求5所述的三台面电子轨道衡称重***的数据处理方法，其特征在于，所述的获得本节车厢重量，其实现的步骤为：
c1步骤：获得中称重台传感器从产生信号至信号消失经历的时间T0；
c2步骤：获得左称重台传感器在上述步骤c1时间T0中从产生信号至信号消失所经历的时间T1；
c3步骤：获得右称重台传感器在上述步骤c1时间T0中从产生信号至信号消失所经历的时间T2；
c4步骤：判断T1是否大于等于T2，若大于等于则执行下述步骤c5，相反则执行下述步骤c6；
c5步骤：左称重台传感器检测到的重量与中称重台传感器检测到的重量之和作为本节车厢的重量，执行c7；
c6步骤：右称重台传感器检测到的重量与中称重台传感器检测到的重量之和作为本节车厢的重量，执行c7；
c7步骤：本过程结束。
8、根据权利要求5或7所述的三台面电子轨道衡称重***的数据处理方法，其特征在于，所述的判断车型，是指将每节车厢的型号辨识出来，根据T1与T2的关系，若执行步骤c5则车型由左、中称重台的距离决定，若执行c6车型由中、右称重台的距离决定；所述的获得列车速度，是通过中称重台的传感器测量长度除以T0。
9、根据权利要求5所述的三台面电子轨道衡称重***的数据处理方法，其特征在于，所述通过网络外设实现信息的管理和共享，是通过一个具有数据库***的上位机，将从数据处理单元获得数据进行分类储存，通过网络传输供不同终端调用查询。
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