一种自轮运转特种设备的车载装置、系统及数据处理方法与流程

1.本技术属于自轮运转特种设备领域，具体涉及一种自轮运转特种设备的车载装置、系统及数据处理方法。


背景技术：

2.伴随铁路提速和运输安全新形势的发展需要，更好的保障自轮运转特种设备运行安全显得愈发重要。为了加强自轮运转特种设备的运营管理，确保自轮运转特种设备行车安全，需要在自轮运转特种设备上安装多种车载装置及安全管理系统，用来实现对自轮运转特种设备的运行状况、轴温设备状态、司机管理等的实时监测，但现有的车载设备和安全管理系统之间相对独立，例如：司机通常在值班室中采用安全管理系统进行打卡或者酒精测试，而现有的车载设备又是独立的系统，具有自己独立的服务器独立的操作界面，未形成高度融合的安全防护体系，使用维护较为不便，对提升车辆的安全运营管理效率，降低管理成本产生一定的影响。


技术实现要素：

3.基于以上技术问题，本技术提出一种自轮运转特种设备的车载装置、系统及数据处理方法。
4.第一方面，本技术提出一种自轮运转特种设备的车载装置，包括：主机、人机交互设备和轨道车远程维护监测设备：
5.所述主机与所述轨道车远程维护监测设备、所述人机交互设备相连，所述轨道车远程维护监测设备与地面服务器进行通信；
6.所述主机用于采集第一检测设备的第一检测信息，并将所述第一检测信息传递到人机交互设备，所述轨道车远程维护监测设备用于采集第三检测设备的第三检测信息并将所述第三检测信息发送到主机，所述主机还用于接收所述第三检测信息并将所述第三检测信息发送到所述人机交互设备，所述人机交互设备用于采集第二检测设备的第二检测信息以及基于所述第一检测信息、第二检测信息以及第三检测信息生成报警状态信息，并将所述报警状态信息发送到主机，所述主机还用于将所述报警状态信息发送到轨道车远程维护监测设备，所述轨道车远程维护监测设备还用于将所述报警状态信息发送到地面服务器。
7.所述第一检测设备包括：轴温设备、烟雾报警设备、摄像头的一种或几种；所述第一检测信息包括：自轮运转特种设备的轴温、自轮运转特种设备内的烟雾浓度、摄像头拍摄的视频数据的一种或几种。
8.所述第二检测设备包括：指纹识别设备和/或酒精检测设备；所述第二检测信息包括：指纹图像和/或酒精浓度。
9.所述第三检测设备为轨道车运行控制设备，所述第三检测信息包括：自轮运转特种设备的速度、风压、自轮运转特种设备的运行工况，公里标，机车信号以及自轮运转特种设备的工作状态中的一种或几种。
10.所述自轮运转特种设备的车载装置，还包括视频显示器，与所述主机的视频显示接口相连，用于将主机采集到的所述摄像头拍摄的视频数据发送到视频显示器进行显示。
11.所述人机交互设备包括中央处理单元，以及与所述中央处理单元连接的第一串口通信电路、第二串口通信电路、第三串口通信电路、usb通信电路、采集电路、信号转换电路和显示单元：
12.所述第一串口通信电路用于接收第三检测信息并将所述第三检测信息发送到所述中央处理单元；
13.所述第二串口通信电路用于接收自轮运转特种设备的轴温，并将所述自轮运转特种设备的轴温发送到所述中央处理单元；
14.所述第三串口通信电路用于与酒精检测设备进行交互以接收酒精浓度，并将所述酒精浓度发送到所述中央处理单元；
15.所述usb通信电路用于与指纹识别设备进行交互以接收指纹图像，并将所述指纹图像发送到所述中央处理单元；
16.所述采集电路用于接收自轮运转特种设备内的烟雾浓度，并将所述自轮运转特种设备内的烟雾浓度发送到所述中央处理单元；
17.所述信号转换电路用于接收摄像头拍摄的视频数据，并将所述摄像头拍摄的视频数据发送到所述中央处理单元；
18.所述中央处理单元用于将所述第三检测信息、自轮运转特种设备的轴温、酒精浓度、指纹图像、自轮运转特种设备内的烟雾浓度、视频数据以及各种报警状态信息作为显示信息发送到所述显示单元进行显示。
19.所述第一串口通信电路、第二串口通信电路、第三串口通信电路均包括：
20.平衡电压数字接口电路以及半双工接口隔离电路；所述半双工接口隔离电路包括：第一电阻、第一双向瞬态抑制二极管、第二电阻、第三电阻、第二双向瞬态抑制二极管、第三双向瞬态抑制二极管；
21.所述平衡电压数字接口电路的第一输入端分别与第一电阻的第一端、第一双向瞬态抑制二极管的第一端连接，所述第一双向瞬态抑制二极管的第二端分别与第二电阻的第一端、所述平衡电压数字接口电路的第二输入端连接，所述第一电阻的第二端分别与第三电阻的第一端、半双工接口隔离电路的第一输入端连接，所述第三电阻的第二端分别与半双工接口隔离电路的第二输入端、第二电阻的第二端连接，所述第二电阻的第一端与第二双向瞬态抑制二极管的第一端连接，所述第二双向瞬态抑制二极管的第二端与平衡电压数字接口电路的接地端连接，所述第一电阻的第一端与第三双向瞬态抑制二极管的第一端连接，所述第三双向瞬态抑制二极管的第二端与平衡电压数字接口电路的接地端连接，所述半双工接口隔离电路的接收数据端与中央处理单元的第一接收数据端或第二接收数据端或第三接收数据端连接，所述半双工接口隔离电路的发送数据端与中央处理单元的第一发送数据端或第二发送数据端或第三发送数据端连接。
22.所述usb通信电路，包括：usb接口、第一电感、磁珠、第四电阻以及第五电阻；
23.所述usb接口的第一端与中央处理单元的usb电源端连接，所述usb接口的第二端与第一电感的第三端连接，所述第一电感的第四端与第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与中央处理单元的第一usb端连接，所述usb接口的第三端与第一电感的第二端
连接，所述第一电感的第一端与所述中央处理单元的第二usb端连接，所述usb接口的第四端与磁珠的第一端连接，所述磁珠的第二端与第一接地端连接，中央处理单元的usb端口包括：第一usb端以及第二usb端。
24.所述采集电路，包括：光电耦合器、第六电阻、第七电阻、第一二极管；
25.所述光电耦合器的第一端与第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端分别与第一二极管的负极、烟雾报警设备的数据输出端连接，所述光电耦合器的第二端分别与第一二极管的正极、第二接地端连接，所述光电耦合器的第三端与第一接地端连接，所述光电耦合器的第四端分别与第七电阻的第一端、烟雾报警设备的报警状态信息输出端连接，所述第七电阻的第二端与中央处理单元的第四数据接收端口连接。
26.所述显示单元包括液晶屏与电阻触摸屏，所述信号转换电路，从显示单元的液晶屏中获取r信号，并将所述r信号输入到中央处理单元的视频接收端口的r信号端口中，从显示单元的液晶屏中获取g信号，并将所述g信号输入到中央处理单元的视频接收端口的g信号端口中，从显示单元的液晶屏中获取b信号，并将所述b信号输入到中央处理单元的视频接收端口的b信号端口中，从显示单元的电阻触摸屏中获取x正电极，并将所述x正电极连接至显示单元的液晶屏的第一端口，从显示单元的电阻触摸屏中获取x负电极，并将所述x负电极连接至显示单元的液晶屏的第二端口，从显示单元的电阻触摸屏中获取y正电极，并将所述y正电极连接至显示单元的液晶屏的第三端口，从显示单元的电阻触摸屏中获取y负电极，并将所述y负电极连接至显示单元的液晶屏的第四端口。
27.所述主机包括：视频采集处理单元、数据存储单元、主控记录单元和接口单元；
28.视频采集处理单元，与数据存储单元的视频存储端口连接，用于采集摄像头拍摄的视频数据，并将所述视频数据进行压缩，并将压缩后的视频数据保存在数据存储单元，将所述压缩后的视频数据发送到轨道车远程维护监测设备；
29.所述数据存储单元，用于保存压缩后的视频数据；
30.主控记录单元，与所述接口单元的数据发送端口连接，用于保存接口单元传递过来的第一检测信息、第三检测信息、报警状态信息，并将所述第一检测信息、第三检测信息发送到人机交互设备，并将所述报警状态信息发送到轨道车远程维护监测设备；
31.接口单元，与所述主控记录单元的数据接收端口连接，用于采集第一检测设备的第一检测信息，采集轨道车远程维护监测设备传递过来的第三检测信息，采集人机交互设备传递过来的报警状态信息，并将所述第一检测信息、第三检测信息、报警状态信息发送到主控记录单元。
32.第二方面，本技术提出一种自轮运转特种设备的车载系统，包括：
33.地面服务器；
34.控制系统，与所述地面服务器进行通信，用于通过地面服务器获取自轮运转特种设备的车载装置的报警状态信息或视频数据，基于所述报警状态信息或视频数据进行调度、控制以及管理；
35.客户终端，与所述地面服务器进行通信，用于通过地面服务器浏览自轮运转特种设备的车载装置的报警状态信息或视频数据；
36.第一方面所述的自轮运转特种设备的车载装置。
37.第三方面，本技术提出一种自轮运转特种设备的数据处理方法，采用第二方面的
自轮运转特种设备的车载系统实现，包括：
38.轨道车远程维护监测设备采集第三检测设备的第三检测信息，将所述第三检测信息发送到主机；
39.主机采集第一检测设备的第一检测信息，并将所述第一检测信息传递到人机交互设备，接收轨道车远程维护监测设备传递过来的第三检测信息，将所述第三检测信息发送到所述人机交互设备；
40.人机交互设备采集第二检测设备的第二检测信息，并接收主机传递过来的第一检测信息与第三检测信息，基于所述第一检测信息、第二检测信息以及第三检测信息生成报警状态信息，并将所述报警状态信息发送到主机；
41.轨道车远程维护监测设备将主机传递过来的所述报警状态信息发送到地面服务器；
42.控制系统登录地面服务器获取所述报警状态信息，并根据所述报警状态信息采取对应的管理方法。
43.所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：
44.控制系统将培训文件以及试题文件发送到人机交互设备；
45.控制系统将接触网作业车车辆检测和检修数据进行统计，并将统计结果发送到人机交互设备；
46.控制系统将公告定期发送到人机交互设备。
47.所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：
48.客户终端记录接触网作业车车辆履历信息，并将所述接触网作业车车辆履历信息发送到地面服务器；
49.客户终端或控制系统能够调用并查看地面服务器中的接触网作业车车辆履历信息。
50.所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：
51.客户终端从地面服务器下载升级任务；
52.经过客户终端审核后，将升级任务发送到轨道车远程维护监测设备；
53.轨道车远程维护监测设备将升级任务发送到轨道车运行控制系统，并将升级结果发送到所述轨道车远程维护监测设备；
54.轨道车远程维护监测设备将升级结果发送到地面服务器。
55.有益效果：
56.本技术提出一种自轮运转特种设备的车载装置、系统及数据处理方法，通过适应性改造，形成了一套功能完善、操作管理更为方便的安全防护系统，以消除原有各系统之间的“信息孤岛”，使信息资源得以充分共享，有效提升运营管理效率，降低管理成本。
附图说明
57.图1为本技术实施例的一种自轮运转特种设备的车载装置原理示意图；
58.图2为本技术实施例的人机交互设备内部原理示意图；
59.图3为本技术实施例的串口通信电路原理示意图；
60.图4为本技术实施例的usb通信电路原理示意图；
61.图5为本技术实施例的采集电路原理示意图；
62.图6为本技术实施例的显示单元原理示意图；
63.图7为本技术实施例的自轮运转特种设备的车载系统原理示意图；
64.图8为本技术实施例的出退勤打卡记录示意图；
65.图9为本技术实施例的人机交互设备报警显示界面；
66.图10为本技术实施例的轴温报警示意图。
具体实施方式
67.下面结合附图所示的实施例对本公开作进一步说明。
68.自轮运转特种设备为铁路施工作业过程中的重要移动装备，是铁路建设、设备修理、抢修和检查等工作的主要运输设备。自轮运转特种设备包括：养路机械、作业车、轨道车。基于铁路线路的复杂性、车辆施工作业的多样性，为了保障自轮运转特种设备的运行安全，自轮运转特种设备均安装了多种运用安全管理系统。但各系统之间往往相对独立，系统之间的数据缺乏有效融合，不同系统内数据的管理，需要工作人员同时操控多台计算机或多个信息系统，工作效率低，管理成本大，难以有效提升车辆组织管理水平。
69.本技术提出一种自轮运转特种设备的车载装置、系统及数据处理方法，解决了各个系统相对独立的问题，分别融合了指纹识别设备、酒精检测设备、轴温设备、烟雾报警设备、摄像头、轨道车运行控制设备，6a设备、和轨道车远程维护监测设备(gms，gyk remote maintenace monitoring equipment轨道车gyk远程维护监测设备)，并将上述设备作为车载设备安装在自轮运转特种设备上，在此基础上增加了人机交互设备，并通过轨道车远程维护监测设备将相关数据发送到地面服务器中。本技术实现了轴温状态监测、gyk轨道车运行控制设备(gyk railway vehicle operation control equipment)、视频设备状态监测、车辆运行状况监测及出退乘管理等，同时还具有出退勤打卡、考试培训等功能，结合地面服务器，对信息资源进行充分挖掘、分析，以提升车辆的安全运营管理效率，降低管理成本。
70.实施例1：
71.本实施例提出一种自轮运转特种设备的车载装置，如图1所示，包括：主机、人机交互设备和轨道车远程维护监测设备：
72.所述主机与所述轨道车远程维护监测设备、所述人机交互设备相连，所述轨道车远程维护监测设备与地面服务器进行通信；
73.所述主机用于采集第一检测设备的第一检测信息，并将所述第一检测信息传递到人机交互设备，所述轨道车远程维护监测设备用于采集第三检测设备的第三检测信息并将所述第三检测信息发送到主机，所述主机还用于接收所述第三检测信息并将所述第三检测信息发送到所述人机交互设备，所述人机交互设备用于采集第二检测设备的第二检测信息以及基于所述第一检测信息、第二检测信息以及第三检测信息生成报警状态信息，并将所述报警状态信息发送到主机，所述主机还用于将所述报警状态信息发送到轨道车远程维护监测设备，所述轨道车远程维护监测设备还用于将所述报警状态信息发送到地面服务器。
74.所述第一检测设备包括：轴温设备、烟雾报警设备、摄像头的一种或几种；所述第一检测信息包括：自轮运转特种设备的轴温、自轮运转特种设备内的烟雾浓度、摄像头拍摄的视频数据的一种或几种。
75.所述第二检测设备包括：指纹识别设备和/或酒精检测设备；所述第二检测信息包括：指纹图像和/或酒精浓度。
76.所述第三检测设备为轨道车运行控制设备，所述第三检测信息包括：自轮运转特种设备的速度、风压、自轮运转特种设备的运行工况，公里标，机车信号以及自轮运转特种设备的工作状态中的一种或几种。
77.所述自轮运转特种设备的车载装置，还包括视频显示器，与所述主机的视频显示接口相连，用于将主机采集到的所述摄像头拍摄的视频数据发送到视频显示器进行显示，所述视频显示器包括：电源单元、音视频驱动单元、led屏，所述电源单元为所述视频显示器供电，所述音频驱动单元为led屏的驱动，led屏用于显示主机采集到的所述摄像头拍摄的视频数据。一般情况下，为了能够监控自轮运转特种设备内部各处的情况，自轮运转特种设备上配有2个车载视频显示器，本实施例将其中一个视频显示器连接到主机，本实施例中主机指6a主机，用于显示主机采集到的所有摄像头的视频数据，另一个视频显示器被改造为人机交互设备，不仅具有视频显示功能，还具有人机交互功能，数据采集与处理的功能。
78.所述人机交互设备，如图2所示，包括中央处理单元，以及与所述中央处理单元连接的第一串口通信电路、第二串口通信电路、第三串口通信电路、usb通信电路、采集电路、信号转换电路和显示单元：
79.所述第一串口通信电路用于接收第三检测信息并将所述第三检测信息发送到所述中央处理单元；
80.所述第二串口通信电路用于接收自轮运转特种设备的轴温，并将所述自轮运转特种设备的轴温发送到所述中央处理单元；
81.所述第三串口通信电路用于与酒精检测设备进行交互以接收酒精浓度，并将所述酒精浓度发送到所述中央处理单元；
82.所述usb通信电路用于与指纹识别设备进行交互以接收指纹图像，并将所述指纹图像发送到所述中央处理单元；
83.所述采集电路用于接收自轮运转特种设备内的烟雾浓度，并将所述自轮运转特种设备内的烟雾浓度发送到所述中央处理单元；
84.所述信号转换电路用于接收摄像头拍摄的视频数据，并将所述摄像头拍摄的视频数据发送到所述中央处理单元；
85.所述中央处理单元用于将所述第三检测信息、自轮运转特种设备的轴温、酒精浓度、指纹图像、自轮运转特种设备内的烟雾浓度、视频数据以及各种报警状态信息作为显示信息发送到所述显示单元进行显示。其中，当第三检测信息、自轮运转特种设备的轴温、酒精浓度、指纹图像、自轮运转特种设备内的烟雾浓度、视频数据超过其各自的设定阈值时，生成对应的报警状态信息，报警状态信息的产生为本领域常规技术方案，本技术不再赘述。
86.所述第一串口通信电路、第二串口通信电路、第三串口通信电路均包括：
87.平衡电压数字接口电路以及半双工接口隔离电路，如图3所示；所述半双工接口隔离电路包括：第一电阻r1、第一双向瞬态抑制二极管tvs1、第二电阻r2、第三电阻r3、第二双向瞬态抑制二极管tvs2、第三双向瞬态抑制二极管tvs3，如图3所示，其中，平衡电压数字接口电路本实施例采用rs422接口实现，半双工接口隔离电路本实施例采用adm2587e接口实现；
88.所述平衡电压数字接口电路的第一输入端rs422a1分别与第一电阻r1的第一端、第一双向瞬态抑制二极管tvs1的第一端连接，所述第一双向瞬态抑制二极管tvs1的第二端分别与第二电阻r2的第一端、所述平衡电压数字接口电路的第二输入端rs422b1连接，所述第一电阻r1的第二端分别与第三电阻r3的第一端、半双工接口隔离电路的第一输入端连接，所述第三电阻r3的第二端分别与半双工接口隔离电路的第二输入端、第二电阻r2的第二端连接，所述第二电阻r2的第一端与第二双向瞬态抑制二极管tvs2的第一端连接，所述第二双向瞬态抑制二极管tvs2的第二端与平衡电压数字接口电路的接地端连接，所述第一电阻r1的第一端与第三双向瞬态抑制二极管tvs3的第一端连接，所述第三双向瞬态抑制二极管tvs3的第二端与平衡电压数字接口电路的接地端连接，所述半双工接口隔离电路的接收数据端rxd与中央处理单元的第一接收数据端或第二接收数据端或第三接收数据端连接，所述半双工接口隔离电路的发送数据端txd与中央处理单元的第一发送数据端或第二发送数据端或第三发送数据端连接。其他辅助电路的联系关系如下：电容c263、c264并联接到管脚1和2之间；电容c265、c266并联接到管脚19和20之间；电容c267、c268并联接到管脚9和10之间；电容c269、c270并联接到管脚11和12之间；电阻r242接到adm2587e的管脚15；电阻r243接到adm2587e的管脚13；tvs33接rs422的对外输出z与y引脚之间，其中，z与y引脚可以实现输出数据，a与b引脚之间可以实现输入数据；tvs32接rs422的对外输出z与地引脚之间；tvs34接rs422的对外输出y与地引脚之间。
89.所述usb通信电路，如图4所示，包括：usb接口、第一电感l1、磁珠fb、第四电阻r4以及第五电阻r5；
90.所述usb接口的第一端与中央处理单元的usb电源端pwr1连接，所述usb接口的第二端与第一电感l1的第三端连接，所述第一电感l1的第四端与第四电阻r4的第一端连接，所述第四电阻r4的第二端与中央处理单元的第一usb端usb1连接，所述usb接口的第三端与第一电感l1的第二端连接，所述第一电感l1的第一端与所述中央处理单元的第二usb端usb2连接，所述usb接口的第四端与磁珠fb的第一端连接，所述磁珠fb的第二端与第一接地端连接，中央处理单元的usb端口包括：第一usb端usb1以及第二usb端usb2。
91.所述采集电路，如图5所示，包括：光电耦合器tlp、第六电阻r6、第七电阻r7、第一二极管d1；
92.所述光电耦合器tlp的第一端与第六电阻r6的第一端连接，所述第六电阻r6的第二端分别与第一二极管d1的负极、烟雾报警设备的数据输出端sv3_in连接，所述光电耦合器tlp的第二端分别与第一二极管d1的正极、第二接地端连接，所述光电耦合器tlp的第三端与第一接地端连接，所述光电耦合器tlp的第四端分别与第七电阻r7的第一端、烟雾报警设备的报警状态信息输出端alarm_in连接，所述第七电阻r7的第二端与中央处理单元的第四数据接收端口连接。
93.所述显示单元包括液晶屏lcd与电阻触摸屏rscreen，如图6所示，所述信号转换电路，从显示单元的液晶屏lcd中获取r信号，并将所述r信号输入到中央处理单元的视频接收端口的r信号端口中，从显示单元的液晶屏lcd中获取g信号，并将所述g信号输入到中央处理单元的视频接收端口的g信号端口中，从显示单元的液晶屏lcd中获取b信号，并将所述b信号输入到中央处理单元的视频接收端口的b信号端口中，从显示单元的电阻触摸屏rscreen中获取x正电极，并将所述x正电极连接至显示单元的液晶屏lcd的第一端口，从显
示单元的电阻触摸屏rscreen中获取x负电极，并将所述x负电极连接至显示单元的液晶屏lcd的第二端口，从显示单元的电阻触摸屏rscreen中获取y正电极，并将所述y正电极连接至显示单元的液晶屏lcd的第三端口，从显示单元的电阻触摸屏rscreen中获取y负电极，并将所述y负电极连接至显示单元的液晶屏lcd的第四端口。其他辅助电路连接关系如下：i2c的时钟信号接到j15的7脚；i2c的数据信号接到j15的8脚；spi1_d1接j15的9脚；spi1_d0接j15的10脚；spi1_cs0接j15的11脚；spi1_sclk接j15的12脚；中断信号1和2分别接到j15的13和14引脚；j15的管脚47并接电容c4到gnd，然后输入到中央处理单元的lcd_pclk；j15的管脚49串联电阻r140进中央处理单元的lcd_enbkl，j15的管脚49并联电阻r141到gnd；j15的管脚50-54连接vdd5v，同时串联电容c74到gnd。
94.所述主机包括：视频采集处理单元、数据存储单元、主控记录单元和接口单元；
95.视频采集处理单元，与数据存储单元的视频存储端口连接，用于采集摄像头拍摄的视频数据，并将所述视频数据进行压缩，并将压缩后的视频数据保存在数据存储单元，将所述压缩后的视频数据发送到轨道车远程维护监测设备；
96.所述数据存储单元，用于保存压缩后的视频数据；
97.主控记录单元，与所述接口单元的数据发送端口连接，用于保存接口单元传递过来的第一检测信息、第三检测信息、报警状态信息，并将所述第一检测信息、第三检测信息发送到人机交互设备，并将所述报警状态信息发送到轨道车远程维护监测设备；
98.接口单元，与所述主控记录单元的数据接收端口连接，用于采集第一检测设备的第一检测信息，采集轨道车远程维护监测设备传递过来的第三检测信息，采集人机交互设备传递过来的报警状态信息，并将所述第一检测信息、第三检测信息、报警状态信息发送到主控记录单元。
99.所述主机还包括：电源单元、备用单元；
100.所述电源单元，用于为主机供电；
101.所述备用单元，用于提供备用的接口单元，当接口单元不能满足接口需要的时候，启动备用的接口单元。
102.本技术提出一种自轮运转特种设备的车载装置，对现有的各种设备进行融合包括：使用主机用于采集轴温设备、烟雾报警设备、摄像头的信息，并将采集的信息传递到人机交互设备，使用轨道车远程维护监测设备采集轨道车运行控制设备的自轮运转特种设备的速度、风压、自轮运转特种设备的运行工况，公里标，机车信号以及自轮运转特种设备的工作状态，并将采集到的信息发送到主机，主机将各种信息发送到人机交互设备，人机交互设备用于采集指纹识别设备和酒精检测设备的信息，并生成报警状态信息，并将报警状态信息发送到主机，所述主机还用于将报警状态信息发送到轨道车远程维护监测设备，轨道车远程维护监测设备还用于将报警状态信息发送到地面服务器。在主机、人机交互设备和轨道车远程维护监测设备之间信息交互下，完成了对轴温设备、烟雾报警设备、摄像头、指纹识别设备、酒精检测设备以及轨道车运行控制设备的数据采集，数据发送数据处理的过程，使得各种设备可以均能够集成到自轮运转特种设备的车载装置中，消除了原有系统之间的信息孤岛，使得信息充分共享，提高了运营管理效率，降低管理成本。
103.实施例2：
104.本实施例提出一种自轮运转特种设备的车载系统，如图7所示，包括：
105.地面服务器，本实施例中，地面服务器包括：视频服务器、数据服务器以及备份服务器，在实际使用中也可以采用同一个地面服务器。
106.控制系统，与所述地面服务器进行通信，用于通过地面服务器获取自轮运转特种设备的车载装置的报警状态信息或视频数据，基于所述报警状态信息或视频数据进行调度、控制以及管理；
107.客户终端，与所述地面服务器进行通信，用于通过地面服务器浏览自轮运转特种设备的车载装置的报警状态信息或视频数据；
108.实施例1所述的自轮运转特种设备的车载装置。
109.在本实施例的自轮运转特种设备的车载系统中，能够将自轮运转特种设备的车载装置存储在地面服务器中的数据用于控制系统及客户终端，控制系统既能对从地面服务器获取到的数据进行分析、管理，还能够根据不同的情况，针对分析后的结果，对设备及对应人员进行调度、控制，同时客户终端也能够登录和浏览地面服务器中实时保存的各种数据。
110.实施例3：
111.本实施例提出一种自轮运转特种设备的数据处理方法，采用第二方面的自轮运转特种设备的车载系统实现，包括：
112.轨道车远程维护监测设备采集第三检测设备的第三检测信息，将所述第三检测信息发送到主机；
113.主机采集第一检测设备的第一检测信息，并将所述第一检测信息传递到人机交互设备，接收轨道车远程维护监测设备传递过来的第三检测信息，将所述第三检测信息发送到所述人机交互设备；
114.人机交互设备采集第二检测设备的第二检测信息，并接收主机传递过来的第一检测信息与第三检测信息，基于所述第一检测信息、第二检测信息以及第三检测信息生成报警状态信息，并将所述报警状态信息发送到主机；
115.轨道车远程维护监测设备将主机传递过来的所述报警状态信息发送到地面服务器；
116.控制系统登录地面服务器获取所述报警状态信息，并根据所述报警状态信息采取对应的管理方法；
117.本实施例中，人机交互设备通过can总线与主机(即6a主机)相连，6a主机利用rs422总线连至轨道车远程维护监测设备(即gms)，gms通过无线网络与地面服务器进行通信。人机交互设备上集成了指纹识别设备和酒精检测设备，司乘人员在出退勤时通过操作人机交互设备进入出勤或退勤界面，进行指纹打卡和酒精测试，测试后，人机交互设备通过司乘人员指纹打卡和酒精测试记录其出退勤时间、工号、酒精值，并将记录的信息通过6a主机、gms上传至地面服务器，出退勤打卡记录如图8所示。
118.所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：
119.控制系统将培训文件以及试题文件发送到人机交互设备。
120.人机交互设备还具有远程培训和考试功能，系统通过控制系统将培训文件和试题文件传输至人机交互设备中，实现远程培训和考试。借助于指纹监测和视频监控，可以有效保证远程考试的公正性；考试完成后系统可自动阅卷、自动评分并能将答卷成绩自动上传至地面服务器，管理人员可通过安装客户终端查询考试结果，考试结果支持excel格式保
存。
121.所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：
122.客户终端记录接触网作业车车辆履历信息，并将所述接触网作业车车辆履历信息发送到地面服务器；
123.客户终端或控制系统能够调用并查看地面服务器中的接触网作业车车辆履历信息。
124.人机交互设备具有查看接触网作业车车辆履历信息功能，履历信息包括车辆基本信息、车辆详细信息和车辆动态信息。车辆基本信息包括车号、名称、型号规格、车间、工区、车辆状态、停放地点、总里程等信息。车辆详细信息包含主要技术参数、行车安全装备、车辆附属设备等信息。车辆动态信息包含车辆运用记录、检测维修记录等信息。
125.所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：
126.控制系统将接触网作业车车辆检测和检修数据进行统计，并将统计结果发送到人机交互设备。
127.人机交互设备还具有车辆故障报活录入功能，并在控制系统中进行统计，当作业计划完成后发现车辆故障情况，司机可在退乘时人机交互设备上进行故障报活。当已录入系统的故障报活记录超出预置时间(可根据情况进行自定义)后尚未消活，人机交互设备会进行安全风险提示，直到该故障消活后方可撤销。故障报活包括日期时间、车号、停放地点、故障类别、报活内容、报活人、记录人等信息；当故障处理完成后可进行消活操作，消活信息包括日期时间、处理办法、处理结果、处理人、验收人、记录人等信息。人机交互设备具有按周、月份、车间、工区分类来统计车辆故障报活情况，同时相关的统计信息将通过6a主机与gms上传至地面服务器。
128.所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：
129.控制系统将公告定期发送到人机交互设备。
130.人机交互设备具有公告牌功能，能将存放在公告目录下的文件内容进行顺序播放，通知公告支持txt和doc两种文件格式。控制系统定期将公告同步下载到人机交互设备，司乘人员可通过人机交互设备获悉相关公告信息。
131.所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：
132.客户终端从地面服务器下载升级任务；
133.经过客户终端审核后，将升级任务发送到轨道车远程维护监测设备；
134.轨道车远程维护监测设备将升级任务发送到轨道车运行控制系统，并将升级结果发送到所述轨道车远程维护监测设备；
135.轨道车远程维护监测设备将升级结果发送到地面服务器。
136.当有轨道车远程维护监测设备(gyk)软件升级任务时，通过客户终端从地面服务器下达升级计划，经审核通过后，开始利用无线网络将数据传输给轨道车远程维护监测设备(gms)，轨道车远程维护监测设备接收到升级数据后传输给有轨道车远程维护监测设备，当监测满足升级条件后，轨道车远程维护监测设备弹出升级窗口，司乘人员确认后完成gyk设备数据、软件的升级，同时将升级的结果及版本返回地面服务器，在升级过程中司乘人员可实时掌握gyk设备数据、软件升级情况和进度以及当前设备的数据、软件版本，实现gyk设备数据、软件升级的闭环管理，防止出现设备漏换、误换的风险，提高了设备管理人员的工
作效率和智能化管理。
137.所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：
138.烟雾报警功能，通过烟雾报警设备实时监测自轮运转特种设备的各个发动机间各区域微量烟雾，当监测区域内发生火灾异情时，高灵敏度的烟雾报警设备会检测到烟雾浓度变化，当烟雾浓度超过诊断阈值时，烟雾报警设备就会被触发并进行报警，同时输出报警状态信息给6a主机，借助6a主机上传至地面数据服务器，此外人机交互设备也会同步提示报警，人机交互设备报警显示界面如下图9所示。
139.所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：
140.轴温设备状态监测功能，轴温设备利用现代电子技术、rs422总线通信技术以及传感器技术，对车辆运行中的轴位温度变化进行实时监测及异常预警。轴温设备主要由轴温数据处理模块、轴温采集模块组成。轴温采集模块中的温度传感器对车辆轴位温度进行采集编码，并将编码结果发送给轴温数据处理模块进行数据处理。数据处理模块负责对轴位轴温进行存储和分析，并将采集到的各个轴位(或齿轮箱)温度值、轴温异常信息(超温报警、温升报警、短路、脱落、设备连接异常等信息)以及设备本身的工作状态通过6a主机发送至地面服务器；当轴温设备工作状态出现异常时，人机交互设备将会进行实时报警提醒，如下图10所示。
141.所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：视频监控功能，自轮运转特种设备的车载装置利用安装的摄像头记录自轮运转设备运行过程、作业过程以及抢险过程中的实时状况，同时以图像方式进行记录及存储，并在图像上叠加显示gyk的公用信息(如公里标、速度、风压等信息)；轮运转特种设备的车载装置通过gms将拍摄的视频信息实时传输至地面服务器，司乘人员可通过视频显示器实时查看车辆运行及作业过程；当需要进行历史视频回访时，通过客户终端进入回放页面，进行历史视频回放。
142.本实施例提出一种自轮运转特种设备的数据处理方法，不仅包含了自轮运转特种设备车载装置所实现的全部功能，还包括了运用自轮运转特种设备车载装置的各种监测设备进行的附加功能，具体包括：程培训和考试功能、车辆履历信息查看功能、车辆检测和检修数据统计功能、车辆故障报活录入功能、公告牌功能以及软件升级功能。这些功能使得自轮运转特种设备的数据处理方法具有灵活性和多样性，提高了运营效率，降低了管理成本。
143.本公开中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
144.本公开的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变形而不脱离本公开的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本公开权利要求及其等同技术的范围，则本公开的意图也包含这些改动和变形在内。

技术特征：
1.一种自轮运转特种设备的车载装置，其特征在于，包括：主机、人机交互设备和轨道车远程维护监测设备：所述主机与所述轨道车远程维护监测设备、所述人机交互设备相连，所述轨道车远程维护监测设备与地面服务器进行通信；所述主机用于采集第一检测设备的第一检测信息，并将所述第一检测信息传递到人机交互设备，所述轨道车远程维护监测设备用于采集第三检测设备的第三检测信息并将所述第三检测信息发送到主机，所述主机还用于接收所述第三检测信息并将所述第三检测信息发送到所述人机交互设备，所述人机交互设备用于采集第二检测设备的第二检测信息以及基于所述第一检测信息、第二检测信息以及第三检测信息生成报警状态信息，并将所述报警状态信息发送到主机，所述主机还用于将所述报警状态信息发送到轨道车远程维护监测设备，所述轨道车远程维护监测设备还用于将所述报警状态信息发送到地面服务器。2.根据权利要求1所述的自轮运转特种设备的车载装置，其特征在于，所述第一检测设备包括：轴温设备、烟雾报警设备、摄像头的一种或几种；所述第一检测信息包括：自轮运转特种设备的轴温、自轮运转特种设备内的烟雾浓度、摄像头拍摄的视频数据的一种或几种。3.根据权利要求1所述的自轮运转特种设备的车载装置，其特征在于，所述第二检测设备包括：指纹识别设备和/或酒精检测设备；所述第二检测信息包括：指纹图像和/或酒精浓度。4.根据权利要求1所述的自轮运转特种设备的车载装置，其特征在于，所述第三检测设备为轨道车运行控制设备，所述第三检测信息包括：自轮运转特种设备的速度、风压、自轮运转特种设备的运行工况，公里标，机车信号以及自轮运转特种设备的工作状态中的一种或几种。5.根据权利要求2所述的自轮运转特种设备的车载装置，其特征在于，所述自轮运转特种设备的车载装置，还包括视频显示器，与所述主机的视频显示接口相连，用于将主机采集到的所述摄像头拍摄的视频数据发送到视频显示器进行显示。6.根据权利要求2所述的自轮运转特种设备的车载装置，其特征在于，所述人机交互设备包括中央处理单元，以及与所述中央处理单元连接的第一串口通信电路、第二串口通信电路、第三串口通信电路、usb通信电路、采集电路、信号转换电路和显示单元：所述第一串口通信电路用于接收第三检测信息并将所述第三检测信息发送到所述中央处理单元；所述第二串口通信电路用于接收自轮运转特种设备的轴温，并将所述自轮运转特种设备的轴温发送到所述中央处理单元；所述第三串口通信电路用于与酒精检测设备进行交互以接收酒精浓度，并将所述酒精浓度发送到所述中央处理单元；所述usb通信电路用于与指纹识别设备进行交互以接收指纹图像，并将所述指纹图像发送到所述中央处理单元；所述采集电路用于接收自轮运转特种设备内的烟雾浓度，并将所述自轮运转特种设备内的烟雾浓度发送到所述中央处理单元；所述信号转换电路用于接收摄像头拍摄的视频数据，并将所述摄像头拍摄的视频数据发送到所述中央处理单元；
所述中央处理单元用于将所述第三检测信息、自轮运转特种设备的轴温、酒精浓度、指纹图像、自轮运转特种设备内的烟雾浓度、视频数据以及各种报警状态信息作为显示信息发送到所述显示单元进行显示。7.根据权利要求6所述的自轮运转特种设备的车载装置，其特征在于，所述第一串口通信电路、第二串口通信电路、第三串口通信电路均包括：平衡电压数字接口电路以及半双工接口隔离电路；所述半双工接口隔离电路包括：第一电阻、第一双向瞬态抑制二极管、第二电阻、第三电阻、第二双向瞬态抑制二极管、第三双向瞬态抑制二极管；所述平衡电压数字接口电路的第一输入端分别与第一电阻的第一端、第一双向瞬态抑制二极管的第一端连接，所述第一双向瞬态抑制二极管的第二端分别与第二电阻的第一端、所述平衡电压数字接口电路的第二输入端连接，所述第一电阻的第二端分别与第三电阻的第一端、半双工接口隔离电路的第一输入端连接，所述第三电阻的第二端分别与半双工接口隔离电路的第二输入端、第二电阻的第二端连接，所述第二电阻的第一端与第二双向瞬态抑制二极管的第一端连接，所述第二双向瞬态抑制二极管的第二端与平衡电压数字接口电路的接地端连接，所述第一电阻的第一端与第三双向瞬态抑制二极管的第一端连接，所述第三双向瞬态抑制二极管的第二端与平衡电压数字接口电路的接地端连接，所述半双工接口隔离电路的接收数据端与中央处理单元的第一接收数据端或第二接收数据端或第三接收数据端连接，所述半双工接口隔离电路的发送数据端与中央处理单元的第一发送数据端或第二发送数据端或第三发送数据端连接。8.根据权利要求6所述的自轮运转特种设备的车载装置，其特征在于，所述usb通信电路，包括：usb接口、第一电感、磁珠、第四电阻以及第五电阻；所述usb接口的第一端与中央处理单元的usb电源端连接，所述usb接口的第二端与第一电感的第三端连接，所述第一电感的第四端与第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与中央处理单元的第一usb端连接，所述usb接口的第三端与第一电感的第二端连接，所述第一电感的第一端与所述中央处理单元的第二usb端连接，所述usb接口的第四端与磁珠的第一端连接，所述磁珠的第二端与第一接地端连接，中央处理单元的usb端口包括：第一usb端以及第二usb端。9.根据权利要求6所述的自轮运转特种设备的车载装置，其特征在于，所述采集电路，包括：光电耦合器、第六电阻、第七电阻、第一二极管；所述光电耦合器的第一端与第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端分别与第一二极管的负极、烟雾报警设备的数据输出端连接，所述光电耦合器的第二端分别与第一二极管的正极、第二接地端连接，所述光电耦合器的第三端与第一接地端连接，所述光电耦合器的第四端分别与第七电阻的第一端、烟雾报警设备的报警状态信息输出端连接，所述第七电阻的第二端与中央处理单元的第四数据接收端口连接。10.根据权利要求6所述的自轮运转特种设备的车载装置，其特征在于，所述显示单元包括液晶屏与电阻触摸屏，所述信号转换电路从显示单元的液晶屏中获取r信号，并将所述r信号输入到中央处理单元的视频接收端口的r信号端口中，从显示单元的液晶屏中获取g信号，并将所述g信号输入到中央处理单元的视频接收端口的g信号端口中，从显示单元的液晶屏中获取b信号，并将所述b信号输入到中央处理单元的视频接收端口的b信号端口中，
从显示单元的电阻触摸屏中获取x正电极，并将所述x正电极连接至显示单元的液晶屏的第一端口，从显示单元的电阻触摸屏中获取x负电极，并将所述x负电极连接至显示单元的液晶屏的第二端口，从显示单元的电阻触摸屏中获取y正电极，并将所述y正电极连接至显示单元的液晶屏的第三端口，从显示单元的电阻触摸屏中获取y负电极，并将所述y负电极连接至显示单元的液晶屏的第四端口。11.根据权利要求1所述的自轮运转特种设备的车载装置，其特征在于，所述主机包括：视频采集处理单元、数据存储单元、主控记录单元和接口单元；视频采集处理单元，与数据存储单元的视频存储端口连接，用于采集摄像头拍摄的视频数据，并将所述视频数据进行压缩，并将压缩后的视频数据保存在数据存储单元，将所述压缩后的视频数据发送到轨道车远程维护监测设备；所述数据存储单元，用于保存压缩后的视频数据；主控记录单元，与所述接口单元的数据发送端口连接，用于保存接口单元传递过来的第一检测信息、第三检测信息、报警状态信息，并将所述第一检测信息、第三检测信息发送到人机交互设备，并将所述报警状态信息发送到轨道车远程维护监测设备；接口单元，与所述主控记录单元的数据接收端口连接，用于采集第一检测设备的第一检测信息，采集轨道车远程维护监测设备传递过来的第三检测信息，采集人机交互设备传递过来的报警状态信息，并将所述第一检测信息、第三检测信息、报警状态信息发送到主控记录单元。12.一种自轮运转特种设备的车载系统，其特征在于，包括：地面服务器；控制系统，与所述地面服务器进行通信，用于通过地面服务器获取自轮运转特种设备的车载装置的报警状态信息或视频数据，基于所述报警状态信息或视频数据进行调度、控制以及管理；客户终端，与所述地面服务器进行通信，用于通过地面服务器浏览自轮运转特种设备的车载装置的报警状态信息或视频数据；权利要求1～权利要求11任一项所述的自轮运转特种设备的车载装置。13.一种自轮运转特种设备的数据处理方法，采用权利要求12所述的自轮运转特种设备的车载系统实现，其特征在于，包括：轨道车远程维护监测设备采集第三检测设备的第三检测信息，将所述第三检测信息发送到主机；主机采集第一检测设备的第一检测信息，并将所述第一检测信息传递到人机交互设备，接收轨道车远程维护监测设备传递过来的第三检测信息，将所述第三检测信息发送到所述人机交互设备；人机交互设备采集第二检测设备的第二检测信息，并接收主机传递过来的第一检测信息与第三检测信息，基于所述第一检测信息、第二检测信息以及第三检测信息生成报警状态信息，并将所述报警状态信息发送到主机；轨道车远程维护监测设备将主机传递过来的所述报警状态信息发送到地面服务器；控制系统登录地面服务器获取所述报警状态信息，并根据所述报警状态信息采取对应的管理方法。
14.根据权利要求13所述的自轮运转特种设备的数据处理方法，其特征在于，所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：控制系统将培训文件以及试题文件发送到人机交互设备；控制系统将接触网作业车车辆检测和检修数据进行统计，并将统计结果发送到人机交互设备；控制系统将公告定期发送到人机交互设备。所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：客户终端记录接触网作业车车辆履历信息，并将所述接触网作业车车辆履历信息发送到地面服务器；客户终端或控制系统能够调用并查看地面服务器中的接触网作业车车辆履历信息。15.根据权利要求13所述的自轮运转特种设备的数据处理方法，其特征在于，所述自轮运转特种设备的数据处理方法，还包括：客户终端从地面服务器下载升级任务；经过客户终端审核后，将升级任务发送到轨道车远程维护监测设备；轨道车远程维护监测设备将升级任务发送到轨道车运行控制系统，并将升级结果发送到所述轨道车远程维护监测设备；轨道车远程维护监测设备将升级结果发送到地面服务器。

技术总结
本申请提出一种自轮运转特种设备的车载装置、系统及数据处理方法，所述装置包括：主机用于采集第一检测设备的第一检测信息，并将第一检测信息传递到人机交互设备，轨道车远程维护监测设备用于采集第三检测设备的第三检测信息并将第三检测信息发送到主机，主机还用于接收所述第三检测信息并将所述第三检测信息发送到人机交互设备，人机交互设备用于采集第二检测设备的第二检测信息并将生成的报警状态信息发送到主机，主机还用于将所述报警状态信息发送到轨道车远程维护监测设备，轨道车远程维护监测设备还用于将所述报警状态信息发送到地面服务器。本申请消除了原有各系统之间的信息孤岛，提升了运营管理效率，降低了管理成本。成本。成本。


技术研发人员：王毅 陈刚 薛红兵 陈立 胡敏惠
受保护的技术使用者：中国神华能源股份有限公司神朔铁路分公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/6/28