动车组里程表调整系统及方法与流程

1.本发明设计轨道车辆电气系统领域，尤其涉及动车组动态调试过程中对于里程表一致性检查项点中的累计里程表调节系统。


背景技术：

2.为了准确记录动车组运行里程，为厂外运行的动车组计算大修时间及修程做参考，在铁路局调度计算车辆运行里程的基础上，在车辆上还安装有机械式的累计里程表作为辅助参考，当动车组运行时，控制单元会自动计算车辆运行里程，并通过中央控制单元控制机械里程表动作，从而达到累计里程的目的，通常情况下一列动车组两个司机室的里程表显示里程是一致的，然而由于车辆大修导致的网络中断或者更换新表，往往车辆在大修完成进入调试阶段时，两个里程表的数值会有差别，里程表有特殊的机械结构，不能回调，例如某动车组01车里程表显示1250000，08车里程表显示1260000，这时如果车辆出厂会给运用人员造成困扰，无法准确计算大修时间，目前的调整方法和设备有赋值法和短接法，动车组应用的里程表是脉冲式调节，机械显示，没有任何反馈信号，只能依靠人为操作，调整时间长，有安全风险且浪费人力资源。
3.目前遇到里程表不一致的情况，依据文件对不同车型有不同的调整方案，例如对于某型动车组而言，需要使用电脑连接中央控制单元来间接调整里程表，但是操作用时长，且不能自主调整，必须人工控制启停，30秒才能调整一公里。另外一型动车组直接采取裸线短接方式进行调整，不但用时长，而且有短路的危险。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种动车组使用的机械式里程表的调整系统，可以依据试验文件，完成里程表的自主调整，通过车型检测系统，能够自动适应不同车型；通过视觉反馈，可以自动完成里程表调节比对；解决动车组机械式里程表无法通过电信号获得反馈，无法全自动调整的问题，设置好后，中间不需要人工干预。
5.为达到上述目的，本发明提供一种动车组里程表调整系统，包括主控单元、交互单元、图像采集单元、输入单元、电源模块、车型选择单元、车型检测单元、输出单元，
6.所述的主控单元与交互单元连接，将主控单元的显示数据发送给交互单元进行显示；
7.所述的图像采集单元与主控单元连接，将图像采集单元采集到的图像数据发送到主控单元；
8.所述的输入单元与主控单元连接，将输入单元输入的信息发送到主控单元；
9.所述的电源模块与主控单元连接，用于主控单元的供电；
10.所述的车型选择单元与主控单元之间连接，将车型选择的控制信号传输给车型选择单元；
11.所述的车型检测单元与主控单元连接，将车型检测单元的输出信号传送给主控单
元；
12.所述的输出单元与主控单元之间连接，将主控单元输出的控制信号传输给输出单元；
13.所述的车型选择单元与输出单元之间连接，将控制对应车型里程表的电源传输给输出单元；
14.所述的电源模块的两个输出端与车型选择单元的两个输入端相连，将两种不同的电源传输给车型选择单元，以适配不同的动车组车型。
15.进一步的，所述的主控单元由主控制器、i/o隔离接口及外围电路组成，所述的主控制器包括模拟量接口、iic接口、第一数字量输入接口、第二数字量输入接口、电源接口和数字量输出接口，所述的模拟量接口与车型检测单元的输出之间使用硬线连接；所述的iic接口与交互单元使用硬线连接，传输需要显示的数据到交互单元并显示；所述的第一数字量输入接口与图像采集单元使用硬线连接，将摄像头采集的数据发送到主控制器；所述的第二数字量输入接口与输入单元使用硬线连接，接收来自输入单元的控制信号；所述的电源接口与电源模块的dc5v输出使用硬线连接，用于获得工作电源；所述的数字量输出接口与车型选择单元使用硬线连接，用于输出车型选择信号。
16.进一步的，所述的交互单元由oled屏及电源电路组成，通过接收主控单元发来的数据，将数据进行显示，提供人机交互界面，所述的oled屏幕电源接口与电源模块的dc5v输出之间使用硬线连接，其数据接口与主控单元的iic接口直接使用硬线连接。
17.进一步的，所述的图像采集单元由摄像头及其电源电路及适配支架组成，所述的摄像头电源接口与电源模块的dc5v输出之间使用硬线连接，摄像头数据接口通过硬线传输到主控单元，用于识别当前里程数，其适配支架用于支撑摄像头完成图像采集。
18.进一步的，所述的输入单元由薄膜键盘组成，其输出信号通过硬线连接到主控单元的第二数字量输入接口。
19.进一步的，所述的电源模块内部由三个直流开关电源组成，分别输出dc24v、dc110v、dc5v，用于给不同车型的输出信号和主控单元的低压电路供电。
20.进一步的，所述的车型选择单元内部由车型选择继电器组成，通过连接车辆电源信号，通过对动车组电压等级、电源模式的分析，将连接的动车组电源信息传送给主控单元，以确认所调整的里程表的车型平台，从而输出正确的控制信号，调节目标动车组的里程表，主控单元的数字量输出接口与车型选择单元的数字量输入接口相连，用于不同车型的电压选择，所述的车型选择继电器输出端与输出单元相连，用于供给与车辆对应的控制脉冲电源。
21.进一步的，所述的车型检测单元由降压模块及其外围电路组成，从车辆输入的直流低压电源通过硬线传输给降压模块，并等比例转换成0-5v范围内的电压，通过硬线传输到主控单元内的单片机ad转换引脚，从而识别出当前调整的里程表所属的车型。
22.进一步的，所述的输出单元由固态继电器及外围电路组成，输出单元的电源输入端连接车型选择单元，从车型选择单元获取正确的电源，输出单元的控制信号输入端受主控单元数字量输出接口控制，所述的固态继电器触点输出信号直接连接需要调试的里程表，完成调整工作。
23.进一步的，本发明还提供了动车组里程表调整方法，具体包括如下步骤：
24.步骤(1)：将里程表调整系统使用适配支架正对里程表，以便获取图像信息；
25.步骤(2)：将车型的电源信号耦接至里程表调整系统的车型检测单元上，将里程表调整系统固态继电器触点输出信号耦接至车辆的里程表调整接口；
26.步骤(3)：里程表调整系统上电后，通过读取车型检测单元上的车型识别接口的电压信号识别出当前连接的被测动车组蓄电池电压，主控单元自动的通过车型选择单元将输出信号调整为不同类型行车平台专用输出配置信号。
27.步骤(4)：图像采集单元通过采集里程表图像，由主控单元的主控制器识别当前里程表读数，并将该读数通过耦接的交互单元显示出来，操作者通过两个司机室的里程数对比，通过输入单元的薄膜键盘输入目标里程数，并发送开始指令；
28.步骤(5)：主控单元控制输出单元将调整信号发送给耦接的里程表，里程表读数开始增加，里程每增加一公里，图像采集单元的摄像头都会采集新的图像信号发送给主控单元的主控制器与目标里程进行比对，直至两个里程数相减等于0，系统自动停止，调整完成。
29.本发明用于解决动车组机械式里程表数值的快速调整，根据机械式里程表的功能原理及内部机械结构，该里程表为脉冲累计式里程表，由于特殊结构，不能回调，且无反馈信号接口，不具备电气反馈功能。本发明通过对不同车型的低压电源进行检测，能够自动识别并输出对应的控制信号，以适应不同型号动车组，解决了各型号动车组调节方式、设备不统一的问题；通过图像采集单元识别车型里程表里程数，从而实现里程表调节的闭环控制，解决了里程表无反馈接口，不具备电气反馈功能的问题；控制单元根据采集到的车型数据、图像识别单元的里程数据等信息，自动控制输出多种电压等级，多种频率的可控控制脉冲，实现里程表的自动调整。
附图说明
30.图1为里程表系统组成框图；
31.图2为里程表调节系统的应用实施例框图；
32.图3为里程表调节装置与动车组里程表间的信号关系图；
33.图4为控制单元组成框图；
34.图5为车型检测单元组成框图；
35.图6为交互单元组成框图；
36.图7为图像采集单元组成框图；
37.图8为输出单元组成框图；
38.图9为车型选择单元组成框图；
39.图10为图像采集单元组成框图；
40.图11为输入单元组成框图；
41.图12为里程表系统调整方法流程图。
具体实施方式
42.参照图1，本系统包括主控单元001、交互单元002、图像采集单元003、输入单元004、电源模块005、车型选择单元006、车型检测单元007、输出单元008，主控单元001与交互单元连接002，将主控单元001的显示数据发送给交互单元002进行显示；图像采集单元003
与主控单元连接001，将图像采集单元003采集到的图像数据发送到主控单元001；输入单元004与主控单元001连接，将输入单元004输入的信息发送到主控单元001；主控单元001与电源模块005连接，用于主控单元001的供电；主控单元001与车型选择单元006之间连接，将车型选择的控制信号传输给车型选择单元006；车型检测单元007与主控单元001连接，将车型检测单元007的输出信号传送给主控单元001；主控单元001与输出单元008之间连接，将主控单元001的输出的控制信号传输给输出单元008；车型选择单元006与输出单元008之间连接，将控制对应车型里程表的电源传输给输出单元008，电源模块005的两个输出端与车型选择单元006的两个输入端相连，将两种不同的电源传输给车型选择单元006，以适配不同的动车组车型。
43.参照图4，采用高性能单片机作为主控单元核心，软件采用micropython语言编写，所有的诸如图像识别、ad转换等功能均由引现成的库文件实现，控制逻辑简单，主控单元001由主控制器、i/o隔离接口及外围电路组成，通过主控制器内部程序完成对其他各个单元数据的采集和控制，其模拟量接口与车型检测单元007的输出之间使用硬线连接；其iic接口与交互单元002使用硬线连接，传输需要显示的数据到交互单元002并显示；其第一数字量输入接口与图像采集单元003使用硬线连接，将摄像头采集的数据发送到主控制器；其第二数字量输入接口与输入单元004使用硬线连接，接收来自输入单元004的控制信号；其电源接口与电源模块005的dc5v输出使用硬线连接，用于获得工作电源；其数字量输出接口与车型选择单元006使用硬线连接，用于输出车型选择信号。
44.参照图5，车型检测单元007由降压模块及其外围电路组成，从车辆输入的直流低压电源通过硬线传输给降压模块，并等比例转换成0-5v范围内的电压，通过硬线传输到主控单元001的单片机的ad转换引脚(模拟量检测接口)，从而识别出当前调整的里程表所属的车型。
45.参照图6，交互单元002由oled屏及电源电路组成，通过接收主控单元001发来的数据，将数据进行显示，提供人机交互界面，oled屏幕电源接口与电源模块005的dc5v输出之间使用硬线连接，其数据接口与主控单元001的iic接口直接使用硬线连接。
46.参照图7，图像采集单元003由摄像头及其电源电路及适配支架组成，其摄像头电源接口与电源模块005的dc5v输出之间使用硬线连接，摄像头数据接口通过硬线传输到主控单元001，用于识别当前里程数，其适配支架用于支撑摄像头完成图像采集。
47.参照图8，输入单元004由薄膜键盘组成，其输出信号通过硬线连接到主控单元001的第二数字量输入接口。
48.参照图9，电源模块005内部由三个直流开关电源组成，分别输出dc24v、dc110v、dc5v，用于给不同车型的输出信号和主控单元001的低压电路供电。
49.参照图10，车型选择单元006内部由车型选择继电器组成，通过连接车辆电源信号，通过对动车组电压等级、电源模式的分析，将连接的动车组电源信息传送给控制单元001，以确认所调整的里程表的车型平台，从而输出正确的控制信号，调节目标动车组的里程表，主控单元001的数字量输出接口与车型选择单元006的数字量输入接口相连，用于不同车型的电压选择，车型选择继电器输出端与输出单元008相连，用于供给与车辆对应的控制脉冲电源。
50.参照图11，输出单元008由固态继电器及外围电路组成，输出单元008的电源输入
端连接车型选择单元006，从车型选择单元006获取正确的电源，其控制信号输入端受主控单元001的数字量输出接口控制，固态继电器触点输出信号直接连接需要调试的里程表，完成调整工作。
51.应用实施例：
52.以crh5型动车组平台里程表调整为例，该型动车组里程表设置在司机室司机左后qrk柜上，需要的脉冲调整信号为dc24v，目前调整里程表需要操作者使用短连线搭接里程表的输入+端，模拟脉冲信号进行调整，使用人的眼睛进行观察，该方法有短路风险，且必须有一人全程操作，无法实现自动调整，不适合历程相差大的情形。
53.应用实例如图2所示，将里程表调整系统使用可调支架正对里程表，以便获取图像信息，将车型的电源信号耦接至里程表调整系统的车型检测单元007上，将里程表调整系统固态继电器触点输出信号耦接至车辆的里程表调整接口。
54.里程表调整系统上电后，通过读取车型识别接口的电压信号识别出当前连接的动车组电压为dc24v，属于crh5型车平台，主控单元001自动的通过车型选择单元006将输出信号调整为crh5行车平台专用输出信号。
55.图像采集单元003通过采集里程表图像，由主控单元001的主控制器识别当前里程表读数，并将该读数通过耦接的交互单元002显示出来，操作者通过两个司机室的里程数对比，通过输入单元004输入目标里程数，并发送开始指令。
56.此时，主控单元001控制输出单元008将调整信号发送给耦接的里程表，里程表读数开始增加，里程每增加一公里，图像采集单元003都会采集新的图像发送给主控单元001的主控制器与目标里程进行比对，直至两个里程数相等，系统自动停止，调整完成。
57.里程调节系统与里程表的连接关系。
58.如图3所示，是里程表与里程表调节系统的耦接关系
59.通过耦接在里程表调节系统上的车型电源信号，里程表调整系统接收到车型信息，并分析当前要调节的车型，以便输出对应信号。
60.里程表调节系统具有图像识别功能，用以弥补机械师里程表无反馈电信号的缺陷，通过对里程表正面的图像采集，识别当前里程表里程数。
61.里程表控制系统输出控制信号给耦接在里程表调整系统的里程表上，控制里程表调节。
62.本发明目前没有专门用于动车组机械式里程表调节的装置；
63.创新通过图像采集系统，弥补机械式里程表调节装置没有电信号反馈，无法精确调整的弊端；支持crh3、crh5两种车型平台的里程表调整。自动识别当前连接的里程表所属车型。

技术特征：
1.一种动车组里程表调整系统，其特征在于，包括主控单元、交互单元、图像采集单元、输入单元、电源模块、车型选择单元、车型检测单元、输出单元，所述的主控单元与交互单元连接，将主控单元的显示数据发送给交互单元进行显示；所述的图像采集单元与主控单元连接，将图像采集单元采集到的图像数据发送到主控单元；所述的输入单元与主控单元连接，将输入单元输入的信息发送到主控单元；所述的电源模块与主控单元连接，用于主控单元的供电；所述的车型选择单元与主控单元之间连接，将车型选择的控制信号传输给车型选择单元；所述的车型检测单元与主控单元连接，将车型检测单元的输出信号传送给主控单元；所述的输出单元与主控单元之间连接，将主控单元输出的控制信号传输给输出单元；所述的车型选择单元与输出单元之间连接，将控制对应车型里程表的电源传输给输出单元；所述的电源模块的两个输出端与车型选择单元的两个输入端相连，将两种不同的电源传输给车型选择单元，以适配不同的动车组车型。2.根据权利要求1所述的一种动车组里程表调整系统，其特征在于，所述的主控单元由主控制器、i/o隔离接口及外围电路组成，所述的主控制器包括模拟量接口、iic接口、第一数字量输入接口、第二数字量输入接口、电源接口和数字量输出接口，所述的模拟量接口与车型检测单元的输出之间使用硬线连接；所述的iic接口与交互单元使用硬线连接，传输需要显示的数据到交互单元并显示；所述的第一数字量输入接口与图像采集单元使用硬线连接，将摄像头采集的数据发送到主控制器；所述的第二数字量输入接口与输入单元使用硬线连接，接收来自输入单元的控制信号；所述的电源接口与电源模块的dc5v输出使用硬线连接，用于获得工作电源；所述的数字量输出接口与车型选择单元使用硬线连接，用于输出车型选择信号。3.根据权利要求1所述的一种动车组里程表调整系统，其特征在于，所述的交互单元由oled屏及电源电路组成，通过接收主控单元发来的数据，将数据进行显示，提供人机交互界面，所述的oled屏幕电源接口与电源模块的dc5v输出之间使用硬线连接，其数据接口与主控单元的iic接口直接使用硬线连接。4.根据权利要求1所述的一种动车组里程表调整系统，其特征在于，所述的图像采集单元由摄像头及其电源电路及适配支架组成，所述的摄像头电源接口与电源模块的dc5v输出之间使用硬线连接，摄像头数据接口通过硬线传输到主控单元，用于识别当前里程数，其适配支架用于支撑摄像头完成图像采集。5.根据权利要求1所述的一种动车组里程表调整系统，其特征在于，所述的输入单元由薄膜键盘组成，其输出信号通过硬线连接到主控单元的第二数字量输入接口。6.根据权利要求1所述的一种动车组里程表调整系统，其特征在于，所述的电源模块内部由三个直流开关电源组成，分别输出dc24v、dc110v、dc5v，用于给不同车型的输出信号和主控单元的低压电路供电。7.根据权利要求1所述的一种动车组里程表调整系统，其特征在于，所述的车型选择单元内部由车型选择继电器组成，通过连接车辆电源信号，通过对动车组电压等级、电源模式
的分析，将连接的动车组电源信息传送给主控单元，以确认所调整的里程表的车型平台，从而输出正确的控制信号，调节目标动车组的里程表，主控单元的数字量输出接口与车型选择单元的数字量输入接口相连，用于不同车型的电压选择，所述的车型选择继电器输出端与输出单元相连，用于供给与车辆对应的控制脉冲电源。8.根据权利要求1所述的一种动车组里程表调整系统，其特征在于，所述的车型检测单元由降压模块及其外围电路组成，从车辆输入的直流低压电源通过硬线传输给降压模块，并等比例转换成0-5v范围内的电压，通过硬线传输到主控单元内的单片机ad转换引脚，从而识别出当前调整的里程表所属的车型。9.根据权利要求1所述的一种动车组里程表调整系统，其特征在于，所述的输出单元由固态继电器及外围电路组成，输出单元的电源输入端连接车型选择单元，从车型选择单元获取正确的电源，输出单元的控制信号输入端受主控单元数字量输出接口控制，所述的固态继电器触点输出信号直接连接需要调试的里程表，完成调整工作。10.一种动车组里程表调整方法，具体包括如下步骤：步骤(1)：将里程表调整系统使用适配支架正对里程表，以便获取图像信息；步骤(2)：将车型的电源信号耦接至里程表调整系统的车型检测单元上，将里程表调整系统固态继电器触点输出信号耦接至车辆的里程表调整接口；步骤(3)：里程表调整系统上电后，通过读取车型检测单元上的车型识别接口的电压信号识别出当前连接的被测动车组蓄电池电压，主控单元自动的通过车型选择单元将输出信号调整为不同类型行车平台专用输出配置信号。步骤(4)：图像采集单元通过采集里程表图像，由主控单元的主控制器识别当前里程表读数，并将该读数通过耦接的交互单元显示出来，操作者通过两个司机室的里程数对比，通过输入单元的薄膜键盘输入目标里程数，并发送开始指令；步骤(5)：主控单元控制输出单元将调整信号发送给耦接的里程表，里程表读数开始增加，里程每增加一公里，图像采集单元的摄像头都会采集新的图像信号发送给主控单元的主控制器与目标里程进行比对，直至两个里程数相减等于0，系统自动停止，调整完成。

技术总结
本发明提供一种动车组里程表调整系统，用于解决动车组机械式里程表数值的快速调整，本发明通过对不同车型的低压电源进行检测，能够自动识别并输出对应的控制信号，以适应不同型号动车组，解决了各型号动车组调节方式、设备不统一的问题；通过图像采集单元识别车型里程表里程数，从而实现里程表调节的闭环控制，解决了里程表无反馈接口，不具备电气反馈功能的问题；控制单元根据采集到的车型数据、图像识别单元的里程数据等信息，自动控制输出多种电压等级，多种频率的可控控制脉冲，实现里程表的自动调整。的自动调整。的自动调整。


技术研发人员：王连富 刘陆 栗洪光 王品一
受保护的技术使用者：中车长春轨道客车股份有限公司
技术研发日：2022.10.24
技术公布日：2023/1/6