列车意外紧急制动车载实时在线监测系统、方法及装置

摘要

本发明提供了一种列车意外紧急制动车载实时在线监测系统、方法及装置，涉及铁道客车制动系统监测技术领域。列车管压力传感器实时采集列车管压力传感器所在车厢的列车管压力数据；制动缸压力传感器实时采集制动缸压力传感器所在车厢的制动缸压力数据；各车厢设置的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置根据列车管压力数据实时确定列车管减压速率；在列车管减压速率大于一预设减压速率阈值且制动缸压力数据大于预先设置的压力阈值时，确定列车车厢发生紧急制动，并向列车级TCDS主机发送本车厢发生紧急制动的时刻；列车级TCDS主机对各车厢发生紧急制动的时刻进行排序和判断，定位最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。

说明书

技术领域

本发明涉及铁道客车制动系统监测技术领域，尤其涉及一种列车意外紧急制动车载实时在线监测系统、方法及装置。

背景技术

当前，列车制动方式一般分为“常用制动”和“紧急制动”两种：常用制动是在正常情况下为调节列车速度而施行的制动，而紧急制动是在紧急情况下为使列车尽快停车所施行的制动。目前国内铁路系统大量开行25G、25K以及25T型普速旅客列车，这些列车普遍使用配备104或F8型空气分配阀的自动式空气制动机，根据制动机紧急制动灵敏度设计，当列车管减压速率达到70～80kPa/s时，列车发生紧急制动。但是旅客列车运行中，经常出现非司机操作的意外紧急制动现象：例如，在列车运行途中，列车编组中的某节车厢发生列车管断裂或者空气分配阀误动作，造成列车管压力空气大量排向大气，根据制动机特性，当列车管减压速度达到70～80kPa/s，该车厢会首先产生紧急制动，继而随着负压波的传递导致全列制动机产生意外紧急制动。

而列车一旦发生意外紧急制动，则需要临时停车，由检车人员下车逐个车厢耳听和目测检查，同时由司机配合操作进行分段制动缓解测试，定位首先发生意外紧急制动的车辆，采取措施排出故障后，方可继续运行。受列车编组长和停车环境的限制，定位故障车辆一般需花费较长时间，由于占线影响其他正线列车的运行，经常造成列车大面积晚点，严重影响旅客列车运行。而目前还没有快捷、准确的列车意外紧急制动的实时在线定位监测方法。

发明内容

本发明的实施例提供一种列车意外紧急制动车载实时在线监测系统、方法及装置，以满足目前现有技术中还没有快捷、准确的列车意外紧急制动的实时在线定位监测方法的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种列车意外紧急制动车载实时在线监测系统，包括：设置于列车上的列车级TCDS主机、设置于列车各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置、设置于所述各节车厢的列车管压力传感器和制动缸压力传感器；

所述列车级TCDS主机通过列车网络与各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置连接；所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置和与其位于同一车厢的列车管压力传感器和制动缸压力传感器分别连接；

所述列车管压力传感器，用于实时采集列车管压力传感器所在车厢的列车管压力数据，并将所述列车管压力数据发送给所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置；

所述制动缸压力传感器，用于实时采集制动缸压力传感器所在车厢的制动缸压力数据，并将所述制动缸压力数据发送给所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置；

各车厢设置的所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置，用于根据所述列车管压力数据实时确定列车管减压速率；实时监测所述列车管减压速率，在所述列车管减压速率大于一预设减压速率阈值且所述制动缸压力数据大于预先设置的压力阈值时，确定列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置所处的列车车厢发生紧急制动，并记录发生紧急制动的时刻；通过列车级TCDS主机设置的时间基准，通过所述列车网络向全列广播发送所述发生紧急制动的时刻；

所述列车级TCDS主机，用于确定全列各车厢的时间基准，并在接收到各车厢发生紧急制动的时刻后进行排序和判断，定位最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。

具体的，所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置包括中央处理芯片电路、声光报警电路、存储器、列车网络接口、列车管压力传感器接口、制动缸压力传感器接口；

所述中央处理芯片电路通过所述列车管压力传感器接口与所述列车管压力传感器连接；所述中央处理芯片电路通过所述制动缸压力传感器接口与所述制动缸压力传感器连接；所述中央处理芯片电路通过列车网络接口与所述列车网络连接；所述中央处理芯片电路还分别与所述声光报警电路和存储器连接。

具体的，所述列车管压力传感器连接于列车车厢制动系统中的分配阀和支管截断塞门之间；所述制动缸压力传感器连接于列车车厢制动系统中的制动缸与缓解塞门之间。

具体的，所述列车网络为BPSK列车网络、OFDM列车网络或者LonWorks列车网络。

一种列车意外紧急制动车载实时在线监测方法，应用于上述的列车意外紧急制动车载实时在线监测系统，所述方法包括：

实时接收列车管压力传感器实时采集的列车管压力数据以及制动缸压力传感器实时采集的制动缸压力数据；

根据所述列车管压力数据实时确定列车管减压速率，并实时监测所述列车管减压速率；

在所述列车管减压速率大于一预设减压速率阈值且所述制动缸压力数据大于预先设置的压力阈值时，确定列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置自身所处的列车车厢发生紧急制动，并记录发生紧急制动的时刻；

通过列车级TCDS主机设置的时间基准，通过所述列车网络向全列广播发送所述发生紧急制动的时刻，以使得所述列车级TCDS主机根据各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行排序和判断，定位最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。

进一步的，该列车意外紧急制动车载实时在线监测方法，还包括：

接收列车级TCDS主机以预设广播频率发送的对时报文；所述对时报文包括列车级TCDS主机的标准时刻；

判断列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的当前时刻与所述列车级TCDS主机的标准时刻的误差是否大于一预先设置的时刻误差阈值；

若所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的当前时刻与所述列车级TCDS主机的标准时刻的误差大于所述时刻误差阈值，则将所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的当前时刻更改为所述列车级TCDS主机的标准时刻。

另外，在实时接收列车管压力传感器实时采集的列车管压力数据以及制动缸压力传感器实时采集的制动缸压力数据之后，包括：

判断所述列车管压力数据是否大于预先设置的第一故障阈值或者小于预先设置的第二故障阈值；

若所述列车管压力数据大于所述第一故障阈值，则确定所述列车管压力传感器发生短路故障；

若所述列车管压力数据小于所述第二故障阈值，则确定所述列车管压力传感器发生开路故障；

判断所述制动缸压力数据是否大于预先设置的第三故障阈值或者小于预先设置的第四故障阈值；

若所述制动缸压力数据大于所述第三故障阈值，则确定所述制动缸压力传感器发生短路故障；

若所述制动缸压力数据小于所述第四故障阈值，则确定所述制动缸压力传感器发生开路故障。

具体的，根据所述列车管压力数据实时确定列车管减压速率，并实时监测所述列车管减压速率，包括：

根据预先设置的采样频率，采用每n个采样点取一个中值数据，从所述列车管压力数据中获取列车管压力中值数据；其中n小于等于10；

根据所述列车管压力中值数据生成列车管压力传播波形；

实时监测所述列车管压力传播波形的斜率，并以所述列车管压力传播波形的斜率表示列车管减压速率。

进一步的，该列车意外紧急制动车载实时在线监测方法，还包括：

根据所述预先设置的采样频率，采用每n个采样点取一个中值数据，从所述制动缸压力数据中获取制动缸压力中值数据；其中n小于等于10；

将所述列车管压力中值数据和制动缸压力中值数据存储于预先设置的数据库中。

具体的，通过列车级TCDS主机设置的时间基准，通过所述列车网络向全列广播发送所述发生紧急制动的时刻，以使得所述列车级TCDS主机根据各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行排序和判断，定位最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警，包括：

通过列车网络向列车级TCDS主机发送携带有所述发生紧急制动的时刻的广播报文；

所述广播报文被所述列车级TCDS主机用于解析出所述广播报文携带的发生紧急制动的时刻，并将各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行排序和判断，定位最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警；

若所述监测结果表示最先发生紧急制动的车厢为列车牵引机后的第一个车厢，则确定列车紧急制动为正常紧急制动；

若所述监测结果表示最先发生紧急制动的车厢不为列车牵引机后的第一个车厢，则确定列车紧急制动为意外紧急制动，列车级TCDS主机将首先发生意外紧急制动的车厢号通过报文向全列广播报警。

进一步的，在向全列广播发送所述发生紧急制动的时刻之后，还包括：

接收到列车级TCDS主机广播的意外紧急报警后，向外发出声光报警信号。

一种列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置，应用于上述的列车意外紧急制动车载实时在线监测系统，所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置包括：

数据实时接收单元，用于实时接收列车管压力传感器实时采集的列车管压力数据以及制动缸压力传感器实时采集的制动缸压力数据；

列车管减压速率监测单元，用于根据所述列车管压力数据实时确定列车管减压速率，并实时监测所述列车管减压速率；

紧急制动确定单元，用于在所述列车管减压速率大于一预设减压速率阈值且所述制动缸压力数据大于预先设置的压力阈值时，确定列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置自身所处的列车车厢发生紧急制动，并记录发生紧急制动的时刻；

时刻信息发送单元，用于通过列车级TCDS主机设置的时间基准，通过所述列车网络向全列广播发送所述发生紧急制动的时刻，以使得所述列车级TCDS主机根据各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行排序和判断，定位最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。

进一步的，该列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置，还包括：

对时报文接收单元，用于接收列车级TCDS主机以预设广播频率发送的对时报文；所述对时报文包括列车级TCDS主机的标准时刻；

时刻判断单元，用于判断列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的当前时刻与所述列车级TCDS主机的标准时刻的误差是否大于一预先设置的时刻误差阈值；

对时单元，用于在所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的当前时刻与所述列车级TCDS主机的标准时刻的误差大于所述时刻误差阈值时，将所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的当前时刻更改为所述列车级TCDS主机的标准时刻。

进一步的，该列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置，还包括：

列车管压力传感器故障检测单元，用于判断所述列车管压力数据是否大于预先设置的第一故障阈值或者小于预先设置的第二故障阈值；在所述列车管压力数据大于所述第一故障阈值时，确定所述列车管压力传感器发生短路故障；在所述列车管压力数据小于所述第二故障阈值时，确定所述列车管压力传感器发生开路故障；

制动缸压力传感器故障检测单元，用于判断所述制动缸压力数据是否大于预先设置的第三故障阈值或者小于预先设置的第四故障阈值；在所述制动缸压力数据大于所述第三故障阈值时，确定所述制动缸压力传感器发生短路故障；在所述制动缸压力数据小于所述第四故障阈值，确定所述制动缸压力传感器发生开路故障。

此外，所述列车管减压速率监测单元，具体用于：

根据预先设置的采样频率，采用每n个采样点取一个中值数据，从所述列车管压力数据中获取列车管压力中值数据；其中n小于等于10；

根据所述列车管压力中值数据生成列车管压力传播波形；

实时监测所述列车管压力传播波形的斜率，并以所述列车管压力传播波形的斜率表示列车管减压速率。

进一步的，该列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置，还包括：

制动缸压力数据处理单元，用于根据所述预先设置的采样频率，采用每n个采样点取一个中值数据，从所述制动缸压力数据中获取制动缸压力中值数据；其中n小于等于10；

数据存储单元，用于将所述列车管压力中值数据和制动缸压力中值数据存储于预先设置的数据库中。

此外，所述时刻信息发送单元，具体用于：

通过列车网络向列车级TCDS主机发送携带有所述发生紧急制动的时刻的广播报文；

所述广播报文被所述列车级TCDS主机用于解析出所述广播报文携带的发生紧急制动的时刻，并将各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行排序和判断，确定最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。

进一步的，该列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置，还包括：

监测结果接收单元，用于接收列车级TCDS主机发送的意外紧急制动报警；

声光报警单元，用于接收到列车级TCDS主机广播的意外紧急制动报警时，向外发出声光报警信号。

本发明的实施例提供一种列车意外紧急制动车载实时在线监测系统、方法及装置，通过列车管压力传感器可以实时采集列车管压力传感器所在车厢的列车管压力数据，并将所述列车管压力数据发送给所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置；通过制动缸压力传感器可以实时采集制动缸压力传感器所在车厢的制动缸压力数据，并将所述制动缸压力数据发送给所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置；这样，列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置可以根据列车管压力数据实时确定列车管减压速率；实时监测所述列车管减压速率，在所述列车管减压速率大于一预设减压速率阈值且所述制动缸压力数据大于预先设置的压力阈值时，确定列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置所处的列车车厢发生紧急制动，并记录发生紧急制动的时刻；通过列车级TCDS主机设置的时间基准，通过所述列车网络向全列广播发送所述发生紧急制动的时刻；这样，列车级TCDS主机可以根据各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行排序和判断，确定最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。通过本发明可以快捷、准确的实时在线定位发生意外紧急制动的车厢，避免了当前列车意外紧急制动事故处理速度缓慢且繁琐复杂的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种列车意外紧急制动车载实时在线监测系统的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的一种列车意外紧急制动车载实时在线监测系统的结构示意图二；

图3为本发明实施例中的列车车厢制动系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种列车意外紧急制动车载实时在线监测方法的流程图一；

图5为本发明实施例提供的一种列车意外紧急制动车载实时在线监测方法中的对时机制流程图；

图6为本发明实施例提供的一种列车意外紧急制动车载实时在线监测方法的流程图二；

图7为本发明实施例中紧急制动波在全列各车厢的传播方向示意图；

图8为本发明实施例中列车管压力传播波形和时序特征的示意图；

图9为本发明实施例提供的一种列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的结构示意图一；

图10为本发明实施例提供的一种列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在实现本发明的过程中，发明人发现，现有技术中存在如下方案：

例如一种列检作业检测设备，在地面列检作业时安装一套试风柜、执行器、电子风表、尾压中转站、计算机等地面设备，可利用高速以太网通信手段对在列检作业中发生意外紧急制动的车辆进行判断，但受空间限制，这些地面设备无法在旅客列车上安装，同时旅客列车上也没有布设能进行以太网通信的物理介质，所以这种设备和方法也只限于在列检作业使用，无法在车载实时监测中应用。

而本发明不同于上述方案，如图1所示，本发明实施例提供一种列车意外紧急制动车载实时在线监测系统100，包括：设置于列车上的列车运行安全监控系统(Train CoachRunning Diagnosis System，简称TCDS)主机101、设置于列车各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置102、设置于所述各节车厢的列车管压力传感器103和制动缸压力传感器104。其中，整个列车可以安装一台列车级TCDS主机101，列车的每节车厢均对应有一台列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置102、列车管压力传感器103和制动缸压力传感器104。

所述列车级TCDS主机101通过列车网络105与各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置102连接；所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置102和与其位于同一车厢的列车管压力传感器103和制动缸压力传感器104分别连接。

此处，所述列车管压力传感器103，可以实时采集列车管压力传感器所在车厢的列车管压力数据，并将所述列车管压力数据发送给所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置。

所述制动缸压力传感器104，可以实时采集制动缸压力传感器所在车厢的制动缸压力数据，并将所述制动缸压力数据发送给所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置。

各车厢设置的所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置102，可以根据所述列车管压力数据实时确定列车管减压速率；实时监测所述列车管减压速率，在所述列车管减压速率大于一预设减压速率阈值且所述制动缸压力数据大于预先设置的压力阈值时，确定列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置所处的列车车厢发生紧急制动，并记录发生紧急制动的时刻；通过列车级TCDS主机设置的时间基准，通过所述列车网络向全列广播发送所述发生紧急制动的时刻。

所述列车级TCDS主机101，用于确定全列各车厢的时间基准，并在接收到各车厢发生紧急制动的时刻后进行排序和判断，定位最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。

具体的，如图2所示，所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置102包括中央处理芯片电路106、声光报警电路107、存储器108、列车网络接口109、列车管压力传感器接口110、制动缸压力传感器接口111。

所述中央处理芯片电路106通过所述列车管压力传感器接口110与所述列车管压力传感器103连接；所述中央处理芯片电路106通过所述制动缸压力传感器接口111与所述制动缸压力传感器104连接；所述中央处理芯片电路106通过列车网络接口109与所述列车网络105连接；所述中央处理芯片电路106还分别与所述声光报警电路107和存储器108连接。

值得说明的是，列车管压力传感器103和制动缸压力传感器104可以设置于如图3所示的列车车厢制动系统200中，该列车车厢制动系统200包括：列车管201、列车管支管202、集尘器203、支管截断塞门204、分配阀205、工作风缸206、副风缸207、缓解塞门208以及制动缸209。由于列车车厢制动系统的结构比较常见，此处不再对列车车厢制动系统的结构进行详细阐述。所述列车管压力传感器103连接于列车车厢制动系统200中的分配阀205和支管截断塞门204之间；所述制动缸压力传感器104连接于列车车厢制动系统200中的制动缸209与缓解塞门208之间。

此外，所述列车网络105可以为二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying，简称BPSK)列车网络、正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM)列车网络或者现场总线LonWorks列车网络。列车网络105的通信介质可以采用列车既有的、贯通全列的双绞线或平行线。

本发明的实施例提供一种列车意外紧急制动车载监测系统，通过列车管压力传感器可以实时采集列车管压力传感器所在车厢的列车管压力数据，并将所述列车管压力数据发送给所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置；通过制动缸压力传感器可以实时采集制动缸压力传感器所在车厢的制动缸压力数据，并将所述制动缸压力数据发送给所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置；这样，列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置可以根据列车管压力数据实时确定列车管减压速率；实时监测所述列车管减压速率，在所述列车管减压速率大于一预设减压速率阈值且所述制动缸压力数据大于预先设置的压力阈值时，确定列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置所处的列车车厢发生紧急制动，并记录发生紧急制动的时刻；通过列车级TCDS主机设置的时间基准，通过所述列车网络向全列广播发送所述发生紧急制动的时刻；这样，列车级TCDS主机可以根据各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行排序和判断，确定最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。通过本发明可以快捷、准确的实时在线定位发生意外紧急制动的车厢，避免了当前列车意外紧急制动事故处理速度缓慢且繁琐复杂的问题。

如图4所示，本发明实施例提供一种列车意外紧急制动车载实时在线监测方法，应用于上述图1、图2所示的列车意外紧急制动车载实时在线监测系统，所述方法包括：

步骤301、实时接收列车管压力传感器实时采集的列车管压力数据以及制动缸压力传感器实时采集的制动缸压力数据。

步骤302、根据所述列车管压力数据实时确定列车管减压速率，并实时监测所述列车管减压速率。

步骤303、在所述列车管减压速率大于一预设减压速率阈值且所述制动缸压力数据大于预先设置的压力阈值时，确定列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置自身所处的列车车厢发生紧急制动，并记录发生紧急制动的时刻。

步骤304、通过列车级TCDS主机设置的时间基准，通过所述列车网络向全列广播发送所述发生紧急制动的时刻，以使得所述列车级TCDS主机根据各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行和判断，定位最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。

本发明的实施例提供一种列车意外紧急制动车载监测方法，可以快捷、准确的实时在线定位发生紧急制动的车厢，避免了当前列车意外紧急制动事故处理速度缓慢且繁琐复杂的问题。

为了使本领域的技术人员更好的了解本发明，下面列举一个更为详细的实施例，如图5和图6所示，本发明实施例提供一种列车意外紧急制动车载实时在线监测方法，包括：

如图5所示的对时机制：

步骤401、接收列车级TCDS主机以预设广播频率发送的对时报文。

所述对时报文包括列车级TCDS主机的标准时刻，精度为毫秒级。其中预设广播频率可以为每分钟1次。

步骤402、判断列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的当前时刻与所述列车级TCDS主机的标准时刻的误差是否大于一预先设置的时刻误差阈值。

该预先设置的时刻误差阈值可以为5ms。

步骤403、若所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的当前时刻与所述列车级TCDS主机的标准时刻的误差大于所述时刻误差阈值，则将所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的当前时刻更改为所述列车级TCDS主机的标准时刻。

该图5所示的对时机制的过程可以与如下图6所示的列车意外紧急制动车载实时在线监测方法同时进行，以保证整个列车的时刻统一。

如图6所示，本发明实施例提供一种列车意外紧急制动车载实时在线监测方法还包括：

步骤501、实时接收列车管压力传感器实时采集的列车管压力数据以及制动缸压力传感器实时采集的制动缸压力数据。在步骤501之后，可以执行步骤502、步骤505或者步骤508。

步骤502、判断所述列车管压力数据是否大于预先设置的第一故障阈值或者小于预先设置的第二故障阈值。

此处，通过步骤502至步骤504，可以对列车管压力传感器进行检查。

步骤503、若所述列车管压力数据大于所述第一故障阈值，则确定所述列车管压力传感器发生短路故障。

步骤504、若所述列车管压力数据小于所述第二故障阈值，则确定所述列车管压力传感器发生开路故障。

此处，可以根据数据趋势判断列车管压力传感器是否工作正常。列车管压力传感器的输出电流一般为4-20mA，对应0-1000kPa压力值，采集的列车管压力传感器数据若小于-30kPa(即第二故障阈值)时，可诊断为开路故障，大于1000kPa(即第一故障阈值)时，可诊断为短路故障。

步骤505、判断所述制动缸压力数据是否大于预先设置的第三故障阈值或者小于预先设置的第四故障阈值。

此处，通过步骤505至步骤507可对制动缸压力传感器进行检查。

步骤506、若所述制动缸压力数据大于所述第三故障阈值，则确定所述制动缸压力传感器发生短路故障。

步骤507、若所述制动缸压力数据小于所述第四故障阈值，则确定所述制动缸压力传感器发生开路故障。

此处，可以根据数据趋势判断制动缸压力传感器是否工作正常。制动缸压力传感器的输出电流一般为4-20mA，对应0-1000kPa压力值，采集的制动缸压力传感器数据若小于-30kPa(即第四故障阈值)时，可诊断为开路故障，大于1000kPa(即第三故障阈值)时，可诊断为短路故障。

步骤508、根据预先设置的采样频率，采用每n个采样点取一个中值数据，从所述列车管压力数据中获取列车管压力中值数据。

其中n小于等于10。此处的采样频率可以为1kHz。则基于该采样频率，例如可以每10个点取一个中值数据。

步骤509、根据所述列车管压力中值数据生成列车管压力传播波形。

步骤510、实时监测所述列车管压力传播波形的斜率，并以所述列车管压力传播波形的斜率表示列车管减压速率。

此处，以一个具体实例来描述步骤509至步骤510的过程。例如列车中某车厢发生意外紧急制动，该车厢的列车管压力空气大量排向大气，列车管压力急剧下降，形成紧急制动波，根据负压波传递原理，紧急制动波在全列各车厢的传播方向如图7所示。根据制动机特性，列车管减压速率达到70～80kPa/s时，通过制动机分配阀动作，制动缸压力快速上升，推动基础制动装置产生紧急制动动作。通过试验测量，紧急制动时间段内各车厢的列车管压力传播波形和时序特征如图8所示，以20节车厢的编组的列车为例，N₁为首先发生紧急制动车辆的制动波形，N₂为第2辆发生紧急车辆的制动波形，N₂₀为最后发生紧急制动车辆的制动波形。根据列车管压力下降的速度，N₁可分为3阶段，t₀是紧急制动开始的时刻，t₀至t₁为压力下降的第一阶段，持续时间约700ms，减压速率约为100kPa/s；t₁至t₂为压力下降的第二阶段，持续时间约100ms，减压速率约为200kPa/s；t₂至t₃为压力下降的第三阶段，持续时间约2200ms，减压速率约为150kPa/s；因此，第二阶段为减压效果最明显的时间段。

步骤511、根据所述预先设置的采样频率，采用每n个采样点取一个中值数据，从所述制动缸压力数据中获取制动缸压力中值数据。

其中n小于等于10。

步骤512、将所述列车管压力中值数据和制动缸压力中值数据存储于预先设置的数据库中。

步骤513、在所述列车管减压速率大于一预设减压速率阈值且所述制动缸压力数据大于预先设置的压力阈值时，确定列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置自身所处的列车车厢发生紧急制动，并记录发生紧急制动的时刻。

例如，如图8所示，此处可以采用连续比较10个列车管压力中值，若每一个中值和前一个中值的差值均大于15kPa，即列车管减压速率大于150kPa/s(即预设减压速率阈值)，同时制动缸压力大于35kPa(即预先设置的压力阈值)，则判断发生紧急制动动作发生，记第10个列车管压力中值采集时间为紧急制动发生的时间。图8中的t₂、t₂'、t₂”分别判断为N₁、N₂、N₂₀中紧急制动动作的发生时间。

步骤514、通过列车网络向列车级TCDS主机发送携带有所述发生紧急制动的时刻的广播报文。

其中，所述广播报文被所述列车级TCDS主机用于解析出所述广播报文携带的发生紧急制动的时刻，并将各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行排序和判断，定位最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。

若所述监测结果表示最先发生紧急制动的车厢为列车牵引机后的第一个车厢，则确定列车紧急制动为正常紧急制动。

若所述监测结果表示最先发生紧急制动的车厢不为列车牵引机后的第一个车厢，则确定列车紧急制动为意外紧急制动，列车级TCDS主机将首先发生意外紧急制动的车厢号通过报文向全列广播报警。

步骤515、接收列车级TCDS主机发送的意外紧急制动报警。

步骤516、向外发出声光报警信号。

该声光报警信号包含最先发生意外紧急制动的车厢号。

本发明的实施例提供一种列车意外紧急制动车载监测方法，通过列车管压力传感器可以实时采集列车管压力传感器所在车厢的列车管压力数据，并将所述列车管压力数据发送给所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置；通过制动缸压力传感器可以实时采集制动缸压力传感器所在车厢的制动缸压力数据，并将所述制动缸压力数据发送给所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置；这样，列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置可以根据列车管压力数据实时确定列车管减压速率；实时监测所述列车管减压速率，在所述列车管减压速率大于一预设减压速率阈值且所述制动缸压力数据大于预先设置的压力阈值时，确定列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置所处的列车车厢发生紧急制动，并记录发生紧急制动的时刻；通过列车级TCDS主机设置的时间基准，通过所述列车网络向全列广播发送所述发生紧急制动的时刻，以使得所述列车级TCDS主机根据各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行和判断，确定最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。通过本发明可以快捷、准确的实时在线定位发生意外紧急制动的车厢，避免了当前列车意外紧急制动事故处理速度缓慢且繁琐复杂的问题。可见，本发明能够实时在线、精确定位运行列车中发生意外紧急制动的车厢，并通过全列声光报警的方式通知检测人员进行处理，大大提高了事故处理的效率。另外，实时在线监测定位故障车厢，省去了司机进行分段制动缓解的动作，简化了事故处理的操作过程。此外，还减少了占用正线停车的时间，将对铁路运输的经济损失降低到了最小，保障了铁路运输的正常运行。缩短了异常停车的时间，降低了旅客由于长时间停车而投诉的概率，保障了铁路旅客运输的声誉。

如图9所示，本发明实施例提供一种列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置，应用于上述的列车意外紧急制动车载实时在线监测系统，所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置包括：

数据实时接收单元61，用于实时接收列车管压力传感器实时采集的列车管压力数据以及制动缸压力传感器实时采集的制动缸压力数据。

列车管减压速率监测单元62，用于根据所述列车管压力数据实时确定列车管减压速率，并实时监测所述列车管减压速率。

紧急制动确定单元63，用于在所述列车管减压速率大于一预设减压速率阈值且所述制动缸压力数据大于预先设置的压力阈值时，确定列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置自身所处的列车车厢发生紧急制动，并记录发生紧急制动的时刻。

时刻信息发送单元64，用于通过列车级TCDS主机设置的时间基准，通过所述列车网络向全列广播发送所述发生紧急制动的时刻，以使得所述列车级TCDS主机根据各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行排序和判断，定位最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。

进一步的，如图10所示，该列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置，还包括：

对时报文接收单元65，用于接收列车级TCDS主机以预设广播频率发送的对时报文；所述对时报文包括列车级TCDS主机的标准时刻。

时刻判断单元66，用于判断列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的当前时刻与所述列车级TCDS主机的标准时刻的误差是否大于一预先设置的时刻误差阈值。

对时单元67，用于在所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的当前时刻与所述列车级TCDS主机的标准时刻的误差大于所述时刻误差阈值时，将所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的当前时刻更改为所述列车级TCDS主机的标准时刻。

进一步的，如图10所示，该列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置，还包括：

列车管压力传感器故障检测单元68，用于判断所述列车管压力数据是否大于预先设置的第一故障阈值或者小于预先设置的第二故障阈值；在所述列车管压力数据大于所述第一故障阈值时，确定所述列车管压力传感器发生短路故障；在所述列车管压力数据小于所述第二故障阈值时，确定所述列车管压力传感器发生开路故障。

制动缸压力传感器故障检测单元69，用于判断所述制动缸压力数据是否大于预先设置的第三故障阈值或者小于预先设置的第四故障阈值；在所述制动缸压力数据大于所述第三故障阈值时，确定所述制动缸压力传感器发生短路故障；在所述制动缸压力数据小于所述第四故障阈值，确定所述制动缸压力传感器发生开路故障。

此外，所述列车管减压速率监测单元62，具体可以：

根据预先设置的采样频率，采用每n个采样点取一个中值数据，从所述列车管压力数据中获取列车管压力中值数据；其中n小于等于10。

根据所述列车管压力中值数据生成列车管压力传播波形。

实时监测所述列车管压力传播波形的斜率，并以所述列车管压力传播波形的斜率表示列车管减压速率。

进一步的，如图10所示，该列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置，还包括：

制动缸压力数据处理单元70，用于根据所述预先设置的采样频率，采用每n个采样点取一个中值数据，从所述制动缸压力数据中获取制动缸压力中值数据；其中n小于等于10。

数据存储单元71，用于将所述列车管压力中值数据和制动缸压力中值数据存储于预先设置的数据库中。

此外，所述时刻信息发送单元64，具体用于：

通过列车网络向列车级TCDS主机发送携带有所述发生紧急制动的时刻的广播报文。

所述广播报文被所述列车级TCDS主机用于解析出所述广播报文携带的发生紧急制动的时刻，并将各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行和判断，确定最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。

进一步的，如图10所示，该列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置，还包括：

监测结果接收单元72，用于接收列车级TCDS主机发送的意外紧急制动报警。

声光报警单元73，用于在接收到列车级TCDS主机广播的意外紧急报警时，向外发出声光报警信号。

值得说明的是，本发明的实施例提供一种列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置的具体实现方式可以参见上述的方法实施例，此处不再赘述。

本发明的实施例提供一种列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置，通过列车管压力传感器可以实时采集列车管压力传感器所在车厢的列车管压力数据，并将所述列车管压力数据发送给所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置；通过制动缸压力传感器可以实时采集制动缸压力传感器所在车厢的制动缸压力数据，并将所述制动缸压力数据发送给所述列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置；这样，列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置可以根据列车管压力数据实时确定列车管减压速率；实时监测所述列车管减压速率，在所述列车管减压速率大于一预设减压速率阈值且所述制动缸压力数据大于预先设置的压力阈值时，确定列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置所处的列车车厢发生紧急制动，并记录发生紧急制动的时刻；通过列车级TCDS主机设置的时间基准，通过所述列车网络向全列广播发送所述发生紧急制动的时刻，以使得所述列车级TCDS主机根据各节车厢的列车意外紧急制动车载实时在线监测主机装置对应的发生紧急制动的时刻进行排序和判断，确定最先发生意外紧急制动的车厢，并向全列广播报警。通过本发明可以快捷、准确的实时在线定位发生意外紧急制动的车厢，避免了当前列车意外紧急制动事故处理速度缓慢且繁琐复杂的问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。