1.本技术涉及电务监测技术领域，尤其涉及一种电务车载安全监测系统。
背景技术：
2.电务系统作为铁路运输生产的重要行车部门，保障轨道电路信号质量、lkj运行数据、机车信号解码等符合铁路技术规程、标准及要求是该部门的重要任务，这些数据和参数正确与否可直接涉及行车安全。
3.为保障电务相关设备的运行质量，电务系统定期安排相关人员随车观察设备的运行状态，称之为“添乘”。但目前电务添乘人员的作业方式仍采用“眼看手记”方式，导致获取添乘数据效率低、质量差和不能及时发现隐患的问题。例如添乘人员不能一直作业，只能短时添乘，且周期性作业，这样就导致如果设备有了隐患，根本来不及发现，并且有些隐患需要根据多项监测数据进行判断，数据获取的不及时、不全面以及质量不合格，都会导致隐患不能及时发现的问题，进而降低电务系统的安全性。
技术实现要素：
4.本技术提供了一种电务车载安全监测系统，用以解决电务系统添乘数据获取的不及时、不全面以及质量不合格的问题。
5.一种电务车载安全监测系统，该系统包括监测系统箱体、通信单元、开关量采集单元、模拟量采集单元、图像采集单元、姿态采集单元、存储单元和控制单元，通信单元、开关量采集单元、模拟量采集单元、图像采集单元、姿态采集单元、存储单元和控制单元设置于监测系统箱体内部；
6.控制单元包括cpu，控制单元通过串行通信端口与通信单元通信连接，通信单元用于采集机车运行数据；
7.控制单元的开关量输入端与开关量采集单元的开关量输出端连接；开关量采集单元的开关量输入端连接机车信号设备开关量输出端,开关量采集单元用于采集机车信号设备输出的开关量信息；
8.控制单元的模拟量数据输入端与模拟量采集单元的模拟量数据输出端连接；模拟量采集单元的模拟信号输入端连接机车信号设备的模拟信号输出端；
9.控制单元的图像信息输入端与图像采集单元的输出端连接，图像采集单元用于采集机车运行前方的图像信息；
10.控制单元通过串行数据总线与姿态采集单元连接，姿态采集单元用于采集机车运行姿态信息；
11.控制单元与存储单元连接；存储单元用于存储由通信单元、开关量采集单元、模拟量采集单元、图像采集单元和姿态采集单元采集到的数据。
12.进一步地，系统还包括供电单元，供电单元设置于监测系统箱体内部，用于为通信单元、开关量采集单元、模拟量采集单元、图像采集单元、姿态采集单元、存储单元和控制单
元提供工作电源；
13.供电单元包括dc/dc电源转换模块，dc/dc电源转换模块用于将机车提供的直流电源转换为满足各单元正常工作需要的直流电源。
14.进一步地，监测系统箱体上设有第一连接器、第二连接器和第三连接器；
15.第一连接器连接通信单元；
16.第二连接器连接开关量采集单元的开关量输入端和模拟量采集单元的模拟量信号输入端；
17.第三连接器连接供电单元。
18.进一步地，机车运行数据包括公里标、信号机编号和信号机位置。
19.进一步地，开关量采集单元包括光电耦合器，光电耦合器的信号输入端接收机车信号设备输出的开关量，光电耦合器的输出端与控制单元的开关量输入端连接；
20.开关量信息包括8位点灯信息和3位速度等级信息。
21.进一步地，模拟量采集单元包括模拟隔离模块和模数转换模块，模拟隔离模块的信号输入端用于连接模拟信号连接端，模拟隔离模块的信号输出端与模数转换模块的模拟信号输入端连接，模数转换模块的数字信号输出端与控制单元的模拟量输入端连接。
22.进一步地，图像采集单元包括图像传感器和镜头，镜头用于将机车前进方向前方的图像在图像传感器上成像；图像传感器与镜头连接。
23.进一步地，机车运行姿态信息包括机车运行过程中的振动、倾斜角度和当前轨道坡度。
24.进一步地，姿态采集单元包括加速度计模块，加速度计模块通过串行总线与控制单元连接；加速度计模块用于采集机车振动数据。
25.进一步地，姿态采集单元包括陀螺仪模块，陀螺仪模块通过串行总线与控制单元连接；陀螺仪模块用于测量机车倾斜角度和当前轨道坡度。
26.本技术的有益效果：
27.能够实现对地面设备、车载设备等安全行车装备的各种电信号进行实时监测，还能够实现对机车运行前方场景的图像采集，即：实现了影响机车安全的所有信息的实时采集，并将各项监测数据通过控制单元进行存储。
28.本实用新型适用于为安全隐患的发现提供了及时、有效以及全面的数据基础，进而为提高机车电务系统安全性做出技术贡献。
29.本实用新型适用于作为其它机车安全预警系统、机车安全分析系统、机车故障诊断系统或者机车维护系统的数据采集端，为这些系统提供及时、可靠的基础数据。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本技术一种电务车载安全监测系统的原理示意图；
32.图2为本技术一种电务车载安全监测系统的结构示意图。
具体实施方式
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术公开的各个实施方式之间或实施方式包括的特征之间可以相互组合。
34.实施方式一：本技术提供一种电务车载安全监测系统，参考图1和图2，该系统包括监测系统箱体、通信单元、开关量采集单元、模拟量采集单元、图像采集单元、姿态采集单元、存储单元和控制单元，通信单元、开关量采集单元、模拟量采集单元、图像采集单元、姿态采集单元、存储单元和控制单元设置于监测系统箱体内部；
35.控制单元包括cpu，控制单元通过串行通信端口与通信单元实现数据交互，通信单元设置有rs485总线连接端；用于与机车现有安全信息监测装置tax箱的rs485总线连接端口连接采集机车运行数据；
36.通信单元通过rs485总线从机车安全信息监测装置tax箱中获取机车运行数据，lkj通过tax箱向其它设备通过rs485总线发送公里标、信号机编号和信号机位置等机车运行信息，本技术通过电缆连接tax箱进行rs485通信，从而获得lkj运行数据。
37.控制单元的开关量输入端与开关量采集单元的开关量输出端连接；开关量采集单元的开关量输入端连接机车信号设备开关量输出端,开关量采集单元用于采集机车信号设备输出的开关量信息；
38.控制单元的模拟量数据输入端与模拟量采集单元的模拟量数据输出端连接；模拟量采集单元的模拟信号输入端连接机车信号设备的模拟信号输出端，用于采集轨道电路信号相关数据；
39.本技术可以通过电缆连接机车信号主机的lx30测试接口或者x22接口，接收机车信号设备接收线圈感应的轨道电路信号。
40.控制单元的图像信息输入端与图像采集单元的输出端连接实现图像信息采集，图像采集单元用于采集机车运行前方的图像信息，控制单元可以通过串行通信端口与图像采集单元连接实现图像信息采集，图像采集单元用于采集机车运行前方的图像信息；
41.控制单元通过串行数据总线与姿态采集单元实现数据交互，姿态采集单元用于采集机车运行姿态信息；
42.控制单元可以通过串行通信端口与存储单元连接，实现数据存储与读取；存储单元用于存储控制单元发送的需要存储的所有数据，即存储单元用于存储由通信单元、开关量采集单元、模拟量采集单元、图像采集单元和姿态采集单元采集到的数据，存储单元包括flash存储器，用于对数据的保存，可以在不加电的情况下能长期保持存储的信息。
43.在一些实施例中，该系统还可以包括供电单元，供电单元设置于监测系统箱体内部，用于为通信单元、开关量采集单元、模拟量采集单元、图像采集单元、姿态采集单元、存储单元和控制单元供电；
44.供电单元包括dc/dc电源转换模块，dc/dc电源转换模块用于将机车提供的直流电源转换为满足各单元正常工作需要的直流电源。
45.实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，监测系统箱体上设有第一连接器、第二连接器和第三连接器；
46.第一连接器连接通信单元，第一连接器用于连接通信单元和机车安全信息监测装置tax箱；
47.第二连接器连接开关量采集单元的开关量输入端和模拟量采集单元的模拟量信号输入端，第二连接器用于连接开关量采集单元和机车信号设备，还用于连接模拟量采集单元和机车信号设备；
48.第三连接器连接供电单元，第三连接器用于连接供电单元和机车的高压直流电源。
49.第一连接器、第二连接器和第三连接器便于对本技术的电务车载安全监测系统在机车上的安装连接。
50.实施方式三：本实施方式对实施方式一作进一步说明，本系统监测的机车相关数据包括机车运行数据、开关量信息、轨道电路信号相关数据、图像信息和机车运行姿态信息，可以通过对采集到的这些监测数据进行综合的分析和比对，进而判断电务系统是否存在问题或安全隐患提供数据支持，具体地：
51.机车运行数据包括公里标、信号机编号和信号机位置；
52.通过图像采集单元获得机车运行前方的图像信息，可以识别机车运行前方的信号机，结合通过通信单元获取的lkj运行数据(机车运行数据)，可以为识别信号机立柱上的信号机编号和计算该信号机与机车距离，并把识别的信号机编号和信号机距离与lkj运行数据比对，判断lkj运行数据是否正确提供数据支持。
53.开关量信息包括8位点灯信息和3位速度等级信息，开关量采集单元包括光电耦合器，光电耦合器的信号输入端接收机车信号设备输出的开关量，光电耦合器的输出端与控制单元的开关量输入端连接，采用光耦隔离技术连接机车信号设备采集机车信号设备输出的开关量信息；
54.通过图像采集单元获得机车运行前方图像，识别机车运行前方的信号机，并获取到信号机显示的灯色；通过电缆连接机车信号主机的lx30测试接口或者x22接口，接收机车信号设备输出的灯色；进而为比对信号机显示的灯色与机车信号设备输出的灯色，判断机车信号设备解码是否正常提供数据支持。
55.由模拟量采集单元获取轨道电路信号相关数据，进而实时记录该轨道电路信号的波形；根据获取的轨道电路信号的波形，可以对轨道电路信号波形进行fsk解调，分析制式、载频、低频、信号幅值；根据轨道电路信号电流与机车信号设备感应电压的对应关系，判断轨道电流大小；分析非轨道电路信号的干扰信号大小；分析轨道电路补偿电容质量。
56.由图像采集单元获取的机车运行前方图像，还可以获得机车运行前方的铁路道口值守人员是否接车、机车运行前方的铁路道口在列车接近时是否仍存在行人、车辆通过等安全隐患的相关信息；还可以获取到地面信号设备外观，根据该图像信息可以判断地面信号设备是否正常。
57.机车运行姿态信息包括机车运行过程中的振动、倾斜角度和当前轨道坡度，姿态采集单元包括加速度计模块与陀螺仪模块，加速度计模块与陀螺仪模块均通过串行总线与控制单元连接，加速度计模块用于采集机车的振动数据，陀螺仪模块用于测量机车运行过程中的倾斜角度和当前坡道坡度。
58.通过姿态采集单元，获得机车运行方向在左、右和上三个方向的加速度大小，并获得机车运行方向与水平左、水平右和垂直上三个方向角度差，根据这些数据，可以监测机车振动、左右倾斜角度和当前坡度，判断轨道线路状态是否正常。
59.实施方式四：本实施方式对实施方式一作进一步说明，模拟量采集单元包括模拟隔离模块和模数转换模块构成，模拟隔离模块的信号输入端用于连接模拟信号连接端，模拟隔离模块的信号输出端与模数转换模块的模拟信号输入端连接，模数转换模块的数字信号输出端与控制单元的模拟量输入端连接。
60.模拟隔离模块用于对从轨道电路信进行隔离，并将隔离后的轨道电路信号发送至模数转换模块，模拟隔离模块可以提高模拟量采集单元的抗干扰能力；
61.模数转换模块用于对隔离后的轨道电路信号进行数字采样，可以提高模数转换模块将模拟信号转换为数字信号，进而获得如软件可以进行分析和判断的数据。
62.实施方式五：本实施方式对实施方式一作进一步说明，图像采集单元包括图像传感器和镜头，镜头用于将机车前进方向前方的图像在图像传感器上成像；图像传感器与镜头连接。
63.该镜头可固定在监测系统箱体上；图像传感器与镜头连接，镜头的设置可以根据实际情况，设置在采集图像信息最好的方位，可以实现对接收到的图像信息的有效性和完整性。
64.本技术的工作原理是：本技术系统包括通信单元、开关量采集单元、模拟量采集单元、图像采集单元和姿态采集单元的数据采集单元，其中，由控制单元获取全部的监测数据，并将监测数据存储到存储单元进行保存，可以实现对所有数据采集单元采集到的数据信息进行实时的保存，为后续对电务系统的安全隐患的判断和发现给予了全面、有效及实时的数据支持，并且将上述的设备进行电连接并设置于监测系统箱体上，便于本技术的电务车载安全监测系统在电务系统的机车上安装，进而实现实时监测和实时数据的采集保存，为电务系统提高设备质量，加强专业管理提供技术保障和技术手段。
65.需要说明的是，本技术还可以包括其它多种实施例，在不背离本技术的精神及其实质的情况下，本领域技术人员可根据本技术作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本技术所附的权利要求的保护范围。