[发明专利]一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法，包括以下步骤：步骤1、对列车停车段制动管压力进行预处理；步骤2、对步骤1进行预处理后的制动管压力进行平滑处理；步骤3、计算列车制动管压力相关参数；步骤4、利用步骤3得到的制动管压力相关参数进行制动管的故障分析。本发明解决了现有技术中存在的制动管故障检测耗时且精准度低的问题。

技术领域

本发明属于故障诊断技术领域，具体涉及一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法。

背景技术

随着高铁的快速发展，确保动车组运行秩序和提高动车组的安全性、可靠性受到广泛关注。为了防止高速列车溜逸而发生事故，因此在高速列车上设置了制动系统，制动及其供风系统作为高速动车组的关键技术，如果制动管破损，会影响列车安全运行和线路的畅通。就会因制动管破损而造成列车制动故障，带来灾难性的后果，因此其安全运转直接关系着铁路运输的安全生产。目前制动管故障检测的主要包括两个方面，基于设备监测和基于人工检修。

第一种方法是，通过专家经验，设定列车在行走过程中制动管破裂等故障的相应的措施。在此基础上，采用压力监测装置实时监测列车运行过程中的制动管压力。当制动管压力异常时，则采取报警、限速或停车等相应的措施。相对于高速列车的行驶距离远、运行速度范围大等特点，此方法最大的缺陷在于，未能充分考虑制动管压力收到外界环境的影响，并且无法预测制动管的健康状况，对制动管的故障等危险状况不能起到预警的作用。

第二种方法是，列车停车入库之后，指派有有关检修人员通过根据乘务员报备更换破环的停车制动制动管，并且要对全车的停车制动制动管进行检查，观察有没有其他停车制动制动管损伤严重的，对情况异常者立即进行更换。此方法最大的缺陷在于，由于制动管故障的内在属性显示难以检测，从而导致制动管的故障情况难以判断，以及人工检验的不确定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法，解决了现有技术中存在的制动管故障分析费时且精准度低等问题。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：

一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对列车停车段的制动管压力数据进行预处理；

步骤2、对步骤1进行预处理后的制动管压力数据进行平滑处理；

步骤3、提取列车制动管压力相关参数；

步骤4、利用步骤3得到的制动管压力相关参数进行制动管的故障分析。

所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1、数据缺失点的补充：

采集列车制动管压力p(i)，其中i为对应的采样时间点，取值范围为1～n，对采集到的制动管压力p(i)所有值进行查找并处理，设2≤i≤n,i∈Z⁺，Z⁺表示正整数，若第i-1个数据点为非空值点，而第i个数据点为空值点，即p(i-1)≠null,p(i)＝null，处理过程如下：

若p(i)为孤立的缺失点，即p(i-1)≠null,p(i)＝null，p(i+1)≠null，则将第i-1个数据点的值赋给第i个数据点，即进行p(i)＝p(i-1)赋值操作；

若原数据中出现连续的缺失点，其个数为m(m＞2)，即p(i+1),p(i+2),…,p(i+m-1)的均值为null，p(i+m)≠null，则根据m≤n或m＞n，分情况进行讨论，如下：

(1)若m＞n，则表示数据不完整，分析终止；

(2)若m≤n，则进行线性插值处理，具体过程如下：

步骤a:令