[发明专利]一种基于振动加速度的列车运行安全在线监测方法

权利要求书

1.一种基于振动加速度的列车运行安全在线监测方法，特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：获取某一时间段内列车上车轮的振动加速度数据；

步骤(2)：基于所述时间段内的所述振动加速度数据，获取所述列车的车轮抬升量和车轮横移量；

步骤(3)：判断所述时间段内的所述振动加速度数据的加速度峰值、加速度绝对值以及所述车轮抬升量和所述车轮横移量是否同时满足各自预设的阈值，获得判断结果；

步骤(4)：所述判断结果为是时，则进行脱轨趋势判断并报警；

其中，步骤(3)中判断所述时间段内的所述振动加速度数据的加速度绝对值是否满足预设的阈值的方法为：

将所述时间段分为前后两个时长相等的第一时间段和第二时间段；

分别获取所述第一时间段内的第一垂向振动加速度峰值数据、第一横向振动加速度峰值数据和所述第二时间段内的第二垂向振动加速度峰值数据、第二横向振动加速度峰值数据；

分别对所述第一垂向振动加速度峰值数据、所述第一横向振动加速度峰值数据、所述第二垂向振动加速度峰值数据、所述第二横向振动加速度峰值数据进行绝对值化处理；

分别对绝对值化处理后的所述第一垂向振动加速度峰值数据、所述第一横向振动加速度峰值数据、所述第二垂向振动加速度峰值数据、所述第二横向振动加速度峰值数据进行求和，获得第一垂向振动加速度峰值数据总和、第一横向振动加速度峰值数据总和、第二垂向振动加速度峰值数据总和以及第二横向振动加速度峰值数据总和；

将所述第一垂向振动加速度峰值数据总和与所述第二垂向振动加速度峰值数据总和进行求差并绝对值化，然后与预设的垂向阈值进行比较；将所述第一横向振动加速度峰值数据总和与所述第二横向振动加速度峰值数据总和进行求差并绝对值化，然后与预设的横向阈值进行比较。

2.根据权利要求1所述的基于振动加速度的列车运行安全在线监测方法，特征在于，步骤(1)中获取所述振动加速度数据的方法为：

在所述列车的左右轴箱上分别设置一个加速度传感器，通过所述加速度传感器获取所述振动加速度数据。

3.根据权利要求2所述的基于振动加速度的列车运行安全在线监测方法，特征在于，步骤(2)中获取所述列车的车轮抬升量和车轮横移量的方法为：

采用卡尔曼滤波器对所述时间段内的所述振动加速度数据进行计算以获得位移数据；方法如下：

使用测量加速度估计位移，以离散表示—基于统计随机的时间状态空间模型，如下：

状态方程 x(n+1)＝Fx(n)+Gu(n)

空间方程 a(n)＝Hx(n)+ω(n)

其中：

x(n)为当前时刻状态；

x(n+1)为下一时刻估计状态；

a(n)为n时刻的加速度测量值；

F为状态传递矩阵；

G为噪声输入矩阵；

H将估计位移映射为加速度的测量矩阵；

α为一个0-1的参数；

ω(n)、u(n)零均值高斯白噪声；

T_S为采样间隔。

4.根据权利要求2所述的基于振动加速度的列车运行安全在线监测方法，特征在于，步骤(3)中判断所述时间段内的所述振动加速度数据的加速度峰值是否满足预设的阈值的方法为：

提取所述时间段内大于预设加速度峰值的所述振动加速度数据，获得所述时间段内大于所述预设加速度峰值的所述振动加速度数据的次数，将所述次数与预设的次数阈值进行比较。