[发明专利]横向扩轨下车辆振动信息的获取装置和方法

权利要求书

1.横向扩轨下车辆振动信息的获取装置，其特征在于，包括动力学系统，所述动力学系统包括模型、信息读取模块、模型环境设置模块和仿真平台模块；所述动力学系统还包括设置在模型中的多组虚拟传感器；

所述信息读取模块用于在所述模型中加载目标车辆参数；

所述模型环境设置模块用于调节横向扩轨下的目标车辆的环境数据信息；

所述仿真平台模块用于载入所述模型，并进行仿真实现，输出在横向扩轨下的目标车辆振动信息数据；

所述横向扩轨下的目标车辆的环境数据信息为横向扩轨故障工况背景；

所述横向扩轨故障工况背景调节方式为：

建立一个衡量扩轨程度的评价因子tf，

其中，a为扩轨区段长度，单位：米；b，为扩轨宽度，单位：米；

在所述模型中调整评价因子tf值，输出多条tf值条件下，虚拟传感器进行仿真得到的多组仿真数据。

2.根据权利要求1所述的横向扩轨下车辆振动信息的获取装置，其特征在于，所述虚拟传感器采集在扩轨程度的评价因子tf变化过程中的振动信息；

多组虚拟传感器采集轮对轴箱的振动信息。

3.横向扩轨下车辆振动信息的获取方法，其特征在于，基于权利要求1-2任意一条所述装置，包括如下步骤：

S1：获取目标车辆参数；

S2：将所述参数载入模型，所述模型用于导入所述目标车辆参数，所述模型用于模拟目标车辆在脱轨情况下的车辆运行；

S3：在所述模型中载入目标车辆参数，并进行环境设置后，建立虚拟传感器，进行仿真，所述环境设置包括横向扩轨故障工况背景；

横向扩轨故障工况背景设置如下：

建立一个衡量扩轨程度的评价因子tf，

其中，a为扩轨区段长度，单位：米；b，为扩轨宽度，单位：米；

所述环境设置为在所述模型中调整评价因子tf值，输出多条tf值条件下，虚拟传感器进行仿真得到的多组仿真数据；

S4：分析并输出多组评价因子tf与虚拟传感器采集数据表。

4.根据权利要求3所述的横向扩轨下车辆振动信息的获取方法，其特征在于：

所述S1中，获取目标车辆的参数的方法包括两种方法：

第一种获取目标车辆参数的方法：直接载入目标车辆的历史文件或依据目标车辆型号对应的出厂数据；

第二种获取目标车辆参数的方法：在目标车辆上设置多组传感器，在目标车俩运行时，所述传感器同步采集目标车辆的运行数据，依据数据反演模块，基于目标车辆的运行数据反演出目标车辆参数；

其中目标车辆参数包括：车辆惯性参数、悬挂参数、几何参数、轮轨参数；

车辆惯性参数包括质量、惯量；

悬挂参数包括刚度、阻尼；

几何参数包括部件间距、外观尺寸；

轮轨参数包括踏面型号、钢轨类型。

5.根据权利要求3所述的横向扩轨下车辆振动信息的获取方法，其特征在于：

所述S2中，所述模型的建立：基于所述目标车辆参数建立动力学模型包括两种方法：

第一种基于所述目标车辆参数建立动力学模型的方法：

通过建立车辆动力学系统的方程进行编程计算：

其中，M为车辆系统质量，C为车辆系统阻尼，K为车辆系统刚度矩阵，z为车辆位移矩阵，f为轮-轨激励；

第二种基于所述目标车辆参数建立动力学模型的方法：

基于SIMPACK、Gensys、Adams分析软件建立动力学模型；

其中，两种基于所述目标车辆参数建立动力学模型的方法中，将车辆部件设置为6自由度，车辆部件包括车体、构架、轴箱、轮对。

6.车辆振动信息的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：对多个车辆设置权利要求1-2任意一条所述的横向扩轨下车辆振动信息的获取装置；

步骤B：在车辆的监控室内导入所述装置的实时数据信息，同时导入多组评价因子tf与虚拟传感器采集数据表；

步骤C：拟合计算多组轮对轴箱的实时监控数据和虚拟传感器采集数据表的相似度，在相似度高于60％时对监控室内的工作人员进行主动预警；

所述数据表包括多条轮对轴箱的垂直位移数据，其中包括调整扩轨程度的评价因子tf下的多条轮对轴箱的垂直位移数据并对各组数据绘制曲线，所述曲线用于监控室内计算机进行动态计算相似度。