[发明专利]城市轨道交通列车走行部故障数字诊断系统及其诊断方法

说明书

本发明公开了一种城市轨道交通列车走行部故障数字诊断系统及其诊断方法，该系统中加速度信号采集器实时采集被测行走部的加速度信号，并将该信号传送至对应的前置处理器中，所述前置处理器对收到的信号进行A/D转换，并将转换后的信号进行压缩，将压缩后的信号通过交换机传送至第一车载诊断仪中，第一车载诊断仪实时读取列车TCMS系统中的数据和交换机中的数据，并根据读取的数据判断第i节车厢的行走部是否出现故障以及故障类型。本发明消除了采集信号时产生的时间滞后，提高了故障判断的精度，实用与城轨车辆的轴箱轴承故障在线检测。

技术领域

本发明属于轨道交通领域。

背景技术

当前，城市轨道交通车辆保有量巨大，且在仍处于快速发展阶段。列车走行部故障检测一般通过在被检测部件上安装传感器检测温度、振动和冲击，前置处理器将获取的传感器信号电压进行电压/电流转换，上传至车辆分机，车辆分机进行电流/电压转换，硬件共振解调，模拟信号离散化处理后与预设阈值比较，决定是否输出报警。但是现有技术在信号采集环节存在冲击信号失真、低频干扰、高频丢失等问题，且采用分布式诊断方式，未提取整车及轨道的振动特征，导致故障漏报、误报率较高。

发明内容

发明目的：为解决背景技术中现有技术存在的问题，本发明提供一种城市轨道交通列车走行部故障数字诊断系统。

技术方案：本发明提供了一种城市轨道交通列车走行部故障数字诊断系统，包括加速度信号采集器、前置处理器、n个交换机和第一车载诊断仪，n为列车车厢的总个数；根据需要被检测的行走部，在每节车厢一侧的该行走部上安装加速度信号采集器，且每节车厢上的加速度信号采集器的个数大于等于4；每节车厢中的每四个加速度信号采集器连接一个前置处理器，第i个车厢中所有的前置处理器相互连接后与第i个交换机连接，n个交换机相互连接后与第一车载诊断仪连接，i＝1，2…n；

所述加速度信号采集器实时采集被测行走部的加速度信号，并将该信号传送至对应的前置处理器中，所述前置处理器对收到的信号进行A/D转换，并将转换后的信号进行压缩，将压缩后的信号通过交换机传送至第一车载诊断仪中，第一车载诊断仪实时读取列车TCMS系统中的数据和交换机中的数据，并根据读取的数据判断第i节车厢的行走部是否出现故障以及故障类型。

进一步的，所述加速度信号采集器为加速度传感器或者复合传感器。

进一步的，所述第一车载诊断仪与列车TCMS系统通过MVB总线连接。

进一步的，所述前置处理器对加速度信号的采集频率为400KHz，且第一车载诊断仪向前置处理器发送同步的采集信号，使得前置处理器与第一车载诊断仪的信号采集是同时刻进行的。

进一步的，该系统还包括第二车载诊断仪，用于当第一车载诊断仪发生故障时，第二车载诊断仪代替第一车载诊断仪判断列车是否发生故障。

城市轨道交通列车走行部故障数字诊断系统的诊断方法，所述故障包括磨损/电腐蚀类故障和剥离类故障；在列车无故障时，对列车进行试运行，实时采集第m节车厢的被测行走部在不同车速，不同位置，不同载荷时的加速度信号，得到若干个加速度信号，对每一个信号进行优化并存储至标准信号库，m＝1，2，…n；

所述剥离类故障判断具体包括如下步骤；

步骤1：以采样间隔t对TCMS系统中列车速度进行T次采样，该速度为列车一侧的速度，并基于读取到的速度计算第T次采样时第m节车厢的位置s_m；

步骤2：基于s_m以及该节车厢的起始位置，判断在第T次采样时该车厢是否处于弯道，若是，根据第T次采样到的列车的一侧速度v_T，计算第T次采样时第m节车厢的另外一侧的速度；若否，则将第T次采样时第m节车厢的另外一侧的速度赋值为v_T；

步骤3：根据速度v_T，计算第T次采样时第m节车厢两侧轴承的转速；