[发明专利]基于电机轴转速与车速的列车轮径差检测与报警诊断方法

说明书

本发明公开了基于电机轴转速与车速的列车轮径差检测与报警诊断方法，涉及列车故障检测技术领域，解决了现有轮径差检测方法成本高、迁移性差、结构复杂、抗干扰性差的问题，其技术方案要点是：通过目标列车的直线运行判定、车速稳定判定及轮径估计方法，得到目标轴的车轮预测直径，根据空转及轮径突变工况判定，筛选出目标列车的有效轮径，计算轮径差，运营结束时计算轮径差均值并根据阈值进行报警，不需要在轨道上加装额外的检测装置，成本低，结构简单；无需进入检修库，可实时检测轮径差，迁移性强；由车速与电机转速直接获取轮径，无需标定轮对信息，稳定性强；在车速是稳定可靠的前提下，可以更精确稳定地检测轮径差，并进行报警。

技术领域

本发明涉及列车故障检测技术领域，更具体地说，它涉及基于电机轴转速与车速的列车轮径差检测与报警诊断方法。

背景技术

随着我国高速、重载铁路和城市轨道交通故障诊断技术的快速发展，轨道交通车辆运营和维护技术从计划修慢慢转变为状态修，这也为我们的故障诊断技术提出了新要求。轮对作为车辆-轨道系统的核心，是保证列车安全平稳运行的关键，由于机加工误差和实际运营坏境诸多因素的影响，列车的轮径总会出现一定误差，影响列车运行的稳定性与安全性。因此突破现有的高速列车关键部件健康状态监测和在线故障诊断技术，做到轮径差的有效检测是保障高速列车安全高效运行的重要途径。

轮径差检测一直是国内外轨道交通研究的重点，现有的轮径差检测方法主要通过激光测距、振动、图像、轮径测量器等方法。其中轮径测量器作为接触式机械装置，通过三个接触点与车轮接触，确定轮径再求得轮径差，该方法存在操作复杂，检测精度低，检测受限的问题。基于振动数据的方法，先利用一个轮对作为标定轮，再利用复合传感器获取轮对的振动特征与标定轮作对比获取轮径差，但是振动数据易受外界信号干扰，且诊断精度依赖标定轮的状态。激光测距方法采用激光位移传感器获取车轮踏面廓线，通过几何关系估算轮径差，而图像法是采用相机获取轮对图像，之后采用图像处理获取轮径差，但是这两种方法都需要在轨道上加装额外装置，存在成本高、结构复杂、稳定性差和迁移性差等问题。

因此，如何研究设计一种基于电机轴转速与车速的列车轮径差检测与报警诊断方法是我们目前急需解决的问题。

发明内容

为解决现有轮径差检测方法成本高、迁移性差、结构复杂、抗干扰性差的问题，本发明的目的是提供基于电机轴转速与车速的列车轮径差检测与报警诊断方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：基于电机轴转速与车速的列车轮径差检测与报警诊断方法，包括以下步骤：

S101：获取目标列车当前时间的车速信息与电机轴转速信息；

S102：根据车速信息对列车站点间的运行速度进行时间积分处理，得到列车站点间的运行里程信息，并将运行里程信息与目标列车的实际运行线路图中确定为直线运行区间的直线公里标集合进行匹配，得到公里标匹配结果；

S103：公里标匹配结果显示通过后对目标列车的车速进行稳定判断，得到稳定判断结果；

S104：稳定判断结果显示通过后根据轮径估算方法对相应的有效车速、有效电机转速进行计算后得到当前时刻的轮对直径；

S105：根据轮对直径对当前轮的空转和其他轮径突变工况进行判断检验，得到判断检验结果；

S106：筛选出判断检验结果中无轮径突变的稳定数据，并根据稳定数据计算轮径差后进行保存；

S107：运营结束时计算出所有保存的轮径差数据的轮径差均值，当轮径差均值满足预设报警阈值时输出报警命令。

进一步的，所述车速信息与电机轴转速信息从TCMS系统中获取，且车速信息与电机轴转速信息相互独立。

进一步的，所述车速信息与电机轴转速信息以1-4S的间隔时间进行定时间隔获取。