CN103674586A - 针对列车行走系统的隐患和故障特征提取方法 - Google Patents
针对列车行走系统的隐患和故障特征提取方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103674586A CN103674586A CN201310681899.3A CN201310681899A CN103674586A CN 103674586 A CN103674586 A CN 103674586A CN 201310681899 A CN201310681899 A CN 201310681899A CN 103674586 A CN103674586 A CN 103674586A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- train
- hidden danger
- data
- fault signature
- feature extraction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 4
- 230000006855 networking Effects 0.000 claims description 3
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
本发明涉及一种针对列车行走系统的隐患和故障特征提取方法,包括以下步骤:1)由列车上安装的传感器采集列车的实时运行数据,同时由车载网络获取列车运行过程中的速度信号;2)对实时运行数据、速度信号进行多传感网数据融合处理,得到隐患和故障特征提取的源数据;3)对源数据采取特征提取算法,获取不同走行系统部件的特征量;4)在步骤3)得到的特征量中选择出具有代表性、能够反映走行系统运行状态的特征量值,去除特征量间的冗余性,得到最终的走行系统隐患和故障特征量。与现有技术相比,本发明提取的数据准确率高、能够有效提高行车安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种列车故障预警方法,尤其是涉及一种针对列车走行系统的隐患和故障特征提取方法。
背景技术
随着我国国民经济蓬勃发展,城市化进程大大加快,交通拥挤问题逐渐成为城市发展的掣肘,全国大中型城市纷纷大力发展城市轨道交通以解决日渐紧张的交通问题。城市轨道交通的蓬勃发展是机遇同时也是挑战。轨道交通车辆的运营在缓解城市交通压力的同时,也为车辆的维修带来了新的问题。列车运行的过程中速度快、停靠车站多、连续快速运行的时间长,这对列车走行系的部件提出了很高的要求,要经受得住如此高强度的运行情况。而且大量的列车白天投入运营,要在晚上有限的时间内对其进行检修,检修工作压大,不能面面俱到,可能会遗漏重要故障。走行系的各部件作为列车运行的主要承载结构,对列车的安全运行承担了很大的责任,如果走行系部件出现故障,这些故障均会影响到车辆的动力学性能,甚至出现列车脱轨等严重的列车事故。在这种情况下,对关乎车辆运行安全的列车走行系部件实时监测具有非常现实的意义。
列车在运行时,由于线路的不平顺、钢轨的接缝和道岔以及车轮踏面磨耗不均匀、擦伤等原因,轮对会受到来自线路的冲击,激起车辆的振动。弹性悬挂装置作为列车走行部重要的组成部分之一,它的作用就是缓和和衰减这些冲击对车体的影响,使得车体的重量均匀分布到各个轮对上,保证车辆具有较好的运行平稳性和稳定性。为了能较好地缓解冲击,列车走行部一般设计有两级弹性悬挂装置,在构架和轮对轴箱之间设置的弹簧和减振器系统,称为轴箱悬挂系统,也成为一系悬挂系统;在转向架和车体之间设置的弹性连接装置称为二系悬挂系统。悬挂主要包括包括二系空气弹簧、一系垂向弹簧、一系横向弹簧。
传统的走行系统故障诊断方法侧重于对故障情况的诊断,主要采用逻辑判断,结合系统中部件的动作状态进行简单的故障判断,但这些已有的技术方法只能针对已出现的明显故障进行故障的诊断,而不能对明显故障发生前的走行系统隐患做出预警。当走行系统出现了可判断的故障之后,往往已经对城轨列车的正常运营造成了影响,轻则不能正点运行,重则威胁到车辆行驶安全。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种针对列车走行系统的隐患和故障特征提取方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种针对列车行走系统的隐患和故障特征提取方法,包括以下步骤:
1)由列车上安装的传感器采集列车的实时运行数据,同时由车载网络获取列车运行过程中的速度信号;
2)对实时运行数据、速度信号进行多传感网数据融合处理,得到隐患和故障特征提取的源数据;
3)对源数据采取特征提取算法,获取不同走行系统部件的特征量;
4)在步骤3)得到的特征量中选择出具有代表性、能够反映走行系统运行状态的特征量值,去除特征量间的冗余性,得到最终的走行系统隐患和故障特征量。
步骤1)中传感器采集的列车的实时运行数据包括车体、构架和轴箱的垂向加速度和横向加速度。
步骤3)中所述不同走行系统部件包括二系空气弹簧、一系垂向弹簧和一系横向弹簧;所述特征提取算法包括能量传递法、频域分析法和小波分析法;获取的特征量包括传递系数和自振频率。
与现有技术相比,本发明本发明通过对列车运行数据的检测预处理,可以得到走行系统隐患故障特征量,可以反映出车辆走行系统中重要部件的工作状态,可以对其工作状态的变化趋势起到一定的预警功能。
该方法通过运用现代的信号处理技术,避免了传统的信号处理方法时域分辨差,非平稳信号检测不够灵敏等缺点。针对走行系统的运行数据,特别是突变数据有很强的处理能力且准确率很高。
该方法对信号处理后的结果进行了决策层的融合,实现了数据的精简,去除了原始数据集中的冗余信息,与传统的方法相比,减少了对计算机运算功能的过高要求,克服了数据间相关性对特征量表征系统状态的效果的影响。。
附图说明
图1为本发明实施例的流程图;
图2为采用本发明获取的传递系数特征量的图表;
图3为采用本发明获取的自振频率特征量的图表。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示,一种针对列车走行系统的隐患和故障特征提取方法,通过该方法可以实时监测走行系统重要部件的状态变化趋势,分析其中隐含的隐患状态,为实现城轨列车走行系统状态修提供了可能,为保障城轨车辆的安全运营提供了支持。
同时,通过该方法所得到的隐患和故障特征量数据对提高城轨列车走行系隐患主动预防能力,满足城轨列车各部门对列车走行系维修保养、故障预防、隐患挖掘、安全评估预警与辅助决策等要求有着重要的参考意义。
上述方法如图1所示,具体包括以下步骤:
1)由列车上安装的传感器采集列车的实时运行数据,包括车体、构架和轴箱的垂向、横向加速度,同时由车载网络获取列车运行过程中的速度信号;
2)对实时运行数据、速度信号进行多传感网数据融合处理,得到隐患和故障特征提取的源数据;
3)对源数据采取特征提取算法,获取包括二系空气弹簧、一系垂向弹簧和一系横向弹簧在内的不同走行系部件的特征量。对于不同类型的特征量,可以采用对应的特征提取算法进行计算,例如用能量传递法得到各部件间的传递系数,用频域分析法得到各部件自振频率,用小波分析对原始信号进行降噪处理。
4)在步骤3)得到的特征量中选择出具有代表性、能够反映走行系部件系统运行状态的特征量值,去除特征量间的冗余性,得到最终的走行系隐患和故障特征量。
5)通过表格、曲线图、柱状图表等方式表示这些特征量,如图2和图3所示,然后可以根据其趋势就能够做出故障预警和判断。
Claims (3)
1.一种针对列车行走系统的隐患和故障特征提取方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)由列车上安装的传感器采集列车的实时运行数据,同时由车载网络获取列车运行过程中的速度信号;
2)对实时运行数据、速度信号进行多传感网数据融合处理,得到隐患和故障特征提取的源数据;
3)对源数据采取特征提取算法,获取不同走行系统部件的特征量;
4)在步骤3)得到的特征量中选择出具有代表性、能够反映走行系统运行状态的特征量值,去除特征量间的冗余性,得到最终的走行系统隐患和故障特征量。
2.根据权利要求1所述的针对列车行走系统的隐患和故障特征提取方法,其特征在于,步骤1)中传感器采集的列车的实时运行数据包括车体、构架和轴箱的垂向加速度和横向加速度。
3.根据权利要求1所述的针对列车行走系统的隐患和故障特征提取方法,其特征在于,步骤3)中所述不同走行系统部件包括二系空气弹簧、一系垂向弹簧和一系横向弹簧;所述特征提取算法包括能量传递法、频域分析法和小波分析法;获取的特征量包括传递系数和自振频率。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310681899.3A CN103674586B (zh) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | 针对列车行走系统的隐患和故障特征提取方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310681899.3A CN103674586B (zh) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | 针对列车行走系统的隐患和故障特征提取方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103674586A true CN103674586A (zh) | 2014-03-26 |
CN103674586B CN103674586B (zh) | 2017-01-11 |
Family
ID=50312808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310681899.3A Expired - Fee Related CN103674586B (zh) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | 针对列车行走系统的隐患和故障特征提取方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103674586B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104833534A (zh) * | 2015-04-21 | 2015-08-12 | 广州市地下铁道总公司 | 一种基于多源信息融合的列车走行系故障诊断装置及方法 |
CN110209104A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-09-06 | 武汉烽火技术服务有限公司 | 智能监控与运行维护的系统及方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02150780A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-11 | Kyowa Electron Instr Co Ltd | 列車走行検測における擬似信号発生装置 |
CN1430050A (zh) * | 2001-12-30 | 2003-07-16 | 黄采伦 | 铁路车辆走行部在线故障诊断系统 |
US20100141441A1 (en) * | 2007-06-06 | 2010-06-10 | Huageng Luo | Apparatus and method for identifying a defect and/or operating characteristic of a system |
CN201575927U (zh) * | 2009-12-31 | 2010-09-08 | 中国铁道科学研究院机车车辆研究所 | 转向架状态监测装置 |
CN201653714U (zh) * | 2010-03-10 | 2010-11-24 | 湖南江麓容大车辆传动股份有限公司 | 机车走行部故障诊断信号调理电路 |
CN203101070U (zh) * | 2012-12-01 | 2013-07-31 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 基于物联网的高速列车走行部故障诊断与远程监测系统 |
CN203164001U (zh) * | 2012-09-29 | 2013-08-28 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种高速列车转向架蛇形运动检测、分析系统 |
-
2013
- 2013-12-12 CN CN201310681899.3A patent/CN103674586B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02150780A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-11 | Kyowa Electron Instr Co Ltd | 列車走行検測における擬似信号発生装置 |
CN1430050A (zh) * | 2001-12-30 | 2003-07-16 | 黄采伦 | 铁路车辆走行部在线故障诊断系统 |
US20100141441A1 (en) * | 2007-06-06 | 2010-06-10 | Huageng Luo | Apparatus and method for identifying a defect and/or operating characteristic of a system |
CN201575927U (zh) * | 2009-12-31 | 2010-09-08 | 中国铁道科学研究院机车车辆研究所 | 转向架状态监测装置 |
CN201653714U (zh) * | 2010-03-10 | 2010-11-24 | 湖南江麓容大车辆传动股份有限公司 | 机车走行部故障诊断信号调理电路 |
CN203164001U (zh) * | 2012-09-29 | 2013-08-28 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种高速列车转向架蛇形运动检测、分析系统 |
CN203101070U (zh) * | 2012-12-01 | 2013-07-31 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 基于物联网的高速列车走行部故障诊断与远程监测系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
蒋永华等: "基于参数优化Morlet小波变换的故障特征提取方法", 《仪器仪表学报》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104833534A (zh) * | 2015-04-21 | 2015-08-12 | 广州市地下铁道总公司 | 一种基于多源信息融合的列车走行系故障诊断装置及方法 |
CN110209104A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-09-06 | 武汉烽火技术服务有限公司 | 智能监控与运行维护的系统及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103674586B (zh) | 2017-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104155968B (zh) | 一种针对高速列车悬架系统执行器的微小故障诊断方法 | |
CN102735320B (zh) | 基于桥梁动应变识别车辆重量的方法 | |
CN202038323U (zh) | 城市轨道交通在线运营状态检测显示系统 | |
CN102607867B (zh) | 基于glrt列车悬挂系在途故障检测系统及检测方法 | |
CN105973457A (zh) | 动车组车载平稳性监控装置及方法 | |
CN204241240U (zh) | 一种地铁车辆转向架的安全预测分析系统 | |
CN105021384B (zh) | 一种二系悬挂空气弹簧系统故障的在线诊断方法和装置 | |
CN110658005A (zh) | 一种基于车体加速度识别钢轨波磨病害的方法 | |
CN104724098B (zh) | 一种城轨列车制动系统故障诊断方法 | |
CN107403139A (zh) | 一种城轨列车车轮扁疤故障检测方法 | |
CN111071291B (zh) | 列车轮对监测系统及列车轮对监测方法 | |
CN102890143B (zh) | 一种融合车速信息和前后轴箱加速度信息的轨道局部缺陷车载检测方法 | |
CN110626382A (zh) | 一种动车组轮对车载检测装置及方法 | |
CN105631145B (zh) | 铁路曲线超高优化方法以及设备 | |
CN103674586A (zh) | 针对列车行走系统的隐患和故障特征提取方法 | |
CN104925086A (zh) | 地铁轨道检测车 | |
CN105501250A (zh) | 基于车载检测装置的列车轮对踏面擦伤故障诊断方法 | |
CN106052606B (zh) | 一种基于尺度平均小波能量谱的轨道表面凹陷检测方法 | |
CN109242117B (zh) | 一种市域铁路车辆五级检修的分级方法 | |
CN210793202U (zh) | 一种动车组轮对车载检测装置 | |
CN104571073A (zh) | 针对列车制动系统的隐患和故障特征提取方法 | |
CN108528475B (zh) | 一种基于多级融合的轨道高低不平顺故障报警方法 | |
KR102305601B1 (ko) | 뜬침목 모니터링 시스템 및 방법 | |
CN108827665A (zh) | 基于经验模态分解和多尺度熵的车轮扁疤故障检测方法 | |
CN105608416A (zh) | 振动擦伤检测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170111 |