CN104515688A - 一种轮对寿命预测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轮对寿命预测方法和装置，其中，所述方法包括：更新预设时间段内的轮对数据，所述轮对数据包括所述轮对的诊断数据和镟修数据；根据所述预设时间段内的轮对数据，对在所述预设时间段内所述轮对的形状参数进行磨耗分析，所述形状参数包括轮径大小和轮缘厚度；根据所述磨耗分析的结果确定出所述轮对的剩余使用寿命。通过所述方法和装置，可以获得基于轮对实际运行情况的较为准确的轮对使用寿命预测结果。
Description
技术领域
本发明涉及动车组维护技术领域，特别是涉及一种轮对寿命预测方法和装置。
背景技术
在现有技术中，动车组的轮对使用寿命一般是在动车组没有投入使用之前基于理论估计而获得的，显然，所述理论估计的寿命预测结果准确度较差，因此很难在动车组的实际运营中发挥较好的参考价值。
因此，需要提出一种新的轮对寿命预测方法和装置，以获得较为准确的轮对使用寿命预测结果。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种新的轮对寿命预测方法和装置，以获得基于轮对实际运行情况的轮对使用寿命预测结果。
本发明的实施例提供了一种轮对寿命预测方法，所述方法包括：更新预设时间段内的轮对数据，所述轮对数据包括所述轮对的诊断数据和镟修数据；根据所述预设时间段内的轮对数据，对在所述预设时间段内所述轮对的形状参数进行磨耗分析，所述形状参数包括轮径大小和轮缘厚度；根据所述磨耗分析的结果确定出所述轮对的剩余使用寿命。
可选地，所述对在所述预设时间段内所述轮对的形状参数进行磨耗分析包括：确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率。
可选地，所述确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率包括：将所述预设时间段分为复数个区间，利用所述轮对的诊断数据和镟修数据分别计算出每一个区间的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率；对所述复数个区间的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率进行一次平滑和二次平滑处理。
可选地，所述根据所述磨耗分析的结果确定出所述轮对的剩余使用寿命包括：根据所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率、当前时刻所述轮对的轮径大小和轮缘厚度与轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值确定出所述轮对的剩余使用时间。
可选地，所述轮对数据还包括轮对的已行驶里程数据，所述对在所述预设时间段内所述轮对的形状参数进行磨耗分析包括：确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系。
可选地，所述确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系包括：分别对轮径大小和已行驶里程数之间、轮缘厚度和已行驶里程数之间、轮径大小和轮缘厚度之间进行线性回归分析，以建立轮径值大小、轮缘厚度和已行驶里程数三者之间的线性函数模型。
可选地，所述根据所述磨耗分析的结果确定出所述轮对的剩余使用寿命包括：可以根据所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系、当前时刻的已行驶里程数与轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值，确定出所述轮对的剩余里程数。
可选地，将所述预设时间段配置为轮对投入使用的起始时刻至当前时刻。
可选地，所述轮对的诊断数据通过轮对踏面诊断系统获得，所述轮对的镟修数据通过轮对镟修设备获得。
本发明的实施例还提供了一种轮对寿命预测装置，所述装置包括：数据获取单元，用于更新预设时间段内的轮对数据，所述轮对数据包括所述轮对的诊断数据和镟修数据；分析单元，用于根据所述预设时间段内的轮对数据，对在所述预设时间段内所述轮对的形状参数进行磨耗分析，所述形状参数包括轮径大小和轮缘厚度；处理单元，用于根据所述磨耗分析的结果确定出所述轮对的剩余使用寿命。
可选地，所述分析单元用于确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率。
可选地，所述分析单元用于将所述预设时间段分为复数个区间，利用所述轮对的诊断数据和镟修数据分别计算出每一个区间的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率；对所述复数个区间的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率进行一次平滑和二次平滑处理。
可选地，所述处理单元用于根据所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率、当前时刻所述轮对的轮径大小和轮缘厚度与轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值确定出所述轮对的剩余使用时间。
可选地，所述分析单元用于确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系。
可选地，所述轮对数据还包括所述轮对的已行驶里程数据，所述处理单元用于分别对轮径大小和已行驶里程数之间、轮缘厚度和已行驶里程数之间、轮径大小和轮缘厚度之间进行线性回归分析，以建立轮径值大小、轮缘厚度和已行驶里程数三者之间的线性函数模型。
可选地，所述处理单元用于根据所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系、当前时刻的已行驶里程数与轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值，确定出所述轮对的剩余里程数。
可选地，所述预设时间段为轮对投入使用的起始时刻至当前时刻。
与现有技术相比，在上述技术方案中，轮对的剩余使用寿命是根据对动车实际运行历史的某一预设时间段内的轮对形状参数进行磨耗分析后获得的，所述获得的轮对剩余使用寿命是基于轮对实际运行情况的预测结果，因此能够在动车的运营中发挥更好的参考价值，以保证动车组的安全运行和提高动车组管理效率。
附图说明
图1是本发明实施例中轮对寿命预测方法的流程图；
图2是本发明实施例确定磨耗率的方法流程图；
图3是本发明实施例中轮对寿命预测装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解和实现本发明，以下参照附图，通过具体实施例进行详细说明。
图1是本发明实施例中轮对寿命预测方法的流程图。
请参考图1，所述方法包括：步骤S100至S102。
步骤S100，更新预设时间段内的轮对数据，所述轮对数据包括所述轮对的诊断数据、镟修数据。
在本发明的实施例中，用户可以根据需求对所述预设时间段进行配置。在本发明的一实施例中，可以将所述预设时间段配置为轮对投入使用的起始时刻至当前时刻，在本发明的其他实施例中，也可以将所述预设时间段配置为轮对投入使用的起始时刻至当前时刻之间的某一部分时间段。
随着轮对的使用时间的推移，用户需要重新配置和更改所述预设时间段，例如，某一动车组在1月份投入使用，那么到7月份的时候用户可以将所述预设时间段配置为从1月到7月，而到8月份的时候，用户可以通过重新配置将所述预设时间更改为从1月到8月。
在本发明的实施例中，所述轮对的诊断数据可以通过轮对踏面诊断系统获得，所述轮对的镟修数据可以通过轮对镟修设备获得。具体地，可以通过建立历史数据库，将所述轮对踏面诊断系统和所述轮对镟修设备采集的数据按照采集时间进行存储，以供寿命预测时使用。显然，随着使用时间的推移，所述历史数据库中的数据是不断在增加的。
另外所述轮对数据还可以包括所述轮对的已行驶里程数据，那么所述历史数据库也将记录不同时刻的轮对的已行驶里程数据。
步骤S101，根据所述预设时间段内的轮对数据，对在所述预设时间段内所述轮对的形状参数进行磨耗分析。
在本发明的实施例中，所述形状参数包括轮径大小和轮缘厚度。所述磨耗分析的方法可以有多种实施方式。
在本发明的一实施例中，可以通过确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率来进行磨耗分析。
在本发明的另一实施例中，所述轮对数据还可包括所述轮对的已行驶里程数据，所述磨耗分析可以采用如下方式进行：确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系。
步骤S102，根据所述磨耗分析的结果确定出所述轮对的剩余使用寿命。
在本发明的实施例中，所述磨耗分析可以估算出动车轮对在历史运行过程中的磨耗规律，例如，动车在历史运行过程中的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率，或者动车在历史运行过程中的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系，那么依照所述磨耗规律，就可以确定出所述轮对在后续运营过程中的磨耗情况，从而可以确定出所述轮对的剩余使用寿命。
根据磨耗分析的实施方式不同，下面将具体结合实施例一和二，分别对步骤S101和S102进行详细解释和说明。
实施例一
在实施例一中，在步骤S101中，可以通过确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率来进行磨耗分析。
具体地，请参考图2，所述磨耗分析包括步骤S200和S201。
步骤S200，将所述预设时间段分为复数个区间，利用所述轮对的诊断数据和镟修数据分别计算出每一个区间的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率。
例如，预设时段为时刻t1到时刻tn，可以将所述预设时间段分为n-1个区间，分别为区间t1至t2、区间t2至t3……区间tn-2至tn-1和区间tn-1至tn，那么可以先获取时刻t1、t2……tn-2、tn-1和时刻tn的轮径大小为D(t1)、D(t2)……D(tn-2)、D(tn-1)和D(tn)，然后计算出每个区间的轮径大小磨耗率依次为DR(1)=（D(t2)-D(t1)）/（t2-t1）、DR(2)=（D(t3)-D(t2)）/（t3-t2）……DR（n-2）=（D(tn-1)-D(tn-2)）/（tn-1-tn-2）和DR（n-1）=（D(tn)-D(tn-1)）/（tn-tn-1）。
类似地，预设时段为时刻t1到时刻tn，可以将所述预设时间段分为n-1个区间，分别为区间t1至t2、区间t2至t3……区间tn-2至tn-1和区间tn-1至tn，那么可以先获取时刻t1、t2……tn-2、tn-1和时刻tn的轮缘厚度为T(t1)、T(t2)……T(tn-2)、T(tn-1)和T(tn)，然后计算出每个区间的轮缘磨耗率依次为TR(1)=（T(t2)-T(t1)）/（t2-t1）、TR(2)=（T(t3)-T(t2)）/（t3-t2）……TR（n-2）=（T(tn-1)-T(tn-2)）/（tn-1-tn-2）和TR（n-1）=（T(tn)-T(tn-1)）/（tn-tn-1）。
步骤S201，对所述复数个区间的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率进行一次平滑和二次平滑处理。
在本发明的实施例中，所述对所述复数个区间的轮径大小磨耗率进行一次平滑包括：将所述多个区间的轮径大小磨耗率DR(1)至DR(n-1)分成多个组，然后对每个组的轮径大小磨耗率值求中数，所求得的中数组成一次平滑后轮径大小磨耗率的数据。
接着，可以通过对所述一次平滑后的轮径大小磨耗率加权平均，以获得二次平滑后的数据。并将所述二次平滑后的数据作为所述磨耗分析所确定的轮径大小磨耗率。
类似地，在本发明的实施例中，所述对所述复数个区间的轮缘厚度磨耗率进行一次平滑包括：将所述多个区间的轮缘厚度磨耗率TR(1)至TR(n-1)分成多个组，然后对每个组的轮缘厚度磨耗率值求中数，所求得的中数组成一次平滑后轮缘厚度磨耗率的数据。
接着，可以通过对所述一次平滑后的轮缘厚度磨耗率加权平均，以获得二次平滑后的数据。并将所述二次平滑后的数据作为所述磨耗分析所确定的轮缘厚度磨耗率。
在经过上述磨耗分析后，在步骤S103中，就可以根据所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率、当前时刻所述轮对的轮径大小和轮缘厚度与轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值确定出所述轮对的剩余使用时间。
具体地，可以将当前时刻所述轮对的轮径大小和轮径大小的报废阈值之间的差值除以所述磨耗分析获得的轮径大小磨耗率，以获得所述轮对的第一剩余使用时间。
另外，可以将当前时刻所述轮对的轮缘厚度和轮缘厚度的报废阈值之间的差值除以所述磨耗分析获得的轮缘厚度磨耗率，以获得所述轮对的第二剩余使用时间。
然后，可以根据所述第一剩余使用时间和第二剩余时间综合确定所述轮对的剩余使用寿命。
实施例二
在本实施例中，所述轮对数据还包括所述轮对的已行驶里程数据，那么，在步骤S101中，可以通过确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系来进行磨耗分析。
具体地，所述确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系包括：分别对轮径大小和已行驶里程数之间、轮缘厚度和已行驶里程数之间、轮径大小和轮缘厚度之间进行线性回归分析，以建立轮径值大小、轮缘厚度和已行驶里程数三者之间的线性函数模型。
例如，设轮缘厚度值为T，轮径大小为D，已行驶的里程数为L，那么分别对轮径大小与已行驶的里程数之间，轮缘厚度与已行驶的里程数之间，轮径大小和轮缘厚度之间进行线性回归分析，以建立如下线性函数模型。
T＝β0+β1L+ε1 (1)
D＝γ0+γ1T+ε3 (3)
根据预设时间段内的轮径大小数据、轮缘厚度数据和已行驶的里程数据对所述线性函数模型进行求解，以求出参数β0，β1，γ0，和γ1，的值，其中ε1，ε2和ε3是残差值。
在确定上述线性函数模型后，在步骤S103中，就可以根据所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系、当前时刻的已行驶里程数与轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值，确定出所述轮对的剩余里程数。
具体地，可以将所述轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值代入到上述线性函数模型中求出报废时的里程数，然后将所述报废时的里程数减去当前时刻的已行驶里程数就可以获得所述轮对的剩余里程数。
所述获得的轮对剩余使用寿命是基于轮对实际运行情况的预测结果，因此能够在动车的运营中发挥更好的参考价值，以保证动车组的安全运行和提高动车组管理效率。例如，可以利用所述预测结果在保障动车组安全运行的前提下制定轮对采购计划等。
图3是本发明实施例中轮对寿命预测装置的结构示意图。
请参考图3，所述轮对寿命预测装置300包括：数据获取单元310，用于更新预设时间段内的轮对数据，所述轮对数据包括所述轮对的诊断数据和镟修数据；分析单元320，用于根据所述预设时间段内的轮对数据，对在所述预设时间段内所述轮对的形状参数进行磨耗分析，所述形状参数包括轮径大小和轮缘厚度；处理单元330，用于根据所述磨耗分析的结果确定出所述轮对的剩余使用寿命。
在本发明的实施例中，所述分析单元320可以用于确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率。具体地，所述分析单元320将所述预设时间段分为复数个区间，利用所述轮对的诊断数据和镟修数据分别计算出每一个区间的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率；对所述复数个区间的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率进行一次平滑和二次平滑处理。
相应地，所述处理单元330可以根据所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率、当前时刻所述轮对的轮径大小和轮缘厚度与轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值确定出所述轮对的剩余使用时间。
在本发明的实施例中，所述轮对数据还可以包括所述轮对的已行驶里程数据，所述分析单元320可以用于确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系。具体地，所述处理单元320分别对轮径大小和已行驶里程数之间、轮缘厚度和已行驶里程数之间、轮径大小和轮缘厚度之间进行线性回归分析，以建立轮径值大小、轮缘厚度和已行驶里程数三者之间的线性函数模型。
相应地，所述处理单元330可以根据所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系、当前时刻的已行驶里程数与轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值，确定出所述轮对的剩余里程数。
在本发明的实施例中，所述预设时间段可以为轮对投入使用的起始时刻至当前时刻。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (17)
1.一种轮对寿命预测方法，其特征在于，包括：
更新预设时间段内的轮对数据，所述轮对数据包括所述轮对的诊断数据和镟修数据；
根据所述预设时间段内的轮对数据，对在所述预设时间段内所述轮对的形状参数进行磨耗分析，所述形状参数包括轮径大小和轮缘厚度；
根据所述磨耗分析的结果确定出所述轮对的剩余使用寿命。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对在所述预设时间段内所述轮对的形状参数进行磨耗分析包括：确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率包括：将所述预设时间段分为复数个区间，利用所述轮对的诊断数据和镟修数据分别计算出每一个区间的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率；对所述复数个区间的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率进行一次平滑和二次平滑处理。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述磨耗分析的结果确定出所述轮对的剩余使用寿命包括：根据所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率、当前时刻所述轮对的轮径大小和轮缘厚度与轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值确定出所述轮对的剩余使用时间。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮对数据还包括轮对的已行驶里程数据，所述对在所述预设时间段内所述轮对的形状参数进行磨耗分析包括：确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系包括：分别对轮径大小和已行驶里程数之间、轮缘厚度和已行驶里程数之间、轮径大小和轮缘厚度之间进行线性回归分析，以建立轮径值大小、轮缘厚度和已行驶里程数三者之间的线性函数模型。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述磨耗分析的结果确定出所述轮对的剩余使用寿命包括：可以根据所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系、当前时刻的已行驶里程数与轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值，确定出所述轮对的剩余里程数。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述预设时间段配置为轮对投入使用的起始时刻至当前时刻。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮对的诊断数据通过轮对踏面诊断系统获得，所述轮对的镟修数据通过轮对镟修设备获得。
10.一种轮对寿命预测装置，其特征在于，包括：数据获取单元，用于更新预设时间段内的轮对数据，所述轮对数据包括所述轮对的诊断数据和镟修数据；分析单元，用于根据所述预设时间段内的轮对数据，对在所述预设时间段内所述轮对的形状参数进行磨耗分析，所述形状参数包括轮径大小和轮缘厚度；
处理单元，用于根据所述磨耗分析的结果确定出所述轮对的剩余使用寿命。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述分析单元用于确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述分析单元用于将所述预设时间段分为复数个区间，利用所述轮对的诊断数据和镟修数据分别计算出每一个区间的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率；对所述复数个区间的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率进行一次平滑和二次平滑处理。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述处理单元用于根据所述预设时间段内所述轮对的轮径大小磨耗率和轮缘厚度磨耗率、当前时刻所述轮对的轮径大小和轮缘厚度与轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值确定出所述轮对的剩余使用时间。
14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述分析单元用于确定所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述轮对数据还包括所述轮对的已行驶里程数据，所述处理单元用于分别对轮径大小和已行驶里程数之间、轮缘厚度和已行驶里程数之间、轮径大小和轮缘厚度之间进行线性回归分析，以建立轮径值大小、轮缘厚度和已行驶里程数三者之间的线性函数模型。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述处理单元用于根据所述预设时间段内所述轮对的轮径大小、轮缘厚度和已行驶里程数之间的函数关系、当前时刻的已行驶里程数与轮径大小的报废阈值和轮缘厚度的报废阈值，确定出所述轮对的剩余里程数。
17.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述预设时间段为轮对投入使用的起始时刻至当前时刻。
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