CN108263443A - 用于道岔系统的故障检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于道岔系统的故障检测系统和方法，该系统包括多个信号采集装置，每个信号采集装置用于实时采集其所在预设装置的动态信息；控制器，所述控制器用于获取所述道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据所述动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据所述比对信息对所述道岔系统进行故障检测，其中，每个预设装置的类型相同，且，所述每个预设装置在所述道岔系统中的安装位置不同。通过本发明能够实现实时检测道岔系统的道岔梁移动全过程中各关节运动的同步性，提升道岔系统中关节同步性的检测精准度，且在道岔系统出现故障时，能够快速响应，全面避免道岔系统关节处机械结构出现扭伤。

Description

用于道岔系统的故障检测系统和方法

技术领域

本发明涉及交通轨道技术领域，尤其涉及一种用于道岔系统的故障检测系统和方法。

背景技术

在轨道交通技术领域中，根据列车轨道的道岔系统的工作原理，通过控制设置在道岔系统的道岔梁下的多个驱动设备的同步运动来驱动道岔开放方向，其中，多个驱动设备运动时产生的脉冲信号呈现一定的规律特性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于道岔系统的故障检测系统，能够实现实时检测道岔系统的道岔梁移动全过程中各关节运动的同步性，提升道岔系统中关节同步性的检测精准度，且在道岔系统出现故障时，能够快速响应，全面避免道岔系统关节处机械结构出现扭伤。

本发明的另一个目的在于提出一种用于道岔系统的故障检测方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的用于道岔系统的故障检测系统，包括：多个信号采集装置，每个信号采集装置设置在道岔系统中的一个预设装置上，每个信号采集装置用于实时采集其所在预设装置的动态信息；控制器，所述控制器用于获取所述道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据所述动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据所述比对信息对所述道岔系统进行故障检测，其中，每个预设装置的类型相同，且，所述每个预设装置在所述道岔系统中的安装位置不同。

本发明第一方面实施例提出的用于道岔系统的故障检测系统，每个信号采集装置通过实时采集其所在预设装置的动态信息；控制器，控制器用于获取道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据比对信息对道岔系统进行故障检测，其中，每个预设装置的类型相同，且，每个预设装置在道岔系统中的安装位置不同。通过本发明能够实现实时检测道岔系统的道岔梁移动全过程中各关节运动的同步性，提升道岔系统中关节同步性的检测精准度，且在道岔系统出现故障时，能够快速响应，全面避免道岔系统关节处机械结构出现扭伤。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的用于道岔系统的故障检测方法，包括：实时采集每个信号采集装置所在预设装置的动态信息；获取所述道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据所述动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据所述比对信息对所述道岔系统进行故障检测，其中，每个预设装置的类型相同，且，所述每个预设装置在所述道岔系统中的安装位置不同。

本发明第二方面实施例提出的用于道岔系统的故障检测方法，通过实时采集每个信号采集装置所在预设装置的动态信息，获取道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据比对信息对道岔系统进行故障检测，其中，每个预设装置的类型相同，且，每个预设装置在道岔系统中的安装位置不同。通过本发明能够实现实时检测道岔系统的道岔梁移动全过程中各关节运动的同步性，提升道岔系统中关节同步性的检测精准度，且在道岔系统出现故障时，能够快速响应，全面避免道岔系统关节处机械结构出现扭伤。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例提出的用于道岔系统的故障检测系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例提出控制器的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提出控制器的结构示意图；

图4为本发明另一实施例提出控制器的结构示意图；

图5是本发明一实施例提出的用于道岔系统的故障检测方法的流程示意图；

图6是本发明另一实施例提出的用于道岔系统的故障检测方法的流程示意图；

图7是本发明另一实施例提出的用于道岔系统的故障检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图1是本发明一实施例提出的用于道岔系统的故障检测系统的结构示意图。

本发明中的用于道岔系统的故障检测系统用于对轨道交通领域的道岔系统的故障进行实时检测。

具体地，该用于道岔系统的故障检测系统可以用于对道岔系统中的台车，或者，道岔系统中道岔梁上摆臂旋转位置上的限位开关的故障进行实时检测。

参见图1，该用于道岔系统的故障检测系统10包括：多个信号采集装置101和控制器102。其中，

多个信号采集装置101，每个信号采集装置101设置在道岔系统中的一个预设装置上，每个信号采集装置101用于实时采集其所在预设装置的动态信息。

在本发明的实施例中，该用于道岔系统的故障检测系统10可以包括多个信号采集装置101，其中，该信号采集装置101可以例如为编码器，对此不作限制。

预设装置可以例如为台车，或者，道岔系统中道岔梁上摆臂旋转位置上的限位开关，或者，也可以为道岔系统中驱动道岔开放方向的其它并列设置的多个驱动设备，对此不作限制。

进一步地，预设装置可以为台车，在预设装置为台车时，动态信息为台车的位移信息。

进一步地，预设装置为道岔系统中道岔梁上摆臂旋转位置上的限位开关，在预设装置为限位开关时，动态信息为限位开关两次发出控制信号的时间间隔。

其中，每个信号采集装置101设置在道岔系统中需要检测故障的预设装置上。

可以理解的是，根据列车轨道的道岔系统的工作原理，通过控制设置在道岔系统的道岔梁下的多个驱动设备的同步运动来驱动道岔开放方向，其中，多个驱动设备运动时产生的脉冲信号呈现一定的规律特性，例如，脉冲信号的差值保持一致，或者在一定的预设范围之内，因而，在本发明的实施例中，可以在道岔系统中驱动道岔开放方向的每个预设装置上，均设置信号采集装置101，分别用于实时采集其所在预设装置的动态信息。

具体地，在信号采集装置101为编码器，可以通过编码器实时采集其所在预设装置的动态信息对应的脉冲信号，对此不做限制。

控制器102，控制器102用于获取道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据比对信息对道岔系统进行故障检测，其中，每个预设装置的类型相同，且，每个预设装置在道岔系统中的安装位置不同。

其中，控制器102可以例如为可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)。

可选地，一些实施例中，参见图2，图2为本发明一实施例提出控制器的结构示意图，在预设装置为台车时，控制器102包括：第一获取模块201、计算模块202，以及第一判定模块203。其中，

在图2所示的实施例中，该用于道岔系统的故障检测系统10也可以对道岔系统中的台车进行故障检测。

第一获取模块201，用于获取多辆台车的位移信息。

其中，可以预先根据该台车的未产生运动时的位置坐标作为零坐标，建立直角坐标系，而将运动后的位置基于该直角坐标系中零坐标的相对位置坐标作为位移信息，或者，也可以通过采集脉冲信号的方式确定对应的位移信息，对此不作限制。

在本发明的实施例中，第一获取模块201可以从多个信号采集装置101中，分别获取每个信号采集装置101所采集到的台车的位移信息，进一步地，该获取过程可以是实时获取过程。

在本发明的实施例中，通过获取多辆台车的位移信息，可以实现对每个台车均进行监控，及时筛选出可能存在故障的台车，有效保证了检测精准度。

计算模块202，用于根据位移信息计算相邻两辆台车的位移信息之间的比对信息。

可选地，比对信息为相邻两辆台车的位移信息之间的差值或者比值，对此不作限制。

第一判定模块203，用于将比对信息与预设阈值做比对，在比对信息大于或者等于预设阈值时，判定道岔系统产生故障。

其中，预设阈值可以是预先设定的，即，可以由道岔系统的生产厂商根据其性能确定其不同的台车之间的驱动误差值，根据驱动误差值预先配置预设阈值，或者，也可以由用户进行配置，对此不作限制。

通过根据相邻两辆台车的位移信息之间的比对信息与预设阈值做比对来确定道岔系统是否产生故障，可以及时检测出由于台车导致的道岔系统故障，由于算法简单易实现，且可靠性高，因而可以节约用于道岔系统的故障检测系统10所耗的计算资源，提升该系统执行效率。

可选地，一些实施例中，参见图3，图3为本发明另一实施例提出控制器的结构示意图，在预设装置为限位开关时，控制器102包括：第二获取模块301和第二判定模块，其中，

在图3所示的实施例中，该用于道岔系统的故障检测系统10也可以对道岔系统中的限位开关进行故障检测。

第二获取模块301，用于获取多个限位开关的时间间隔。

可以理解的是，根据列车轨道的道岔系统的工作原理，道岔系统中道岔梁上摆臂旋转位置安装了限位开关，减速电机带动摆臂旋转驱动道岔梁移动，摆臂旋转过程中触碰限位开关，限位开关发出控制信号以驱动道岔梁移动，因此，可以根据每个限位开关两次发出控制信号的时间间隔来对道岔系统进行故障检测。

在本发明的实施例中，第二获取模块301可以从信号采集装置101处直接读取多个限位开关的时间间隔，其中，时间间隔可以是由信号采集装置101通过采集脉冲信号的方式确定的，对此不作限制。

第二判定模块，用于判断多个限位开关的时间间隔是否相同，在多个限位开关中，任一个限位开关的时间间隔与其余限位开关的时间间隔不相同时，判定道岔系统产生故障。

通过任一个限位开关的时间间隔与其余限位开关的时间间隔不相同时，判定道岔系统产生故障，可以及时检测出由于限位开关导致的道岔系统故障，提升道岔系统中关节同步性的检测精准度。

可选地，一些实施例中，参见图4，图4为本发明另一实施例提出控制器的结构示意图，在图2或者图3任意所示实施例中的控制器102，还可以包括：

生成模块401，用于在道岔系统产生故障时，生成对道岔系统中的转辙电机进行停机控制的指令。

发送模块402，用于将指令发送至道岔系统中的转辙电机变频器，以使转辙电机变频器根据指令对转辙电机进行停机控制。

通过在道岔系统产生故障时，生成对道岔系统中的转辙电机进行停机控制的指令，实现在道岔系统出现故障时，能够快速响应，全面避免道岔系统关节处机械结构出现扭伤。

本实施例中，每个信号采集装置通过实时采集其所在预设装置的动态信息；控制器，控制器用于获取道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据比对信息对道岔系统进行故障检测，其中，每个预设装置的类型相同，且，每个预设装置在道岔系统中的安装位置不同。通过本发明能够实现实时检测道岔系统的道岔梁移动全过程中各关节运动的同步性，提升道岔系统中关节同步性的检测精准度，且在道岔系统出现故障时，能够快速响应，全面避免道岔系统关节处机械结构出现扭伤。

图5是本发明一实施例提出的用于道岔系统的故障检测方法的流程示意图。

参见图5，该方法包括：

S51：实时采集每个信号采集装置所在预设装置的动态信息。

可选地，预设装置为台车，在预设装置为台车时，动态信息为台车的位移信息。

可选地，预设装置为道岔系统中道岔梁上摆臂旋转位置上的限位开关，在预设装置为限位开关时，动态信息为限位开关两次发出控制信号的时间间隔。

S52：获取道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据比对信息对道岔系统进行故障检测，其中，每个预设装置的类型相同，且，每个预设装置在道岔系统中的安装位置不同。

可选地，一些实施例中，在预设装置为台车时，参见图6，该方法包括：

S601：获取多辆台车的位移信息。

S602：根据位移信息计算相邻两辆台车的位移信息之间的比对信息。

比对信息为相邻两辆台车的位移信息之间的差值或者比值。

S603：将比对信息与预设阈值做比对，判断比对信息是否大于或者等于预设阈值，若是，执行S607，否则，执行S604。

S604：判定道岔系统未产生故障，生成对道岔系统中的转辙电机进行启动控制的指令。

S605：将启动控制的指令发送至道岔系统中的转辙电机变频器。

S606：转辙电机变频器根据启动控制的指令对转辙电机进行启动控制。

S607：判定道岔系统产生故障，生成对道岔系统中的转辙电机进行停机控制的指令。

S608：将停机控制的指令发送至道岔系统中的转辙电机变频器。

S609：转辙电机变频器根据指令对转辙电机进行停机控制。

可选地，一些实施例中，在预设装置为限位开关时，参见图7，该方法包括：

S71：获取多个限位开关的时间间隔。

S72：判断多个限位开关的时间间隔是否相同，在多个限位开关中，任一个限位开关的时间间隔与其余限位开关的时间间隔不相同时，判定道岔系统产生故障。

需要说明的是，前述图1-图4实施例中对用于道岔系统的故障检测系统实施例的解释说明也适用于该实施例的用于道岔系统的故障检测方法，其实现原理类似，此处不再赘述。

本实施例中，通过实时采集每个信号采集装置所在预设装置的动态信息，获取道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据比对信息对道岔系统进行故障检测，其中，每个预设装置的类型相同，且，每个预设装置在道岔系统中的安装位置不同。通过本发明能够实现实时检测道岔系统的道岔梁移动全过程中各关节运动的同步性，提升道岔系统中关节同步性的检测精准度，且在道岔系统出现故障时，能够快速响应，全面避免道岔系统关节处机械结构出现扭伤。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种用于道岔系统的故障检测系统，其特征在于，包括：

多个信号采集装置，每个信号采集装置设置在道岔系统中的一个预设装置上，每个信号采集装置用于实时采集其所在预设装置的动态信息；

控制器，所述控制器用于获取所述道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据所述动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据所述比对信息对所述道岔系统进行故障检测，其中，每个预设装置的类型相同，且，所述每个预设装置在所述道岔系统中的安装位置不同。

2.如权利要求1所述的用于道岔系统的故障检测系统，其特征在于，所述预设装置为台车，在所述预设装置为所述台车时，所述动态信息为所述台车的位移信息。

3.如权利要求2所述的用于道岔系统的故障检测系统，其特征在于，在所述预设装置为所述台车时，所述控制器包括：

第一获取模块，用于获取多辆台车的位移信息；

计算模块，用于根据所述位移信息计算相邻两辆台车的位移信息之间的比对信息；

第一判定模块，用于将所述比对信息与预设阈值做比对，在所述比对信息大于或者等于所述预设阈值时，判定所述道岔系统产生故障。

4.如权利要求3所述的用于道岔系统的故障检测系统，其特征在于，所述比对信息为所述相邻两辆台车的位移信息之间的差值或者比值。

5.如权利要求1所述的用于道岔系统的故障检测系统，其特征在于，所述预设装置为所述道岔系统中道岔梁上摆臂旋转位置上的限位开关，在所述预设装置为所述限位开关时，所述动态信息为所述限位开关两次发出控制信号的时间间隔。

6.如权利要求5所述的用于道岔系统的故障检测系统，其特征在于，在所述预设装置为所述限位开关时，所述控制器包括：

第二获取模块，用于获取多个限位开关的时间间隔；

第二判定模块，用于判断多个限位开关的时间间隔是否相同，在所述多个限位开关中，任一个限位开关的时间间隔与其余限位开关的时间间隔不相同时，判定所述道岔系统产生故障。

7.如权利要求3或6所述的用于道岔系统的故障检测系统，其特征在于，所述控制器还包括：

生成模块，用于在所述道岔系统产生故障时，生成对所述道岔系统中的转辙电机进行停机控制的指令；

发送模块，用于将所述指令发送至所述道岔系统中的转辙电机变频器，以使所述转辙电机变频器根据所述指令对所述转辙电机进行停机控制。

8.一种用于道岔系统的故障检测方法，其特征在于，包括：

实时采集每个信号采集装置所在预设装置的动态信息；

获取所述道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据所述动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据所述比对信息对所述道岔系统进行故障检测，其中，每个预设装置的类型相同，且，所述每个预设装置在所述道岔系统中的安装位置不同。

9.如权利要求8所述的用于道岔系统的故障检测方法，其特征在于，所述预设装置为台车，在所述预设装置为所述台车时，所述动态信息为所述台车的位移信息。

10.如权利要求9所述的用于道岔系统的故障检测方法，其特征在于，在所述预设装置为所述台车时，所述获取所述道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据所述动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据所述比对信息对所述道岔系统进行故障检测，包括：

获取多辆台车的位移信息；

根据所述位移信息计算相邻两辆台车的位移信息之间的比对信息；

将所述比对信息与预设阈值做比对，在所述比对信息大于或者等于所述预设阈值时，判定所述道岔系统产生故障。

11.如权利要求10所述的用于道岔系统的故障检测方法，其特征在于，所述比对信息为所述相邻两辆台车的位移信息之间的差值或者比值。

12.如权利要求8所述的用于道岔系统的故障检测方法，其特征在于，所述预设装置为所述道岔系统中道岔梁上摆臂旋转位置上的限位开关，在所述预设装置为所述限位开关时，所述动态信息为所述限位开关两次发出控制信号的时间间隔。

13.如权利要求12所述的用于道岔系统的故障检测方法，其特征在于，在所述预设装置为所述限位开关时，所述获取所述道岔系统中多个预设装置的动态信息，并根据所述动态信息计算相邻两个预设装置的动态信息之间的比对信息，以及根据所述比对信息对所述道岔系统进行故障检测，包括：

获取多个限位开关的时间间隔；

判断多个限位开关的时间间隔是否相同，在所述多个限位开关中，任一个限位开关的时间间隔与其余限位开关的时间间隔不相同时，判定所述道岔系统产生故障。

14.如权利要求10或13所述的用于道岔系统的故障检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述道岔系统产生故障时，生成对所述道岔系统中的转辙电机进行停机控制的指令；

并将所述指令发送至所述道岔系统中的转辙电机变频器，以使所述转辙电机变频器根据所述指令对所述转辙电机进行停机控制。