CN109747680B - 列车牵引系统的状态评估与故障预警方法、装置、设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种列车牵引系统的状态评估与故障预警方法，包括：接收被评估的牵引系统发送的列车运行数据；关联同一列车的不同车、不同架的牵引系统状态信息，对所述运行数据按照预定规则进行偏差分析；根据所述偏差分析的结果进行状态评估；将所述状态评估的结果反馈给所述牵引系统；若所述状态评估的结果属于预设的预警状态，将所述结果对应的故障预警信息通过显示装置进行显示。该方法能够全面简便地对列车牵引系统进行状态评估同时在故障前进行预警提示，为列车的安全保障和系统维护提供有效支撑。本发明还公开了一种列车牵引系统的状态评估与故障预警装置、设备及一种计算机可读存储介质，具有上述有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，特别涉及一种列车牵引系统的状态评估与故障预警方法、装置、设备及一种计算机可读存储介质。
背景技术
列车牵引系统是列车的核心部分，担任着列车电能与机械能之间相互转换的任务。在轨道交通领域，车/路/网/环境多元耦合条件下的牵引系统为列车高发故障的主要来源，在电力机车、动车组及城轨车辆等对的牵引系统故障容忍度较低的应用场合，对牵引系统的状态评估与故障预警显得十分重要。
现有技术对车载实时数据进行健康评估方法主要包括经验知识的评估方法和基于数据驱动的方法。基于经验知识的方法通过对设备的运行状态与各参数的正常取值范围进行判断，当超出阈值时则认为不健康；由于列车系统内部的耦合关系错综复杂，系统运行参数多且具备协同性，导致基于经验知识的健康评估与故障预警执行起来十分困难且准确率低。而基于数据驱动的方法，不需要对象系统的先验知识，通过数据分析处理方法挖掘其中的隐含信息并进行预测；该方法对数据的质量要求很高，对于轨道交通领域列车若无法产生高品质的实时数据则无法达到数据驱动方法的要求，采集高品质的实时数据本身的实现过程十分复杂。
因此，如何使全面简便地对列车牵引系统进行状态评估同时在故障前进行预警提示，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种列车牵引系统的状态评估与故障预警方法，该方法能够全面简便地对列车牵引系统进行状态评估同时在故障前进行预警提示；本发明的另一目的是提供一种列车牵引系统的状态评估与故障预警装置、设备及一种计算机可读存储介质，具有上述有益效果。
为解决上述技术问题，本发明提供一种列车牵引系统的状态评估与故障预警方法，包括：
接收被评估的牵引系统发送的列车运行数据；
关联同一列车的不同车、不同架的牵引系统状态信息，对所述运行数据按照预定规则进行偏差分析；
根据所述偏差分析的结果进行状态评估；
将所述状态评估的结果反馈给所述牵引系统；
若所述状态评估的结果属于预设的预警状态，将所述结果对应的故障预警信息通过显示装置进行显示。
其中，所述接收被评估的牵引系统发送的列车运行数据包括：
通过车载数据传输单元对所述牵引系统进行校验；
校验通过后，通过所述车载数据传输单元对运行数据进行存储与传输；其中，所述运行数据包括速度数据以及功率数据。
其中，所述将所述结果对应的故障预警信息通过显示装置进行显示包括：
将所述故障预警信息弹屏显示并将所述故障预警信息传输至列车显示装置。
其中，所述对所述运行数据按照预定规则进行偏差分析包括：
判断关联的所述不同车、不同架的牵引系统状态信息是否满足预设的约束条件，其中，所述约束条件包括功率约束条件以及速度约束条件；
如果满足，则对所述运行数据按照所述预定规则进行处理。
本发明公开一种列车牵引系统的状态评估与故障预警装置，包括：
接收单元，用于接收被评估的牵引系统发送的列车运行数据；
偏差分析单元，用于关联同一列车的不同车、不同架的牵引系统状态信息，对所述运行数据按照预定规则进行偏差分析；
状态评估单元，用于根据所述偏差分析的结果进行状态评估；
反馈单元，用于将所述状态评估的结果反馈给所述牵引系统；
预警单元，用于若所述状态评估的结果属于预设的预警状态，将所述结果对应的故障预警信息通过显示装置进行显示。
其中，所述接收单元包括：
校验单元，用于通过车载数据传输单元对所述牵引系统进行校验；
存储与传输单元，用于校验通过后，通过所述车载数据传输单元对运行数据进行存储与传输；其中，所述运行数据包括速度数据以及功率数据。
其中，所述偏差分析单元包括：
第一判断子单元，用于判断关联的所述不同车、不同架的牵引系统状态信息是否满足预设的约束条件，其中，所述约束条件包括功率约束条件以及速度约束条件；
处理子单元，用于如果满足时，则对所述运行数据按照所述预定规则进行处理。
其中，所述预警单元包括：
弹屏显示单元，用于将所述故障预警信息弹屏显示；
传输单元，用于将所述故障预警信息传输至列车显示装置。
本发明公开一种列车牵引系统的状态评估与故障预警设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如所述列车牵引系统的状态评估与故障预警方法的步骤。
本发明公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述列车牵引系统的状态评估与故障预警方法的步骤。
根据所述偏差分析的结果进行状态评估；
将所述状态评估的结果反馈给所述牵引系统；
若所述状态评估的结果属于预设的预警状态，将所述结果对应的故障预警信息通过显示装置进行显示。
本发明所提供的列车牵引系统的状态评估与故障预警方法通过接收被评估的牵引系统发送的列车运行数据；关联同一列车的不同车、不同架的牵引系统状态信息，通过将被评估的牵引系统的运行数据与同一列车的不同车、不同架的牵引系统状态信息进行比对，由于进行比对的牵引系统状态信息属于同一列车，运行环境相同，运行状态高度类似，所以可以无需考虑系统内部复杂的耦合关系，对所述被评估的运行数据按照预定规则进行偏差分析，所述偏差分析结果可以显示被评估牵引系统的运行情况；根据所述偏差分析的结果进行状态评估，将所述状态评估的结果反馈给所述牵引系统；若所述状态评估的结果属于预设的预警状态，表征被测牵引系统可能存在异常，可能会即将发生故障，将所述结果对应的故障预警信息通过显示装置进行显示。用以对被评估牵引系统进行适时维修，保障牵引系统的健康运行。
因此，该方法能够全面简便地对列车牵引系统进行状态评估同时在故障前进行预警提示，保障牵引系统的正常运行。本发明还公开了一种列车牵引系统的状态评估与故障预警装置、设备及一种计算机可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的列车牵引系统的状态评估与故障预警方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的列车牵引系统的状态评估与故障预警装置的结构框图；
图3为本发明实施例提供的列车牵引系统的状态评估与故障预警设备的结构框图；
图4为本发明实施例提供的列车牵引系统的状态评估与故障预警设备的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种列车牵引系统的状态评估与故障预警设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种列车牵引系统的状态评估与故障预警方法，该方法能够全面简便地对列车牵引系统进行状态评估同时在故障前进行预警提示，保障牵引系统的正常运行；本发明的另一核心是提供一种列车牵引系统的状态评估与故障预警装置、设备及一种计算机可读存储介质，具有上述有益效果。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的列车牵引系统的状态评估与故障预警方法的流程图；该方法可以包括：
步骤s100、接收被评估的牵引系统发送的列车运行数据；
列车运行数据主要可以通过牵引系统进行采集，采集方式不做限定。具体可以通过选择各种传感器进行数据的采集，比如速度传感器、电压传感器以及电流传感器等。其中，列车运行数据可以包括变压器原边电流，四象限输入电流，电机电流、转矩，电机综合速度，TCMS列车综合速度，也可以包括运行温度等其它运行数据，具体对列车运行数据的种类不做限定，可根据自身需要自行选择。
列车运行数据的采集可以每隔设定的时间进行，对采集间隔时间不做限定，设定的时间比如2s，5s等，可以自行选择合适的时间间隔进行采集以实现对列车运行数据进行实时监控的目的。采集之后可以立即进行发送数据传输，数据传输可以通过数据线，也可以通过无线通信，在此对数据传输的方式不做限定。
例如可以每隔设定的时间通过传感器对被评估的牵引系统的速度以及功率数据进行采集。
接收到采集的实时列车运行数据后可以对这些数据进行存储，也可以不进行存储，一般可以进行存储以实现数据的备份。存储方式可自行选择。比如可以采用车地通信的打包与解包协议进行格式化，也可以进行直接存储。存储时可以设定存储容量阈值，若存储容量超过存储容量阈值时自动覆盖最早的采集数据等。
步骤s110、关联同一列车的不同车、不同架的牵引系统状态信息，对运行数据按照预定规则进行偏差分析；
偏差分析主要是判断被评估的牵引系统的运行状态与其它牵引系统的运行状态的差异，由于被评估的牵引系统与其它牵引系统均同属一辆列车，运行环境大体相同，正常情况下的运行数据在一定误差范围内也应大体相同，因此通过对被评估的牵引系统与其它牵引系统的运行状态信息进行比对，进行偏差分析，可以在基本无需考虑整个设备的运行状态，系统内部的耦合关系以及系统运行环境的条件下对牵引系统的状态信息进行较为准确的判断，从而可以大体实现较为精准地对牵引系统的故障预测。
对运行数据按照预定规则进行偏差分析可以主要分为对功率发挥一致性状态评估以及对速度异常状态评估，当然，也可根据自身需要对进行其它方面的偏差分析，比如运行温度的偏差分析等，在此仅以对功率及速度进行偏差分析为例进行介绍，对功率进行偏差分析，若出现故障时可以提醒检修人员回库检查电流传感器是否正常，速度传感器是否正常，车辆运行是否存在持续空转等。对速度进行偏差分析，若出现故障时可以提醒检修人员回库检查速度异常动车的轮径设置是否正确，速度传感器是否发生故障。其它方面的偏差分析均可参照本实施例的介绍。
进行偏差分析的预定规则以实现测量对被评估牵引系统状态信息与其他牵引系统状态信息的大体差异既可，具体方式不做限定。比如可以指定任意一个相关联的牵引系统作为标准牵引系统，被评估的牵引系统直接与标准牵引系统计算功率即速度偏差，这种方法偏差可能很大，评估结果可能会不准确；也可以关联若干牵引系统，被评估的牵引系统与上述关联的若干牵引系统数据的平均值计算偏差大小，计算若干牵引系统的平均值进行比较准确性会大大增加，在此以后者为例进行介绍。相关联的其他牵引系统的数量可视情况而定，数量多，分析较为准确，但分析过程较为复杂；数量少，分析可能准确率较低，但分析过程简单，在此对相关联的牵引系统的数量不做限定。
具体对功率发挥一致性状态评估可以通过对变压器原边功率、变流器输入功率以及变流器牵引输出功率来进行评估，也可以通过其它数据对功率进行发挥一致性状态评估，比如变压器输入功率等，通过其它数据对功率进行发挥一致性状态评估的具体方式均可参照本实施例的介绍，在此不再赘述。
在此以对功率发挥一致性状态评估通过两个变压器(变压器1和变压器2)的原边功率，四个变流器(变流器1，变流器2，变流器3和变流器4)的输入功率以及牵引输出功率进行评估为例进行介绍，计算变压器的原边功率可以通过计算变压器的原边电流来实现，也可以通过其他方式，在此不做限定。计算变流器的输入功率可以通过计算变流器的输入电流来实现，也可以通过其他方式，在此不做限定。计算变流器的牵引输出功率可以通过计算变流器的电机实际力以及电机电流来实现，也可以通过其他方式，在此不做限定。其中，一趟列车可以分为若干个车，一个车可以包括一个牵引系统，一个牵引系统可以分为若干架电机，对车数以及架数不做限定，在此以一个牵引系统分为两架电机(一架及二架)为例进行介绍。对功率进行发挥一致性状态评估时被评估的牵引系统的测试的功能项点以及每个项点所关联的数据如下表所示。
可以通过上表中各器件的各种数据与其对应的数据平均值进行偏差比较，其中计算各器件的各种数据与其对应的数据平均值的偏差可以分别计算差值，也可以分别计算比值，或者以其他方式来计算偏差，在此对计算偏差的方式不做限定，以计算差值后取绝对值为例，其它方式均可参照本实施例的介绍。
例如可以关联同一趟列车的不同车、不同架的功率和速度信息，通过对每一类别关联的信息计算平均值，把平均值当做基准，计算被评估牵引系统数据与对应基准数据的偏差。
确定功能项点与相关联的数据后，可以进行偏差计算。具体可以为：
计算变压器原边电流平均值与各变压器原边电流的偏差，记为di1；
计算不同变流器、不同架的输入电流平均值与各架输入电流的偏差di2；
计算不同变流器、不同架的电机电流平均值与各架电机电流的偏差di3；
计算不同变流器、不同架的电机实际力平均值与各架电机实际力偏差dF。
例如变压器1的原边电流为1A，变压器2的原边电流为3A，则变压器原边电流的平均值为2A。变压器1的原边电流与变压器原边电流的平均值的偏差为1A，变压器2的原边电流与变压器原边电流的平均值的偏差也为1A，变压器原边电流平均值与各变压器原边电流的偏差di1即为(1,1)。计算其他偏差值均可参照上述介绍，在此不再赘述。
以上是对功率进行偏差分析的方法，对速度进行偏差的方法可参照以上对功率进行偏差分析的方法。在此仅对其中一种关联数据的类型进行介绍，其类比参考方法均可参照以上对功率进行偏差分析的方法的介绍，在此不再赘述。具体的关联数据可以为：
确定功能项点与相关联的数据后，可以进行偏差计算。具体可以为：
当TCMS列车综合速度低于30km/h，计算动车每架电机综合速度与TCMS列车综合速度的偏差，记为dv1；
当TCMS列车综合速度高于30km/h，计算动车每架电机综合速度与TCMS列车综合速度的偏差，记为dv2；其中，TCMS(Train control and management system)表示列车控制与管理系统。
步骤s120、根据所述偏差分析的结果进行状态评估；
计算完功率的各偏差值后通过偏差值对功率发挥一致性状态进行评估。具体可以直接根据判断偏差值的平均值是否大于设定的阈值，如超过阈值表征被评估牵引系统可能即将发生故障；也可以对偏差向量中每个数据分别通过预定规则与预设值进行比较，根据比较结果判断运行状态。其中运行状态可以包括正常，预警；也可以分为健康，正常，异常与预警，具体对运行状态的分类方式不做限定。在此以分为健康，正常，异常与预警为例进行介绍。具体评估方式可以如下表所示。
| 状态 | 指标向量d<sup>1</sup>＝(d<sub>i1</sub>d<sub>i2</sub>d<sub>i3</sub>d<sub>F</sub>) |
| 健康 | d<sup>1</sup><sub>y</sub>＜10％ |
| 正常 | 10％≤d<sup>1</sup><sub>x</sub>＜20％且d<sup>1</sup><sub>y</sub>＜20％ |
| 异常 | 20％≤d<sup>1</sup><sub>x</sub>＜30％且d<sup>1</sup><sub>y</sub>＜30％ |
| 预警 | d<sup>1</sup><sub>x</sub>≥30％且持续时间大于10min |
其中，将各动车功率发挥一致性指标di1、di2、di3、dF组成向量d1＝(di1di2di3dF),d1 x表示向量d1中的任意一个元素，d1 y表示向量d1中的所有元素,对向量d1进行判断。其中，各个评估结果的划分方式不做限定，具体评估方式还可以如下表所示。
| 状态 | 指标向量d<sup>1</sup>＝(d<sub>i1</sub>d<sub>i2</sub>d<sub>i3</sub>d<sub>F</sub>) |
| 正常 | d<sup>1</sup><sub>x</sub>＜25％且d<sup>1</sup><sub>y</sub>＜20％ |
| 预警 | d<sup>1</sup><sub>x</sub>≥25％，d<sup>1</sup><sub>y</sub>≥20％且持续时间大于5min |
对速度的偏差分析结果进行状态分析的过程可参照对上述对功率进行状态分析的过程，在此仅对其中一种情况进行介绍。
将速度偏差指标dv1、dv2组成向量d2＝(dv1dv2)，对向量d2进行判断，具体评估方式可以如下表所示，也可为其它方式，具体可参照对功率进行发挥一致性评估的方法。
其中的持续时间可以根据连续采集运行信息间隔的时间以及采集次数来确定。例如设定每隔2s测一次，每次测量后立即发送，其中连续六次测量的数据进行状态评估后均处于预警状态，说明该数据处于预警状态的持续时间大于12s。
上表中进行比较的dv1与dv2均表示dv1与dv2中任意一个元素。比如预警：dv1≥6km/h且持续时间大于10s表示dv1中任意一个元素连续10s以上的速度≥6km/h，则判定为预警状态。
例如，TCMS列车综合速度为10km/h。变流器1一架电机综合速度为5km/h，变流器1二架电机综合速度为6km/h；变流器2一架电机综合速度为7km/h，变流器2二架电机综合速度为4km/h；变流器3一架电机综合速度为5km/h，变流器3二架电机综合速度为5km/h；变流器4一架电机综合速度为2km/h，变流器4二架电机综合速度为8km/h，且连续六次测量的综合速度均相同。则变流器1一架电机综合速度与TCMS列车综合速度的偏差为5km/h，变流器1二架电机综合速度与TCMS列车综合速度的偏差为4km/h；变流器2一架电机综合速度与TCMS列车综合速度的偏差为3km/h，变流器2二架电机综合速度与TCMS列车综合速度的偏差为6km/h；变流器3一架电机综合速度与TCMS列车综合速度的偏差为5km/h，变流器3二架电机综合速度与TCMS列车综合速度的偏差为5km/h；变流器4一架电机综合速度与TCMS列车综合速度的偏差为8km/h，变流器4二架电机综合速度与TCMS列车综合速度的偏差为2km/h；则每架电机综合速度与TCMS列车综合速度的偏差dv1为(5，4，3，6，5，5，8，2)。连续六次测量的综合速度均相同，说明偏差dv1(5，4，3，6，5，5，8，2)持续时间超过10s，也就是说dv1中元素8持续时间超过10s，8≥6km/h，则判定被评估牵引系统处于预警状态。
步骤s130、将所述状态评估的结果反馈给所述牵引系统；
将状态评估结果再反馈给被评估的牵引系统，其中状态评估结果比如被评估的牵引系统处于健康状态等，也可以将偏差分析计算出的偏差数值反馈给被评估的牵引系统，具体反馈内容可视情况而定，在此不做限定。
步骤s140、若所述状态评估的结果属于预设的预警状态，将所述结果对应的故障预警信息通过显示装置进行显示。
其中的预设的预警状态可以根据状态评估的结果来确定，在此不做限定，比如状态评估的结果分为健康，正常，异常与预警，则预警状态可以为异常以及预警，或者只是预警；也可以是具体的数值，比如根据算出的偏差向量数值dv1(5，4，3，6，5，5，8，2)，确定一个偏差阈值4.5；时间阈值也可自行确定，也可直接根据评估结果来确定。例如，在对速度进行异常状态评估时，处于异常以及预警状态超过5s则将速度异常对应的故障预警信息通过显示装置进行显示。
其中，通过显示装置进行显示包括进行弹屏显示，灯光闪烁，蜂鸣器长鸣等方式，只要可以用于提醒用户及时处理的方式即可，在此不做限定。
其中，优选的，将偏差对应的故障预警信息通过显示装置进行显示可以包括：
将故障预警信息弹屏显示并将故障预警信息传输至列车显示装置。
基于上述技术方案，本发明实施例所提供的列车牵引系统的状态评估与故障预警方法，通过接收被评估的牵引系统发送的列车运行数据；关联同一列车的不同车、不同架的牵引系统状态信息，通过将被评估的牵引系统的运行数据与同一列车的不同车、不同架的牵引系统状态信息进行比对，由于进行比对的牵引系统状态信息属于同一列车，运行环境相同，运行状态高度类似，所以可以无需考虑系统内部复杂的耦合关系，对被评估的运行数据按照预定规则进行偏差分析，偏差分析结果可以显示被评估牵引系统的运行状态情况；根据所述偏差分析的结果进行状态评估；将所述状态评估的结果反馈给所述牵引系统；若所述状态评估的结果属于预设的预警状态，表征被测牵引系统可能存在异常，可能会即将发生故障，将偏差对应的故障预警信息通过显示装置进行显示，用以对被评估牵引系统进行适时维修，保障牵引系统的健康运行，为列车的安全保障和系统维护提供有效支撑。
其中，优选的，接收被评估的牵引系统发送的列车运行数据可以包括：
通过车载数据传输单元对牵引系统进行校验；
校验通过后，通过车载数据传输单元对运行数据进行存储与传输；其中，运行数据包括速度数据以及功率数据。
在对数据进行存储与传输之前可以首先进行身份验证，通过车载通信协议与被测牵引系统进行交互，验证身份通过后才进行通信，这样可以保证数据通信的安全性，防止数据被窃取。由于通信时间为ms级，双方的通信尽量在规定的周期内回复，否则通信可能会中断。其中，规定的周期数可自行确定，在此不做限定。
其中，优选的，对接收的运行数据按照预定规则进行偏差分析可以包括：
判断关联的不同车、不同架的牵引系统状态信息是否满足预设的约束条件，其中，约束条件包括功率约束条件以及速度约束条件；
如果满足，则对运行数据按照预定规则进行处理。
在对运行数据按照预定规则进行处理之前可以首先判断关联的不同车、不同架的牵引系统状态信息是否满足预设的约束条件，来判断关联的牵引系统的运行状态是否处于特殊情况导致关联数据不准确，出现较大偏差。
如果对被测牵引系统进行功率及速度测评，则相对应的关联的不同车、不同架的牵引系统状态信息约束条件也包括功率约束条件以及速度约束条件。其中，约束条件可自行确定，在此不做限定。例如对功率的约束条件可以包括：各动车各架正常运行没有被切除；手柄极位大于50％；牵引系统无故障；列车运行在非紧急牵引模式下；任意动车无功率限制事件等，对功率的约束条件可以包括：若列车处于牵引工况时，给定力矩方向与速度方向一致等。
在此仅对一些约束条件举例说明，可自行选择若干约束条件来对相关联的数据优劣性进行判断，防止评估过程出现较大误差。另外，不对相关联数据进行约束也可以实现本发明的技术方案，在此不做限定。
请参考图2，图2为本发明实施例提供的车载直流接触器的状态评估与故障预警装置的结构框图；该装置可以包括：
接收单元100，用于接收被评估的牵引系统发送的列车运行数据；
偏差分析单元200，用于关联同一列车的不同车、不同架的牵引系统状态信息，对所述运行数据按照预定规则进行偏差分析；
状态评估单元300，用于根据所述偏差分析的结果进行状态评估；
反馈单元400，用于将所述状态评估的结果反馈给所述牵引系统；
预警单元500，用于若所述状态评估的结果属于预设的预警状态，将所述结果对应的故障预警信息通过显示装置进行显示。
其中，优选的，所述接收单元可以包括：
校验单元，可以用于通过车载数据传输单元对所述牵引系统进行校验；
存储与传输单元，用于校验通过后，通过所述车载数据传输单元对运行数据进行存储与传输；其中，所述运行数据包括速度数据以及功率数据。
其中，优选的，所述偏差分析单元可以包括：
第一判断子单元，可以用于判断关联的所述不同车、不同架的牵引系统状态信息是否满足预设的约束条件，其中，所述约束条件可以包括功率约束条件以及速度约束条件；
处理子单元，可以用于如果满足时，则对所述运行数据按照所述预定规则进行处理。
其中，优选的，预警单元可以包括：
弹屏显示单元，可以用于将所述故障预警信息弹屏显示；
传输单元，可以用于将所述故障预警信息传输至列车显示装置。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
请参考图3，图3为本发明实施例提供的列车牵引系统的状态评估与故障预警设备的结构框图；该设备可以包括：
存储器600，用于存储计算机程序；
处理器700，用于执行计算机程序时实现如列车牵引系统的状态评估与故障预警方法的步骤。
请参考图4，为本发明实施例提供的一种列车牵引系统的状态评估与故障预警设备的结构示意图，包括牵引控制单元，车载数据传输系统以及地面信息处理系统。其中，地面信息处理系统可以包括如图2所示的车载直流接触器的状态评估与故障预警装置的结构；牵引控制单元和车载数据传输系统可以用于向地面信息处理系统发送被评估的牵引系统发送的列车运行数据以及接收地面信息处理系统发送的状态评估信息。
牵引控制单元的主要功能为向车载数据传输系统发送实时数据以及接受地面信息处理系统通过车载数据传输系统发送的状态评估信息。其中的实时数据可以包括变压器原边电流，四象限输入电流，电机电流、转矩，电机综合速度，TCMS列车综合速度。其中，实时可以是尽量保持较短间隔进行数据采集，以保证数据的实时性。
其中，车载数据传输系统具体可以包括数据存储模块以及通信模块。数据存储模块的主要功能为存储牵引控制单元发送的实时数据。
通信模块可以主要为车载数据传输系统与地面系统根据车地通信协议进行无线数据传输。通信模块可以分别包含与数据存储模块的通信、与地面系统的通信，其中，无线传输方式可以包括GSM/GPRS网络及WLAN，其工作流程可按照数据流向分为两个方向：一个方向为数据从存储模块到通信模块，再到地面系统；另一个方向为状态评估信息从地面系统到通信模块，再到牵引控制单元，以便牵引控制单元通过总线与网络系统进行交互，将状态评估信息上传至列车显示装置。其中，与数据存储模块通信的主要功能首先是通过通信协议与数据存储模块进行通信，获取列车牵引系统实时数据，其次将地面系统发送过来的数据请求指令发送给数据存储模块。与地面系统通信的主要功能首先是读取在消息队列中的数据并发送给地面系统，其次是接受地面系统发送过来的信息。其中，通信模块接收到地面系统的信息可以包括：牵引系统状态评估信息、配置无线传输性能的指令、请求发送自检信息指令以及检查连接是否中断的心跳数据包。
请参考图5，为本发明实施例提供的一种列车牵引系统的状态评估与故障预警设备的另一个结构示意图，该定位设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)322(例如，一个或一个以上处理器)和存储器332，一个或一个以上存储应用程序342或数据344的存储介质330(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器332和存储介质330可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质330的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对定位设备中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器322可以设置为与存储介质330通信，在监测与预警设备301上执行存储介质330中的一系列指令操作。
监测与预警设备301还可以包括一个或一个以上电源326，一个或一个以上有线或无线网络接口350，一个或一个以上输入输出接口358，和/或，一个或一个以上操作系统341，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等等。
上面图1所描述的列车牵引系统的状态评估与故障预警方法中的步骤可以由上述列车牵引系统的状态评估与故障预警设备的结构实现。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如列车牵引系统的状态评估与故障预警方法的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置，设备，存储介质和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，设备，存储介质和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，功能调用装置，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的列车牵引系统的状态评估与故障预警方法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种列车牵引系统的状态评估与故障预警方法，其特征在于，包括：
接收被评估的牵引系统发送的列车运行数据；
关联同一列车的不同车或不同架的若干牵引系统状态信息，对所述运行数据按照预定规则进行偏差分析；所述偏差分析包括：功率发挥一致性状态评估以及速度异常状态评估，所述功率发挥一致性状态评估包括对变压器原边功率、变流器输入功率以及变流器牵引输出功率的一致性状态评估；
根据所述偏差分析的结果进行状态评估；
将所述状态评估的结果反馈给所述牵引系统；
若所述状态评估的结果属于预设的预警状态，将所述状态评估的结果对应的故障预警信息通过显示装置进行显示。
2.如权利要求1所述的列车牵引系统的状态评估与故障预警方法，其特征在于，所述接收被评估的牵引系统发送的列车运行数据包括：
通过车载数据传输单元对所述牵引系统进行校验；
校验通过后，通过所述车载数据传输单元对运行数据进行存储与传输；其中，所述运行数据包括速度数据以及功率数据。
3.如权利要求2所述的列车牵引系统的状态评估与故障预警方法，其特征在于，所述将所述状态评估的结果对应的故障预警信息通过显示装置进行显示包括：
将所述故障预警信息弹屏显示并将所述故障预警信息传输至列车显示装置。
4.如权利要求3所述的列车牵引系统的状态评估与故障预警方法，其特征在于，所述对所述运行数据按照预定规则进行偏差分析包括：
判断关联的所述不同车或不同架的牵引系统状态信息是否满足预设的约束条件，其中，所述约束条件包括功率约束条件以及速度约束条件；
如果满足，则对所述运行数据按照所述预定规则进行处理。
5.一种列车牵引系统的状态评估与故障预警装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收被评估的牵引系统发送的列车运行数据；
偏差分析单元，用于关联同一列车的不同车或不同架的若干牵引系统状态信息，对所述运行数据按照预定规则进行偏差分析；所述偏差分析包括：功率发挥一致性状态评估以及速度异常状态评估，所述功率发挥一致性状态评估包括对变压器原边功率、变流器输入功率以及变流器牵引输出功率的一致性状态评估；
状态评估单元，用于根据所述偏差分析的结果进行状态评估；
反馈单元，用于将所述状态评估的结果反馈给所述牵引系统；
预警单元，用于若所述状态评估的结果属于预设的预警状态，将所述状态评估的结果对应的故障预警信息通过显示装置进行显示。
6.如权利要求5所述的列车牵引系统的状态评估与故障预警装置，其特征在于，所述接收单元包括：
校验单元，用于通过车载数据传输单元对所述牵引系统进行校验；
存储与传输单元，用于校验通过后，通过所述车载数据传输单元对运行数据进行存储与传输；其中，所述运行数据包括速度数据以及功率数据。
7.如权利要求6所述的列车牵引系统的状态评估与故障预警装置，其特征在于，所述偏差分析单元包括：
第一判断子单元，用于判断关联的所述不同车或不同架的牵引系统状态信息是否满足预设的约束条件，其中，所述约束条件包括功率约束条件以及速度约束条件；
处理子单元，用于如果满足时，则对所述运行数据按照所述预定规则进行处理。
8.如权利要求7所述的列车牵引系统的状态评估与故障预警装置，其特征在于，所述预警单元包括：
弹屏显示单元，用于将所述故障预警信息弹屏显示；
传输单元，用于将所述故障预警信息传输至列车显示装置。
9.一种列车牵引系统的状态评估与故障预警设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述列车牵引系统的状态评估与故障预警方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述列车牵引系统的状态评估与故障预警方法的步骤。
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