CN110147642A - 货车轮对智能选配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种货车轮对智能选配方法和装置，涉及车辆领域。该方法包括：检测多个轮对的轮型、材质以及轮径信息；根据所述多个轮对的轮型和材质信息将所述多个轮对分为至少一个轮对组；以及根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮。该货车轮对智能选配方法和装置可以为货车选配最适合的轮对。

Description

货车轮对智能选配方法和装置

技术领域

本发明涉及货车，具体地涉及货车轮对智能选配方法和装置。

背景技术

当前货车段修、厂修为分解检修，各零部件检修完成后按照维修规程要求重新组装，并且打乱修前的零部件组配。货车轮对是转向架的重要组成部分，车轮有关参数对于转向架、货车运行品质有重要影响。考虑到各车轮服役状态、性能参数各异，因此不同的货车轮对选配方案将直接影响货车的长期服役性能和安全性，也影响货车维修的效率和经济性。现有技术中，货车维修规程里对轮对选配的规定比较宽泛，不合理的选配导致货车车轮使用寿命缩短，车轮换新加快，且如果货车车轮组装过程中零部件未实现智能选配，所有轮对选配组装后，各货车的动力学性能状态不能达到最佳。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种货车轮对智能选配方法和装置，该货车轮对智能选配方法和装置可以为货车选配最适合的轮对。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种货车轮对智能选配方法，该方法包括：检测多个轮对的轮型、材质以及轮径信息；根据所述多个轮对的轮型和材质信息将所述多个轮对分为至少一个轮对组；以及根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮。

优选地，车轮轮径最优性能排列顺序模型通过以下方式建立：针对四个轮对进行排列组合得到的每种组合，计算动力学性能指标；根据所计算的动力学性能指标确定最优的组合，以得到所述车轮轮径最优性能排列顺序模型。

优选地，所述根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮包括：针对至少一个轮对组中的每个轮对组，基于所述轮径信息将所述多个轮对以从小到大或从大到小的顺序进行排序；从轮径最小的两个轮对开始，依顺序将所有轮径差小于等于所述同架车轮轮径差阈值的两个相邻轮对进行组合，以作为至少一个同架车轮组；将所述至少一个同架车轮组中轮径差小于等于所述同车车轮轮径差阈值的两个相邻的同架车轮组进行组合，以作为至少一个同车车轮组；根据所述车轮轮径最优性能排列顺序模型，将所述至少一个同车车轮组中任意一个同车车轮组组装至所述货车。

优选地，所述车轮轮径最优性能排列顺序模型为：所述至少一个轮对组的每个轮对组中轮径最相近的两个轮对位于同一个转向架上，且轮径较小的轮对位于所述转向架的内侧。

优选地，所述动力学性能指标包括：脱轨系数、轮轨横向力、轮轨垂向力、轴箱横向加速度、轴箱垂向加速度、轮重减载率以及倾覆系数中的至少一者。

本发明实施例还提供一种货车轮对智能选配装置，该装置包括：检测单元以及处理单元，其中，所述检测单元用于检测多个轮对的轮型、材质以及轮径信息；所述处理单元用于根据所述多个轮对的轮型和材质信息将所述多个轮对分为至少一个轮对组；以及根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮。

优选地，车轮轮径最优性能排列顺序模型通过以下方式建立：针对四个轮对进行排列组合得到的每种组合，计算动力学性能指标；根据所计算的动力学性能指标确定最优的组合，以得到所述车轮轮径最优性能排列顺序模型。

优选地，所述根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮包括：针对至少一个轮对组中的每个轮对组，基于所述轮径信息将所述多个轮对以从小到大或从大到小的顺序进行排序；从轮径最小的两个轮对开始，依顺序将所有轮径差小于等于所述同架车轮轮径差阈值的两个相邻轮对进行组合，以作为至少一个同架车轮组；将所述至少一个同架车轮组中轮径差小于等于所述同车车轮轮径差阈值的两个相邻的同架车轮组进行组合，以作为至少一个同车车轮组；根据所述车轮轮径最优性能排列顺序模型，将所述至少一个同车车轮组中任意一个同车车轮组组装至所述货车。

优选地，所述车轮轮径最优性能排列顺序模型为：所述至少一个轮对组的每个轮对组中轮径最相近的两个轮对位于同一个转向架上，且轮径较小的轮对位于所述转向架的内侧。

优选地，所述动力学性能指标包括：脱轨系数、轮轨横向力、轮轨垂向力、轴箱横向加速度、轴箱垂向加速度、轮重减载率以及倾覆系数中的至少一者。

通过上述技术方案，采用本发明提供的货车轮对智能选配方法和装置，通过检测多个轮对的轮型、材质以及轮径信息，接着根据多个轮对的轮型和材质信息将多个轮对分为至少一个轮对组，最后根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配货车的车轮。该货车轮对智能选配方法和装置可以为货车选配最适合的轮对。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的货车轮对智能选配方法的流程图；

图2是本发明一实施例提供的车轮轮径最优性能排列顺序模型的建立方法的流程图；

图3是本发明另一实施例提供的货车轮对智能选配方法的流程图；

图4是本发明一实施例提供的货车轮对智能选配装置的结构示意图。

附图标记说明

1 检测单元 2 处理单元

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1是本发明一实施例提供的货车轮对智能选配方法的流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤S11，检测多个轮对的轮型、材质以及轮径信息；

步骤S12，根据所述多个轮对的轮型和材质信息将所述多个轮对分为至少一个轮对组；以及

步骤S13，根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮。

根据货车段修规程、厂修规程及现场调研结果，货车轮对在服役过程中，对其性能状态影响较大的外形参数指标主要有车轮直径、轮缘厚度、轮缘高度、等效锥度、内侧距和轮径差。根据调研，在轮对服役过程中轮缘高度变化不大。此外，由于列车运行过程中，车轮踏面与钢轨是单点接触，轮缘厚度的差别对动力学性能的影响不大，所以可以忽略轮缘厚度对整车动力性能的影响，但车轮直径、各轮对之间的轮径差对动力学性能影响较大。在实际的段修和厂修修程中，由于镟修前各轮对的磨耗量各不相同，导致镟修后各轮对的直径也不相同，并且镟修后各车轮的踏面廓形基本恢复到标准踏面廓形，同轴轮径差几乎为零。因此，综合考虑轮对外形特征参数的易测量性和服役过程中的重要性，选择车轮直径为轮对智能选配的参数指标，将各轮对之间的轮径差作为一个判别轮对状态优劣程度的表征指标。

在维修过程中的表征指标，进而研究各指标值对应的车轮性能状态优劣程度，实现货车车轮性能状态的分级评估，构建准确度量与分级评估结合的货车车轮维修后性能状态表征体系。

考虑组装的效率与经济性，研究货车轮对选配的最优方案，实现货车轮对的智能化选配，进而保证组装货车的运行性能达到最优。

首先，利用轮径尺或车轮外形测量设备测量段修或厂修后的轮对的车轮直径；

接着，获得所有段修或厂修后的轮对的轮型、材质以及轮径信息；

接着，按照车轮轮型和材质一致原则，将所有轮对信息进行分组；

然后，在列车运行过程中，为了保证车辆的动力学性能最优，一辆车的各轮对之间的轮径差应尽量小，而同一转向架和同一辆车都有其轮径差的限制，因而可以确定同架车轮轮径差的阈值和同车车轮轮径差的阈值；

最后，根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮，具体如下文详述。

图2是本发明一实施例提供的车轮轮径最优性能排列顺序模型的建立方法的流程图。如图2所示，该方法包括：

步骤S21，针对四个轮对进行排列组合得到的每种组合，计算动力学性能指标；

步骤S22，根据所计算的动力学性能指标确定最优的组合，以得到所述车轮轮径最优性能排列顺序模型。

在本发明实施例中提供车轮轮径最优性能排列顺序模型的建立方法。

首先，利用货车整车数值仿真，研究不同车轮直径组合情况下对应的货车整车动力学性能、振动烈度与劣化程度、运行稳定性与安全性等指标，研究不同轮对状态与货车动力学性能间的关系；

在列车运行过程中，为了保证货车的动力学性能最优，一辆车的各轮对之间的轮径差应尽量小。因此，在轮对选配的过程中应尽量使一辆车四条轮对的轮对直径相近。基于此，将四种直径的轮对进行排列组合，选择有价值的排列组合，如轮对直径由小至大；两个直径大的轮对分列一节车的两端；又或是两个直径小的轮对分列一节车的两端等，然后通过动力学仿真软件计算各种排列工况的动力学性能，如蛇行临界速度、运行平稳性、直线运行安全性、以及曲线运行安全性。找到一个动力学性能最优工况的排列顺序。

例如，工况类别：四对轮对滚动圆半径各不相同。车轮半径为：①0.40m、②0.405m、③0.41m、④0.415m，则可能有以下表1的工况组合：

表1工况组合

工况	轮对一	轮对二	轮对三	轮对四
					1	①	②	③	④
2	①	②	④	③
					3	②	①	③	④
4	①	③	④	②
					5	①	④	③	②
6	③	①	②	④
					7	③	②	①	④

对于不同的动力学性能指标进行动力学仿真之后，得到表2的直线安全性和表3的曲线安全性的结果：

表2不同工况下的动力学计算结果

由仿真计算结果，取每种性能状态下前三个性能较好的工况进行分析，得在直线运行状态下，工况5安全性最好，有六项性能位列前三，其次是工况2、3，有四项性能位列前三，然后是工况3，有三项性能位列前三；在曲线运行状态下，工况3的安全性能最好，有六项性能位列前三，其次是工况2、6，有四项性能位列前三。

由于曲线运行发生事故的概率要高于直线运行时，所以曲线安全性能的重要性更大一些，所以工况3的轮对匹配安全性能更高一些，即在保证直径最相近的两个轮对位于同一个转向架上，两个转向架上直径相对较小的轮对位于内侧，即可以得到车轮轮径最优性能排列顺序模型。

图3是本发明另一实施例提供的货车轮对智能选配方法的流程图。如图3所示，该方法包括：

步骤S31，检测多个轮对的轮型、材质以及轮径信息；

步骤S32，根据所述多个轮对的轮型和材质信息将所述多个轮对分为至少一个轮对组；

步骤S33，针对至少一个轮对组中的每个轮对组，基于所述轮径信息将所述多个轮对以从小到大或从大到小的顺序进行排序；

步骤S34，从轮径最小的两个轮对开始，依顺序将所有轮径差小于等于所述同架车轮轮径差阈值的两个相邻轮对进行组合，以作为至少一个同架车轮组；

步骤S35，将所述至少一个同架车轮组中轮径差小于等于所述同车车轮轮径差阈值的两个相邻的同架车轮组进行组合，以作为至少一个同车车轮组；

步骤S36，根据所述车轮轮径最优性能排列顺序模型，将所述至少一个同车车轮组中任意一个同车车轮组组装至所述货车。

本发明实施例提供详细的货车轮对智能选配方法。

在得到多个轮对的轮型、材质以及轮径信息之后，首先，按照车轮轮型和材质一致原则，将所有输入的轮对信息进行分组，并且把每一组的轮对直径数据按照由小到大的顺序进行排列，例如r1，r2，r3，r4，…，rn。

接着，从最小的轮径开始，先选择前两个轮径值(即r1，r2)，判断其能否满足同架车轮轮径差的限值Δ1。若满足要求，则该两个轮径值对应的轮对即可装在一台转向架中，记为组合A1；若不满足要求，则把最小的轮径值剔除，按照顺序再选择一个轮径值进行匹配，判断其能否满足同架车轮轮径差的限值Δ1。按照此方法依次对所有的轮径值进行同架匹配，匹配的组合依次记为A1，A2，A3，…，Am，每一个组合为两个轮径值。

接着，根据同架匹配的结果组合A1，A2，A3，…，Am，先选择组合A1和A2，计算这两个组合(四个轮径值)的轮径差值，判断其能否满足同车车轮轮径差的限值Δ2。若满足要求，则该两个组合的轮径值对应的四条轮对即可装在一辆车中，并且轴位按照工况3的轮径顺序进行安装，记为组合B1；若不满足要求，则把组合A1剔除，按照顺序再选择一个组合A3与A2进行匹配，判断其能否满足同架车轮轮径差的限值Δ2。按照此方法依次对所有的同架组合进行同车匹配，匹配的组合依次记为B1，B2，B3，…，Bk，每一个组合为四个轮径值。

最后，按照车轮轮径最优性能排列顺序模型(上表中工况3的配置)进行轴位等位置选配，将各轮对安装到各辆货车的转向架上。

本发明的技术方案能够在满足现行货车维修规程的前提下，提高货车组装和维修后运用的服役性能、运行安全性和运维经济性，提高货车维修的科学化和智能化程度。

图4是本发明一实施例提供的货车轮对智能选配装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：检测单元1以及处理单元2，其中，所述检测单元1用于检测多个轮对的轮型、材质以及轮径信息；所述处理单元2用于根据所述多个轮对的轮型和材质信息将所述多个轮对分为至少一个轮对组；以及根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮。

优选地，车轮轮径最优性能排列顺序模型通过以下方式建立：针对四个轮对进行排列组合得到的每种组合，计算动力学性能指标；根据所计算的动力学性能指标确定最优的组合，以得到所述车轮轮径最优性能排列顺序模型。

优选地，所述根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮包括：针对至少一个轮对组中的每个轮对组，基于所述轮径信息将所述多个轮对以从小到大或从大到小的顺序进行排序；从轮径最小的两个轮对开始，依顺序将所有轮径差小于等于所述同架车轮轮径差阈值的两个相邻轮对进行组合，以作为至少一个同架车轮组；将所述至少一个同架车轮组中轮径差小于等于所述同车车轮轮径差阈值的两个相邻的同架车轮组进行组合，以作为至少一个同车车轮组；根据所述车轮轮径最优性能排列顺序模型，将所述至少一个同车车轮组中任意一个同车车轮组组装至所述货车。

优选地，所述车轮轮径最优性能排列顺序模型为：所述至少一个轮对组的每个轮对组中轮径最相近的两个轮对位于同一个转向架上，且轮径较小的轮对位于所述转向架的内侧。

优选地，所述动力学性能指标包括：脱轨系数、轮轨横向力、轮轨垂向力、轴箱横向加速度、轴箱垂向加速度、轮重减载率以及倾覆系数中的至少一者。

上文所述的装置的实施例与上文所述的方法的实施例类似，在此不再赘述。

通过上述技术方案，采用本发明提供的货车轮对智能选配方法和装置，通过检测多个轮对的轮型、材质以及轮径信息，接着根据多个轮对的轮型和材质信息将多个轮对分为至少一个轮对组，最后根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配货车的车轮。该货车轮对智能选配方法和装置可以为货车选配最适合的轮对。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例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，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述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(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种货车轮对智能选配方法，其特征在于，该方法包括：

检测多个轮对的轮型、材质以及轮径信息；

根据所述多个轮对的轮型和材质信息将所述多个轮对分为至少一个轮对组；以及

根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮。

2.根据权利要求1所述的货车轮对智能选配方法，其特征在于，车轮轮径最优性能排列顺序模型通过以下方式建立：

针对四个轮对进行排列组合得到的每种组合，计算动力学性能指标；

根据所计算的动力学性能指标确定最优的组合，以得到所述车轮轮径最优性能排列顺序模型。

3.根据权利要求1所述的货车轮对智能选配方法，其特征在于，所述根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮包括：

针对至少一个轮对组中的每个轮对组，基于所述轮径信息将所述多个轮对以从小到大或从大到小的顺序进行排序；

从轮径最小的两个轮对开始，依顺序将所有轮径差小于等于所述同架车轮轮径差阈值的两个相邻轮对进行组合，以作为至少一个同架车轮组；

将所述至少一个同架车轮组中轮径差小于等于所述同车车轮轮径差阈值的两个相邻的同架车轮组进行组合，以作为至少一个同车车轮组；

根据所述车轮轮径最优性能排列顺序模型，将所述至少一个同车车轮组中任意一个同车车轮组组装至所述货车。

4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的货车轮对智能选配方法，其特征在于，所述车轮轮径最优性能排列顺序模型为：

所述至少一个轮对组的每个轮对组中轮径最相近的两个轮对位于同一个转向架上，且轮径较小的轮对位于所述转向架的内侧。

5.根据权利要求1所述的货车轮对智能选配方法，其特征在于，所述动力学性能指标包括：

脱轨系数、轮轨横向力、轮轨垂向力、轴箱横向加速度、轴箱垂向加速度、轮重减载率以及倾覆系数中的至少一者。

6.一种货车轮对智能选配装置，其特征在于，该装置包括：

检测单元以及处理单元，其中，

所述检测单元用于检测多个轮对的轮型、材质以及轮径信息；

所述处理单元用于根据所述多个轮对的轮型和材质信息将所述多个轮对分为至少一个轮对组；以及根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮。

7.根据权利要求6所述的货车轮对智能选配装置，其特征在于，车轮轮径最优性能排列顺序模型通过以下方式建立：

针对四个轮对进行排列组合得到的每种组合，计算动力学性能指标；

根据所计算的动力学性能指标确定最优的组合，以得到所述车轮轮径最优性能排列顺序模型。

8.根据权利要求6所述的货车轮对智能选配装置，其特征在于，所述根据同架车轮轮径差阈值、同车车轮轮径差阈值以及车轮轮径最优性能排列顺序模型选配所述货车的车轮包括：

针对至少一个轮对组中的每个轮对组，基于所述轮径信息将所述多个轮对以从小到大或从大到小的顺序进行排序；

从轮径最小的两个轮对开始，依顺序将所有轮径差小于等于所述同架车轮轮径差阈值的两个相邻轮对进行组合，以作为至少一个同架车轮组；

将所述至少一个同架车轮组中轮径差小于等于所述同车车轮轮径差阈值的两个相邻的同架车轮组进行组合，以作为至少一个同车车轮组；

根据所述车轮轮径最优性能排列顺序模型，将所述至少一个同车车轮组中任意一个同车车轮组组装至所述货车。

9.根据权利要求6-8中任一项权利要求所述的货车轮对智能选配装置，其特征在于，所述车轮轮径最优性能排列顺序模型为：

所述至少一个轮对组的每个轮对组中轮径最相近的两个轮对位于同一个转向架上，且轮径较小的轮对位于所述转向架的内侧。

10.根据权利要求6所述的货车轮对智能选配装置，其特征在于，所述动力学性能指标包括：

脱轨系数、轮轨横向力、轮轨垂向力、轴箱横向加速度、轴箱垂向加速度、轮重减载率以及倾覆系数中的至少一者。