CN110232452B - 基于轨道车列技术状态的检修方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种基于轨道车列技术状态的检修方法和系统，属于铁路交通领域。该方法包括：检测所述车列的服役里程和所述至少一个零部件的监测数据；根据所述车列的服役里程，确定所述至少一个零部件中每个零部件的剩余寿命；根据所述每个零部件的剩余寿命以及所述每个零部件的监测数据确定所述每个零部件的检修时机；根据所述每个零部件的检修时机，对所述至少一个零部件进行分级检修。该基于轨道车列技术状态的检修方法和系统能够更好保证车列运行安全，车列使用效率高，提高铁路运输效率。
Description
技术领域
本发明涉及铁路交通，具体地涉及基于轨道车列技术状态的检修方法和系统。
背景技术
现有检修方法以车列使用时间为主，随着车列技术装备的升级，零部件的寿命及可靠性得到大幅提升，由于使用里程不同，车列实际状态存在差异性，出现了较严重的过度检、测、拆、探、修的现象，造成了检修成本居高不下。而车列的技术状态主要以人工列检为主，机检为辅，机检还需要人工确认，积累数据零散、不准确、格式不统一，且无法做大数据分析，不能准确找到车列性能和零部件磨耗、形状、尺寸、裂纹、剩余寿命等演变规律。车列检修工艺内容复杂，检修用时较长，成本高，严重影响车列的使用效率。修程时间间隔布置与车列的技术状态整体提升不匹配，车列全寿命周期内检修频次过多，而且执行的检修作业标准一刀切，不能针对车列的实际运用状态和运用里程制定灵活的个性化检修方法，导致成本高。频繁扣修定检车、临修车给运输组织带来很大难度，严重影响铁路运输效率。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种基于轨道车列技术状态的检修方法和系统，该基于轨道车列技术状态的检修方法和系统能够更好保证车列运行安全，车列使用效率高，提高铁路运输效率。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于轨道车列技术状态的检修方法，该方法包括：检测所述车列的服役里程和所述至少一个零部件的监测数据；根据所述车列的服役里程，确定所述至少一个零部件中每个零部件的剩余寿命；根据所述每个零部件的剩余寿命以及所述每个零部件的监测数据确定所述每个零部件的检修时机；根据所述每个零部件的检修时机，对所述至少一个零部件进行分级检修。
本发明实施例还提供一种基于轨道车列技术状态的检修系统，该系统包括：检测模块、处理模块以及控制模块，其中，所述检测模块用于检测所述车列的服役里程和所述至少一个零部件的监测数据；所述处理模块用于：根据所述车列的服役里程，确定所述至少一个零部件中每个零部件的剩余寿命；根据所述每个零部件的剩余寿命以及所述每个零部件的监测数据确定所述每个零部件的检修时机；所述控制模块用于：根据所述每个零部件的检修时机，对所述至少一个零部件进行分级检修。
通过上述技术方案，采用本发明提供的基于轨道车列技术状态的检修方法和系统，检测所述车列的服役里程和所述至少一个零部件的监测数据；根据所述车列的服役里程，确定所述至少一个零部件中每个零部件的剩余寿命；根据所述每个零部件的剩余寿命以及所述每个零部件的监测数据确定所述每个零部件的检修时机；根据所述每个零部件的检修时机，对所述至少一个零部件进行分级检修。够更好保证车列运行安全，车列使用效率高，提高铁路运输效率。
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基于轨道车列技术状态的检修方法的流程图；
图2A是本发明一实施例提供的轮对的剩余寿命确定方法的流程图；
图2B是本发明一实施例提供的坐标系中的钢轨示意图；
图3是本发明一实施例提供的车钩钩体的剩余寿命确定方法的流程图；
图4是本发明一实施例提供的表面强化部件的剩余寿命确定方法的流程图；
图5A是本发明一实施例提供的检修时机确定方法的流程图；
图5B是本发明实施例提供的一种列车零部件健康状态的评估方法的结构示意图
图5C是本发明实施例提供的TFDS可发现故障的严重程度进行等级划分的示例；
图6A是本发明的闸瓦运送系统的一种实施方式的示意图；
图6B是图1中运送器的AA向视图；
图6C是图1中运送器的BB向视图；
图6D是本发明的闸瓦运送系统的托盘以及闸瓦的俯视图；
图7A是本发明的车钩缓冲装置检修台的一种实施方式的结构示意图；
图7B是本发明的车钩缓冲装置检修台的车体移动机构的结构示意图；
图7C是本发明的车钩缓冲装置检修台的钩舌检修单元的结构示意图；
图7D是本发明的车钩缓冲装置检修台的钩体检修单元的结构示意图；
图7E是本发明的车钩缓冲装置检修台的缓冲器检修单元的结构示意图；
图8A是本发明提供的一种用于货车车体的检修系统的结构示意图；
图8B是本发明提供的运输车尚未承载待修车体或者是已经卸载待修车体的结构示意图；
图8C是图8B的左视图；
图8D是本发明提供的运输车承载待修车体的结构示意图；
图8E是图8D的左视图；
图8F是运输车的伸缩臂处于收缩状态的结构示意图；
图8G是运输车的伸缩臂处于伸出状态的结构示意图；
图8H是运输车的支撑结构处于卸载状态的结构示意图；
图8I是运输车的支撑结构处于承载状态的结构示意图；
图8J是运输车的轮对机构的结构示意图；
图9A是本发明的车体检修系统的一种实施方式的俯视示意图；
图9B是本发明的车体检修系统去掉车体后的局部俯视示意图；
图9C是本发明的车体检修系统的架车器与运输车配合的正视图；
图10是本发明一实施例提供的基于轨道车列技术状态的检修系统的结构示意图。
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基于轨道车列技术状态的检修方法的流程图，该方法包括：
S11，检测所述车列的服役里程和所述至少一个零部件的监测数据；
S12，根据所述车列的服役里程，确定所述至少一个零部件中每个零部件的剩余寿命；
S13，根据所述每个零部件的剩余寿命以及所述每个零部件的监测数据确定所述每个零部件的检修时机；
S14，根据所述每个零部件的检修时机，对所述至少一个零部件进行分级检修。
本发明检修方法是应用无人值守的动态智能监测系统，状态精准辨识的综合评判专家系统，自动量化指标的快速精准维修系统，自动调度指挥的智能生产管理系统，大数据智能自我学习修复系统，搭建管理网络化、信息集成化、决策科学化、诊断精准化的状态修技术平台。建立历史信息可追踪、修理信息可预测、综合安全可评估的全新车列检修维护体系，降低车列全寿命周期检修成本，提高车列使用效率和综合经济效益。实现车列技术状态实时监测、科学评判、精准修理、节约成本、加快周转、提高运输效率的目标。
基于车列技术状态的检修方法核心是工艺规程检修内容、车列技术状态数据中心建设和诊断决策综合判别模型。通过车列基础理论研究成果解决如何修的问题，通过数据中心和决策诊断系统研究成果解决何时修、修什么的问题。
以下将详述上述各步骤。
图2A是本发明一实施例提供的轮对的剩余寿命确定方法的流程图。如图2A所示，在所述零部件为轮对时，所述轮对与钢轨接触，所述钢轨包括半径最大的第一圆弧和与轮缘接触的位置的第二圆弧，该方法包括：
S21，检测所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离；
S22，根据轨面与所述轮对的偏移量、所述钢轨相对轮对的顶面上移量、所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离确定钢轨顶面曲线方程；
S23，根据所述钢轨顶面曲线方程和所述轮对踏面曲线坐标，确定钢轨接触区域的变形量方程；
S24，根据所述钢轨接触区域的变形量方程，计算所述钢轨相对所述轮对的变形面积；
S25，根据所述钢轨相对所述轮对的变形面积等于预设的轮对变形面积时的钢轨相对轮对的顶面上移量、所述钢轨接触区域的变形量方程、所述轮对踏面曲线坐标以及所述轮对踏面各点的滚动磨耗量与变形量大小的比例系数，得到磨耗后的轮对踏面曲线坐标；
S26，以等于设置的服役里程内的轮对碾压次数重复上述步骤，以确定所述轮对的剩余寿命。
由于车轮的刚度显著小于钢轨的刚度，在轴重的作用下踏面会产生线弹性变形，因而产生了轮轨接触面，接触面上不同点处的应力大小与变形量成正比。在轴重一定的情况下，变形量构成面积是确定的，设为A。
假定踏面各点的磨耗量与变形量的平方成正比(这种假设的依据是超大的变形只能发生在轮缘上，而轮缘上的摩擦还伴有滑动摩擦的成分)，比例系数设为k。
轨面中点与踏面滚动圆基点即使在标准对称情况下也未必重合。以中国铁标和标准轨距来说，左右轨面中点间的距离为1435+70＝1505mm，轮对左右踏面两滚动圆基点间的距离为1353+140＝1493mm。因此，标准对称情况下，轨面中点是在踏面基点外侧6mm处，再考虑到运行中偏移量X的随机性，可假定X服从正态分布N(6,σ2)。
在车轮滚动过程中，偏移量X的不同导致了踏面上各点处的变形量不同，因而磨损量不同。大约每2×π×0.42≈2.64米经历一次碾压，在运行20万公里内大约经历7千6百万次碾压，磨耗量的累积导致了踏面形状的变化。
因此，首先，需先计算仿真参数，关于偏移量X-6，轮轨间隙＝(1435-1353)/2-轮缘厚度＝41-轮缘厚度，直线行驶时偏移量应该在轮轨间隙中，弯道行驶时偏移量的绝对值将大于轮轨间隙，考虑到即使是直线行驶也需要通过轮缘来矫直，如果弯道以及矫直路段在线路中的比例按40％计，假定X-6服从正态分布N(0,σ2)，则应将轮轨间隙取为偏移量分布的双侧0.4 分位点，即上0.2分位点，令41-轮缘厚度＝z0.2·σ＝0.84σ，故取标准差σ＝(41-轮缘厚度)/0.84。
关于变形区域的面积A：
踏面钢的弹性模量：
E＝2.06×105MPa＝2.06×105×106N/m2＝2.06×104kg/mm2＝20.6(T/mm2)。由虎克定理：
这意味着将一平方毫米的踏面压缩到半径的千分之一，可产生20.6公斤的弹力。
以C80货车为例，轴重按25吨计算，单个车轮需要承受12.5吨负荷；轮轨接触斑面积假定不变，按7×30＝210mm2计算；以每平方毫米作为一个受力单元，共有210个受力单元，总应变量为12.5/20.6＝0.607，则各单元的平均变形量为0.607×420/210＝1.214mm，故取变形区域的面积为A＝1.214×30＝36.42mm2。
每运行20万公里的车轮磨耗大约是2mm，每次碾压的损耗大约是：
2÷76000000≈2.63×10-8mm
假定踏面各点的滚动磨耗量与变形量大小成正比，于是取比例系数为
k＝2.63×10-8÷1.456≈1.8×10-8
由于轮缘部分与钢轨侧面还有滑动摩擦，会导致轮缘的加速磨耗，假定这部分滑动磨耗量与踏面点的变形量和踏面点到滚动圆的距离的乘积成正比(其比例系数可在k的基础上适当调整)。
图2B是本发明一实施例提供的坐标系中的钢轨示意图。如图2B所示，以下计算步骤以该坐标系为准。
然后，根据所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离，通过以下公式确定所述第二圆弧的圆心坐标；
其中，所述x1为所述第二圆弧的圆心横坐标，y1为所述第二圆弧的圆心纵坐标，r1为所述第一圆弧的半径，r2为所述第二圆弧的半径，w1为钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离。
接着，根据轨面与所述轮对的偏移量、所述钢轨相对轮对的顶面上移量、所述第二圆弧的圆心坐标、所述第一圆弧的半径以及所述第二圆弧的半径确定所述钢轨顶面曲线方程，方程即：
其中，y(x,α,h)为所述钢轨顶面曲线方程，α为轨面与所述轮对的偏移量，h为钢轨相对轮对的顶面上移量，y1为所述第二圆弧的圆心纵坐标，r2 为所述第二圆弧的半径，x1为所述第二圆弧的圆心横坐标，w2为钢轨宽度的一半。
接着，根据所述钢轨顶面曲线方程和所述轮对踏面曲线坐标，确定钢轨接触区域的变形量方程，方程即：
其中，A(x,α,h)为所述钢轨接触区域的变形量方程，y(x,α,h)为所述钢轨顶面曲线方程，f(x)为所述轮对踏面曲线纵坐标。
接着，根据所述钢轨接触区域的变形量方程，通过以下公式计算所述钢轨相对所述轮对的变形面积：
B＝∑A(x,α,h)·Δx
其中，B为所述钢轨相对所述轮对的变形面积，所述Δx为所述钢轨宽度划分为多个小区间的区间长度，由于每个小区间的高度不同，因此在此公式中，h随着Δx变化。
最后，根据所述钢轨相对所述轮对的变形面积等于预设的轮对变形面积时的钢轨相对轮对的顶面上移量、所述钢轨接触区域的变形量方程、所述轮对踏面曲线坐标以及所述轮对踏面各点的滚动磨耗量与变形量大小的比例系数，通过以下公式得到磨耗后的轮对踏面曲线坐标：
(x2,y2)＝(x,f(x)-k·A(x,α,h0))
其中，(x2,y2)为所述磨耗后的轮对踏面曲线坐标，x,f(x)为所述轮对踏面曲线坐标，k为所述轮对踏面各点的滚动磨耗量与变形量大小的比例系数，h0为所述钢轨相对所述轮对的变形面积等于预设的轮对变形面积时的钢轨相对轮对的顶面上移量。
重复上述过程的次数等于设置的服役里程内的车轮碾压次数后即可得到运行一定里程后的车轮踏面外形。在轮对踏面曲线坐标达到一定阈值时，可以判定轮对无剩余寿命。
图3是本发明一实施例提供的车钩钩体的剩余寿命确定方法的流程图。如图3所示，该方法包括：
S31，检测所述车钩钩体的初始裂纹尺寸；
S32，根据每级载荷谱的载荷以及所述车钩钩体的初始裂纹尺寸，确定每级载荷谱的裂纹前沿各节点的应力强度因子范围；
S33，根据所述每级载荷谱的裂纹前沿各节点的应力强度因子范围、所述每级载荷谱的载荷应力比以及所述载荷谱总循环次数确定裂纹前沿各节点的平均裂纹扩展速率；
S34，根据扩展点的平均裂纹扩展速率和设定的裂纹扩展点的扩展量确定单次裂纹扩展所需的循环加载次数；
S35，根据所述单次裂纹扩展所需的循环加载次数和所述扩展点以外的节点的平均裂纹扩展速率确定所述扩展点以外的节点的扩展量；
S36，根据所述扩展点以外的节点的扩展量和初始裂纹尺寸确定新的裂纹尺寸，并使用所述新的裂纹尺寸作为所述初始裂纹尺寸重复上述步骤，直到所述裂纹前沿各节点的最大应力强度因子有任一者等于断裂韧性；
S37，根据每次重复步骤得到的单次裂纹扩展所需的循环加载次数、载荷谱的频次以及载荷谱对应的服役里程确定所述车钩钩体的剩余寿命。
首先，检查车钩钩体初始裂纹位置和尺寸，确定初始裂纹参数，车钩裂纹大多为表面裂纹，裂纹深度尺寸用aA,0表示，裂纹表面长度尺寸用2×aC,0表示，aC,0为裂纹表面长度尺寸的1/2。
接着，根据车钩钩体的尺寸参数建立车钩的三维几何模型。
接着，取车钩钩体表面材料加工材料试件进行相应的疲劳和断裂实验，得到材料的疲劳极限、S-N曲线、裂纹扩展门槛值、裂纹扩展速率方程、断裂韧性。
接着，根据车钩实测载荷进行载荷谱编制块，用于车钩疲劳寿命仿真计算，如图2的载荷谱示意图所示。(载荷谱编制方法有相关论文介绍，在此不再赘述)。
接着，建立车钩钩体有限元模型，根据车钩钩体载荷谱施加最危险的载荷工况，进行静力学分析，校核车钩构体静强度是否满足车列运行要求。
接着，参考实际情况在车钩钩体有限元模型中引入初始裂纹，由网格自适应划分技术自动离散网格，为准确计算裂纹前沿的应力状态，在裂纹前沿形成对称环形网格区域。内圈单元类型为15节点楔形单元，将特定位置节点移动到1/4节点位置，靠近裂纹前沿应力强度因子计算点，即形成奇异单元；外圈单元类型为20节点六面体单元。
接着，根据M积分法(也叫交互积分法)计算裂纹前沿各个节点在特定载荷下的应力强度因子值。具体说就是先应用有限元计算软件计算出裂纹附近的应力应变场，在根据M积分法计算出裂纹前沿的应力前度因子值。
接着，确定裂纹前沿所有节点最大和最小的应力强度因子值，计算最大和最小应力强度因子值的中间值，并将裂纹前沿应力强度因子值等于或最接近中间值的节点作为扩展点。
接着，针对裂纹前沿各节点的裂纹扩展速率的计算方法相同，以下以扩展点为例，裂纹扩展过程是在载荷谱块的作用下进行的，但有限元模型采用了单载荷形式，就必须采用一种换算方法。扩展点在单载荷下有一个应力强度因子值KF，根据线性换算扩展点在其他载荷作用下的应力强度因子值
计算方程如下：
载荷谱块每一个载荷循环都有一个最大值和一个最小值载荷，也就有两个应力强度因子值(应力强度因子与载荷以及裂纹尺寸相关)，最大与最小应力强度因子的差值就是这个载荷循环下的应力强度因子范围ΔK。计算方程如下：
其中，ΔK为所述每级载荷谱的扩展点(或裂纹前沿各节点)的应力强度因子范围，Kmax为每级载荷谱的扩展点(或裂纹前沿各节点)的最大应力强度因子，Kmin为每级载荷谱的扩展点(或裂纹前沿各节点)的最小应力强度因子。
根据材料裂纹扩展速率方程，每一个应力强度因子范围值都对应一个裂纹扩展速率。裂纹扩展速率方程如下：
其中，
n为载荷谱总循环次数。
载荷谱块有一定的循环次数，本实施例使用的是18级载荷谱(但本发明不限于此)，循环次数为1240。也就是说有1240个裂纹扩展速率，我们将所有的裂纹扩展速率进行平均，得到扩展点(或裂纹前沿各节点)的平均裂纹扩展速率。计算方程如下：
其中，
为所述扩展点(或裂纹前沿各节点)的平均裂纹扩展速率，
为每级载荷谱对应的扩展点(或裂纹前沿各节点)的裂纹扩展速率，n为载荷谱总循环次数。
接着，人为设定单次裂纹扩展量Δa，即扩展点的扩展量为Δa，通过扩展点平均裂纹扩展速率方程得到单次扩展所需的循环加载次数。计算方程如下：
其中，ΔN为所述单次裂纹扩展所需的循环加载次数，Δa为设定的裂纹扩展点的扩展量，
为所述扩展点的平均裂纹扩展速率。
裂纹前沿除扩展点外的节点扩展量Δaj计算方程如下：
其中，Δaj为所述扩展点以外的节点的扩展量，
为所述扩展点以外的节点的平均裂纹扩展速率，ΔN为所述单次裂纹扩展所需的循环加载次数。
接着，扩展方向按照最大张开型裂纹应力强度因子理论确定。理论公式为式如下：
max(KI)
接着，裂纹扩展参量计算完成，进行重新进行网格自适应划分，形成新的裂纹前沿有限元模型。也就确定了新的裂纹深度aA,1和裂纹长度2×aC,1，以及进行的循环次数ΔN1。
最后，反复进行上述的有限元建模和后续步骤，直至裂纹前沿节点的最大应力强度因子值达到材料断裂韧性值。确定此时的aA,m和2×aC,m为裂纹临界允许尺寸，
为裂纹扩展过程在的载荷加载次数，
为载荷谱块的加载次数。m为扩展步数，n1为载荷谱块的频次。
乘上载荷谱块对应的服役里程数就是车钩出现裂纹的剩余服役寿命，计算式如下：
其中，Lresidual为所述车钩钩体的剩余寿命，
为每次重复步骤得到的单次裂纹扩展所需的循环加载次数之和，ΔL为载荷谱对应的服役里程，n为载荷谱总循环次数。
图4是本发明一实施例提供的表面强化部件的剩余寿命确定方法的流程图。如图4所示，该方法包括：
S41，对所述表面强化部件进行建模，得到三维几何模型；
S42，对所述三维几何模型进行网格划分，得到有限元模型；
S43，根据实测的表面强化部件的残余应力，对所述有限元模型分层植入不同的残余应力，使得根据所述有限元模型模拟的残余应力分布与实测的表面强化部件的残余应力分布相同；
S44，在所述含有残余应力的有限元模型中插入半椭圆形裂纹，基于裂纹计算参数和外载数据，得到所述表面强化部件的剩余寿命。
本发明实施例基于先进的断裂力学理论和扩展有限元技术，实现货车关键部件表面强化后损伤尺寸的测量、残余应力的引入、裂纹扩展速率的计算及剩余寿命的估算，形成含残余应力货车关键部件服役评价的理论及方法体系，为后续货车关键部件安全服役和运行维护提供科学评估方法，建立中国长大重货车长寿命安全运行的关键技术体系。
本发明实施例基于表面强化部件的残余应力实测值，以分层形式分别赋给材料表面、亚表面和内部，实现关键部件压缩残余应力的有限元重建，然后植入标准化半椭圆形初始裂纹，基于实测材料数据(真实应力应变曲线、疲劳裂纹扩展速率数据等)，运用断裂力学方法对关键部件进行裂纹扩展仿真，获得偏于保守的裂纹扩展速率、关键部件剩余寿命；从仿真角度获取典型载荷下裂纹的演变规律，开展无损探伤间隔周期研究，简化关键部件服役全寿命周期内相关数据管理和评价，确保关键部件既要满足给定环境和工况运行的基本需求，又能对新一代产品设计提供科学决策依据。同时本发明不再采用复杂的数学模型推理和有限计算多次迭代，而是直接采用实测残余应力，对部件表面向内部分层，然后把实测残余应力赋值，尤其适合于工程运用，快速经济地给出部件服役状态，为状态修提供支撑。
首先，使用商业CAD软件，基于货车关键部件实际结构尺寸进行详细的三维几何建模。其中微小结构可以适当省略，以STEP格式导出关键部件三维几何模型。
接着，使用商业CAE软件，采用高精度单元C3D8进行网格剖分，以 inp格式输出有限元模型，设置材料以及加载方式，其中加载方式可以选择实测的载荷和工况，即可以通过关键部件实测的方式获得关键部件受载实际数据，得到实测载荷谱；
接着，对所述有限元模型分层植入不同的残余应力，此处以轻量化货车空心车轴为例：根据实测得到不同深度方向上垂直于轴向的残余应力分量，假设研究部件的平均厚度为t，在从表面起t/6处植入实测表面残余压应力σ，向内部t/3处植入σ/3，最后进行自平衡分析。
接着，运行商业CAE软件获得含有残余应力的odb文件，观察关键部件内残余应力分布。将残余应力模拟结果与实测数据对比，使得根据有限元模型模拟的残余应力分布与实测的表面强化部件的残余应力分布相同，如图 2所示。
最后，将含有残余应力的odb文件导入扩展有限元软件中，插入标准椭圆形裂纹(实际缺陷各种各样，深度和宽度复杂，本发明采用半椭圆形缺陷形貌，并假设表面长度为裂纹长度2c，测量实际深度为裂纹深度a)，设置裂纹计算参数，计算关键部件特定外载下裂纹扩展速率、剩余寿命。
在确定剩余寿命之后，接着可以确定检修时机。
图5A是本发明一实施例提供的检修时机确定方法的流程图。如图5A 所示，该方法包括：
S51，按照所述每个零部件的类型，根据所述车列的服役里程以及类型对应的剩余寿命评分模型，得到所述每个零部件的剩余寿命分值；
S52，根据所述每个零部件的监测数据，得到所述每个零部件的状态监测分值；
S53，将所述每个零部件的剩余寿命分值与状态监测分值的差值确定为所述每个零部件的健康状态得分；
S54，当零部件的健康状态得分小于检修阈值时需要进行检修。
根据列车零部件寿命管理特点，对列车全部零部件进行分类管理，将零部件划分为三类：全寿命零部件、使用寿命零部件和易损零部件。其中全寿命零部件是指价值高，实行强制报废的关键零部件；使用寿命零部件是指有一定价值、可重复修复使用的重要零部件；易损零部件是指使用过程中容易损耗的、可简单修复或直接报废的一般零部件，本发明实施例中对于易损零部件的健康状态不进行评估。
另外，对于使用寿命零部件还分为基于退化规律的使用寿命零部件以及基于可靠度的使用寿命零部件。其中，所述基于退化规律的使用寿命零部件是指由于退化造成的零部件失效的使用寿命零部件，其主要失效形式为磨耗、腐蚀等退化失效，例如入车轮、立柱磨耗板等零部件。而所述基于可靠度的使用寿命零部件是指由于偶发故障造成零部件失效的使用寿命零部件。所述基于可靠度的使用寿命零部件是一些使用寿命零部件的失效不是由于退化造成的，零部件的健康状态不能用退化量的大小来衡量。这类零部件的失效大多是由于某些偶发故障，例如零部件的开焊、裂纹、折断等。对于这类零部件的健康状态可以通过大量统计同工况下同类零部件的故障发生情况，得到零部件在不同里程下的可靠度，可靠度的大小能够反映该里程下零部件出现故障的概率。本发明实施例中，正是对上述三类零部件：全寿命零部件、基于退化规律的使用寿命零部件以及基于可靠度的使用寿命零部件进行的健康状态的评估。
其中，在对零部件进行健康状态的评估时，通过两个步骤得到最终的健康状态得分，分别是剩余寿命分值与状态监测分值，二者的差值即为健康状态得分。而无论所述零部件属于哪一类零部件，均需要通过对应的剩余寿命评分模型得到所述零部件的剩余寿命分值，以及根据所述零部件的监测数据，得到所述零部件的状态监测分值，如图5B所示，在所述零部件得到剩余寿命分值与状态监测分值之后，即可得到二者的差值即为所述零部件的健康状态得分。例如，如果所述零部件的健康状态得分采用百分制，满分为100，则当维修阈值为60时，若所述零部件的健康状态得分小于60，则提示所述零部件需要进行维修。下面将详细描述本发明实施例的实现过程。
其中，实时获取列车的里程数据以及零部件的监测数据。所述里程数据可包括多种数据，例如，运营里程、前一次检修后运营里程、当前行驶里程等里程相关数据，而所述监测数据可以从5T系统中获取，5T包括THDS (Trace Hotbox Detection System，车辆轴温智能探测系统)、TPDS(Truck Performance Detection System，货车运行状态地面安全监测系统)、TADS (Trackside Acoustic Detection System，铁路货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统)、TWDS(Trouble of Wheel Detection System，货车轮对尺寸动态检测系统)以及TFDS(TroubleofmovingFreight carDetectionSystem，铁路货车运行故障动态图像监测系统)。其中，THDS是利用安装在轨边的温度探测装置，采用辐射测温技术，实时监测运行状态下的列车轴承温度，发现车列轴承故障隐患，保证铁路运输安全的车列安全防范系统。TPDS实时在线监测运行中货车轮轨间的动力学参数，并对其运行状态进行分级评判，在此基础上各TPDS探测站联网识别运行状态不良车列。TPDS兼有货车超偏载报警和踏面损伤报警功能。TADS主要利用轨边声学诊断装置对通过货车运行噪声采集分析，从中发现轴承的早期故障。TFDS通过图像可以发现车体底部的多种故障，是在运行过程中发现零部件故障的重要手段。TWDS主要是针对车轮外形尺寸进行监测，可以获得车轮每次通过探测站时的车轮几何尺寸，主要包括踏面圆周磨耗、轮缘厚度、轮缘垂直磨耗、轮辋厚度等。
在步骤S51中，按照所述零部件的类型，根据所述列车的里程数据以及类型对应的剩余寿命评分模型，得到所述零部件的剩余寿命分值。其中，当确定零部件的时候，可预先对列车中的零部件进行类型标识，即对全寿命零部件、基于退化规律的使用寿命零部件以及基于可靠度的使用寿命零部件分别进行标识，以便在获取零部件的时候，可直接确定该零部件所属的类型。下面将对所述零部件在所属不同类型时，得到剩余寿命分值进行描述。
当所述零部件属于全寿命零部件时，全寿命零部件存在两个限值，寿命里程限值与检修里程限值。寿命里程限值是指该零部件可在列车上使用的总里程。检修里程限值是指该零部件被检修之后距离下次检修所使用的总里程。另外，从所获取的里程数据中提取运营里程和前一次检修后运营里程，并将所述零部件的寿命里程限值与运营里程的差值确定为使用剩余寿命里程，将所述零部件的检修里程限值与前一次检修后运营里程的差值确定为检修剩余寿命里程。其中，使用剩余寿命里程为当前到所述寿命里程限值的剩余里程。检修剩余寿命里程为当前到所述检修里程限值的剩余里程。对于寿命里程限值与检修里程限值相同的全寿命零部件，如轴向橡胶垫、轴箱橡胶垫、弹性旁承体、心盘磨耗盘、滑块磨耗套、旁承磨耗板等零部件的限值均为120 万公里，存在寿命里程限值与检修里程限值不相同的全寿命零部件。对于上述两种全寿命零部件，对应执行两种操作。
首先，判断所述零部件的寿命里程限值与检修里程限值是否相同，当所述零部件的寿命里程限值与检修里程限值相同时，则直接根据
得到所述零部件的剩余寿命分值L，其中，m1与m2 为系数，且m1+m2＝1，Dr为所述检修剩余寿命里程，Dmax为所述检修里程限值。若是健康状态得分为百分制，则m1可设为0.6，m2可设为0.4，m1与m2 的数值可根据车型、工况、探测站布局具体设定。当所述零部件的寿命里程限值与检修里程限值不相同时，则判断所述使用剩余寿命里程是否大于零，若所述使用剩余寿命里程不大于零，则直接提示所述列车应停车，所述零部件需要进行更换。若是大于零，则根据
得到所述零部件的剩余寿命分值L。对于上述寿命里程限值与检修里程限值相同的零部件，由于二者数值相同，因此只要直接根据公式获取剩余寿命分值即可，而对于寿命里程限值与检修里程限值不相同的零部件，由于检修里程限值小于寿命里程限值，在一次检修后，认为该零部件状态最优，因此需要进一步判断使用剩余寿命里程是否大于零，从而才能保证得到是剩余寿命分值的正确性。
当所述零部件属于基于退化规律的使用寿命零部件时，从所述里程数据中提取当前行驶里程，并根据yi＝fi(z|θi)得到所述零部件的第i个退化参数对应的当前退化量yi，其中，z为所述当前行驶里程，fi为所述第i个退化参数对应的退化模型，θi为所述第i个退化参数对应的模型参数。每个退化参数对应的退化模型的选择需根据不同零部件的退化特点进行选择，例如多项式回归模型、混合效应模型、基于Wiener过程的退化、基于Gamma过程的退化模型等。退化参数对应的模型参数则可利用极大似然估计、EM算法、贝叶斯估计的算法得到。为满足列车的运用要求，每个退化参数均有对应的退化量限度范围，例如，yimin表示第i个退化参数的最差使用限度即失效阈值，yimax表示第i个退化参数的最优使用限度。每个退化参数的当前退化量均要在上述两个限度范围内。若是当前退化量未在限度范围内，可直接提示该使用寿命零部件需要进行维修。若是当前退化量在限度范围内，则根据
得到所述零部件的第i个退化参数的退化分值Yi，其中，yimin与yimax分别为第i个退化参数的对应的退化量限度范围中的最差使用限度与最优使用限度，g1与g2为系数，且g1+g2＝G，G为健康状态满分分值。例如，当健康状态得分为百分制时，则g1可设为60，g2可设为40。获取所述零部件的退化参数的个数，当所述零部件的退化参数的个数为一时，则直接将所述退化分值确定为所述零部件的剩余寿命分值。当所述零部件的退化参数的个数大于一时，将多个退化参数对应的退化分值中的最小值确定为所述零部件的剩余寿命分值。
当所述零部件属于基于可靠度的使用寿命零部件时，从所述里程数据中提取当前行驶里程，通过历史失效数据可以得到所述零部件失效的概率密度函数f(x)。然后，根据
得到所述零部件的累积失效概率F(x)，其中，x为所述当前行驶里程，f(x)为沿里程x的失效概率密度。之后，根据Re＝l1+l2*[1-F(x)]，得到所述零部件的剩余寿命分值Re，其中，l1与l2为系数，且
例如，当健康状态得分为百分制时，则l1可设为60，l2 可设为0.4。
通过上述实施方式，得到三类零部件对应的剩余寿命分值，下面将描述得到所述零部件的状态监测分值的实现方式。
首先，分别从THDS、TPDS、TAD、TWDS以及TFDS获取所述列车的监测数据。由于上述5个系统均会获取到不同零部件的监测数据，因此，可从中提取出与所述零部件相关的监测数据。另外，如果健康状态得分为百分制，则状态监测分值的上限设置为30。下面分别针对5种系统的监测数据的处理方式进行描述。
当所述零部件的监测数据中包括THDS报警数据时，THDS报警数据对应的温度报警等级分为微热、强热、激热三级，分别对应温度报警扣分值 TH1,TH2,TH3，其中TH1,TH2,TH3具体数值需要根据车型、工况、探测站布局具体确定，但需满足：0≤TH1＜TH2＜TH3≤状态监测分值的上限(例如为30)。则根据所述THDS报警数据对应的温度报警等级，以及温度报警等级与温度报警扣分值的预设对应关系，得到所述零部件的THDS状态参数监测分值。
当所述零部件的监测数据中包括TPDS报警数据时，对于TPDS主要利用其中对于踏面损伤的报警，反映车轮踏面的健康状态，踏面损伤报警分为一级、二级、三级，其中一级报警对应的故障最为严重，对应损伤报警扣分值TP1,TP2,TP3。其中TP1,TP2,TP3具体数值需要根据车型、工况、探测站布局具体确定，但需满足：0≤TP1＜TP2＜TP3≤状态监测分值的上限(例如为30)。则根据所述TPDS报警数据对应的损伤报警等级，以及所述损伤报警等级与损伤报警扣分值的预设对应关系，得到所述零部件的TPDS状态参数监测分值。
当所述零部件的监测数据中包括TADS当前报警数据时，对于TADS报警主要反映轴承的早期故障，TADS报警类型分为四种，滚子故障、内圈故障、外圈故障以及其它，而且每种报警类型分为一级报警、二级报警、三级报警三个等级，等级不同代表着故障特征的明显程度不同。一级报警代表着故障特征最为明显，轴承出现故障的可能性最大。由于TADS反映的是轴承早期故障因此利用轴承报警数据对轴承健康状态进行评价时应该考虑历史报警情况，具体考虑的评价因素如下：报警等级高低、报警故障类型是否相同、报警频率、是否连续历史报警情况等。因此，要将以上因素进行量化并构造评价函数，通过评价函数数值大小反映轴承健康状态。在本发明实施例中考虑的历史报警时间长度为前预设次数探测得到的历史报警数据，例如所述前预设次数为29，则所述当前报警数据与所述历史报警数据中包括当前报警数据在内的前30次探测得到的报警数据，从而具体评价函数为：
W(X1,X2,X3,X4)＝λ3X3(λ1X1+λ2X2+λ4X4)
其中，W为所述零部件的TADS状态参数监测分值；λ1,λ2,λ3,λ4为调节系数，其大小需根据具体车型、使用时间、线路及工况条件具体确定。TADS 系统报警按照严重程度从高到低可分为一级、二级、三级报警。分别对一级、二级、三级报警设置扣分基数，例如，可分别设置为3，2，1。X1为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中最大报警等级数对应的扣分基数，例如所述当前报警数据与历史报警数据中存在的报警等级包括一级和二级，则X1为一级报警对应的扣分基数3；X2为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中报警等级数对应的扣分基数之和，例如所述当前报警数据与历史报警数据中存在的报警等级包括3个一级，4个二级，2个三级，则X2为 3*3+4*2+2*1＝19；X3为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中报警次数与报警类型的商，例如所述当前报警数据与所述历史报警数据中报警次数为9次，9次报警中存在内圈故障和外圈故障两种报警类型，则X3为9/2＝4.5； X4为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中最大连续报警次数，例如所述当前报警数据与所述历史报警数据中连续报警有3和6，则X4为6。
当所述零部件的监测数据中包括TWDS监测数据时，根据预设TWDS 监测数据范围以及预设数据权重，得到所述零部件的TWDS状态参数监测分值。其中，可能存在所述零部件的TWDS监测数据包括多个状态参数指标，则根据Himax＝Tthreshold*βi得到第i个状态参数指标对应的最大状态参数监测分值，其中，Tthreshold为状态监测分值的上限(例如为30)，βi为第i个状态参数指标对应的预设数据权重，0<βi≤1，根据第i个状态参数指标的大小以及其在预设TWDS监测数据范围中的位置，根据其对应的最大状态参数监测分值得到第i个状态参数指标对应的状态参数监测分值。例如，当第i个状态参数指标在其预设TWDS监测数据范围中的位置为最差状态值时，则其对应的状态参数监测分值为最大状态参数监测分值。
当所述零部件的监测数据中包括TFDS报警数据时，TFDS通过图像可以发现车体底部的多种故障，通过TFDS可发现故障的严重程度进行等级划分，根据具体车型以及故障危害等级确定扣分分值。本发明实施例中对故障的严重等级划分为A、B、C三个等级，分别对应扣分分值为30、20、10分，如图5C所示为交叉支撑装置故障严重等级划分的示例图。则根据所述TFDS 报警数据对应的严重等级，以及所述严重等级与故障扣分值的预设对应关系，得到所述零部件的TFDS状态参数监测分值。
当通过上述方式得到所述零部件在5T系统中的状态参数监测分值之后，无论是一种系统中得到了一个状态参数监测分值，还是一种系统中得到了多个状态参数监测分值，均可根据T＝T1*α1+T2*α2+...+Ti*αi...+TN*αN得到所述零部件的状态监测分值，其中Ti为所述零部件在5T系统中得到的状态参数监测分值，αi为对应的预设参数权重，可根据各状态参数监测分值的重要性，进行不同的设置。
另外，当所述状态监测分值大于状态监测分值的上限时，将所述状态监测分值的上限确定为所述零部件的状态监测分值。例如，当T>Tthreshold时，则 T＝Tthreshold。
在得到何时检修之后，下面将详述检修方式。
本发明的检修内容为在线修、状态修两级修程。其中状态修具体细分为状态一修、状态二修、状态三修和状态四修，分别简称为“Z1修”、“Z2修”、“Z3修”和“Z4修”。主要是针对列车运行过程中车列及零部件发生规律性和离散性故障特点，并根据系统综合评判而采取不同的、有针对性的修理方法，其中：
在线修采用机检为主、人检为辅的作业方式，并依据HCCBM系统预报结果，针对列车运行过程中的离散性故障进行的处置，主要体现在对个别技术状态不良车列的处理；
状态修是依据HCCBM(货车状态监测维修系统是由数据中心、诊断决策综合判别系统和生产指挥系统构成，简称“HCCBM”，其中HC是拼音 Huo Che的缩写、CBM是英文Condition Based Maintenance的缩写)系统对列车状态综合评判结果，对整列车规律性故障的针对性修理，兼顾离散性故障的针对性修理，对不同的批量失效的零部件进行合理匹配，建立不同级别的修程，减少过度分解、检测和修理。
在线修主要作业内容：对往返列车卸空后的一次常规检查，对装重列车通过高坡区段前的试风作业，同时对监测设备预报的故障进行必要的检查、处理。针对途中列车发生故障及监测设备预报的拦停故障进行检查确认和应急处置。
Z1修：依据HCCBM系统中的列车及车列诊断报告指导Z1修。一是针对整列车闸瓦集中磨耗到限的状态，须整列车入线进行批量检修；二是结合系统中的监测设备预报历史数据、诊断报告等信息，对技术状态不良的车列检查确认并处理。
主要作业范围：对全列车技术状态进行全面检查；依据系统诊断报告中的故障进行确认、修复；对闸瓦进行批量更换；对关门车、破损车及轮轴故障车等进行专项修理。主要修理方式采用不架车，不分钩。
Z2修：依据HCCBM系统中的列车及车列诊断报告指导Z2修。一是对整列车轮对踏面集中磨耗到限的状态，须整列车入检修基地进行批量检修；二是结合系统中的监测设备预报历史数据、诊断报告等信息，对技术状态不良的车列进行全面检查确认并修复。
主要作业范围：对全列车技术状态进行全面检查；对轮轴、钩舌、制动阀等进行批量更换和检修；对系统诊断报告中的故障进行确认、修复；作业内容覆盖Z1修。修理方式：架车，分钩；转向架和钩缓装置不分解。
Z3修：依据HCCBM系统中的列车及车列诊断报告指导Z3修。一是对整列车转向架和钩缓装置中关键零部件寿命、磨耗集中到限状态，须整列车入检修基地进行批量更换和检修；二是结合系统中监测设备预报历史数据、诊断报告等信息，对技术状态不良的车列进行全面检查确认并修复。
主要作业范围：对全列车技术状态进行全面检查；对转向架的心盘磨耗盘、轴向橡胶垫、轴箱橡胶垫、弹性旁承体等寿命管理零部件集中批量更换，对钩缓装置中的车钩、尾框、缓冲器进行检修，对制动阀、软管连接器进行检修或更换，对基础制动装置等零部件集中检修；依据系统诊断报告中的故障进行确认、修复；作业内容覆盖Z2修。修理方式：架车，分钩；分解转向架和钩缓装置。
Z4修:依据HCCBM系统中的列车及车列诊断报告指导Z4修。一是对整列车主要大部件探伤集中到限状态，须整列车入检修基地进行批量更换和检修；二是对各部位装置分解检查和恢复功能。
主要作业范围：对车列及各部位进行全面分解、除锈、探伤、检测、试验等，全面恢复性能。修理方式：架车，分钩；各装置全面分解。
由于Z1修需要整列换瓦，为了提高闸瓦更换效率，提出了一种适应状态修整列换瓦的闸瓦运送系统，自动将新闸瓦放置到每辆车旁边，更换下的旧闸瓦也可自动运出整备线场地，闸瓦的运送无需换瓦操作者参与，同时还要保持场地平整，不影响整备线上其它自行设备的运行。
如图6A～6D所示，本发明实施例的闸瓦运送系统包括能够沿车列的长度方向移动的运送器61和用于盛放闸瓦A的托盘S，运送器61具有用于容纳托盘S的容纳腔；运送器61配置为：能够将容纳腔中的托盘S放置在位于运送器61的外部的预设位置，并且能够从预设位置拾取托盘S并移至容纳腔中；运送器61的下部具有能够允许托盘S通过的穿行空间。
在换瓦工作开始前，先沿车列的长度方向在车列的旁边的地面上预先设置好预设位置。当运送器61移动至预设位置时，再将容纳腔中的盛放有新闸瓦的托盘S放置在预设位置，然后运送器61离开该预设位置移动至下一个预设位置。因此，新闸瓦可以被自动放置在预设位置，只需检修人员走到预设位置处对车列的旧闸瓦进行更换即可，无需检修人员搬运新闸瓦，大大减轻了检修人员的劳动强度，提高了更换闸瓦的效率。当更换完新闸瓦之后，检修人员只需要将旧闸瓦放置在托盘S中，并将托盘S再放置在预设位置，检修人员即可自行离开。这时，运送器61移动至预设位置，从预设位置拾取托盘S并移至容纳腔中，完成旧闸瓦的回收工作，该工作过程无需检修人员参与，自动化程度高，回收效率也大大提高。
在本发明中，可以采用多种方式使运送器61移动至预设位置并停止，例如可以通过远程遥控的方式手动地使运送器61移动和停止，这种远程遥控技术属于无线遥控技术领域的公知技术，因此在此不做赘述。
应当理解的是，运送器61可以设计为多种结构，例如，运送器61可以具有机械爪，机械爪可以抓取或释放托盘S，为了托盘S以及其承载的闸瓦 A能够尽量减少受外部环境的影响，在本发明的优选实施方式中，运送器61 的底部开设有与容纳腔连通并允许托盘S通过的通孔62，运送器61包括升降运输机构，升降运输机构配置为能够拾取或释放托盘S并带动托盘S在预设位置和容纳腔之间移动。也就是说，新闸瓦盛放在托盘S中，而托盘S置于容纳腔中，当到达预设位置需要放置托盘S时，使用升降运输机构将托盘 S从容纳腔中向下并穿过通孔62最终到达预设位置，释放托盘S，完成新闸瓦的放置工作。
升降运输机构可以通过多种方式实现托盘S的拾取、移动和释放动作，例如，升降运输机构可以包括电动伸缩缸，在电动伸缩缸的伸缩杆端设有真空吸盘结构，通过真空吸盘结构实现托盘S的拾取和释放，通过电动伸缩缸实现托盘S的移动。因此，升降运输机构可以包括升降移动单元以及取放单元；升降移动单元配置为能够驱动托盘S在容纳腔和取放单元之间移动；取放单元配置为能够拾取和释放托盘S，以驱动托盘S在通孔62与预设位置之间移动。
在本发明的优选实施方式中，为了简化设备结构、降低生产制造成本，如图6B所示，升降移动单元包括传动链组件、电机612以及第一放置架613，传动链组件具有沿升降移动的方向延伸设置的链条6111，电机612与传动链组件连接以驱动链条6111运动，第一放置架613固定设置在链条6111上以跟随链条6111的运动而移动。也就是说，通过电机612的驱动轴的转动而带动链条6111沿竖直方向移动，第一放置架613也沿竖直方向移动，托盘S 放置在第一放置架613上即可实现竖直方向的移动。
具体的，传动链组件包括沿升降移动的方向间隔设置的主动轮6112和从动轮6113，链条6111分别与主动轮6112和从动轮6113连接，电机612 的驱动轴与主动轮6112同轴连接。
通常，托盘S具有在边沿处水平向外延伸的延伸边，为了使托盘S在第一放置架613上具有更好地稳定性，升降运输机构可以包括间隔设置的两组升降移动单元，每组升降移动单元的第一放置架613彼此对应设置，两个相对应的第一放置架613之间的最大距离小于托盘S的长度。也就是说，将托盘S的相对两侧的延伸边分别架设在两个相对应的第一放置架613上，即可提高托盘S移动时的稳定性。
在本发明的一些实施方式中，考虑到增加链条6111的长度所可能带来的稳定性的降低，链条6111仅仅设置在容纳腔内，也就是说，托盘S在链条6111的带动下最多能够移动至通孔62处，这时，为了使托盘S能够继续移动至地面上的预设位置处，如图6C所示，取放单元包括第二放置架621 以及相互垂直设置的横向直线模组622和纵向直线模组623，横向直线模组 622设置在容纳腔中并包括能够沿水平方向移动的横向移动件，纵向直线模组623与横向移动件连接；纵向直线模组623包括能够沿竖直方向移动的纵向移动件，第二放置架621固定设置于纵向移动件，以在纵向移动件的驱动下在通孔62与预设位置之间移动。也就是说，当托盘S由链条6111驱动移动至通孔62处时，第一放置架613会离开托盘S，托盘S即由第二放置架 621支撑，第二放置架621在纵向直线模组623的驱动下向下移动而离开容纳腔，移动至接近预设位置时，横向直线模组622驱动纵向直线模组623沿水平方向移动，使第二放置架621离开托盘S，从而使得托盘S能够放置在地面上的预设位置。
同样，为了使托盘S在第二放置架621上具有更好地稳定性，升降运输机构包括间隔设置的两组取放单元，每组取放单元的第二放置架621彼此对应设置，两个相对应的第二放置架621之间的最大距离大于托盘S的长度。也就是说，将托盘S的相对两侧的延伸边分别架设在两个相对应的第二放置架621上，即可提高托盘S移动时的稳定性。
为了提高换瓦工作的自动化程度，在本发明的一些实施方式中，运送器 61包括移动机构630以及控制单元，控制单元分别与升降运输机构、移动机构630以及外部的检测单元电联接；控制单元配置为：接收检测单元发出的放置指令，控制移动机构630工作以使运送器61移动至预设位置并停止，再控制升降运输机构将容纳腔中的托盘S放置在预设位置；接收检测单元发出的拾取指令，控制移动机构630工作以使运送器61移动至预设位置并停止，再控制升降运输机构拾取预设位置处的托盘S并将托盘S移动至容纳腔中。
检测单元可以与键盘、触摸屏等输入设备连接以接收检修人员的操作。
当检测单元接收到移动操作时，检测单元将移动指令发送至控制单元，控制单元根据移动指令的内容控制移动机构630移动，从而使得运送器61 能够在多个预设位置之间移动。
当运送器61移动至预设位置时，检修人员可以向检测单元实施停止操作，检测单元将停止指令发送至控制单元，控制单元根据停止指令控制移动机构630停止，从而使运送器61停止在预设位置处。
当需要将新闸瓦放置在预设位置时，检修人员向检测单元实施放置操作，检测单元将放置指令发送至控制单元，控制单元根据放置指令控制电机612 工作，驱动主动轮6112转动从而带动链条6111向下运动，托盘S架设在链条6111上的第一放置架613，当链条6111向下运动时，托盘S跟随向下移动至通孔62处并被放置在第二放置架621上，接着，控制单元再控制纵向直线模组623驱动第二放置架621向下移动而离开容纳腔，并在第二放置架621移动至接近预设位置时，横向直线模组622驱动纵向直线模组623沿水平方向移动，使第二放置架621离开托盘S，从而使得托盘S能够放置在地面上的预设位置。
当更换完闸瓦之后，旧闸瓦放置在托盘S上并且托盘S放置在预设位置，这时需要回收这些托盘S，因此检修人员向检测单元实施拾取操作，检测单元将拾取指令发送至控制单元，控制单元根据拾取指令控制横向直线模组 622驱动纵向直线模组623沿水平方向移动，使第二放置架621伸入托盘S 的延伸边的下方而支撑住托盘S，再控制纵向直线模组623驱动第二放置架 621向上移动而进入容纳腔。由于第一放置架613与第二放置架621并不处于同一直线，因此，电机612的反向运转能够驱动链条6111上的第一放置架613向上运动从而托起置于第二放置架621上的托盘S，并带动托盘S移动至容纳腔的上部，从而实现旧闸瓦的回收工作。
为了实现远程操作功能，运送器61可以包括用于接收放置指令以及拾取指令的无线传输单元，无线传输单元与控制单元电联接以向控制单元传递放置指令以及拾取指令。也就是说，检测单元可以将移动指令、停止指令、放置指令以及拾取指令等操作指令通过无线传输的方式传递至无线传输单元，再由无线传输单元将上述指令传递至控制单元。
通过上述技术方案，本发明实施例的闸瓦运送系统能够自动将新闸瓦放置到预设位置，并且能够将更换下的旧闸瓦自动运送出整备线场地，闸瓦的运送无需换瓦操作者参与，大大减轻了操作者的劳动强度，提高了更换闸瓦的效率。
由于Z2修大部分只需更换钩舌，个别需要更换钩体或缓冲器，为了提高钩缓检修效率，提出了一种状态修用车钩缓冲装置检修台，用于钩舌、车钩、缓冲器及钩尾框在线整体快速更换及检查。利用该检修台进行钩缓装置检修，无需钩缓装置全部拆卸、无需异地检修。对需要检修部位进行检修，不需要的部分可以不分解，不检测、不修理，针对型强，缩短检修时间，减少流程，节约检修成本，实现快速修。
如图7A～7E所示，本发明实施例的车钩缓冲装置检修台包括车体移动机构以及检修机构；检修机构包括间隔设置的用于对车列750的车钩缓冲装置的不同部件进行单独的检修的至少两个检修单元；车体移动机构配置为能够驱动车列750在检修单元之间移动。由于检修机构包括能够对车列750的车钩缓冲装置的不同部件进行单独的检修的至少两个检修单元，从而当车列 750在检修单元之间移动时，即可对车钩缓冲装置的不同部件进行单独的检修，而无需将车钩缓冲装置从车列750上拆卸下来，从而达到缩短检修时间、减少流程、实现快速修的目的。
通常，车钩缓冲装置安装在车列750的端部，因此，只要能够将车列750 的安装有车钩缓冲装置的端部在各检修单元之间移动，即可对车钩缓冲装置的不同部件进行单独的检修。
需要注意的是，车列750经过各检修单元的顺序可以根据车钩缓冲装置的种类、品质、使用时长等多种因素进行调整，例如可以先检修车钩缓冲装置的钩舌再检修车钩缓冲装置的缓冲器，也可以先检修缓冲器再检修钩舌，由于对车钩缓冲装置的任意部件进行检修并不会影响到其他的部件，因此任意调整检修顺序也不会影响检修结果。
应当理解的是，检修单元可以设计为各种形式的检修装置以实现对车钩缓冲装置的不同部件进行检修的目的。在本发明的一种实施方式中，如图7A 所示，检修机构包括彼此间隔设置的钩舌检修单元720、钩体检修单元730 以及缓冲器检修单元740，其中，钩舌检修单元720配置为能够对车钩缓冲装置的钩舌进行单独的检修，钩体检修单元730配置为能够对车钩缓冲装置的钩体进行单独的检修，缓冲器检修单元740配置为能够对车钩缓冲装置的缓冲器进行单独的检修。
为了进一步提高检修效率，在车列750进入车钩缓冲装置检修台之前可以先对车列750的车钩缓冲装置进行初步的检查，然后根据初步检查结果，再选择进入钩舌检修单元720、钩体检修单元730以及缓冲器检修单元740 中的某一者或某几者，当然，进入的顺序如上所述可以任意调整。
当使用钩舌检修单元720对车钩缓冲装置的钩舌检修后发现需要更换或维修钩舌时，可使用拆取件将钩舌从车钩缓冲装置拆卸下来。拆取件也可以设计为多种形式，例如扳手、钳子等拆卸工具。
在更换或维修钩舌之后，应当对钩舌再次进行检测，因此，如图7C所示，钩舌检修单元720还可以包括用于对钩舌的三态进行试验的三态试验台 721。
应当理解的是，钩体检修单元730也可以采用多种形式，只要能够顺利地将钩体从车钩缓冲装置上拆卸下来即可，例如可以使用扳手、钳子等拆卸工具手工进行拆卸。为了进一步提高检修效率，节省人力成本，如图7D所示，钩体检修单元730可以包括挂钩731和伸缩组件732，挂钩731与伸缩组件732连接并能够钩住钩体，以在伸缩组件732的驱动下带动钩体脱离或推入车钩缓冲装置。当需要拆卸钩体时，只需将挂钩731钩住钩体，然后驱动伸缩组件732将钩体从车钩缓冲装置拉出即可，当需要安装钩体时，将挂钩731钩住钩体，然后驱动伸缩组件732将钩体推入车钩缓冲装置以完成安装工作。
为了使拆卸下来的钩体或者待安装的钩体不会影响车列750的移动，钩体检修单元730可以包括第一升降组件733，伸缩组件732安装于第一升降组件733以在第一升降组件733的驱动下升降移动。也就是说，当伸缩组件 732将钩体从车钩缓冲装置拉出后，第一升降组件733驱动伸缩组件732和钩体下将以远离车列750，这就能够保证钩体不会影响车列750的移动，并且，当车列750的车钩缓冲装置的水平高度较高时，通过第一升降组件733 也能够顺利地完成钩体的拆卸与安装。
应当理解的是，缓冲器检修单元740也可以采用多种形式，只要能够顺利地将缓冲器从车钩缓冲装置上拆卸下来即可，例如可以使用扳手、钳子等拆卸工具进行手工拆卸。为了进一步提高检修效率，节省人力成本，如图7E 所示，缓冲器检修单元740可以包括夹紧组件741和第二升降组件742，夹紧组件741安装于第二升降组件742以在第二升降组件742的驱动下升降移动，夹紧组件741配置为能够夹住缓冲器的两边并施加压力以使缓冲器从车钩缓冲装置脱离。当需要拆卸缓冲器时，首先操作夹紧组件741张开，控制第二升降组件742带动夹紧组件741上升至缓冲器处，再操作夹紧组件741 夹紧缓冲器，最后控制第二升降组件742带动夹紧组件741向下移动从而使缓冲器从车钩缓冲装置脱落，完成拆卸。缓冲器的安装过程与缓冲器的拆卸过程相反，在此不做赘述。
另外，缓冲器检修单元740可以设有移动组件，例如在第二升降组件742 的底部设有滚轮，当需要拆卸缓冲器时，驱动滚轮使缓冲器检修单元740移动至车钩缓冲装置的缓冲器正下方，再执行拆卸流程。这样设置的好处是，由于缓冲器检修单元740能够移动，即使旧的缓冲器的存放区域或新的缓冲器的存放区域离车钩缓冲装置较远，也不会浪费太多劳动力去搬运缓冲器。
为进一步提高检修效率并提高自动化程度，车钩缓冲装置检修台包括控制单元，控制单元分别与车体移动机构、检修机构以及外部的检测单元电连接；其中，控制单元配置为：接收检测单元发出的车列750的状态修信号，对状态修信号进行分析以判断车钩缓冲装置的需要检修的部件，根据判断结果控制车体移动机构将车列750移动至相应的检修单元进行检修。
这里需要对状态修进行解释：通常，状态修包括四个阶段，上述四个阶段是由简单到复杂、由浅到深逐级变化的。因此，检测单元所发出的状态修信号应当是上一阶段的检修结果。
为方便车列750的移动，如图7B所示，车体移动机构包括驱动件以及用于承载车列750并在检修单元之间延伸设置的传送带711，驱动件与传送带711连接以驱动传送带711带动车列750移动。
具体的，车体移动机构包括电机712、传动轴713以及间隔且平行设置的两条传送带711，传动轴713与两条传送带711连接，电机712的驱动端与传动轴713连接。
本发明实施例的车钩缓冲装置检修台，无需将车钩缓冲装置全部拆卸即可进行检修，从而达到缩短检修时间、减少流程、实现快速修的目的。
由于Z3修需要快速换件，为了提高检修效率，提出了货车车体的检修系统，解决车列在轨道上进出台位以及无法形成流水问题，最大限度避免了作业面积的浪费，避免了由于单车检修时间差异造成的整体节拍的放缓，杜绝了交叉作业以及人工捣运所带来的安全隐患。
本发明实施例提供了一种用于货车车体的检修系统，如图8A-8J所示，所述检修系统包括拆卸工位81、运输装置和检修单元83，其中，所述拆卸工位81设置为能够用于拆卸待修的整列货车以得到多个待修车体84；所述检修单元83包括用于分别对单个所述待修车体84进行检修作业的多个检修工位831；所述运输装置设置为能够承载单个所述待修车体84并且能够将该待修车体84运输到处于闲置状态的所述检修工位831。其中，所述拆卸工位81可以包括用于放置待修车体的位置以及用于对待修车体进行拆卸作业的拆卸设备；检修工位831包括用于放置待修车体的位置以及用于对待修车体进行检修作业的检修设备。
通过上述技术方案，本发明提供一种用于货车车体的检修系统，该用于货车车体的检修系统通过设置拆卸工位，使得整列货车能够拆分成多个待修车体，并且该检修系统还设置多个检修工位，使得多个待修车体能够单个进入到检修工位进行检修作业，多个待修车体之间的检修作业互不影响，避免了整列检修过程中因某个待修车体检修时间过长而导致该待修车体所在的整列货车所使用的所有台位都被占用所造成的台位浪费问题，提高了检修效率。
为了提高厂区利用率，减少多个检修工位的占地面积，如图8A所示，多个所述检修工位831划分为沿第一方向L呈线性排列的两排所述检修工位 831，两排所述检修工位831平行间隔设置并且入口分别朝向彼此，整齐美观，减少了运输装置的运输距离，方便运输。可以理解的是，在每排检修工位831的如图8A所示的左侧设置分别设置一个拆卸工位81，方便待修车体在拆卸工位和检修单元之间的运输作业。
为了提高运输作业的效率，可以将运输装置的运输路径合理规划，以使得运输装置能够有序行驶，例如，如图8A所示，所述运输装置设置为能够沿所述第一方向L移动以将单个所述待修车体84运输到对应每个所述检修工位831的入口处，并且所述运输装置设置为能够沿垂直于所述第一方向L 的方向横向移动以将所述待修车体84运输到该检修工位831。为了更为精准地控制运输装置的运输路径，便于直观观测，可以在地面上标示出如图8A 所示的路面标线，其中，包括多个横向标线以及沿第一方向L设置的两条纵标线，每个横向标线分别设置为沿垂直于第一方向的方向延伸并且两端延伸至相对设置的检修工位的检修设备处；这样，检修工位831设置有位于该横向标线的一端的检修位置N，该检修位置N设置为检修工位831中的检修设备对待修车体进行检修作业时该待修车体所处的位置；检修工位的入口外设置有预设位置M，所述预设位置设置为纵标线和横标线之间的交点位置。使用时，运输装置从拆卸工位进入每个检修工位时的具体过程如下：先顺着纵标线(沿第一方向L)纵向移动，以将单个所述待修车体84运输到预设位置M，然后顺着横标线(沿垂直于所述第一方向L的方向)横向移动，以将位于预设位置M处的待修车体84运输到对应检修工位831的检修位置N处。运输装置移出每个检修工位时的具体过程与进入每个检修工位时的具体过程正好相反。
为了实现运输装置能够顺着横标线和纵标线自如行驶，所述运输装置包括运输车82，所述运输车82包括车体821以及多个轮对机构，所述车体821 设置为用于放置并承载单个所述待修车体84，每个所述轮对机构包括轮对 822、支撑轴823以及安装在所述支撑轴823上的锁紧组件824，所述支撑轴 823固定连接在所述车体821的下方，所述支撑轴823通过所述锁紧组件824 与所述轮对822的转轴822a可调节地连接以使得所述转轴822a能够相对于所述车体821水平旋转，所述锁紧组件824设置为能够在锁紧所述转轴822a 的锁紧状态以及打开所述转轴822a的调节状态之间切换，使得运输车能够通过转轴相对于车体水平旋转以改变轮对相对于车体的前进方向，有利于运输车在横向移动和纵向移动之间自如切换，从而实现了对运输车的行驶方向的改变。其中，转轴822a相对于所述车体821水平旋转的角度可以根据实际情况进行合理调节，例如，90°；锁紧组件824设置为固定在支撑轴823上的卡爪结构，卡爪结构设置为能够根据需要在锁紧或打开所述转轴822a。使用时，当运输车需要由纵向移动转换为横向移动时，待运输车移动至预设位置，将锁紧组件调节为调节状态，水平旋转转轴以带动轮对旋转，直至轮对旋转至前进方向刚好为横标线的延伸方向为止，将锁紧组件调节为锁紧状态并使得运输车继续行驶，则运输车能够横向移动至检修位置。运输车需要由第一方向移动转换为横向移动时的具体过程可参考上述过程。
为了保证待修车体在运输过程中的安全稳定性，可以加强运输车与待修车体的连接稳定性，例如，如图8B-8E所示，所述运输车82包括与所述车体821连接的多个支撑机构825，每个所述支撑机构825用于与所述待修车体84的底部旁承841可拆卸地连接，并且每个所述支撑机构825设置为能够在夹紧所述底部旁承841的承载状态以及打开所述底部旁承841的卸载状态之间切换。使用时，当待修车体从拆卸工位或检修工位转运至运输车上时，则调节支撑机构为承载状态；当待修车体需要从运输车上卸载到检修工位时，则调节支撑机构为承载状态，提高了运输车在横向移动时的承载稳定性，避免翻车。
进一步的，所述运输车82包括与多个所述支撑机构825连接的多个伸缩臂826，每个所述伸缩臂826安装于所述车体821并且设置为能够相对于所述车体821沿所述车体821的长度方向进行伸缩运动，以带动多个所述支撑机构825移动，避免空载的运输车在进入或者移出检修工位的检修位置时与检修工位的驾车器发生干涉，也避免了空载的运输车在进入拆卸工位时与拆卸工位的驾车器发生干涉，安全便利。其中，该支撑机构825包括卡爪结构，其中，卡爪结构的夹紧爪825a固定在伸缩臂的背离车体的一端。使用时，当运输车上载着待修车体进行运输作业时，使伸缩臂处于伸长状态，然后将支撑机构与待修车体84的底部旁承841连接，提高了待修车体在运输过程中的稳定性；当空载的运输车进入或移出检修工位时，或者是空载的运输车移动至拆卸工位时，将支撑机构与待修车体84的底部旁承841拆开，然后调节伸缩臂为收缩状态，以避免运输车与处于升高状态的检修工位的驾车器或者是处于升高状态的拆卸工位的驾车器发生干涉。
根据本发明的一种具体实施方式，多个所述检修工位831包括分别针对车体821的不同部件进行专项检修作业的专项检修工位，使得每个待修车体根据自身的各个损坏部件可以有针对性地进行每个对应所需专项检修工位进行专项检修作业，而待修车体无需进入到针对该待修车体的完好部件进行专项检修作业的其他专项检修工位，提高了检修工位的利用率以及检修作业的效率。
为了有针对性地对待修车体进行输送并检修，以使得待修车体的各个损坏部件都能够进行相应的专项检修作业，所述检修系统包括设置在所述拆卸工位81的预检单元，所述预检单元设置为能够预先检测单个所述待修车体 84的整体状态以得到预检结果并且能够根据所述预检结果确定该待修车体 84需要进行的各个专项检修作业所对应的各个所需专项检修工位，避免了将待修车体运输至该待修车体的完好部件所对应的专项检修工位而导致的不必要的工位占用，提高了待修车体的检修效率。
为了检修系统能够实现自动化控制，减少人工作业强度和作业量，所述检修系统包括控制单元。例如，所述拆卸工位包括反馈单元，所述控制单元分别与所述反馈单元和预检单元电连接，所述控制单元配置为：能够接收所述反馈单元发出的拆卸完成信号，并且根据所述拆卸完成信号启动所述预检单元，以使得所述预检单元开始对单个所述待修车体84的整体状态进行预先检测，有利于提高作业效率；和/或，所述控制单元分别与所述预检单元和所述运输装置电连接，所述控制单元配置为：能够接收所述预检单元针对单个所述待修车体84的整体状态进行预先检测所发出的预检信号，并且根据所述预检信号驱动所述运输装置将该待修车体84从所述拆卸工位81运输到所需专项检修工位，操作简单。其中，反馈单元设置为用于接收操作人员的相关操作并将该操作形成为相应的信号发送至控制单元；预检单元设置为用于接收操作人员的各种操作并将不同的操作形成为相应的预检结果，并且能够把该预检结果转化成相应的信号发送至控制单元。
为了实现通过自动化控制的方式将待修车体从所述拆卸工位81转运至所述运输装置，所述控制单元分别与所述运输装置和所述拆卸工位81的驾车器电连接，所述控制单元配置为：能够接收所述运输装置移至所述拆卸工位81的第一位置信号，并且根据所述第一位置信号控制所述运输装置停止运行以及驱动所述拆卸工位81的驾车器对单个所述待修车体84进行升降操作以使得该待修车体84能够从所述拆卸工位81转运至所述运输装置。其中，第一位置信号是由运输装置在该运输装置移至所述拆卸工位831的拆卸位置 P时发出。
为了实现通过自动化控制的方式将待修车体在所需专项检修工位和所述运输装置之间转运，所述控制单元分别与所述运输装置和每个所需专项检修工位的驾车器电连接，所述控制单元配置为：能够接收所述运输装置移至每个所述所需专项检修工位的第二位置信号，并且根据所述第二位置信号控制所述运输装置停止运行以及驱动该所需专项检修工位的驾车器对该待修车体84进行升降操作以使得该待修车体84能够在该所需专项检修工位和所述运输装置之间转运。其中，拆卸工位包括拆卸位置P，该拆卸位置P设置为拆卸工位81中的拆卸设备对待修车体进行拆卸作业后该待修车体所处的位置，第二位置信号是由运输装置在该运输装置移至每个所述所需专项检修工位831的检修位置N时发出。
待修车体需要通过专项检修工位进行检修作业时，例如，检修单元包括用于检修待修车体的车门的专项检修工位设置为车门专项检修工位831a、用于检修待修车体的钩缓的专项检修工位设置为钩缓专项检修工位831b、用于检修待修车体的扶手的专项检修工位设置为扶手专项检修工位831c、用于检修待修车体的脚蹬的专项检修工位设置为脚蹬专项检修工位831d以及其他专项检修工位，具体过程如下：
首先，整列货车在拆卸工位上进行拆卸作业，以得到单个待修车体；
其次，待拆卸完毕后，反馈单元通过控制单元控制预检单元对单个待修车体的整体状态进行预先检测，并且预检单元通过控制单元控制运输装置将待修车体从拆卸工位的拆卸位置运输到各个所需专项检修工位，以使得检修系统能够对待修车体进行所需的检修作业。
具体的，以待修车体仅仅需要在车门专项检修工位831a、钩缓专项检修工位831b和扶手专项检修工位831c进行检修作业为例，预检单元可以通过控制单元控制运输装置将待修车体从拆卸工位的拆卸位置运输到车门专项检修工位831a、钩缓专项检修工位831b和扶手专项检修工位831c进行相应的专项检修作业，但是不会进入到脚蹬专项检修工位831d以及其他专项检修工位中。其中，运输车将待修车体输送到车门专项检修工位831a、钩缓专项检修工位831b和扶手专项检修工位831c的顺序可以根据现场的这三个专项检修工位的闲置情况灵活调整，每次对待修工位转运时，运输装置都会优选进入处于闲置状态的那个专项检修工位。下面，将以预检单元可以通过控制单元控制运输装置将待修车体从拆卸工位的拆卸位置依次运输到车门专项检修工位831a、钩缓专项检修工位831b和扶手专项检修工位831c进行相应的专项检修作业为例，按照待修车体的作业流程的先后顺序对检修系统中的某些重要工序进行详细说明。第一，在待修车体从拆卸工位转运至运输装置的过程中，运输装置移动至拆卸位置后通过控制单元控制运输装置停止运行并且驱动拆卸工位的驾车器进行升降操作，以将待修车体84从所述拆卸工位81转运至所述运输装置，然后运输装置的伸缩臂调节为伸长状态，再将支撑机构锁紧待修车体的底部旁承。第二、待修车体从拆卸工位运输并转运至车门专项检修工位831a的过程中，具体如下：首先，运输装置从拆卸工位到车门专项检修工位831a的检修位置的运输过程如下：预检单元通过控制单元控制载有待修车体的运输装置移动至车门专项检修工位831a的检修位置处，具体的，运输装置先顺着纵标线(沿第一方向)移动至车门专项检修工位831a入口处的预设位置，然后，将运输装置的行驶方向调节为沿垂直于第一方向的方向，使得运输装置顺着通向该车门专项检修工位831a 的横标线横向移动至车门专项检修工位831a的检修位置；其次，在车门专项检修工位831a的检修位置处，待修车体从运输装置转运到车门专项检修工位831a的过程如下：待运输装置移动至检修位置时，运输装置通过控制单元控制运输装置停止运行，然后，将支撑机构与待修车体的底部旁承拆开，再将运输装置的伸缩臂调节为缩短状态，并且通过控制单元驱动车门专项检修工位831a的驾车器对该待修车体84进行升降操作，以使得该待修车体84 能够从运输装置转运至车门专项检修工位831a。第三、先将待修车体从车门专项检修工位831a转运至运输装置，然后通过运输装置将待修车体输送至车门专项检修工位831a的检修位置，再将待修车体从运输装置转运至钩缓专项检修工位831b，从而完成了将待修车体从车门专项检修工位831a转运至钩缓专项检修工位831b，以便于对待修车体进行钩缓的专项检修作业，当然，具体过程可以参照将待修车体从拆卸工位转运至车门专项检修工位831a。第四、将待修车体从钩缓专项检修工位831b转运至扶手专项检修工位831c，以便于对待修车体进行扶手的专项检修作业，当然，具体过程可以参照将待修车体从拆卸工位转运至车门专项检修工位831a。直到待修车体依次进入到每个所需专项检修工位中，并完成每个所需专项检修工位的专项检修作业为止，运输装置将待修车体运输到检修单元外，备用。
根据本发明的第二种具体实施方式，多个所述检修工位831均设置为集成式检修工位。为了满足多个待修车体需要同时进行检修的使用需求，每个所述检修工位831均设置为集成式检修工位，该集成式检修工位能够用于待修车体的所有部件进行检修作业，也就是说，无论待修车体的损坏情况是否严重，只需要通过运输装置从拆卸工位转运到任意一个集成式检修工位就能完成所有的检修作业，无需在各个检修工位之间进行转运作业。
为了检修系统能够实现自动化控制，减少人工作业强度和作业量，所述检修系统包括控制单元。例如，所述拆卸工位包括反馈单元，所述控制单元分别与所述反馈单元和运输装置电连接，所述控制单元配置为：能够接收所述反馈单元发出的拆卸完成信号，并且根据所述拆卸完成信号启动驱动所述运输装置向所述拆卸工位81移动。其中，反馈单元设置为用于接收操作人员的相关操作并将该操作形成为相应的信号发送至控制单元。
为了实现通过自动化控制的方式将待修车体从所述拆卸工位81转运至所述运输装置，所述控制单元分别与所述运输装置和所述拆卸工位81的驾车器电连接，所述控制单元配置为：能够接收所述运输装置移至所述拆卸工位81的第一位置信号，并且根据所述第一位置信号控制所述运输装置停止运行以及驱动所述拆卸工位81的驾车器对单个所述待修车体84进行升降操作以使得该待修车体84能够从所述拆卸工位81转运至所述运输装置；其中，第一位置信号是由运输装置在该运输装置移至所述拆卸工位831的拆卸位置 P时发出。
为了实现通过自动化控制的方式提高集成式检修工位的利用率，并为每个集成式检修工位分配合理的任务量，避免出现某些集成式检修工位处于排队拥挤状态而其他集成式检修工位却处于闲置状态，每个所述集成式检修工位包括提示单元，所述控制单元分别与所述运输装置和每个所述提示单元电连接，所述控制单元配置为：能够接收到每个所述提示单元发出的对应每个所述集成式检修工位处于闲置状态的闲置信号，并且根据该闲置信号驱动承载有所述待修车体84的所述运输装置移动至处于闲置状态的其中一个所述集成式检修工位。
为了实现通过自动化控制的方式将待修车体从运输装置转运到集成式检修工位，所述控制单元分别与所述运输装置和每个所述集成式检修工位的驾车器电连接，所述控制单元配置为：能够接收所述运输装置移至处于闲置状态的该集成式检修工位的第二位置信号，并且根据所述第二位置信号控制所述运输装置停止运行以及驱动该集成式检修工位的驾车器对该待修车体 84进行升降操作以使得该待修车体84能够在该集成式检修工位和所述运输装置之间转运。
根据本发明，当待修车体损坏不严重时，仅需要检修部分损坏部件。为了便于集成式检修工位的操作人员能够利用运输装置进行运输作业的间隙提前准备好针对待修车体的损坏部件进行检修作业的所有工具，缩短待修车体对该集成式检修工位的占用时间，所述拆卸工位81包括预检单元，每个所述集成式检修工位包括显示屏，所述预检单元设置为能够预先检测单个所述待修车体84的整体状态；所述控制单元分别与所述预检单元和每个所述显示屏电连接，所述控制单元设置为能够接收所述预检单元进行预先检测所发出的预检信号并且对所述预检信号进行分析处理以得到预检结果，并且将所述预检结果显示在处于闲置状态的各个该集成式检修工位所对应的显示屏上。
待修车体需要通过集成式检修工位进行检修作业时，具体过程如下：
首先，整列货车在拆卸工位上进行拆卸作业，以得到单个待修车体；
其次，待拆卸完毕后，反馈单元通过控制单元控制预检单元对单个待修车体的整体状态进行预先检测，提示单元通过控制单元控制运输装置将待修车体从拆卸工位的拆卸位置运输到处于闲置状态的集成式检修工位进行检修作业，同时预检单元通过控制单元控制该集成式检修工位的显示屏上显示出该待修车体进行检修作业的各个部件的名称。其中，提示单元设置为用于接收操作人员的相关操作并将该操作形成为相应的信号发送至控制单元；预检单元设置为用于接收操作人员的各种操作并将不同的操作形成为相应的预检信号发送至控制单元。
下面，将按照待修车体在具体操作流程中的先后顺序对检修系统中的某些重要工序进行详细说明。第一，在待修车体从拆卸工位转运至运输装置的过程中，可参考检修工位设置为专项检修工位时待修车体从拆卸工位转运至运输装置的具体操作过程。第二、待修车体从拆卸工位运输并转运至集成式检修工位的过程中，具体如下：一方面，提示单元通过控制单元控制运输装置将待修车体从拆卸工位的拆卸位置运输到处于闲置状态的集成式检修工位进行检修作业，具体的，待修车体先通过运输装置从拆卸工位运输到处于闲置状态的集成式检修工位、再从运输装置转运至该集成式检修工位的具体过程，可以参考检修工位设置为专项检修工位时待修车体从拆卸工位转运至车门专项检修工位831a的具体操作过程，然后，该集成式检修工位能够对该待修车体的所有损坏部件进行检修作业，待修车体在该集成式检修工位完成检修作业后直接通过运输装置运出检修单元，备用，无需再次进入其他的集成式检修工位；另一方面，同时预检单元通过控制单元控制该集成式检修工位的显示屏上显示出该待修车体进行检修作业的各个部件的名称，以便于该集成式检修工位的操作人员能够利用运输装置从拆卸工位到该集成式检修工位的运输时间提前准备好该待修车体的损坏部件所需的检修工具，缩短了待修车体在该集成式检修工位的占用时间。
由于Z4修要求高效率、高质量完成检修任务，提出了一种适合状态修的车体检修系统，车体全面检修不在固定台位完成，按流水线配置检修工位；零部件不需配送到每一检修台位，相同零部件送专一工位。
如图9A～9C所示，本发明实施例的车体检修系统包括第一检修线、第二检修线、吊运机构以及运送机构；第一检修线具有间隔设置的多个轻检修工位并配置为：能够接收第一状态等级的车体91并允许第一状态等级的车体91在多个轻检修工位间移动；第二检修线具有间隔设置并用于对第二状态等级的车体92进行检修的多个重检修工位；吊运机构设置在第一检修线和第二检修线的上方并配置为：能够在轻检修工位与重检修工位之间、多个重检修工位之间以及在第一检修线、第二检修线与运送机构之间吊运车体；运送机构设置在第一检修线和第二检修线的末端以接收车体并将车体运送至下一工序。
通过上述技术方案，车体在全面修之前先进行车况预检，根据不同的状态等级分别送入第一检修线和第二检修线，第一状态等级的车体91在多个轻检修工位间移动以进行轻检修工作，第二状态等级的车体92在多个重检修工位间移动以进行重检修工作，当发现送入检修线的车体的车况判断有误时，可以使用吊运机构将车体吊运至另一个检修线进行检修。当车体经过检修线的检修工序之后，车体被送至检修线末端的运送机构，由运送机构将车体运送至下一工序。本发明与现有技术相比，不再采用运输检修零部件至车体的做法，而是将车体作为可移动物体在各个检修工位之间移动，每一个检修工位都备有检修所需的零部件，从而缩短了检修时间，提高了检修效率。并且零部件直接送至指定的工位，也大大缩短了送件路线，节约了生产面积。
应当理解的是，车体可以通过吊运机构在轻检修工位之间或重检修工位之间移动，吊运机构可以采用天车等结构实现吊运车体的功能。
在全面修的过程中，对于第一状态等级的车体91而言，其每一项轻检修工作时间较短，因此，为了进一步提高检修效率，车体检修系统包括循环运输组件，循环运输组件具有能够承载第一状态等级的车体91并使其在多个轻检修工位间移动的运输车911。也就是说，第一状态等级的车体91由运输车911承载并在多个轻检修工位间移动，当移动至某一轻检修工位进行检修时，运输车911停止移动，第一状态等级的车体91仍然置于运输车911 上而不必专门放置在固定的检修台上，当检修完毕后，运输车911启动并承载第一状态等级的车体91移动至下一轻检修工位，从而大大提高了检修效率。
而采用循环运输的好处是，运输车911在经过了全部的轻检修工位后，能够自动回到第一检修线的首端处，进行下一次的运输工作，自动化程度高。
具体的，循环运输组件包括用于引导运输车911的移动的循环轨道。循环轨道与运输车911的配合可以采用滑轮滑轨、铁路车列等配合方式，只要运输车911能够在循环轨道的引导下沿着循环轨道移动即可。
在本发明的一些实施方式中，如图9A和图9B所示，循环轨道包括第一运输轨道9121、第二运输轨道9122以及两条连接轨道9123，第一运输轨道9121沿多个轻检修工位的排列方向设置，第二运输轨道9122与第一运输轨道9121平行设置，第一运输轨道9121与第二运输轨道9122之间通过两条连接轨道9123连接以形成循环。也就是说，第一状态等级的车体91沿第一运输轨道9121的长度方向移动即可经过全部的轻检修工位，当吊运机构将车体吊离运输车911后，运输车911依次经过连接轨道9123、第二运输轨道9122以及连接轨道9123而再次回到第一运输轨道9121。
为了尽可能缩短运输车911的移动距离，需要将连接轨道9123垂直于第一运输轨道9121设置，但是这样就增加了运输车911的转向角度，使得运输车911的转向变得困难，为了解决这一转向问题，循环轨道可以包括用于改变运输车911的移动方向的第一转盘913，连接轨道9123通过第一转盘 13与第一运输轨道9121以及第二运输轨道9122连接。当运输车911移动至第一转盘913后，运输车911停止移动，这时第一转盘913转动90度使得运输车911的前进方向也转动90度，之后运输车911再移动即可，顺利完成转向。
为了节省整个车体检修系统的占地面积，降低运营成本，如图9B和图 9C所示，第二运输轨道9122可以沿多个重检修工位的排列方向设置，第二检修线包括用于承载第二状态等级的车体92的架车器921，架车器921设置在重检修工位位置，架车器921的下部具有允许运输车911通过的空间。也就是说，第一检修线和第二检修线之间的宽度与第一运输轨道9121和第二运输轨道9122之间的宽度相同，并且运输车911的回程路线刚好逆向经过第二检修线。而第二状态等级的车体92在重检修工位之间的移动都是由吊运机构吊运完成，当第二状态等级的车体92吊运移动至某一重检修工位时，由于重检修的时间较长，不适宜在吊运状态下对车体直接进行检修，因此会将第二状态等级的车体92放置在重检修工位位置处的架车器921上再进行检修。为了使这些架车器921不会影响运输车911的移动，架车器921的下部设置有足够的空间供运输车911穿行。
同时也可以看出，由于第一检修线与第二检修线相互平行，车体也仅沿着检修线移动，不会存在车体、人员横穿检修线的情况，大大提高了检修工作的安全性。
当车体完成重检修或轻检修之后，需要吊运机构将车体吊运至落成工位 S处等待下一步工作，为了进一步简化车体的运输流程，运送机构可以包括转向架931，转向架931能够承载车体并在落成工位S以及下一工序之间移动。也就是说，当车体完成检修并由吊运机构吊运时，在落成工位S位置已经放置有转向架931，车体由吊运机构直接吊运至该转向架931上，并由转向架931承载移动至下一工序。省去了先吊运至落成工位S，再由落成工位 S搬运至转向架931上的步骤。
具体的，运送机构包括第一运送轨道9321、第二运送轨道9322以及存放轨道9323，第一运送轨道9321在第一检修线的末端与下一工序之间延伸设置，第二运送轨道9322在第二检修线的末端与下一工序之间延伸设置；存放轨道9323用于存放转向架931并分别与第一运送轨道9321以及第二运送轨道9322连接，以向第一运送轨道9321以及第二运送轨道9322提供转向架931。
在本发明的一些实施方式中，落成工位S即位于第一运送轨道9321和第二运送轨道9322的某一处。
在初始状态时，转向架931都存放在存放轨道9323，当需要转向架931 移动至落成工位S时，转向架931由存放轨道9323移动至第一运送轨道9321 或第二运送轨道9322的落成工位S处，停止，等待吊运机构将车体吊运至转向架931。当转向架931装载车体完毕，转向，沿第一运送轨道9321或第二运送轨道9322移动至下一工序。
为了尽可能缩短转向架931的移动距离，需要将存放轨道9323垂直连接于第一运送轨道9321或第二运送轨道9322，但是这样就增加了转向架931 的转向角度，使得转向架931的转向变得困难，为了解决这一转向问题，运送机构可以包括用于改变转向架931的移动方向的第二转盘933，存放轨道 9323通过第二转盘933分别与第一运送轨道9321以及第二运送轨道9322。当转向架931移动至第二转盘933后，转向架931停止移动，这时第二转盘933转动90度使得转向架931的前进方向也转动90度，之后转向架931再移动即可，顺利完成转向。
为进一步实现自动化控制，车体检修系统可以包括检测单元和控制单元，控制单元分别与第一检修线、第二检修线、吊运机构、运送机构以及检测单元电联接；检测单元配置为能够向控制单元发出轻检修指令、重检修指令、换线指令以及运送指令；控制单元配置为：接收轻检修指令并驱动第一检修线以使第一状态等级的车体91在多个轻检修工位间移动，接收重检修指令并驱动吊运机构以使第二状态等级的车体92在多个重检修工位间移动，接收换线指令并驱动吊运机构以使车体在轻检修工位与重检修工位之间移动，接收运送指令并驱动运送机构将车体移动至下一工序。
检测单元用于接收操作人员的各种操作并将不同的操作形成相应的指令发送至控制单元。检测单元、控制单元可以是PLC控制电路等公知技术，只要能够实现将操作人员的操作动作转化为电信号并控制第一检修线、第二检修线、吊运机构以及运送机构运作即可。
通过采用本发明实施例的车体检修系统，达到了缩短检修时间、提高检修效率的目的；并且检修过程不存在空间交叉现象，保证了安全生产的需要；缩短了运送零部件的路线，节约了生产面积。
另外，本发明实施例还提供了数据中心，通过底层车列技术状态、诊断决策系统和生产指挥系统统一格式的数据建立大数据中心，实现对车列零部件全寿命周期数据、车列检修历史记录、4T设备的原始测试数据、运行里程信息的全面管理，并形成对零部件剩余寿命预测阈值的反馈指导，形成闭环反馈机制，从而指导修程的合理判定。
底层车列技术状态数据中心建设。数据中心为检修工作提供完备的信息化技术平台支撑，是检修工作的信息化核心处理系统。车列技术状态数据中心的建设主要包括数据中心硬件IT基础架构设计和数据中心应用软件建设两部分内容，状态修数据中心硬件IT基础架构设计主要实现对数据中心应用软件系统、生产调度指挥系统、诊断模型系统等课题所需要的IT基础架构环境、容灾备份关系进行设计；数据中心应用软件系统实现对车列零部件全生命周期数据、车列检修历史记录、运行里程信息的全面管理，并形成对零部件剩余寿命预测阈值的反馈指导，形成闭环反馈机制，从而指导修程的合理判定。
研究方法为通过建立静态实验环境和动态试验环境，将运行里程计算等关键算法用HMIS历史数据，ATIS报文数据等首先在试验环境测试完毕，并与试验列车同步测试，增加系统研发测试时间，提高数据准确性；通过对检修运用业务流程、既有信息系统应用情况、信息化管理情况等进行现场调研和研究，同时对工艺规程设定的配件检修流程和工艺过程，设置的检修过程配件采集的信息等进行调研研究，确定最适合检修数据中心建设的应用软件过程；通过建立大数据技术方案层次结构模型，对比各层元素间的相对重要性构造判断矩阵，求解判断矩阵特征向量，从而求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最终通过加权平均的方法选出最优方案。
车列及零部件的走行公里是车列技术状态以及车列零部件剩余寿命预测和失效规律研究的关键性基础信息，为了准确的知道车列及零部件的公里数，提出了一种基于GPS定位技术实现神华货车状态修货车走行公里补充的算法。该算法可以改变传统依靠人为经验以及通过车列在场站停留时间而进行距离估算的传统支线走行里程估计的模式，通过GPS定位技术、关键场站经纬度坐标和地面识别设备提供的ATIS数据实现匹配，识别进出港口、装卸煤矿厂等关键作业场站时间，通过GPS定位技术传回的该时间段内的走行公里，作为关键作业场站的支线走行里程。
诊断决策系统建设。通过对检测数据进行深入研究与综合开发应用，实现对车列技术状态的全面掌握。通过设计车列配件剩余寿命指标、零部件失效规律指标、车列技术状态检测系统数据指标，建立评价货车状态的指标体系阈值，建立车列健康诊断模型并开发健康诊断信息系统，研究检修修程，实现对车列健康状态的诊断，根据诊断结果结合修程，给出科学决策，从而实现对故障的精准施修与寿命管理配件的快速、批量换检修，并将车列修程诊断决策报告和车列技术状态诊断报告推送给统一格式的数据中心。研究方法为基于数据驱动的剩余寿命预测方法，建立剩余寿命模型，利用剩余寿命预测相关方法对关键零部件进行剩余寿命预测，结合零部件失效规律和零部件寿命管理体系及整体失效规律和监测数据，对个体的剩余寿命进行更新。采用统计学分析方法，分析车列零部件剩余寿命分布、状态参数分布、THDS 温升数据时间序列趋势分析，异常点识别、TPDS冲击当量变化趋势分析等。采用统计学方法研究检测设备全过程检测数据在运行里程维度的发展趋势、并进行规律性的预判，在规律中分析出里程和规律之间的关系。通过建立机器学习模型，对历史检测及维修数据进行挖掘，得到数据的潜在规律。采取基于数据驱动的模式，通过搭建大数据平台，深度挖掘货车检测数据与检修数据，实现对零部件健康状态预测，不断修正车列健康诊断模型。采用合适的数据分析方法对其进行深入分析、挖掘。利用专家系统、神经网络、模糊综合评判等方法，研究零部件在车列状态评价中的重要程度以及诊断模型的各指标权重。
生产指挥系统。将零部件寿命预测、状态动态监测值、健康诊断报告、修理策略判别模型等各要素统一汇集、综合研判，指导状态修在生产实践中的落地实施，并将输出结果推送给统一格式的数据中心。对现场生产布局信息、列车及车列监控的信息化管理现状、现场作业流程及数据交互方式进行调研，对计划预防修和状态修两种模式下的作业流程及信息采集表单、工艺标准及判别依据、异常处置流程、监控项目等进行详细的梳理对比，采用“增量+迭代+瀑布”的组合模型进行生产指挥系统开发。
检修后的信息推送到统一格式的数据中心。在状态修各级修程中，车列及零部件均需要将大量的信息推送到统一格式的数据中心，形成闭环反馈机制，从而指导修程的合理判定。推送的车列及零部件信息主要包括三大类：身份信息、履历信息、检修信息。身份信息是指零件的制造厂家、日期、材质等原始信息。履历信息是零件在整个寿命期内在多个车列上的装拆情况。检修信息是零件在整个寿命期内每一次的检测情况和修理情况。
通过列车途中运行状态数据和在线修数据及状态修检修数据的长期积累，形成大数据的自学习、自管理，修正检修判别模型，实现精准修理，降低成本。
本发明检修方法以车列服役里程为主，车列实际状态基本一致，以车列为单元进行检修，检修方法是依据车列实际状态，通过判别模型进行提前预警，避免过度检、测、拆、探、修，同时，能够保证车列运行安全。
本发明车列的技术状态以机检为主，应用无人值守的动态智能检测、监测系统，获取准确的车列技术状态数据，通过数据中心的综合评判专家系统，准确找到车列性能和零部件磨耗、形状、尺寸、裂纹、剩余寿命等演变规律。
本发明车列检修工艺内容简单，检修用时短，且修理内容针对性强，统一标准，实现快速、经济维修，成本低，车列使用效率高。
本发明修程按照运用里程间隔布置与车列实际技术状态相匹配，通过综合判别模型的自动量化指标，形成快速精准维修方法。保证车列全寿命周期内检修频次低，执行的检修作业标准动态、灵活，成本低。
本发明通过车列状态智能监测，实现实时监控、判别、诊断、决策。通过健康状态的综合判别，实现修程自动判别和故障精准判定。基本杜绝临时扣车的问题，提高铁路运输效率。
图10是本发明一实施例提供的基于轨道车列技术状态的检修系统的结构示意图。如图10所示，该系统包括：检测模块1、处理模块2以及控制模块3，其中，所述检测模块1用于检测所述车列的服役里程和所述至少一个零部件的监测数据；所述处理模块2用于：根据所述车列的服役里程，确定所述至少一个零部件中每个零部件的剩余寿命；根据所述每个零部件的剩余寿命以及所述每个零部件的监测数据确定所述每个零部件的检修时机；所述控制模块3用于：根据所述每个零部件的检修时机，对所述至少一个零部件进行分级检修。
优选地，在所述零部件为轮对时，所述轮对与钢轨接触，所述钢轨包括半径最大的第一圆弧和第二圆弧，根据所述车列的服役里程，确定所述轮对的剩余寿命包括：检测所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离；根据轨面与所述轮对的偏移量、所述钢轨相对轮对的顶面上移量、所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离确定钢轨顶面曲线方程；根据所述钢轨顶面曲线方程和所述轮对踏面曲线坐标，确定钢轨接触区域的变形量方程；根据所述钢轨接触区域的变形量方程，计算所述钢轨相对所述轮对的变形面积；根据所述钢轨相对所述轮对的变形面积等于预设的轮对变形面积时的钢轨相对轮对的顶面上移量、所述钢轨接触区域的变形量方程、所述轮对踏面曲线坐标以及所述轮对踏面各点的滚动磨耗量与变形量大小的比例系数，得到磨耗后的轮对踏面曲线坐标；以等于服役里程内的轮对碾压次数重复上述过程，得到所述轮对的踏面外形，以确定所述轮对的剩余寿命。
优选地，在所述零部件为车钩钩体时，根据所述车列的服役里程，确定所述车钩钩体的剩余寿命包括：检测所述车钩钩体的初始裂纹尺寸；根据每级载荷谱的载荷以及所述车钩钩体的初始裂纹尺寸，确定每级载荷谱的裂纹前沿各节点的应力强度因子范围；根据所述每级载荷谱的裂纹前沿各节点的应力强度因子范围、所述每级载荷谱的载荷应力比以及所述载荷谱总循环次数确定裂纹前沿各节点的平均裂纹扩展速率；根据扩展点的平均裂纹扩展速率和设定的裂纹扩展点的扩展量确定单次裂纹扩展所需的循环加载次数；根据所述单次裂纹扩展所需的循环加载次数和所述扩展点以外的节点的平均裂纹扩展速率确定所述扩展点以外的节点的扩展量；根据所述扩展点以外的节点的扩展量和初始裂纹尺寸确定新的裂纹尺寸，并使用所述新的裂纹尺寸作为所述初始裂纹尺寸重复上述步骤，直到所述裂纹前沿各节点的最大应力强度因子有任一者等于断裂韧性；根据每次重复步骤得到的单次裂纹扩展所需的循环加载次数、载荷谱的频次以及载荷谱对应的服役里程确定所述车钩钩体的剩余寿命。
优选地，在所述零部件为表面强化部件时，根据所述车列的服役里程，确定所述表面强化部件的剩余寿命包括：对所述表面强化部件进行建模，得到三维几何模型；对所述三维几何模型进行网格划分，得到有限元模型；根据实测的表面强化部件的残余应力，对所述有限元模型分层植入不同的残余应力，使得根据所述有限元模型模拟的残余应力分布与实测的表面强化部件的残余应力分布相同；在所述含有残余应力的有限元模型中插入半椭圆形裂纹，基于裂纹计算参数和外载数据，得到所述表面强化部件的剩余寿命。
优选地，根据所述每个零部件的剩余寿命以及所述每个零部件的监测数据确定所述每个零部件的检修时机包括：按照所述每个零部件的类型，根据所述车列的服役里程以及类型对应的剩余寿命评分模型，得到所述每个零部件的剩余寿命分值；根据所述每个零部件的监测数据，得到所述每个零部件的状态监测分值；将所述每个零部件的剩余寿命分值与状态监测分值的差值确定为所述每个零部件的健康状态得分；当零部件的健康状态得分小于检修阈值时需要进行检修。
优选地，所述根据所述每个零部件的监测数据，得到所述每个零部件的状态监测分值包括：分别从THDS车列轴温智能探测系统、TPDS货车运行状态地面安全监测系统、TADS铁路货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统、TWDS货车轮对尺寸动态检测系统以及TFDS铁路货车运行故障动态图像监测系统获取所述车列的监测数据；从所述车列的监测数据中提取所述每个零部件的监测数据；当所述每个零部件的监测数据中包括THDS报警数据时，根据所述THDS报警数据对应的温度报警等级，以及所述温度报警等级与温度报警扣分值的预设对应关系，得到所述每个零部件的THDS状态参数监测分值；当所述每个零部件的监测数据中包括TPDS报警数据时，根据所述TPDS报警数据对应的损伤报警等级，以及所述损伤报警等级与损伤报警扣分值的预设对应关系，得到所述每个零部件的TPDS状态参数监测分值；当所述每个零部件的监测数据中包括TADS当前报警数据时，从TADS中获取所述每个零部件前预设次数探测得到的历史报警数据，并根据 W(X1,X2,X3,X4)＝λ3X3(λ1X1+λ2X2+λ4X4)，得到所述每个零部件的TADS状态参数监测分值W，其中，X1为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中最大报警等级数对应的扣分基数，X2为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中报警等级数对应的扣分基数之和，X3为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中报警次数与报警类型的商，X4为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中最大连续报警次数，λ1,λ2,λ3,λ4为调节系数；当所述每个零部件的监测数据中包括TWDS监测数据时，根据预设TWDS监测数据范围以及预设数据权重，得到所述每个零部件的TWDS状态参数监测分值；当所述每个零部件的监测数据中包括TFDS报警数据时，根据所述TFDS报警数据对应的严重等级，以及所述严重等级与故障扣分值的预设对应关系，得到所述每个零部件的TFDS状态参数监测分值；根据所述每个零部件的状态参数监测分值以及对应的预设参数权重，得到所述每个零部件的状态监测分值。
优选地，所述系统还包括闸瓦运送系统，所述闸瓦运送系统包括：能够沿车列的长度方向移动的运送器和用于盛放闸瓦的托盘，所述运送器具有用于容纳所述托盘的容纳腔；所述运送器配置为：能够将所述容纳腔中的所述托盘放置在位于所述运送器的外部的预设位置，并且能够从所述预设位置拾取所述托盘并移至所述容纳腔中；所述运送器的下部具有能够允许所述托盘通过的穿行空间。
优选地，所述系统还包括车钩缓冲装置检修台，所述车钩缓冲装置检修台包括车体移动机构以及检修机构；所述检修机构包括间隔设置的用于对车列的车钩缓冲装置的不同部件进行单独的检修的至少两个检修单元；所述车体移动机构配置为能够驱动所述车列在所述检修单元之间移动。
优选地，所述系统还包括货车车体的检修系统，所述检修系统包括拆卸工位、运输装置和检修单元，其中，所述拆卸工位设置为能够用于拆卸待修的整列货车以得到多个待修车体；所述检修单元包括用于分别对单个所述待修车体进行检修作业的多个检修工位；所述运输装置设置为能够承载单个所述待修车体并且能够将该待修车体运输到处于闲置状态的所述检修工位。
优选地，所述系统还包括车体检修系统，所述车体检修系统包括第一检修线、第二检修线、吊运机构以及运送机构；所述第一检修线具有间隔设置的多个轻检修工位并配置为：能够接收第一状态等级的车体并允许所述第一状态等级的车体在多个所述轻检修工位间移动；所述第二检修线具有间隔设置并用于对第二状态等级的车体进行检修的多个重检修工位；所述吊运机构设置在所述第一检修线和所述第二检修线的上方并配置为：能够在所述轻检修工位与所述重检修工位之间、多个所述重检修工位之间以及在所述第一检修线、所述第二检修线与所述运送机构之间吊运车体；所述运送机构设置在所述第一检修线和所述第二检修线的末端以接收所述车体并将所述车体运送至下一工序。
上述基于轨道车列技术状态的检修系统与上文所述的基于轨道车列技术状态的检修方法的实施例类似，在此不再赘述。
通过上述技术方案，采用本发明提供的基于轨道车列技术状态的检修方法和系统，检测所述车列的服役里程和所述至少一个零部件的监测数据；根据所述车列的服役里程，确定所述至少一个零部件中每个零部件的剩余寿命；根据所述每个零部件的剩余寿命以及所述每个零部件的监测数据确定所述每个零部件的检修时机；根据所述每个零部件的检修时机，对所述至少一个零部件进行分级检修。够更好保证车列运行安全，车列使用效率高，提高铁路运输效率。
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 (18)
1.一种基于轨道车列技术状态的检修方法，其特征在于，该方法包括：
检测所述车列的服役里程和至少一个零部件的监测数据；
根据所述车列的服役里程，确定所述至少一个零部件中每个零部件的剩余寿命，其中，在所述零部件为轮对时，确定轮对的剩余寿命包括：所述轮对与钢轨接触，所述钢轨包括半径最大的第一圆弧和与轮缘接触的位置的第二圆弧，检测所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离；根据轨面与所述轮对的偏移量、所述钢轨相对轮对的顶面上移量、所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离确定钢轨顶面曲线方程；根据所述钢轨顶面曲线方程和所述轮对踏面曲线坐标，确定钢轨接触区域的变形量方程；根据所述钢轨接触区域的变形量方程，计算所述钢轨相对所述轮对的变形面积；根据所述钢轨相对所述轮对的变形面积等于预设的轮对变形面积时的钢轨相对轮对的顶面上移量、所述钢轨接触区域的变形量方程、所述轮对踏面曲线坐标以及所述轮对踏面各点的滚动磨耗量与变形量大小的比例系数，得到磨耗后的轮对踏面曲线坐标；以等于设置的服役里程内的轮对碾压次数重复上述步骤，以确定所述轮对的剩余寿命；
根据所述每个零部件的剩余寿命以及所述每个零部件的监测数据确定所述每个零部件的检修时机；
根据所述每个零部件的检修时机，对所述至少一个零部件进行分级检修。
2.根据权利要求1所述的基于轨道车列技术状态的检修方法，其特征在于，在所述零部件为车钩钩体时，根据所述车列的服役里程，确定所述车钩钩体的剩余寿命包括：
检测所述车钩钩体的初始裂纹尺寸；
根据每级载荷谱的载荷以及所述车钩钩体的初始裂纹尺寸，确定每级载荷谱的裂纹前沿各节点的应力强度因子范围；
根据所述每级载荷谱的裂纹前沿各节点的应力强度因子范围、所述每级载荷谱的载荷应力比以及载荷谱总循环次数确定裂纹前沿各节点的平均裂纹扩展速率；
根据扩展点的平均裂纹扩展速率和设定的裂纹扩展点的扩展量确定单次裂纹扩展所需的循环加载次数；
根据所述单次裂纹扩展所需的循环加载次数和所述扩展点以外的节点的平均裂纹扩展速率确定所述扩展点以外的节点的扩展量；
根据所述扩展点以外的节点的扩展量和初始裂纹尺寸确定新的裂纹尺寸，并使用所述新的裂纹尺寸作为所述初始裂纹尺寸重复上述步骤，直到所述裂纹前沿各节点的最大应力强度因子有任一者等于断裂韧性；
根据每次重复步骤得到的单次裂纹扩展所需的循环加载次数、载荷谱的频次以及载荷谱对应的服役里程确定所述车钩钩体的剩余寿命。
3.根据权利要求1所述的基于轨道车列技术状态的检修方法，其特征在于，在所述零部件为表面强化部件时，根据所述车列的服役里程，确定所述表面强化部件的剩余寿命包括：
对所述表面强化部件进行建模，得到三维几何模型；
对所述三维几何模型进行网格划分，得到有限元模型；
根据实测的表面强化部件的残余应力，对所述有限元模型分层植入不同的残余应力，使得根据所述有限元模型模拟的残余应力分布与实测的表面强化部件的残余应力分布相同；
在含有残余应力的有限元模型中插入半椭圆形裂纹，基于裂纹计算参数和外载数据，得到所述表面强化部件的剩余寿命。
4.根据权利要求1所述的基于轨道车列技术状态的检修方法，其特征在于，根据所述每个零部件的剩余寿命以及所述每个零部件的监测数据确定所述每个零部件的检修时机包括：
按照所述每个零部件的类型，根据所述车列的服役里程以及类型对应的剩余寿命评分模型，得到所述每个零部件的剩余寿命分值；
根据所述每个零部件的监测数据，得到所述每个零部件的状态监测分值；
将所述每个零部件的剩余寿命分值与状态监测分值的差值确定为所述每个零部件的健康状态得分；
当零部件的健康状态得分小于检修阈值时需要进行检修。
5.根据权利要求1所述的基于轨道车列技术状态的检修方法，其特征在于，所述根据所述每个零部件的监测数据，得到所述每个零部件的状态监测分值包括：
分别从THDS车辆轴温智能探测系统、TPDS货车运行状态地面安全监测系统、TADS铁路货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统、TWDS货车轮对尺寸动态检测系统以及TFDS铁路货车运行故障动态图像监测系统获取所述车列的监测数据；
从所述车列的监测数据中提取所述每个零部件的监测数据；
当所述每个零部件的监测数据中包括THDS报警数据时，根据所述THDS报警数据对应的温度报警等级，以及所述温度报警等级与温度报警扣分值的预设对应关系，得到所述每个零部件的THDS状态参数监测分值；
当所述每个零部件的监测数据中包括TPDS报警数据时，根据所述TPDS报警数据对应的损伤报警等级，以及所述损伤报警等级与损伤报警扣分值的预设对应关系，得到所述每个零部件的TPDS状态参数监测分值；
当所述每个零部件的监测数据中包括TADS当前报警数据时，从TADS中获取所述每个零部件前预设次数探测得到的历史报警数据，并根据W(X 1,X 2,X 3,X 4)=λ 3 X 3(λ 1 X 1+λ 2 X 2+λ 4 X 4)，得到所述每个零部件的TADS状态参数监测分值W，其中，X 1为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中最大报警等级数对应的扣分基数，X 2为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中报警等级数对应的扣分基数之和，X 3为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中报警次数与报警类型的商，X 4为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中最大连续报警次数，λ 1,λ 2,λ 3,λ 4为调节系数；
当所述每个零部件的监测数据中包括TWDS监测数据时，根据预设TWDS监测数据范围以及预设数据权重，得到所述每个零部件的TWDS状态参数监测分值；
当所述每个零部件的监测数据中包括TFDS报警数据时，根据所述TFDS报警数据对应的严重等级，以及所述严重等级与故障扣分值的预设对应关系，得到所述每个零部件的TFDS状态参数监测分值；
根据所述每个零部件的状态参数监测分值以及对应的预设参数权重，得到所述每个零部件的状态监测分值。
6.根据权利要求1所述的基于轨道车列技术状态的检修方法，其特征在于，所述检修使用闸瓦运送系统，所述闸瓦运送系统包括：
能够沿车列的长度方向移动的运送器和用于盛放闸瓦的托盘，所述运送器具有用于容纳所述托盘的容纳腔；所述运送器配置为：能够将所述容纳腔中的所述托盘放置在位于所述运送器的外部的预设位置，并且能够从所述预设位置拾取所述托盘并移至所述容纳腔中；所述运送器的下部具有能够允许所述托盘通过的穿行空间。
7.根据权利要求1所述的基于轨道车列技术状态的检修方法，其特征在于，所述检修使用车钩缓冲装置检修台，所述车钩缓冲装置检修台包括车体移动机构以及检修机构；
所述检修机构包括间隔设置的用于对车列的车钩缓冲装置的不同部件进行单独的检修的至少两个检修单元；
所述车体移动机构配置为能够驱动所述车列在所述检修单元之间移动。
8.根据权利要求1所述的基于轨道车列技术状态的检修方法，其特征在于，所述检修使用货车车体的检修系统，所述检修系统包括拆卸工位、运输装置和检修单元，其中，
所述拆卸工位设置为能够用于拆卸待修的整列货车以得到多个待修车体；
所述检修单元包括用于分别对单个所述待修车体进行检修作业的多个检修工位；
所述运输装置设置为能够承载单个所述待修车体并且能够将该待修车体运输到处于闲置状态的所述检修工位。
9.根据权利要求1所述的基于轨道车列技术状态的检修方法，其特征在于，所述检修使用车体检修系统，所述车体检修系统包括第一检修线、第二检修线、吊运机构以及运送机构；
所述第一检修线具有间隔设置的多个轻检修工位并配置为：能够接收第一状态等级的车体并允许所述第一状态等级的车体在多个所述轻检修工位间移动；
所述第二检修线具有间隔设置并用于对第二状态等级的车体进行检修的多个重检修工位；
所述吊运机构设置在所述第一检修线和所述第二检修线的上方并配置为：能够在所述轻检修工位与所述重检修工位之间、多个所述重检修工位之间以及在所述第一检修线、所述第二检修线与所述运送机构之间吊运车体；
所述运送机构设置在所述第一检修线和所述第二检修线的末端以接收所述车体并将所述车体运送至下一工序。
10.一种基于轨道车列技术状态的检修系统，其特征在于，该系统包括：
检测模块、处理模块及控制模块，其中，
所述检测模块用于检测所述车列的服役里程和至少一个零部件的监测数据；
所述处理模块用于：
根据所述车列的服役里程，确定所述至少一个零部件中每个零部件的剩余寿命，其中，在所述零部件为轮对时，确定轮对的剩余寿命包括：所述轮对与钢轨接触，所述钢轨包括半径最大的第一圆弧和与轮缘接触的位置的第二圆弧，检测所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离；根据轨面与所述轮对的偏移量、所述钢轨相对轮对的顶面上移量、所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离确定钢轨顶面曲线方程；根据所述钢轨顶面曲线方程和所述轮对踏面曲线坐标，确定钢轨接触区域的变形量方程；根据所述钢轨接触区域的变形量方程，计算所述钢轨相对所述轮对的变形面积；根据所述钢轨相对所述轮对的变形面积等于预设的轮对变形面积时的钢轨相对轮对的顶面上移量、所述钢轨接触区域的变形量方程、所述轮对踏面曲线坐标以及所述轮对踏面各点的滚动磨耗量与变形量大小的比例系数，得到磨耗后的轮对踏面曲线坐标；以等于设置的服役里程内的轮对碾压次数重复上述步骤，以确定所述轮对的剩余寿命；
根据所述每个零部件的剩余寿命以及所述每个零部件的监测数据确定所述每个零部件的检修时机；
所述控制模块用于：根据所述每个零部件的检修时机，对所述至少一个零部件进行分级检修。
11.根据权利要求10所述的基于轨道车列技术状态的检修系统，其特征在于，在所述零部件为车钩钩体时，根据所述车列的服役里程，确定所述车钩钩体的剩余寿命包括：
检测所述车钩钩体的初始裂纹尺寸；
根据每级载荷谱的载荷以及所述车钩钩体的初始裂纹尺寸，确定每级载荷谱的裂纹前沿各节点的应力强度因子范围；
根据所述每级载荷谱的裂纹前沿各节点的应力强度因子范围、所述每级载荷谱的载荷应力比以及载荷谱总循环次数确定裂纹前沿各节点的平均裂纹扩展速率；
根据扩展点的平均裂纹扩展速率和设定的裂纹扩展点的扩展量确定单次裂纹扩展所需的循环加载次数；
根据所述单次裂纹扩展所需的循环加载次数和所述扩展点以外的节点的平均裂纹扩展速率确定所述扩展点以外的节点的扩展量；
根据所述扩展点以外的节点的扩展量和初始裂纹尺寸确定新的裂纹尺寸，并使用所述新的裂纹尺寸作为所述初始裂纹尺寸重复上述步骤，直到所述裂纹前沿各节点的最大应力强度因子有任一者等于断裂韧性；
根据每次重复步骤得到的单次裂纹扩展所需的循环加载次数、载荷谱的频次以及载荷谱对应的服役里程确定所述车钩钩体的剩余寿命。
12.根据权利要求10所述的基于轨道车列技术状态的检修系统，其特征在于，在所述零部件为表面强化部件时，根据所述车列的服役里程，确定所述表面强化部件的剩余寿命包括：
对所述表面强化部件进行建模，得到三维几何模型；
对所述三维几何模型进行网格划分，得到有限元模型；
根据实测的表面强化部件的残余应力，对所述有限元模型分层植入不同的残余应力，使得根据所述有限元模型模拟的残余应力分布与实测的表面强化部件的残余应力分布相同；
在含有残余应力的有限元模型中插入半椭圆形裂纹，基于裂纹计算参数和外载数据，得到所述表面强化部件的剩余寿命。
13.根据权利要求10所述的基于轨道车列技术状态的检修系统，其特征在于，根据所述每个零部件的剩余寿命以及所述每个零部件的监测数据确定所述每个零部件的检修时机包括：
按照所述每个零部件的类型，根据所述车列的服役里程以及类型对应的剩余寿命评分模型，得到所述每个零部件的剩余寿命分值；
根据所述每个零部件的监测数据，得到所述每个零部件的状态监测分值；
将所述每个零部件的剩余寿命分值与状态监测分值的差值确定为所述每个零部件的健康状态得分；
当零部件的健康状态得分小于检修阈值时需要进行检修。
14.根据权利要求10所述的基于轨道车列技术状态的检修系统，其特征在于，所述根据所述每个零部件的监测数据，得到所述每个零部件的状态监测分值包括：
分别从THDS车辆轴温智能探测系统、TPDS货车运行状态地面安全监测系统、TADS铁路货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统、TWDS货车轮对尺寸动态检测系统以及TFDS铁路货车运行故障动态图像监测系统获取所述车列的监测数据；
从所述车列的监测数据中提取所述每个零部件的监测数据；
当所述每个零部件的监测数据中包括THDS报警数据时，根据所述THDS报警数据对应的温度报警等级，以及所述温度报警等级与温度报警扣分值的预设对应关系，得到所述每个零部件的THDS状态参数监测分值；
当所述每个零部件的监测数据中包括TPDS报警数据时，根据所述TPDS报警数据对应的损伤报警等级，以及所述损伤报警等级与损伤报警扣分值的预设对应关系，得到所述每个零部件的TPDS状态参数监测分值；
当所述每个零部件的监测数据中包括TADS当前报警数据时，从TADS中获取所述每个零部件前预设次数探测得到的历史报警数据，并根据W(X 1,X 2, X 3, X 4)=λ 3 X 3(λ 1 X 1+λ 2 X 2+λ 4 X 4)，得到所述每个零部件的TADS状态参数监测分值W，其中，X 1为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中最大报警等级数对应的扣分基数，X 2为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中报警等级数对应的扣分基数之和，X 3为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中报警次数与报警类型的商，X 4为在所述当前报警数据与所述历史报警数据中最大连续报警次数，λ 1,λ 2,λ 3,λ 4为调节系数；
当所述每个零部件的监测数据中包括TWDS监测数据时，根据预设TWDS监测数据范围以及预设数据权重，得到所述每个零部件的TWDS状态参数监测分值；
当所述每个零部件的监测数据中包括TFDS报警数据时，根据所述TFDS报警数据对应的严重等级，以及所述严重等级与故障扣分值的预设对应关系，得到所述每个零部件的TFDS状态参数监测分值；
根据所述每个零部件的状态参数监测分值以及对应的预设参数权重，得到所述每个零部件的状态监测分值。
15.根据权利要求10所述的基于轨道车列技术状态的检修系统，其特征在于，所述系统还包括闸瓦运送系统，所述闸瓦运送系统包括：
能够沿车列的长度方向移动的运送器和用于盛放闸瓦的托盘，所述运送器具有用于容纳所述托盘的容纳腔；所述运送器配置为：能够将所述容纳腔中的所述托盘放置在位于所述运送器的外部的预设位置，并且能够从所述预设位置拾取所述托盘并移至所述容纳腔中；所述运送器的下部具有能够允许所述托盘通过的穿行空间。
16.根据权利要求10所述的基于轨道车列技术状态的检修系统，其特征在于，所述系统还包括车钩缓冲装置检修台，所述车钩缓冲装置检修台包括车体移动机构以及检修机构；
所述检修机构包括间隔设置的用于对车列的车钩缓冲装置的不同部件进行单独的检修的至少两个检修单元；
所述车体移动机构配置为能够驱动所述车列在所述检修单元之间移动。
17.根据权利要求10所述的基于轨道车列技术状态的检修系统，其特征在于，所述系统还包括货车车体的检修系统，所述检修系统包括拆卸工位、运输装置和检修单元，其中，
所述拆卸工位设置为能够用于拆卸待修的整列货车以得到多个待修车体；
所述检修单元包括用于分别对单个所述待修车体进行检修作业的多个检修工位；
所述运输装置设置为能够承载单个所述待修车体并且能够将该待修车体运输到处于闲置状态的所述检修工位。
18.根据权利要求10所述的基于轨道车列技术状态的检修系统，其特征在于，所述系统还包括车体检修系统，所述车体检修系统包括第一检修线、第二检修线、吊运机构以及运送机构；
所述第一检修线具有间隔设置的多个轻检修工位并配置为：能够接收第一状态等级的车体并允许所述第一状态等级的车体在多个所述轻检修工位间移动；
所述第二检修线具有间隔设置并用于对第二状态等级的车体进行检修的多个重检修工位；
所述吊运机构设置在所述第一检修线和所述第二检修线的上方并配置为：能够在所述轻检修工位与所述重检修工位之间、多个所述重检修工位之间以及在所述第一检修线、所述第二检修线与所述运送机构之间吊运车体；
所述运送机构设置在所述第一检修线和所述第二检修线的末端以接收所述车体并将所述车体运送至下一工序。
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| CN201910506156.XA CN110232452B (zh) | 2019-06-12 | 2019-06-12 | 基于轨道车列技术状态的检修方法和系统 |
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