CN111380708A - 列车轴抱死故障诊断方法及列车轴抱死故障诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种列车轴抱死故障诊断方法及列车轴抱死故障诊断系统，其中，列车轴抱死故障诊断方法包括如下步骤：S1：实时检测轨道列车的各轴转速并计算各轴的轴速度、单车参考速度、单车防滑参考速度和列车参考速度，若单车防滑参考速度不小于临界值，则进行步骤S2，若单车防滑参考速度小于临界值，则进行步骤S3；S2：若轴速度与单车防滑参考速度的速度差△V满足△V≥B+C*V_列车并维持预设时间，则发出抱死信号，其中V_列车为列车参考速度，B和C为常数；S3：若轴速度小于预设速度并维持预设时间，则发出抱死信号。能够降低误抱死故障概率、实现精准的防滑和抱死控制。

Description

列车轴抱死故障诊断方法及列车轴抱死故障诊断系统

技术领域

本发明涉及轨道车辆防滑控制技术领域，具体涉及一种列车轴抱死故障诊断方法及列车轴抱死故障诊断系统。

背景技术

目前高速动车组通过每轴端安装一个霍尔型双通道速度传感器，为制动控制单元(EBCU)提供速度信号，两路采集通道相互独立，一路供EBCUx.1进行防滑控制和轴抱死监测(WSP)，另一路供EBCUx.2进行冗余轴抱死监测(DNRA)。EBCUx.1和EBCUx.2实时采集各轴速度，并计算出车辆参考速度，用于防滑和抱死控制。

而如何降低误抱死故障概率、实现精准的防滑和抱死控制，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车轴抱死故障诊断方法及列车轴抱死故障诊断系统，能够降低误抱死故障概率、实现精准的防滑和抱死控制。

为解决上述技术问题，本发明提供一种列车轴抱死故障诊断方法，其包括如下步骤：

S1：实时检测轨道列车的各轴转速并计算各轴的轴速度、单车参考速度、单车防滑参考速度和列车参考速度，若所述单车防滑参考速度不小于临界值，则进行步骤S2，若所述单车防滑参考速度小于所述临界值，则进行步骤S3；

S2：若所述轴速度与所述单车防滑参考速度的速度差△V满足△V≥B+C*V_列车并维持预设时间，则发出抱死信号，其中V_列车为所述列车参考速度，B和C为常数；

S3：若所述轴速度小于预设速度并维持预设时间，则发出抱死信号。

可选地，所述实时检测列车的各轴转速并计算各轴的轴速度具体包括：

实时检测列车的各轴转速，并根据所述转速计算各轴加速度的计算值；

若所述计算值不小于加速度的极限值，则根据所述极限值计算所述轴速度；

若所述计算值小于所述极限值，则根据所述计算值计算所述轴速度。

可选地，B＝50。

可选地，C＝0.3。

可选地，所述预设速度为1km/h。

可选地，所述单车防滑参考速度、所述列车参考速度均与所述单车参考速度相等。

本发明的技术效果如下：根据各轴转速计算各轴的轴速度并根据轴速度计算单车参考速度、单车防滑参考速度和列车参考速度，并根据两种情形分别判断是否满足抱死检测条件，也就是说，将判断是否满足抱死检测条件细化，可降低误抱死故障概率、实现精准的防滑和抱死控制。

进一步的，在通过各轴转速计算轴速度、单车参考速度时，考虑了加速度这一参数，避免当个别轴速度跳变过大导致误抱死故障的情况，从而实现更精准、更智慧的轨道列车防滑和抱死控制，安全可靠、故障率低。

当根据实际检测的轴转速计算出其加速度的计算值不大于极限值时，说明该计算值是合理的，此时无需对轴速度的计算进行修正，然后根据该计算值计算轴速度，并通过该轴速度计算上述单车参考速度，而当根据实际检测的轴转速计算出其加速度的计算值大于极限值时，说明该计算值是不合理的，需要对轴速度的计算进行修正，具体根据极限值计算该轴的轴速度，然后通过轴速度计算上述单车参考速度，如此一来，能够保证单车参考速度计算的合理性，从而实现更精准、更智慧的轨道列车防滑和抱死控制。

另外，本发明还提供了一种列车轴抱死故障诊断系统，其包括：

检测模块，用于实时检测轨道列车的各轴转速；

第一计算模块，用于根据所述各轴转速计算各轴的轴速度、单车参考速度、单车防滑参考速度和列车参考速度；

第一判断模块，用于判断所述单车防滑参考速度是否小于临界值；

第二判断模块，用于当所述单车防滑参考速度不小于所述临界值时，判断所述轴速度与所述单车防滑参考速度的速度差△V是否满足△V≥B+C*V_列车并维持预设时间；

第三判断模块，用于当所述单车防滑参考速度小于所述临界值时，判断所述轴速度是否小于预设速度并维持预设时间；

报警模块，用于当所述第二判断模块和所述第三判断模块中任一者的判断结果为是时，发出抱死信号。

可选地，所述第一计算模块包括：

第一计算单元，用于根据所述各轴转速计算各轴加速度的计算值；

判断单元，用于判断所述计算值是否小于加速度的极限值；

第二计算单元，用于当所述计算值小于所述极限值时，通过所述计算值计算所述轴速度，并计算所述单车参考速度、所述单车防滑参考速度和所述列车参考速度；以及用于当所述计算值不小于所述极限值时，通过所述极限值计算所述轴速度，并计算所述单车参考速度、所述单车防滑参考速度和所述列车参考速度。

该列车轴抱死故障诊断系统的技术效果与上述列车轴抱死故障诊断方法的技术效果类似，为节约篇幅，在此不再赘述。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的一种列车轴抱死故障诊断方法的流程框图；

图2是列车轴抱死故障诊断方法的详细流程框图；

图3是发明实施例所提供的一种列车轴抱死故障诊断系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-2，图1是本发明实施例所提供的一种列车轴抱死故障诊断方法的流程框图；图2是列车轴抱死故障诊断方法的详细流程框图。

本发明实施例提供了一种列车轴抱死故障诊断方法，如图1所示，该列车轴抱死故障诊断方法包括如下步骤：

S1：实时检测轨道列车的各轴转速并计算各轴的轴速度、单车参考速度、单车防滑参考速度和列车参考速度，若所述单车防滑参考速度不小于临界值，则进行步骤S2，若所述单车防滑参考速度小于所述临界值，则进行步骤S3；

S2：若所述轴速度与所述单车防滑参考速度的速度差△V满足△V≥B+C*V_列车并维持预设时间，则发出抱死信号，其中V_列车为所述列车参考速度，B和C为常数；

S3：若所述轴速度小于预设速度并维持预设时间，则发出抱死信号。

详细的讲，根据实时检测的列车的各轴转速分别计算各轴的轴速度，并计算单车参考速度、防滑参考速度和列车参考速度，其中，防滑参考速度和列车参考速度均与单车参考速度相关，具体可根据单车参考速度获得，然后可对各轴的抱死制动情况进行控制。具体的，对各轴的抱死制动情况的控制包括两种情形，第一种情形是上述计算的防滑参考速度不小于临界值，第二种情形是上述计算的防滑参考速度小于临界值，其中，临界值可根据列车的速度等级、实际应用工况和场景等设定，在此不做具体限制。

若单车参考速度满足上述第一种情形，并且轴速度与单车防滑参考速度的速度差△V满足△V≥B+C*V_列车(其中V_列车为列车参考速度，B和C为常数)并维持预设时间，则达到了抱死检测条件并发出抱死信号；若单车参考速度满足上述第二种情形，并且轴速度小于预设速度并维持预设时间，则达到了抱死检测条件并发出抱死信号。若在上述第一种情形下，△V不满足△V≥B+C*V_列车，或△V满足△V≥B+C*V_列车但并维持预设时间，以及在上述第二种情形下，轴速度不小于预设速度或者轴速度小于预设速度但并未维持预设时间，都不能达到抱死检测条件，不发出抱死信号。将判断是否满足抱死检测条件细化，可降低误抱死故障概率、实现精准的防滑和抱死控制。

相应的，抱死复位需满足的条件也在上述两种情形下展开，具体包括如下条件：第一条件是指第一种情形下(防滑参考速度不小于临界值时)，△V满足△V≥B+C*V_列车；第二条件是指第二种情形下(防滑参考速度小于临界值时)，轴速度不小于预设速度。当满足上述第一条件和第二条件中的任一条件时，抱死故障复位。

在上述实施例中，如图2所示，实时检测列车的各轴转速并计算各轴的轴速度具体包括：实时检测列车的各轴转速，根据各轴转速计算各轴加速度的计算值，并将该加速度的计算值与加速度的极限值相比较，当该轴加速度的计算值不小于该轴加速度的极限值时，则根据极限值计算该轴的轴速度，而当计算值小于极限值时，则根据计算值计算该轴的轴速度，轴速度可用于计算上述单车参考速度。

也就是说，本实施例中，在通过各轴转速计算轴速度、单车参考速度时，考虑了加速度这一参数，避免当个别轴速度跳变过大导致误抱死故障的情况，从而实现更精准、更智慧的轨道列车防滑和抱死控制，安全可靠、故障率低。

具体的，对加速度的极限值的具体数值不做限制，具体可根据列车的实际情况进行设置，保证当轴的实际加速度值不大于该极限值时，列车能够正常运行。当根据实际检测的轴转速计算出其加速度的计算值不大于极限值时，说明该计算值是合理的，此时无需对轴速度的计算进行修正，然后根据该计算值计算轴速度，并通过该轴速度计算上述单车参考速度，而当根据实际检测的轴转速计算出其加速度的计算值大于极限值时，说明该计算值是不合理的，需要对轴速度的计算进行修正，具体根据极限值计算该轴的轴速度，然后通过轴速度计算上述单车参考速度，如此一来，能够保证单车参考速度计算的合理性，从而实现更精准、更智慧的轨道列车防滑和抱死控制。

在上述实施例中，在步骤S2中，若速度差△V满足△V≥B+C*V_列车并维持预设时间，则发出抱死信号，其中B取值为50，C取值为0.3，也就是说，当防滑参考速度不小于临界值，并且轴速度与单车防滑参考速度的速度差△V满足△V≥50+0.3*V_列车并维持预设时间，则发出抱死信号。当然，本实施例中，对于上述B值和C值均不作具体要求，具体可根据轨道列车的实际情况进行设置，而将B取值为50并将C取值为0.3，能够适用于大部分轨道列车，适用性好。

在上述实施例中，上述预设速度为1km/h，也就是说，若单车防滑参考速度小于临界值且轴速度小于1km/h并维持预设时间，则发出抱死信号。当然，本实施例中，对于上述预设速度的数值不作要求，具体可根据轨道列车的实际情况进行设置，而将该预设速度取值为1km/h，能够适用于大部分轨道列车，适用性好。

在上述实施例中，正常工况下，单车防滑参考速度、列车参考速度均与单车参考速度相等，而在特殊工况下，单车防滑参考速度和列车参考速度可根据单车防滑参考速度计算，具体如何计算如公式、修正参数等可根据实际情况进行设置，在此不做具体限制。

另外，本发明实施例还提供了一种列车轴抱死故障诊断系统，具体的，如图3所示，该列车轴抱死故障诊断系统包括检测模块、第一计算模块、第一判断模块、第二判断模块、第三判断模块和报警模块，其中检测模块用于实时检测轨道列车的各轴转速；第一计算模块用于根据所述各轴转速计算各轴的轴速度、单车参考速度、单车防滑参考速度和列车参考速度；第一判断模块用于判断所述单车防滑参考速度是否小于临界值；第二判断模块用于当所述单车防滑参考速度不小于所述临界值时，判断所述轴速度与所述单车防滑参考速度的速度差△V是否满足△V≥B+C*V_列车并维持预设时间；第三判断模块用于当所述单车防滑参考速度小于所述临界值时，判断所述轴速度是否小于预设速度并维持预设时间；报警模块用于当第二判断模块和第三判断模块中任一者的判断结果为是时，发出抱死信号。也就是说，将判断是否满足抱死检测条件细化，可降低误抱死故障概率、实现精准的防滑和抱死控制。

检测模块能够实时检测的列车的各轴转速，第一计算模块能够分别计算各轴的轴速度，并计算单车参考速度、防滑参考速度和列车参考速度，其中，防滑参考速度和列车参考速度均与单车参考速度相关，具体可根据单车参考速度获得，然后可对各轴的抱死制动情况进行控制。具体的，对各轴的抱死制动情况的控制包括两种情形，具体可通过第一判断模块判断属于以下两种情形中的哪一种，第一种情形是第一计算模块计算的防滑参考速度不小于临界值，第二种情形是防滑参考速度小于临界值，其中，临界值可根据列车的速度等级、实际应用工况和场景等设定，在此不做具体限制。

若单车参考速度满足上述第一种情形，第二判断模块判断轴速度与单车防滑参考速度的速度差△V是否满足△V≥B+C*V_列车(其中V_列车为列车参考速度，B和C为常数)并维持预设时间，若该第二判断模块的判断结果为是，则达到了抱死检测条件，报警模块可发出抱死信号；若单车参考速度满足上述第二种情形，则第三判断模块判断轴速度是否小于预设速度并维持预设时间，若该第三判断模块的判断结果为是，则达到了抱死检测条件，报警模块可发出抱死信号。同样的，若在上述第一种情形下，△V不满足△V≥B+C*V_列车，或△V满足△V≥B+C*V_列车但并维持预设时间，即第二判断模块的判断结果为否，则不能达到抱死检测条件，报警模块不会发出报警信号，同样的，在上述第二种情形下，轴速度不小于预设速度或者轴速度小于预设速度但并未维持预设时间，即该第三判断模块的判断结果为否，则不能达到抱死检测条件，报警模块不发出抱死信号。

相应的，抱死复位需满足的条件也在上述两种情形下展开，具体包括如下条件：第一条件是指第一判断模块判断属于第一种情形(防滑参考速度不小于临界值)时，第二判断模块判断△V满足△V≥B+C*V_列车；第二条件是指第一判断模块判断属于第二种情形(防滑参考速度小于临界值)时，第三判断模块判断轴速度不小于预设速度。当满足上述第一条件和第二条件中的任一条件时，抱死故障复位。

在上述实施例中，第一计算模块具体包括第一计算单元、判断单元和第二计算单元，其中，第一计算单元用于根据各轴转速计算各轴的加速度，以获得加速度的计算值；判断单元用于判断加速度的计算值是否小于加速度的极限值；第二计算单元，用于当计算值小于极限值时，通过计算值计算轴速度，并计算单车参考速度、单车防滑参考速度和列车参考速度；以及用于当计算值不小于极限值时，通过极限值计算轴速度，并计算单车参考速度、单车防滑参考速度和列车参考速度。

在通过各轴转速计算轴速度、单车参考速度时，考虑了加速度这一参数，避免当个别轴速度跳变过大导致误抱死故障的情况，从而实现更精准、更智慧的轨道列车防滑和抱死控制，安全可靠、故障率低。

具体的，对加速度的极限值的具体数值不做限制，具体可根据列车的实际情况进行设置，保证当轴的实际加速度值不大于该极限值时，列车能够正常运行。当根据实际检测的轴转速计算出其加速度的计算值不大于极限值时，说明该计算值是合理的，此时无需对轴速度的计算进行修正，然后根据该计算值计算轴速度，再通过该轴速度计算上述单车参考速度，而当根据实际检测的轴转速计算出其加速度的计算值大于极限值时，说明该计算值是不合理的，需要对轴速度的计算进行修正，具体根据极限值计算该轴的轴速度，然后通过轴速度计算上述单车参考速度，如此一来，能够保证单车参考速度计算的合理性，从而实现更精准、更智慧的轨道列车防滑和抱死控制。

以上仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种列车轴抱死故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：实时检测轨道列车的各轴转速并计算各轴的轴速度、单车参考速度、单车防滑参考速度和列车参考速度，若所述单车防滑参考速度不小于临界值，则进行步骤S2，若所述单车防滑参考速度小于所述临界值，则进行步骤S3；

S2：若所述轴速度与所述单车防滑参考速度的速度差△V满足△V≥B+C*V_列车并维持预设时间，则发出抱死信号，其中V_列车为所述列车参考速度，B和C为常数；

S3：若所述轴速度小于预设速度并维持预设时间，则发出抱死信号。

2.根据权利要求1所述的列车轴抱死故障诊断方法，其特征在于，

所述实时检测列车的各轴转速并计算各轴的轴速度具体包括：

实时检测列车的各轴转速，并根据所述转速计算各轴加速度的计算值；

若所述计算值不小于加速度的极限值，则根据所述极限值计算所述轴速度；

若所述计算值小于所述极限值，则根据所述计算值计算所述轴速度。

3.根据权利要求1或2所述的列车轴抱死故障诊断方法，其特征在于，B＝50。

4.根据权利要求3所述的列车轴抱死故障诊断方法，其特征在于，C＝0.3。

5.根据权利要求1或2所述的列车轴抱死故障诊断方法，其特征在于，所述预设速度为1km/h。

6.根据权利要求1或2所述的列车轴抱死故障诊断方法，其特征在于，所述单车防滑参考速度、所述列车参考速度均与所述单车参考速度相等。

7.一种列车轴抱死故障诊断系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于实时检测轨道列车的各轴转速；

第一计算模块，用于根据所述各轴转速计算各轴的轴速度、单车参考速度、单车防滑参考速度和列车参考速度；

第一判断模块，用于判断所述单车防滑参考速度是否小于临界值；

第二判断模块，用于当所述单车防滑参考速度不小于所述临界值时，判断所述轴速度与所述单车防滑参考速度的速度差△V是否满足△V≥B+C*V_列车并维持预设时间；

第三判断模块，用于当所述单车防滑参考速度小于所述临界值时，判断所述轴速度是否小于预设速度并维持预设时间；

报警模块，用于当所述第二判断模块和所述第三判断模块中任一者的判断结果为是时，发出抱死信号。

8.根据权利要求7所述的列车轴抱死故障诊断系统，其特征在于，

所述第一计算模块包括：

第一计算单元，用于根据所述各轴转速计算各轴加速度的计算值；

判断单元，用于判断所述计算值是否小于加速度的极限值；

第二计算单元，用于当所述计算值小于所述极限值时，通过所述计算值计算所述轴速度，并计算所述单车参考速度、所述单车防滑参考速度和所述列车参考速度；以及用于当所述计算值不小于所述极限值时，通过所述极限值计算所述轴速度，并计算所述单车参考速度、所述单车防滑参考速度和所述列车参考速度。

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