CN111665815A - 道岔故障预测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种道岔故障预测方法和装置，通过电机控制道岔动作，所述电机包括：至少一个转辙电机和至少一个锁闭电机，所述转辙电机和所述锁闭电机分别与电流互感器相连,所述电流互感器与电流变送器相连，该方法包括通过所述电流互感器分别采集所述转辙电机和所述锁闭电机输出的模拟电流信号；通过所述电流变送器将所述模拟电流信号发送至控制器中，所述控制器根据所述模拟电流信号，对所述道岔的故障进行预测。通过本发明能够对道岔动作相关的数据进行采集、存储和分析，实现预判道岔故障，提升道岔设备的安全性。

Description

道岔故障预测方法和装置

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种道岔故障预测方法和装置。

背景技术

道岔是轨道交通的关键设备之一，其安全可靠动作直接影响行车安全和旅客服务质量。在轨道交通技术领域中，使用一定的技术手段监测道岔动作状态，可以预判道岔故障、确保道岔设备安全可靠。

道岔相关技术中仅仅监测道岔行程状态，均不能存储和分析道岔动作相关的数据，无法预判道岔故障。

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道岔故障预测方法，能够对道岔动作相关的数据进行存储和分析，实现预判道岔故障，提升道岔设备的安全性。

本发明的另一个目的在于提出一种道岔故障预测装置。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的道岔故障预测方法，通过电机控制所述道岔动作，所述电机包括：至少一个转辙电机和至少一个锁闭电机，所述转辙电机和所述锁闭电机分别与电流互感器相连,所述电流互感器与电流变送器相连，包括：通过所述电流互感器分别采集所述转辙电机和所述锁闭电机输出的模拟电流信号；通过所述电流变送器将所述模拟电流信号发送至控制器中，所述控制器根据所述模拟电流信号，对所述道岔的故障进行预测。

本发明第一方面实施例提出的道岔故障预测方法，通过采集各电机输出的模拟电流信号，并根据模拟电流信号，对道岔的故障进行预测，能够对道岔动作相关的数据进行存储和分析，实现预判道岔故障，提升道岔设备的安全性。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的道岔故障预测装置，通过电机控制所述道岔动作，所述电机包括：至少一个转辙电机和至少一个锁闭电机，所述转辙电机和所述锁闭电机分别与电流互感器相连,所述电流互感器与电流变送器相连，包括：采集模块，用于通过所述电流互感器分别采集所述转辙电机和所述锁闭电机输出的模拟电流信号；预测模块，用于通过所述电流变送器将所述模拟电流信号发送至控制器中，所述控制器根据所述模拟电流信号，对所述道岔的故障进行预测。

本发明第二方面实施例提出的道岔故障预测装置，通过采集各电机输出的模拟电流信号，并根据模拟电流信号，对道岔的故障进行预测，能够对道岔动作相关的数据进行存储和分析，实现预判道岔故障，提升道岔设备的安全性。

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道岔故障预测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的应用系统示意图；

图3为本发明实施例的电流采集的接线示意图；

图4为本发明实施例的数据采集程序示意图；

图5为本发明实施例的数据比较程序示意图；

图6为本发明实施例中采集模拟电流信号触发程序示意图；

图7是本发明一实施例提出的道岔故障预测装置的结构示意图。

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道岔故障预测方法的流程示意图。

本实施例以道岔故障预测方法被配置为道岔故障预测装置中来举例说明。

本实施例中道岔故障预测方法可以被配置在道岔故障预测装置中，道岔故障预测装置可以设置在服务器中，或者也可以设置在电子设备中，本发明实施例对此不作限制。

本实施例以道岔故障预测方法被配置在电子设备中为例。

需要说明的是，本发明实施例的执行主体，在硬件上可以例如为服务器或者电子设备中的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，在软件上可以例如为服务器或者电子设备中的相关的后台服务，对此不作限制。

道岔是轨道交通的关键设备之一，其安全可靠动作直接影响行车安全和旅客服务质量。在轨道交通技术领域中，使用一定的技术手段监测道岔动作状态，可以预判道岔故障、确保道岔设备安全可靠。

针对道岔的应用领域，相关技术中仅仅监测道岔行程状态，均不能存储和分析道岔动作相关的数据，无法预判道岔故障。

为了解决上述技术问题，本发明实施例中提供一种道岔故障预测方法，通过采集各电机输出的模拟电流信号，并根据模拟电流信号，对道岔的故障进行预测，能够对道岔动作相关的数据进行存储和分析，实现预判道岔故障，提升道岔设备的安全性。

通过电机控制道岔动作，本发明实施例中，电机包括：至少一个转辙电机和至少一个锁闭电机，转辙电机和锁闭电机分别与电流互感器相连,电流互感器与电流变送器相连，

参见图1，该方法包括：

S101：通过电流互感器分别采集转辙电机和锁闭电机输出的模拟电流信号。

本发明实施例中，通过电机控制道岔动作，电机包括：至少一个转辙电机和至少一个锁闭电机，转辙电机和锁闭电机分别与电流互感器相连,电流互感器与电流变送器相连，

本发明实施例中，为各电机设置相连的电流互感器，通过电流互感器采集转辙电机输出的模拟电流信号，并通过电流互感器分别采集转辙电机和锁闭电机输出的模拟电流信号，并通过电流变送器将模拟电流信号发送至可编程逻辑控制器中，以采用可编程逻辑控制器根据模拟电流信号，对道岔的故障进行预测。

参见图2，图2为本发明实施例的应用系统示意图，其中，该应用系统中包括：采集层21、处理层22，以及接口层23，各电机和电流互感器、电流变送器配置在采集层21中，处理层22中的主中央控制器CPU中配置有可编程逻辑控制器，通过电流互感器、和电流变送器采集所相连电机输出的模拟电流信号之后，可以经由处理层22中的输入输出I/O模块将模拟电流信号发送至主CPU的可编程逻辑控制器中，而后，触发对道岔的故障进行预测，并将预测得到的结果发送至接口层23中的客户端等其它设备。

参见图3，图3为本发明实施例的电流采集的接线示意图，其中，各电机(转辙电机和锁闭电机)对应相连一个电流互感器，各电流互感器对应相连一个电流变送器，各电流变送器经由输入模块将模拟电流信号传输至主CPU。在电机进线处安装电流互感器，选择一定的变比，采集各电机的模拟电流信号。在道岔动作时，电机电流的模拟电流信号通过电流互感器、电流变送器传输至主CPU的可编程逻辑控制器中。

本发明实施例中电机的进线电流范围为0-45A的模拟电流信号，电流互感器的输出电流范围为0-4.5A的模拟电流信号，变送器输出电流为4mA-20mA模拟电流信号，经由可编程逻辑控制器对模拟电流信号进行转换、分析、计算，并存储。

参见图4，图4为本发明实施例的数据采集程序示意图，其中，该数据采集程序可以被写为可编程逻辑控制器的可执行程序代码中，通过执行可执行程序代码可以实现如图4所示的对模拟电流信号进行相应的转换并存储。

S102：通过电流变送器将模拟电流信号发送至控制器中，控制器根据模拟电流信号，对道岔的故障进行预测。

可选地，本发明实施例中，为了在技术上实现根据模拟电流信号，对道岔的故障进行预测，还可以对模拟电流信号进行分析处理，得到模拟电流信号的信号幅值、预设时间内的电流曲线斜率；将信号幅值与幅值阈值进行比对，以及将电流曲线斜率与斜率阈值进行比对，得到比对结果；根据比对结果对道岔的故障进行预测。

参见图5，图5为本发明实施例的数据比较程序示意图，其中，该数据比较程序可以被写为可编程逻辑控制器的可执行程序代码中，通过执行可执行程序代码可以实现上述将信号幅值与幅值阈值进行比对，以及将电流曲线斜率与斜率阈值进行比对。

可选地，一些实施例中，本发明根据比对结果对道岔的故障进行预测，可以包括：在比对结果满足预设条件时，根据信号幅值、预设时间内的电流曲线斜率，确定电机的润滑程度参数值、转辙动作阻力值，以及电机状态信息；根据润滑程度参数值、转辙动作阻力值，以及电机状态信息对道岔的故障进行预测。

可选地，一些实施例中，根据润滑程度参数值、转辙动作阻力值，以及电机状态信息对道岔的故障进行预测，包括：当润滑程度参数值大于或者等于程度阈值，或者，转辙动作阻力值大于或者等于阻力阈值，或者，电机状态信息指示预设状态时，确定道岔存在故障。

本发明实施例在具体执行的过程中，为了提高主CPU的可编程逻辑控制器的利用率，还可以在控制道岔动作时，触发通过电流互感器分别采集转辙电机和锁闭电机输出的模拟电流信号。

参见图6，图6为本发明实施例中采集模拟电流信号触发程序示意图，其中，通过执行采集模拟电流信号触发程序可以实现上述控制道岔动作时，触发通过电流互感器分别采集转辙电机和锁闭电机输出的模拟电流信号。

本发明实施例中电流互感器、电流变送器整体结构也可由具备电流数值显示功能的变频器代替，由变频器完成整体模拟电流信号的获取，若变频器具备网络通信功能，可独立于可编程逻辑控制器与接口层进行数据通信，若无网络通信功能，可以与可编程逻辑控制器相连接进行数据通信。

本实施例中，通过采集各电机输出的模拟电流信号，并根据模拟电流信号，对道岔的故障进行预测，能够对道岔动作相关的数据进行存储和分析，实现预判道岔故障，提升道岔设备的安全性。

图7是本发明一实施例提出的道岔故障预测装置的结构示意图。

通过电机控制道岔动作，电机包括：至少一个转辙电机和至少一个锁闭电机，转辙电机和锁闭电机分别与电流互感器相连,电流互感器与电流变送器相连。

参见图7，该装置700包括：

采集模块701，用于通过电流互感器分别采集转辙电机和锁闭电机输出的模拟电流信号。

预测模块702，用于通过电流变送器将模拟电流信号发送至控制器中，控制器根据模拟电流信号，对道岔的故障进行预测。

可选地，一些实施例中，电机包括：至少一个转辙电机和至少一个锁闭电机，转辙电机和锁闭电机分别与电流互感器相连,电流互感器与电流变送器相连，其中，

采集模块701，具体用于在道岔动作时，触发采集转辙电机输出的模拟电流信号，以及触发采集锁闭电机输出的模拟电流信号。

可选地，一些实施例中，预测模块702，具体用于：

对模拟电流信号进行分析处理，得到模拟电流信号的信号幅值、预设时间内的电流曲线斜率；

将信号幅值与幅值阈值进行比对，以及将电流曲线斜率与斜率阈值进行比对，得到比对结果；

根据比对结果对道岔的故障进行预测。

可选地，一些实施例中，预测模块702，具体用于：

在比对结果满足预设条件时，根据信号幅值、预设时间内的电流曲线斜率，确定电机的润滑程度参数值、转辙动作阻力值，以及电机状态信息；

根据润滑程度参数值、转辙动作阻力值，以及电机状态信息对道岔的故障进行预测。

可选地，一些实施例中，预测模块702，具体用于：当润滑程度参数值大于或者等于程度阈值，或者，转辙动作阻力值大于或者等于阻力阈值，或者，电机状态信息指示预设状态时，确定道岔存在故障。

需要说明的是，前述图1-图6实施例中对道岔故障预测方法实施例的解释说明也适用于该实施例的道岔故障预测装置700，其实现原理类似，此处不再赘述。

本实施例中，通过采集各电机输出的模拟电流信号，并根据模拟电流信号，对道岔的故障进行预测，能够对道岔动作相关的数据进行存储和分析，实现预判道岔故障，提升道岔设备的安全性。

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 (10)

1.一种道岔故障预测方法，通过电机控制所述道岔动作，其特征在于，所述电机包括：至少一个转辙电机和至少一个锁闭电机，所述转辙电机和所述锁闭电机分别与电流互感器相连,所述电流互感器与电流变送器相连，所述方法包括以下步骤：

通过所述电流互感器分别采集所述转辙电机和所述锁闭电机输出的模拟电流信号；

通过所述电流变送器将所述模拟电流信号发送至控制器中，所述控制器根据所述模拟电流信号，对所述道岔的故障进行预测。

2.如权利要求1所述的道岔故障预测方法，其特征在于，所述根据所述模拟电流信号，对所述道岔的故障进行预测，包括：

对所述模拟电流信号进行分析处理，得到所述模拟电流信号的信号幅值、预设时间内的电流曲线斜率；

将所述信号幅值与幅值阈值进行比对，以及将所述电流曲线斜率与斜率阈值进行比对，得到比对结果；

根据所述比对结果对所述道岔的故障进行预测。

3.如权利要求2所述的道岔故障预测方法，其特征在于，所述根据所述比对结果对所述道岔的故障进行预测，包括：

在所述比对结果满足预设条件时，根据所述信号幅值、预设时间内的电流曲线斜率，确定所述电机的润滑程度参数值、转辙动作阻力值，以及电机状态信息；

根据所述润滑程度参数值、所述转辙动作阻力值，以及所述电机状态信息对所述道岔的故障进行预测。

4.如权利要求3所述的道岔故障预测方法，其特征在于，所述根据所述润滑程度参数值、所述转辙动作阻力值，以及所述电机状态信息对所述道岔的故障进行预测，包括：

当所述润滑程度参数值大于或者等于程度阈值，或者，所述转辙动作阻力值大于或者等于阻力阈值，或者，所述电机状态信息指示预设状态时，确定所述道岔存在所述故障。

5.如权利要求1所述的道岔故障预测方法，其特征在于，其中，

在所述道岔动作时，触发通过所述电流互感器分别采集所述转辙电机和所述锁闭电机输出的模拟电流信号。

6.一种道岔故障预测装置，通过电机控制所述道岔动作，其特征在于，所述电机包括：至少一个转辙电机和至少一个锁闭电机，所述转辙电机和所述锁闭电机分别与电流互感器相连,所述电流互感器与电流变送器相连，所述装置包括：

采集模块，用于通过所述电流互感器分别采集所述转辙电机和所述锁闭电机输出的模拟电流信号；

预测模块，用于通过所述电流变送器将所述模拟电流信号发送至控制器中，所述控制器根据所述模拟电流信号，对所述道岔的故障进行预测。

7.如权利要求6所述的道岔故障预测装置，其特征在于，所述预测模块，具体用于：

对所述模拟电流信号进行分析处理，得到所述模拟电流信号的信号幅值、预设时间内的电流曲线斜率；

将所述信号幅值与幅值阈值进行比对，以及将所述电流曲线斜率与斜率阈值进行比对，得到比对结果；

根据所述比对结果对所述道岔的故障进行预测。

8.如权利要求7所述的道岔故障预测装置，其特征在于，所述预测模块，具体用于：

在所述比对结果满足预设条件时，根据所述信号幅值、预设时间内的电流曲线斜率，确定所述电机的润滑程度参数值、转辙动作阻力值，以及电机状态信息；

根据所述润滑程度参数值、所述转辙动作阻力值，以及所述电机状态信息对所述道岔的故障进行预测。

9.如权利要求8所述的道岔故障预测装置，其特征在于，所述预测模块，具体用于：

当所述润滑程度参数值大于或者等于程度阈值，或者，所述转辙动作阻力值大于或者等于阻力阈值，或者，所述电机状态信息指示预设状态时，确定所述道岔存在所述故障。

10.如权利要求6所述的道岔故障预测装置，其特征在于，所述采集模块，具体用于：

在所述道岔动作时，触发采集所述转辙电机输出的模拟电流信号，以及触发采集所述锁闭电机输出的模拟电流信号。

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