CN113147826B - 一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法和装置 - Google Patents
一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法和装置，包括当列车的服役车轮满足第一预设条件时，按照转向架级轮对交换策略进行列车的服役车轮的交换；当列车的服役车轮满足第二预设条件时，按照车厢级轮对交换策略进行列车的服役车轮的交换；当列车的服役车轮满足第三预设条件时，按照整车编组级轮对交换策略进行列车的服役车轮交换。本发明针对地铁编组列车不同位置的轮对寿命存在显著差异的现象，提出轮对分级周期性交换策略，令列车轮对磨损均衡化，减少列车轮对的整体镟修损耗。以轮对实际磨损情况结合轮对镟修周期联合决策交换车轮位置的条件，同时将轮对磨损达到阈值作为强制镟修的启动信号。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通智能运维领域，尤其涉及一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法和装置。
背景技术
轮对作为机车与轨道直接接触的部分，承受来自机车车辆的全部静、动载荷，其轮缘和踏面在车辆运行过程中发生持续性接触磨损。轮对的健康状况将直接影响轨道交通车辆安全稳定运行、乘坐舒适度与轮轨使用寿命，故定期测量轮对尺寸并对参数超阈值的轮对进行镟修或更换是轨道交通运维工作的重要组成部分。
为保障轨道交通车辆运行的安全性和稳定性，相关部门对轮对的型面参数、故障状况和轮径差都有严格的规定。地铁要求同一个轮轴两个车轮间的轮径相对误差小于2毫米，同一转向架四个车轮间的轮径相对误差小于4毫米，同一节车厢八个车轮间的轮径相对误差小于6毫米。数据表明，镟修损耗约占轮对踏面直径整体磨损的50％。由于整车载荷量分布不均衡、导向轮的滑动导向作用、轨道线路地缘环境等影响，车辆行驶过程对各车轮的磨损存在差异。国内外轮对镟修相关研究主要聚焦于单个车轮的健康状况、生命周期监测，易出现镟修不当折损编组列车轮对的整体寿命，令轨道交通车辆运维成本增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法和装置。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法，所述方法包括：
当列车的服役车轮满足第一预设条件时，按照转向架级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换；
当所述列车的服役车轮满足第二预设条件时，按照车厢级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换；
当所述列车的服役车轮满足第三预设条件时，按照整车编组级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮交换。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述方法还包括：
根据获取到的所述列车在运动过程中的轮轨振动信号，确定所述列车的服役车轮的轮对状态；
当所述列车的服役车轮的轮对状态是正常时，根据判断所述列车的服役车轮满足所述第一预设条件、所述第二预设条件或所述第三预设条件的结果，确定所述列车的服役车轮按照所述转向架级轮对交换策略、所述车厢级轮对交换策略或所述整车编组级轮对交换策略进行交换。
进一步地，根据获取到的所述列车在运动过程中的轮轨振动信号，确定所述列车的服役车轮的轮对状态，具体包括：
对所述轮轨振动信号进行处理，得到所述列车的服役车轮的轮对状态特征值；
根据所述轮对状态特征值，确定所述列车的轮对状态。
进一步地，对所述轮轨振动信号进行处理，得到所述列车的服役车轮的轮对状态特征值，具体包括：
S1、获取所述轮轨振动信号x(t)，并确定所述轮轨振动信号x(t)在时域中的局部极大点和局部极小值点；
S2、以三次样条插值拟合的方法对所述轮轨振动信号x(t)的局部极大值点拟合为上包络信号uk(t)，以三次样条插值拟合的方法对所述轮轨振动信号x(t)的局部极小值点拟合为下包络信号vk(t)，根据所述上包络信号ux(t)和所述下包络信号vk(t)，得到所述轮轨振动信号x(t)的均值包络mk(t)，其中k为大于0的整数；
S3、从所述轮轨振动信号x(t)中减去所述均值包络mk(t)，得到筛选结果hk(t)；
循环所述S1至所述S3，直到相邻两次所述筛选结果的标准差SD满足方程
式中T表示信号长度，SD为常数C；
将首次满足条件的所述筛选结果hk(t)作为所述轮轨振动信号x(t)的包含频率最高分量的第一个固有模态函数c1(t)；
S4、将所述轮轨振动信号x(t)减去c1(t)，得到所述轮轨振动信号x(t)的第一剩余部分r1(t)，其中，所述第一剩余部分r1(t)满足r1(t)＝x(t)-c1(t)；
对r1(t)重复所述S1至所述S4，得到第二个固有模态函数c2(t)和第二剩余部分r2(t)；
对所述第二剩余部分r2(t)执行所述S1至所述S4，得到所述第三个固有模态函数c3(t)和第三剩余部分r3(t)；
对所述第三剩余部分r3(t)执行所述S1至所述S4，得到第四固有模态函数c4(t)和第三剩余部分r4(t)；
则所述轮轨振动信号x(t)＝c1(t)+c2(t)+c3(t)+c4(t)+r4(t)；
S5、计算各频率分量能量值Ei，
其中，总能量值E0满足如下方程
S6、将所述各频率分量能量值Ei归一化处理
得到所述列车的服役车轮的轮对状态特征值T＝[E′1,E′2,E′3,E′4]。
进一步地，当列车的服役车轮满足第一预设条件时，按照转向架级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换，具体包括：
当所述列车的服役车轮满足所述第一预设条件，即当所述列车的各服役车轮的轮缘厚度和踏面直径满足第一预设磨损标准；
或，
当所述列车的服役车轮在当前位置的运行时间已达到第一预设期限时，
将同一转向架的四个车轮按照预设顺序中的此次轮到的调换序号进行一次位置的调换，其中所述预设顺序中的第一调换序号是先将同一轮对的两个车轮进行调换，第二调换序号是将同一转向架中的第一轮对上的车轮与第二轮对上的车轮进行位置调换，第三调换序号是将同一轮对的两个车轮进行调换，以使得同一转向架的四个车轮都在所述转向架的四个位置上运行过。
进一步地，当所述列车的服役车轮满足第二预设条件时，按照车厢级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换，具体包括：
当所述列车的服役车轮满足所述第二预设条件，即当所述列车的各服役车轮的轮缘厚度和踏面直径满足第一预设磨损标准，且所述同一转向架的四个车轮已完成预设顺序中全部调换序号的车轮调换后；
或，
当所述列车的服役车轮在当前位置的运行时间已达到第一预设期限，且所述同一转向架的四个车轮已完成预设顺序中全部调换序号的车轮调换后，
将所述列车中同一车厢的第一转向架轮对与第二转向架轮对的位置进行调换。
进一步地，当所述列车的服役车轮满足第三预设条件时，按照整车编组级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮交换，具体包括：
当所述列车的服役车轮满足所述第三预设条件，即当所述列车的各服役车轮的轮缘厚度和踏面直径满足第一预设磨损标准，且同一车厢的第一转向架轮对与第二转向架轮对的位置调换后，所述同一转向架的四个车轮也已完成预设顺序中全部调换序号的车轮调换；
或，
当所述列车的服役车轮在当前位置的运行时间已达到第一预设期限时，且同一车厢的第一转向架轮对与第二转向架轮对的位置调换后，所述同一转向架的四个车轮也已完成预设顺序中全部调换序号的车轮调换；
将所述列车中各车厢逐一进行同车厢转向架间轮对的整体平移，即当所述列车为N节编组，车厢编号方式依次从1到N，若N为偶数，则居中两节车厢编号为
和
若N为奇数，则居中两节车厢编号为
和
各车厢将逐一进行同车厢转向架间轮对的整体平移，当最后一节车厢完成一次车厢级轮对交换后，将1号车厢的轮对与
或
号车厢的轮对整体平移，同时将N号车厢的轮对与
或
号车厢的轮对进行整体平移。
本方法发明的有益效果是：提出了一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法，包括当列车的服役车轮满足第一预设条件时，按照转向架级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换；当所述列车的服役车轮满足第二预设条件时，按照车厢级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换；当所述列车的服役车轮满足第三预设条件时，按照整车编组级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮交换。本发明针对地铁编组列车不同位置的轮对寿命存在显著差异的现象，提出轮对分级周期性交换策略，令列车轮对磨损均衡化，减少列车轮对的整体镟修损耗。以轮对实际磨损情况结合轮对镟修周期联合决策交换车轮位置的条件，同时将轮对磨损达到阈值作为强制镟修的启动信号。建立应急保护机制作为补充，通过安装振动传感器并以HHT变换计算轮轨振动信号的主要特征评估轮对健康状况，保障地铁车辆安全稳定运行。
本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：
一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修装置，包括：
第一处理单元，用于当列车的服役车轮满足第一预设条件时，按照转向架级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换；
第二处理单元，用于当所述列车的服役车轮满足第二预设条件时，按照车厢级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换；
第三处理单元，用于当所述列车的服役车轮满足第三预设条件时，按照整车编组级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮交换。
本发明还提供一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修装置，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以实现如上述技术方案中任意一项所述基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法的步骤。
此外，本发明还提供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上述技术方案中任一项所述基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法的步骤。
本发明附加的其他方面的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，或通过本发明实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修装置的示意性结构图；
图3为本发明实施例的乘坐地铁站台示意图；
图4为本发明实施例的地铁列车整车编组示意图；
图5为本发明实施例的一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法中同一转向架轮对交换策略；
图6为本发明实施例的一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法中多特征决策轮对分级交换方法设计框图。
具体实施方式
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的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1本发明实施例的一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法的流程示意图所示，一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法包括以下步骤：
110、当列车的服役车轮满足第一预设条件时，按照转向架级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换。
120、当所述列车的服役车轮满足第二预设条件时，按照车厢级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换。
130、当所述列车的服役车轮满足第三预设条件时，按照整车编组级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮交换。
基于上述实施例，进一步地，一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法包括以下步骤：
210、根据获取到的所述列车在运动过程中的轮轨振动信号，确定所述列车的服役车轮的轮对状态。
220、当所述列车的服役车轮的轮对状态是正常时，根据判断所述列车的服役车轮满足所述第一预设条件、所述第二预设条件或所述第三预设条件的结果，确定所述列车的服役车轮按照所述转向架级轮对交换策略、所述车厢级轮对交换策略或所述整车编组级轮对交换策略进行交换。
进一步地，步骤210中具体包括：
211、对所述轮轨振动信号进行处理，得到所述列车的服役车轮的轮对状态特征值。
212、根据所述轮对状态特征值，确定所述列车的轮对状态。
进一步地，步骤211中具体包括：
2111、获取所述轮轨振动信号x(t)，并确定所述轮轨振动信号x(t)在时域中的局部极大点和局部极小值点。
2112、以三次样条插值拟合的方法对所述轮轨振动信号x(t)的局部极大值点拟合为上包络信号uk(t)，以三次样条插值拟合的方法对所述轮轨振动信号x(t)的局部极小值点拟合为下包络信号vk(t)，根据所述上包络信号uk(t)和所述下包络信号vk(t)，得到所述轮轨振动信号x(t)的均值包络mk(t)，其中k为大于0的整数。
2113、从所述轮轨振动信号x(t)中减去所述均值包络mk(t)，得到筛选结果hk(t)。
循环所述S1至所述S3，直到相邻两次所述筛选结果的标准差SD满足方程
式中T表示信号长度，SD为常数C。
将首次满足条件的所述筛选结果hk(t)作为所述轮轨振动信号x(t)的包含频率最高分量的第一个固有模态函数c1(t)。
2114、将所述轮轨振动信号x(t)减去c1(t)，得到所述轮轨振动信号x(t)的第一剩余部分r1(t)，其中，所述第一剩余部分r1(t)满足r1(t)＝x(t)-c1(t)。
对r1(t)重复所述S1至所述S4，得到第二个固有模态函数c2(t)和第二剩余部分r2(t)。
对所述第二剩余部分r2(t)执行所述S1至所述S4，得到所述第三个固有模态函数c3(t)和第三剩余部分r3(t)。
对所述第三剩余部分r3(t)执行所述S1至所述S4，得到第四固有模态函数c4(t)和第三剩余部分r4(t)。
则所述轮轨振动信号x(t)＝c1(t)+c2(t)+c3(t)+c4(t)+r4(t)。
2115、计算各频率分量能量值Ei，
其中，总能量值E0满足如下方程
2116、将所述各频率分量能量值Ei归一化处理
得到所述列车的服役车轮的轮对状态特征值T＝[E′1,E′2,E′3,E′4]。
进一步地，步骤110中具体包括：
当所述列车的服役车轮满足所述第一预设条件，即当所述列车的各服役车轮的轮缘厚度和踏面直径满足第一预设磨损标准；
或，
当所述列车的服役车轮在当前位置的运行时间已达到第一预设期限时，
将同一转向架的四个车轮按照预设顺序中的此次轮到的调换序号进行一次位置的调换，其中所述预设顺序中的第一调换序号是现将同一轮对的两个车轮进行调换，第二调换序号是将同一转向架中的第一轮对上的车轮与第二轮对上的车轮进行位置调换，第三调换序号是将同一轮对的两个车轮进行调换，以使得同一转向架的四个车轮都在所述转向架的四个位置上运行过。
进一步地，步骤120中具体包括：
当所述列车的服役车轮满足所述第二预设条件，即当所述列车的各服役车轮的轮缘厚度和踏面直径满足第一预设磨损标准，且所述同一转向架的四个车轮已完成预设顺序中全部调换序号的车轮调换后；
或，
当所述列车的服役车轮在当前位置的运行时间已达到第一预设期限，且所述同一转向架的四个车轮已完成预设顺序中全部调换序号的车轮调换后，
将所述列车中同一车厢的第一转向架轮对与第二转向架轮对的位置进行调换。
进一步地，步骤130中具体包括：
当所述列车的服役车轮满足所述第三预设条件，即当所述列车的各服役车轮的轮缘厚度和踏面直径满足第一预设磨损标准，且同一车厢的第一转向架轮对与第二转向架轮对的位置调换后，所述同一转向架的四个车轮也已完成预设顺序中全部调换序号的车轮调换；
或，
当所述列车的服役车轮在当前位置的运行时间已达到第一预设期限时，且同一车厢的第一转向架轮对与第二转向架轮对的位置调换后，所述同一转向架的四个车轮也已完成预设顺序中全部调换序号的车轮调换；
将所述列车中各车厢逐一进行同车厢转向架间轮对的整体平移，即当所述列车为N节编组，车厢编号方式依次从1到N，若N为偶数，则居中两节车厢编号为
和
若N为奇数，则居中两节车厢编号为
和
各车厢将逐一进行同车厢转向架间轮对的整体平移，当最后一节车厢完成一次车厢级轮对交换后，将1号车厢的轮对与
或
号车厢的轮对整体平移，同时将N号车厢的轮对与
或
号车厢的轮对进行整体平移。
应理解，如图3所示，乘客通过扶梯或直梯由地铁站厅前往站台乘车，直梯空间小，不能连续承担乘客转运工作，故扶梯承载约90％的客流量。地铁车站人员流量数据监测结果显示乘客离开扶梯后通常选择就近乘车，受站台建设规划设计影响，地铁列车呈现中间车厢载荷量小于两边车厢的特点。负载重的轮对磨损快，故中间车厢的轮对磨损整体小于两边车厢。车厢内座位非等距等额分布，头车和尾车承担地铁列车驾驶控制功能，部分车厢安装牵引制动系统等因素致使同车厢载荷量分布不均匀，导致同车厢不同转向架间轮对的磨损存在差异。地铁列车各车厢间以车钩装置连接按照统一调度沿轨道线路往返运行。如图4所示1号车厢和6号车厢分别作为运行头车，轨道建设受地缘环境和规划走向共同影响存在道岔、弯道、坡道等实际运行路况，各车厢承担滑动导向功能的导向轮磨损相较于其他车轮严重，同时运行头车的导向轮磨损相较于其他车厢严重。
应理解，地铁车轮通常以轮缘厚度(以Sd表示)和踏面直径(以D表示)作为轮对镟修和更换的依据，要求服役轮对满足如下条件，
对不满足上述条件的轮对进行强制镟修或退役处理。
应理解，如图5所示，对于转向架级轮对交换策略，强制镟修或交换轮对位置后计时(以Time表示)满3个月或轮缘厚度磨损达标准允许的一半时，将更换同转向架的轮对位置的标志位(以SC表示)置位，令记录同转向架轮对位置交换次数的计数器(以SC_Cou表示)自增，表达式如下：
进行如图5所示的顺序交换同转向架的轮对位置。
应理解，车厢级轮对交换策略，是当同转向架轮对完成一轮交换，即若SC_Cou＝4，SC_Cou+1＝1时，进行同车厢左右转向架轮对的整体平移。
应理解，整车编组级轮对交换策略，是当车厢级轮对交换策略完成，且转向架级轮对交换策略完成后，也就是说每个车厢的所有车轮都在不同的位置运行过固定时间后，进行整车编组级的轮对交换策略，最终实现列车的所有车轮都在列车中的各个位置运行过固定时间，对整车编组级的轮对交换策略是将列车中各车厢逐一进行同车厢转向架间轮对的整体平移，即当所述列车为N节编组，车厢编号方式依次从1到N，若N为偶数，则居中两节车厢编号为
和
若N为奇数，则居中两节车厢编号为
和
各车厢将逐一进行同车厢转向架间轮对的整体平移，当最后一节车厢完成一次车厢级轮对交换后，将1号车厢的轮对与
或
号车厢的轮对整体平移，同时将N号车厢的轮对与
或
号车厢的轮对进行整体平移。
此外，如图6所示建立应急保护机制作为轮对分级交换优化镟修方法的补充，通过安装振动传感器采集车辆运行过程中的轮轨振动信号并以HHT(Hilbert HuangTransform,HHT)变换进行数字信号处理。通过经验模态分解方法(Empirieal ModeDecomposition,EMD)将测得振动信号分解为固有模态函数(Intrinisc Mode Function,IMF)之和，自适应得出轮对状态正常的特征值。
基于上述实施例提出的一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法，包括当列车的服役车轮满足第一预设条件时，按照转向架级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换；当所述列车的服役车轮满足第二预设条件时，按照车厢级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换；当所述列车的服役车轮满足第三预设条件时，按照整车编组级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮交换。本发明针对地铁编组列车不同位置的轮对寿命存在显著差异的现象，提出轮对分级周期性交换策略，令列车轮对磨损均衡化，减少列车轮对的整体镟修损耗。以轮对实际磨损情况结合轮对镟修周期联合决策交换车轮位置的条件，同时将轮对磨损达到阈值作为强制镟修的启动信号。建立应急保护机制作为补充，通过安装振动传感器并以HHT变换计算轮轨振动信号的主要特征评估轮对健康状况，保障地铁车辆安全稳定运行。
如图2本发明实施例的一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修装置的模块示意图所示，一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修装置，包括：
第一处理单元，用于当列车的服役车轮满足第一预设条件时，按照转向架级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换；
第二处理单元，用于当所述列车的服役车轮满足第二预设条件时，按照车厢级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换；
第三处理单元，用于当所述列车的服役车轮满足第三预设条件时，按照整车编组级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮交换。
本发明还提供一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修装置，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以实现如上述技术方案中任意一项所述基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法的步骤。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述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，在本发明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。
所述集成的模块/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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法，其特征在于，所述方法包括：
当列车的服役车轮满足第一预设条件时，按照转向架级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换；
当所述列车的服役车轮满足第二预设条件时，按照车厢级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换；
当所述列车的服役车轮满足第三预设条件时，按照整车编组级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮交换；
所述方法还包括：
根据获取到的所述列车在运动过程中的轮轨振动信号，确定所述列车的服役车轮的轮对状态；
当所述列车的服役车轮的轮对状态是正常时，根据判断所述列车的服役车轮满足所述第一预设条件、所述第二预设条件或所述第三预设条件的结果，确定所述列车的服役车轮按照所述转向架级轮对交换策略、所述车厢级轮对交换策略或所述整车编组级轮对交换策略进行交换；
根据获取到的所述列车在运动过程中的轮轨振动信号，确定所述列车的服役车轮的轮对状态，具体包括：
对所述轮轨振动信号进行处理，得到所述列车的服役车轮的轮对状态特征值；
根据所述轮对状态特征值，确定所述列车的轮对状态；
对所述轮轨振动信号进行处理，得到所述列车的服役车轮的轮对状态特征值，具体包括：
S1、获取所述轮轨振动信号x(t)，并确定所述轮轨振动信号x(t)在时域中的局部极大点和局部极小值点；
S2、以三次样条插值拟合的方法对所述轮轨振动信号x(t)的局部极大值点拟合为上包络信号uk(t)，以三次样条插值拟合的方法对所述轮轨振动信号x(t)的局部极小值点拟合为下包络信号vk(t)，根据所述上包络信号uk(t)和所述下包络信号vk(t)，得到所述轮轨振动信号x(t)的均值包络mk(t)，其中k为大于0的整数；
S3、从所述轮轨振动信号x(t)中减去所述均值包络mk(t)，得到筛选结果hk(t)；
循环所述S1至所述S3，直到相邻两次所述筛选结果的标准差SD满足方程
式中T表示信号长度，SD为常数C；
将首次满足条件的所述筛选结果hk(t)作为所述轮轨振动信号x(t)的包含频率最高分量的第一个固有模态函数c1(t)；
S4、将所述轮轨振动信号x(t)减去c1(t)，得到所述轮轨振动信号x(t)的第一剩余部分r1(t)，其中，所述第一剩余部分r1(t)满足r1(t)＝x(t)-c1(t)；
对r1(t)重复所述S1至所述S4，得到第二个固有模态函数c2(t)和第二剩余部分r2(t)；
对所述第二剩余部分r2(t)执行所述S1至所述S4，得到第三个固有模态函数c3(t)和第三剩余部分r3(t)；
对所述第三剩余部分r3(t)执行所述S1至所述S4，得到第四固有模态函数c4(t)和第三剩余部分r4(t)；
则所述轮轨振动信号x(t)＝c1(t)+c2(t)+c3(t)+c4(t)+r4(t)；
S5、计算各频率分量能量值Ei，
其中，总能量值E0满足如下方程
S6、将所述各频率分量能量值Ei归一化处理
得到所述列车的服役车轮的轮对状态特征值T＝[E′1，E′2，E′3，E′4]。
2.根据权利要求1 所述的基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法，其特征在于，当列车的服役车轮满足第一预设条件时，按照转向架级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换，具体包括：
当所述列车的服役车轮满足所述第一预设条件，即当所述列车的各服役车轮的轮缘厚度和踏面直径满足第一预设磨损标准；
或，
当所述列车的服役车轮在当前位置的运行时间已达到第一预设期限时，
将同一转向架的四个车轮按照预设顺序中的此次轮到的调换序号进行一次位置的调换，其中所述预设顺序中的第一调换序号是先将同一轮对的两个车轮进行调换，第二调换序号是将同一转向架中的第一轮对上的车轮与第二轮对上的车轮进行位置调换，第三调换序号是将同一轮对的两个车轮进行调换，以使得同一转向架的四个车轮都在所述同一转向架的四个位置上运行过。
3.根据权利要求2所述的基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法，其特征在于，当所述列车的服役车轮满足第二预设条件时，按照车厢级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮的交换，具体包括：
当所述列车的服役车轮满足所述第二预设条件，即当所述列车的各服役车轮的轮缘厚度和踏面直径满足第一预设磨损标准，且所述同一转向架的四个车轮已完成预设顺序中全部调换序号的车轮调换后；
或，
当所述列车的服役车轮在当前位置的运行时间已达到第一预设期限，且所述同一转向架的四个车轮已完成预设顺序中全部调换序号的车轮调换后，
将所述列车中同一车厢的第一转向架轮对与第二转向架轮对的位置进行调换。
4.根据权利要求3所述的基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法，其特征在于，当所述列车的服役车轮满足第三预设条件时，按照整车编组级轮对交换策略进行所述列车的服役车轮交换，具体包括：
当所述列车的服役车轮满足所述第三预设条件，即当所述列车的各服役车轮的轮缘厚度和踏面直径满足第一预设磨损标准，且同一车厢的第一转向架轮对与第二转向架轮对的位置调换后，所述同一转向架的四个车轮也已完成预设顺序中全部调换序号的车轮调换；
或，
当所述列车的服役车轮在当前位置的运行时间已达到第一预设期限时，且同一车厢的第一转向架轮对与第二转向架轮对的位置调换后，所述同一转向架的四个车轮也已完成预设顺序中全部调换序号的车轮调换；
将所述列车中各车厢逐一进行同车厢转向架间轮对的整体平移，即当所述列车为N节编组，车厢编号方式依次从1到N，若N为偶数，则居中两节车厢编号为
和
若N为奇数，则居中两节车厢编号为
和
各车厢将逐一进行同车厢转向架间轮对的整体平移，当最后一节车厢完成一次车厢级轮对交换后，将1号车厢的轮对与
或
号车厢的轮对整体平移，同时将N号车厢的轮对与
或
号车厢的轮对进行整体平移。
5.一种基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修装置，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以实现如权利要求1至4任意一项所述基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法的步骤。
6.一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任一项所述基于多特征决策轮对分级交换的优化镟修方法的步骤。
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