CN114089215A - 一种基于聚类的转辙机故障识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于聚类的转辙机故障识别方法，在本发明中通过设置电流信号监测模块，通过电流信号监测模块检测转辙机的电流流动情况，判断转辙机的故障模式为短路或过载，并根据对应的故障模式进行按照既定的抢修方案进行抢修。本发明通过设置伸缩端运动轨迹监控模块，通过伸缩端运动轨迹监控模块使得检测转辙机对转折轨道的调解情况，以便判断故障的情况，方便检修。本发明通过两种不同的检测方式，使得转辙机的故障检测准确且全面。使得转辙机在运转过程中不会出现短路或欠载导致转辙机不运转的情况，有效的避免的列车追尾或碰撞，同时有效的避免转辙机的伸缩端与转辙轨道的焊点脱离导致转折轨道变形不彻底，导致列车出轨，车毁人亡。

Description

一种基于聚类的转辙机故障识别方法
技术领域
本发明涉及铁路轨道调度技术领域，具体为一种基于聚类的转辙机故障识别方法。
背景技术
转辙机是指用以可靠地转换道岔位置，改变道岔开通方向，锁闭道岔尖轨，反映道岔位置的重要的信号基础设备，它可以很好地保证行车安全，提高运输效率，改善行车人员的劳动强度，目前，信号道岔转辙机主要分为直流和交流两种。由于直流转辙机本身存在不可克服的缺陷，交流转辙机是未来的发展趋势。因此，国内新建的地铁和高速铁路均采用交流转辙机。信号道岔转辙机是信号重要设备，动作频次高，特别是地铁在折返期间的道岔，平均每4分钟就来回动作一次。它的故障轻则晚点、清客，困扰乘客正常出行；重则车毁人亡，威胁乘客生命。
但目前对交流道岔转辙机的运行维护缺少预测预警装置，不能实现有效的预防性维修，只能在故障发生后才去进行事后检修，这样对旅客的生命安全造成巨大的威胁，可能造成检修不及时导致列车偏轨出现碰撞或追尾的情况，还有转辙机在出现故障时会出现伸缩端挤压不彻底的状况，造成转辙轨道变形不彻底，容易造成列车出轨，造成车毁人亡，且这种故障情况一般情况下无法提前检测。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服转辙机检修造成列车停运等缺陷，提供一种基于聚类的转辙机故障识别方法。包括转辙机，电流信号监测模块、异常信号上传模块、中央调度室、检修责任人和伸缩端运动轨迹监控模块，所述电流信号检测模块设置有最大阈值和最小阈值，所述伸缩端运动轨迹监控模块设置最大阈值和最小阈值，所述伸缩端运动轨迹监控模块包括监测识别块，所述监测识别块与转辙机靠近伸缩端一侧且位于伸缩端上方位置固定连接，所述监测识别块下表面呈开口设置，所述监测识别块上表面靠近转辙机位置贯穿固定连接有接近开关，所述监测识别块远离转辙机一侧中心位置固定连接有压力传感器，所述压力传感器和接近开关的检测端位于监测识别块内，所述转辙机的伸缩端靠近转辙机的位置贯穿固定连接有故障检测块，所述接近开关与压力传感器电连接；
所述故障识别方法如下：
S1.启动电流检测模块和伸缩端运动轨迹监控模块，电流检测模块和伸缩端运动轨迹监控模块对转辙机的工作状态进行检测，且伸缩端运动轨迹监控模块每两分钟对转辙机进行检测；
S2.若电流检测模块检测转辙机的使用电流超过规定的阈值或伸缩端运动轨迹监控模块的检测值超过设定的压力阈值，异常信号上传模块将具体的异常数据上传到中央调度室；
S3.中央调度室通过异常信号种类作出相对应的维护方案，并将维护方案上传到对应的检修责任人进行检修维护；
S4.检修责任人接受维护信号时，通过维修方案携带工具进行检修维护，且检修过程和结果上传中央调度室。
优选的，所述电流信号检测模块为基于电流信号检测仪的电流状态变化检测装置，可以检测转辙机的用电电流变化情况，当电流超过最大阈值电流时可以判定为转辙机短路故障，当电流小于最大阈值电流时可以判定为欠载。
优选的，所述监测识别块为工程塑料材料，所述故障检测块为金属铁材料，所述监测识别块和故障检测块表面均喷涂有面漆。
优选的，所述伸缩端运动轨迹监控模块具体的运转方法如下：
a).转辙机两分钟自启实现检测，使得转辙机伸缩端工作，实现伸缩，使得故障检测块移动，触发接近开关；
b).接近开关为压力传感器供电，使得压力传感器工作，感应故障检测块所施加的压力，当压力传感器受到的压力值大于设定最大阈值则转辙机伸缩端与转辙轨道焊接点脱落，当压力传感器所收到的压力值小于设定的最小阈值时，说明转折轨道变形不到位。
优选的，将转辙机看作为一个内阻，而影响电路电流的重要因素为电阻，可得电路模型公式E＝U外+U内＝IX(R+r)，当电路短路时就像当于电源的正负极被导线直接连接起来了，这时候电路中的外电阻就为零，即R＝0了。那么短路中的短路电流|＝电源E/内阻r。不管是交流电源还是直流电源它们的内阻都是很小的，所以电流就非常的大。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、在本发明中通过设置电流信号监测模块，通过电流信号监测模块检测转辙机的电流流动情况，判断转辙机的故障模式为短路或过载，并根据对应的故障模式进行按照既定的抢修方案进行抢修。
2、本发明通过设置伸缩端运动轨迹监控模块，通过伸缩端运动轨迹监控模块使得检测转辙机对转折轨道的调解情况，以便判断故障的情况，方便检修。
本发明通过两种不同的检测方式，使得转辙机的故障检测准确且全面。
附图说明
图1为本发明的故障识别流程图；
图2为本发明的伸缩端运动轨迹监控模块位置具体结构示意图；
图3为本发明的伸缩端运动轨迹监控模块位置具体结构剖视图。图例说明：1、转辙机；2、故障检测块；3、接近开关；4、监测识别块；5、压力传感器。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于聚类的转辙机故障识别方法，包括转辙机1，电流信号监测模块、异常信号上传模块、中央调度室、检修责任人和伸缩端运动轨迹监控模块，电流信号检测模块设置有最大阈值和最小阈值，伸缩端运动轨迹监控模块设置最大阈值和最小阈值，伸缩端运动轨迹监控模块包括监测识别块4，监测识别块4与转辙机1靠近伸缩端一侧且位于伸缩端上方位置固定连接，监测识别块4下表面呈开口设置，监测识别块4上表面靠近转辙机1位置贯穿固定连接有接近开关3，监测识别块远离转辙机1一侧中心位置固定连接有压力传感器5，压力传感器5和接近开关3的检测端位于监测识别块4内，转辙机1的伸缩端靠近转辙机1的位置贯穿固定连接有故障检测块2，接近开关3与压力传感器5电连接，通过接近开关3与压力传感器5连接，使得故障检测块2在进过接近开关3时启动压力传感器5，使得压力传感器5工作传输压力信号，避免压力传感器一直工作降低其使用寿命，降低精度；
故障识别方法如下：
S1.启动电流检测模块和伸缩端运动轨迹监控模块，电流检测模块和伸缩端运动轨迹监控模块对转辙机的工作状态进行检测，且伸缩端运动轨迹监控模块每两分钟对转辙机进行检测；
S2.若电流检测模块检测转辙机的使用电流超过规定的阈值或伸缩端运动轨迹监控模块的检测值超过设定的压力阈值，异常信号上传模块将具体的异常数据上传到中央调度室；
S3.中央调度室通过异常信号种类作出相对应的维护方案，并将维护方案上传到对应的检修责任人进行检修维护；
S4.检修责任人接受维护信号时，通过维修方案携带工具进行检修维护，且检修过程和结果上传中央调度室。
电流信号检测模块为基于电流信号检测仪的电流状态变化检测装置，可以检测转辙机的用电电流变化情况，当电流超过最大阈值电流时可以判定为转辙机短路故障，当电流小于最大阈值电流时可以判定为欠载。监测识别块4为工程塑料材料，工程塑料材料不会影响接近开关3的正常使用，避免金属信号造成近接开关3误判启动压力传感器5，故障检测块2为金属铁材料，金属材料使得接近开关3可以被感应，为压力传感器5供电，监测识别块4和故障检测块2表面均喷涂有面漆，表面喷涂面漆使得监测识别块4表面老化速度降低，增加其使用面积，同时可以保护故障检测块2，避免故障检测块2表面锈蚀，导致感应灵敏度不高，影响故障检测。
伸缩端运动轨迹监控模块具体的运转方法如下：
a).转辙机1两分钟自启实现检测，使得转辙机1伸缩端工作，实现伸缩，使得故障检测块2移动，触发接近开关3；
b).接近开关3为压力传感器5供电，使得压力传感器工作，感应故障检测块2施加的压力，当压力传感器5受到的压力值大于设定最大阈值则转辙机伸缩端与转辙轨道焊接点脱落，当压力传感器收到的压力值小于设定的最小阈值时，说明转折轨道变形不到位。
将转辙机1看作为一个内阻，而影响电路电流的重要因素为电阻，可得电路模型公式E＝U外+U内＝IX(R+r)，当电路短路时就像当于电源的正负极被导线直接连接起来了，这时候电路中的外电阻就为零，即R＝0了。那么短路中的短路电流I＝电源E/内阻r。不管是交流电源还是直流电源它们的内阻都是很小的，以电流就非常的大。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于聚类的转辙机故障识别方法，其特征在于：包括转辙机(1)，电流信号监测模块、异常信号上传模块、中央调度室、检修责任人和伸缩端运动轨迹监控模块，所述电流信号检测模块设置有最大阈值和最小阈值，所述伸缩端运动轨迹监控模块设置最大阈值和最小阈值，所述伸缩端运动轨迹监控模块包括监测识别块(4)，所述监测识别块(4)与转辙机(1)靠近伸缩端一侧且位于伸缩端上方位置固定连接，所述监测识别块(4)下表面呈开口设置，所述监测识别块(4)上表面靠近转辙机(1)位置贯穿固定连接有接近开关(3)，所述监测识别块远离转辙机(1)一侧中心位置固定连接有压力传感器(5)，所述压力传感器(5)和接近开关(3)的检测端位于监测识别块(4)内，所述转辙机(1)的伸缩端靠近转辙机(1)的位置贯穿固定连接有故障检测块(2)，所述接近开关(3)与压力传感器(5)电连接；
所述故障识别方法如下：
S1.启动电流检测模块和伸缩端运动轨迹监控模块，电流检测模块和伸缩端运动轨迹监控模块对转辙机的工作状态进行检测，且伸缩端运动轨迹监控模块每两分钟对转辙机进行检测；
S2.若电流检测模块检测转辙机的使用电流超过规定的阈值或伸缩端运动轨迹监控模块的检测值超过设定的压力阈值，异常信号上传模块将具体的异常数据上传到中央调度室；
S3.中央调度室通过异常信号种类作出相对应的维护方案，并将维护方案上传到对应的检修责任人进行检修维护；
S4.检修责任人接受维护信号时，通过维修方案携带工具进行检修维护，且检修过程和结果上传中央调度室。
2.根据权利要求1所述的一种基于聚类的转辙机故障识别方法，其特征在于：所述电流信号检测模块为基于电流信号检测仪的电流状态变化检测装置，可以检测转辙机的用电电流变化情况，当电流超过最大阈值电流时可以判定为转辙机短路故障，当电流小于最大阈值电流时可以判定为欠载。
3.根据权利要求1所述的一种基于聚类的转辙机故障识别方法，其特征在于：所述监测识别块(4)为工程塑料材料，所述故障检测块(2)为金属铁材料，所述监测识别块(4)和故障检测块(2)表面均喷涂有面漆。
4.根据权利要求1所述的一种基于聚类的转辙机故障识别方法的检测方法，其特征在于：所述伸缩端运动轨迹监控模块具体的运转方法如下：
a).转辙机(1)两分钟自启实现检测，使得转辙机(1)伸缩端工作，实现伸缩，使得故障检测块(2)移动，触发接近开关(3)；
b).接近开关(3)为压力传感器(5)供电，使得压力传感器工作，感应故障检测块(2)所施加的压力，当压力传感器(5)受到的压力值大于设定最大阈值则转辙机伸缩端与转辙轨道焊接点脱落，当压力传感器所收到的压力值小于设定的最小阈值时，说明转折轨道变形不到位。
5.根据权利要求1所述的一种基于聚类的转辙机故障识别方法的检测方法，其特征在于：将转辙机(1)看作为一个内阻，而影响电路电流的重要因素为电阻，可得电路模型公式E＝U外+U内＝IX(R+r)，当电路短路时就像当于电源的正负极被导线直接连接起来了，这时候电路中的外电阻就为零，即R＝0了。那么短路中的短路电流|＝电源E/内阻r。不管是交流电源还是直流电源它们的内阻都是很小的，所以电流就非常的大。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4279353A1 (en) * 2022-05-19 2023-11-22 Siemens Mobility GmbH Point machine and method for operating a point machine

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