CN114802331A - 一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计方法及系统，其中方法包括：获取轨道车辆压力波保护系统动作的信号；获取轨道车辆车内与车外的压差值△P，判断△P是否满足P₁≤△P≤P₂，P₁、P₂为预先设定的参考值；获取轨道车辆的当前速度V，判断V是否满足V≥V₁，V₁为设定参考值；判断是否获取到车辆压力波保护系统动作信号，若是且同时满足P₁≤△P≤P₂和V≥V₁，则轨道车辆通过隧道次数增加一次，否则不增加。

Description

一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计方法及系统

技术领域

本发明属于轨道车辆领域，具体涉及一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计方法及系统。

背景技术

疲劳断裂一直以来都是结构失效的主要模式，这是由于结构零部件(如轨道车辆行业的轮对、转向架和车体、车窗、受电弓等)在服役期间长时间受到动态载荷作用引起的。为此，许多科研人员致力于研究结构疲劳强度或寿命评估分析。

在轨道车辆领域，轨道车辆在实际运行时会高速通过隧道，当轨道车辆高速通过隧道时，车外压力波动会比较大，隧道内较大的气动载荷会一定程度上影响车辆车体、车窗、受电弓、高压设备箱等部件的疲劳寿命；但是由于目前轨道车辆通过隧道次数无法进行有效统计，导致在计算不同线路运行的轨道车辆车体、车窗、受电弓、高压设备箱等部件受空气动力学影响时的疲劳寿命无法精准评估，不利于部件的精准检修。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计方法及系统，该方法及系统可以用于后期的轨道车辆车体、车窗、受电弓、高压设备箱等部件受空气动力学影响时的疲劳寿命评估，提高车辆疲劳寿命的评估精度。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：

第一方面，本发明的实施例提供了一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计方法，具体如下：

获取轨道车辆压力波保护系统动作的信号；

获取轨道车辆车内与车外的压差值△P，判断△P是否满足P₁≤△P≤P₂，P₁、P₂为预先设定的参考值；

获取轨道车辆的当前速度V，判断V是否满足V≥V₁，V₁为设定参考值；

判断是否获取到车辆压力波保护系统动作信号，若是且同时满足P₁≤△P≤P₂和V≥V₁，则轨道车辆通过隧道次数增加一次，否则不增加。

第二方面，本发明还提供了一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计系统，包括如下模块：

第一模块，被配置为获取轨道车辆压力波保护系统动作的信号；

第二模块，被配置为获取轨道车辆车内与车外的压差值△P；并判△P是否满足P₁≤△P≤P₂，P₁、P₂为预先设定的参考值；

第三模块，被配置获取轨道车辆的当前速度V，并判断V是否满足V≥V₁，V₁为设定参考值；

计数模块，被配置为判断第一模块是否获取到车辆压力波保护系统动作信号，若是且同时满足P₁≤△P≤P₂和V≥V₁，则轨道车辆通过隧道次数增加一次，否则不增加。

第三方面，本发明还提供了一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计系统，包括：

压力波监测装置，用于监测轨道车辆压力波保护系统发出的动作信号；

压力检测装置，用于检测轨道车辆车内与车外的压差值△P；

速度检测装置，用于检测轨道车辆的当前速度V；

计数装置，接收压力波监测模块、压力检测模块、温度检测模块的信号，判断是否同时满足压力波保护系统发出动作信号、P₁≤△P≤P₂和V≥V₁，若满足则轨道车辆通过隧道次数增加一次，否则不增加，其中P₁、P₂为预先设定的参考值；V₁为设定参考值。

本发明的有益效果如下：

本发明利用轨道车辆压力波动作信号、轨道车辆车内外压差、轨道车辆速度作为判断条件，通过建立计算系统以及方法，实现列车过隧道次数自动统计，进而指导受电弓、高压设备箱、车窗、车门等车体外露部件疲劳寿命设计。

本发明之所以选择轨道车辆速度作为条件之一，是因为第一、压力波动作信号触发分为自动触发和手动触发两种，其中自动触发根据列车实际运行线路检测的数值与设定的阈值进行比较得出；而手动触发一般在库内静态调试时适用，由调试人员手动操作，实现功能调试。为筛选列车实际线路的压力保护动作真实信号，去除库内调试产生的非真实压力波过隧道触发信号，确保过隧道统计的准确性，增加速度信号；第二、列车线路运行时，可能存在由于压力波监测模块故障导致的压力波动作信号不准确问题，增加速度信号如160km/h(根据经验，列车160km/h速度以下通过隧道时，压力波动作信号一般不触发)可增加数据筛选的准确性。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例1对应的流程示意图；

图2是本发明实施例2对应的模块示意图；

图3是本发明实施例3对应的硬件结构示意图；

图4是压力检测的原理示意图；

图5是列车速度检测的示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计方法及系统，在现有的轨道车辆上大多设置有车内压力保护系统，当轨道车辆高速通过隧道且车外压力波动较大时，车辆会自动快速关闭空调新风及废排压力保护阀，进而切断轨道车辆内外通路，避免车外的压力波动传递到车内，实现车内压力保护。正常情况下，列车进入隧道压力保护功能自动施加，当轨道车辆通过隧道后，压力保护功能自动取消。经调查，轨道车辆压力波动作包括隧道内运行和隧道内交会压力波动作，其中隧道内运行压力波动作占比较大(一般在90％以上)，与过隧道次数基本相同，因此本申请将其作为车辆通过隧道次数统计的一个参考指标。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，本实施例中公开了一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计方法，图1为具体的流程图，该方法如下：

步骤1获取轨道车辆压力波保护系统动作的信号；

步骤2获取轨道车辆车内与车外的压差值△P，判断△P是否满足P₁≤△P≤P₂，P₁、P₂为预先设定的参考值；其中P1为避免压力波明线交会动作设定的下限值，用于筛除明线交会压力波动作信号；P2为避免压力波隧道交会动作设定的上限值，用于筛除隧道交会压力波动作信号。设定压差值范围可确保隧道通过次数的准确性；步骤3获取轨道车辆的当前速度V，判断V是否满足V≥V₁，V₁为设定参考值；设定最低速度可判断列车是在高速通过隧道时真实的压力波动作，确保隧道通过次数的准确性；

步骤4判断是否获取到车辆压力波保护系统动作信号，若是且同时满足P₁≤△P≤P₂和V≥V₁，则轨道车辆通过隧道次数增加一次，否则不增加。

本实施例利用车内压力波动作信号、车内外压差、列车速度作为通过轨道车辆通过隧道次数的三个必要条件，只要这三个条件同时成立时，才能证明轨道车辆通过了一次隧道，进而实现列车过隧道次数自动统计，最终指导受电弓、高压设备箱、车窗、车门等车体外露部件疲劳寿命设计。

在本实施例中选择轨道车辆速度作为条件之一，是因为第一、压力波动作信号触发分为自动触发和手动触发两种，其中自动触发根据列车实际运行线路检测的数值与设定的阈值进行比较得出；而手动触发一般在库内静态调试时适用，由调试人员手动操作，实现功能调试。为筛选列车实际线路的压力保护动作真实信号，去除库内调试产生的非真实压力波过隧道触发信号，确保过隧道统计的准确性，增加速度信号；第二、列车线路运行时，可能存在由于压力波监测模块故障导致的压力波动作信号不准确问题，增加速度信号如160km/h(根据经验，列车160km/h速度以下通过隧道时，压力波动作信号一般不触发)可增加数据筛选的准确性。

此外，需要进一步的说明的是，上述的步骤1、步骤2、步骤3之间没有特定的顺序，三个步骤可以同时执行，也可以按照顺序依次执行，在此不做限定。

进一步的，步骤1中的压力波保护系统动作信号可以通过压力波监测装置发出；压力波监测装置内设有压差传感器，检测到车内外压差值满足设定阈值条件后，发出压力波动作信号，并将信号通过列车网络传递给车厢控制器，车厢控制器控制压力保护阀关闭。

进一步的，如图4所示，步骤2中的车内与车外的压差值△P信号可以通过现有的压力检测装置实现，压力检测装置分别检测同一时刻列车外大气压力与列车内大气压力，通过内部程序计算得出此时刻的车内外压差△P，并将△P通过网络发送给计数装置。

进一步的，如图5所示，步骤3中的轨道车辆的当前速度可以通过列车的速度检测装置得到，由检测装置采集列车车轮转速n等信息后，通过内部程序计算得出，并将速度信号通过网络发送给计数装置。

进一步的，上述的压力波监测装置与压力检测装置可集成为同一部件，也可单独设置，具体根据实际情况进行设置即可。

本发明利用轨道车辆压力波动作信号、轨道车辆车内外压差、轨道车辆速度作为判断条件，通过建立计算系统以及方法，实现列车过隧道次数自动统计，进而指导受电弓、高压设备箱、车窗、车门等车体外露部件疲劳寿命设计。

实施例2

本发明还提供了一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计系统，该系统与实施例1中的方法相对应，该系统对应的附图如图2所示，其包括如下模块：

第一模块，被配置为获取轨道车辆压力波保护系统动作的信号；

第二模块，被配置为获取轨道车辆车内与车外的压差值△P，并判△P是否满足P₁≤△P≤P₂，P₁、P₂为预先设定的参考值；

第三模块，被配置获取轨道车辆的当前速度V，并判断V是否满足V≥V₁，V₁为设定参考值；

计数模块，被配置为判断第一模块是否获取到车辆压力波保护系统动作信号，若是且同时满足P₁≤△P≤P₂和V≥V₁，则轨道车辆通过隧道次数增加一次，否则不增加。

进一步的，本实施例中的第一模块、第二模块、第三模块、计数模块，集成在计算机的存储模块中，实现对轨道车辆过隧道次数的统计。

实施例3

本实施例公开了一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计系统，该系统如图3所示，其包括：

压力波动作监测装置，用于监测轨道车辆车头压力波是否动作；

压力波检测装置，用于检测轨道车辆车内与车外的压差值△P；

速度检测装置，用于检测轨道车辆的当前速度V；

计数装置，接收压力波监测模块、压力检测模块、温度检测模块的信号，判断是否同时满足压力波保护系统发出动作信号、P₁≤△P≤P₂和V≥V₁，若满足则轨道车辆通过隧道次数增加一次，否则不增加，其中P₁、P₂为预先设定的参考值；V₁为设定参考值。

进一步的，所述的压力波监测装置、压力检测装置、速度检测装置与计数装置通过无线进行信号传输，计算模块可以直接设置在地面监控室内，也可以设置在轨道车辆的监控系统中。

进一步的，如图4所示，轨道车辆的车内与车外的压差值△P信号可以通过现有的压力检测装置实现，压力检测装置分别检测同一时刻列车外大气压力与列车内大气压力，通过内部程序计算得出此时刻的车内外压差△P，并将△P通过网络发送给计数装置。

进一步的，如图5所示，轨道车辆的当前速度可以通过列车的速度检测装置得到，由检测装置采集列车车轮转速n等信息后，通过内部程序计算得出，并将速度信号通过网络发送给计数装置。

进一步的，上述的压力波监测装置与压力检测装置可集成为同一部件，也可单独设置，具体根据实际情况进行设置即可。

需要说明的是，在上述三个实施例中公开方法或者系统可以应用于现有的多种轨道车辆的通过隧道次数统计，例如包括普速火车、动车、地铁车辆、城铁车辆等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计方法，其特征在于，如下：

获取轨道车辆压力波保护系统动作的信号；

获取轨道车辆车内与车外的压差值△P，判断△P是否满足P₁≤△P≤P₂，P₁、P₂为预先设定的参考值；

获取轨道车辆的当前速度V，判断V是否满足V≥V₁，V₁为设定参考值；

判断是否获取到车辆压力波保护系统动作信号，若是且同时满足P₁≤△P≤P₂和V≥V₁，则轨道车辆通过隧道次数增加一次，否则不增加。

2.如权利要求1所述的基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计方法，其特征在于，所述的压力波保护系统是否发出动作信号由压力波监测模块获得。

3.如权利要求3所述的一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计系统，其特征在于，所述的压差值△P通过压力监测模块获得。

4.如权利要求3所述的一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计系统，其特征在于，所述的速度V通过速度监测模块获得。

5.一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计系统，其特征在于，包括：

第一模块，被配置为获取轨道车辆压力波保护系统动作的信号，如高电平；

第二模块，被配置为获取轨道车辆车内与车外的压差值△P；并判△P是否满足P₁≤△P≤P₂，P₁、P₂为预先设定的参考值；

第三模块，被配置获取轨道车辆的当前速度V，并判断V是否满足V≥V₁，V₁为设定参考值；

计数模块，被配置为判断第一模块是否获取到车辆压力波保护系统动作信号，若是且同时满足P₁≤△P≤P₂和V≥V₁，则轨道车辆通过隧道次数增加一次，否则不增加。

6.如权利要求5所述的基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计系统，其特征在于，所述的压力波保护系统动作信号由压力波监测模块监测，发送给控制器。

7.如权利要求5所述的一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计系统，其特征在于，所述的压差值△P通过压力监测模块检测，发送给控制器。

8.如权利要求5所述的一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计系统，其特征在于，所述的速度V通过速度监测模块检测，发送给控制器。

9.一种基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计系统，其特征在于，包括：

压力波动作监测装置，用于监测轨道车辆车头压力波动作信号高电平；

压力检测装置，用于检测轨道车辆车内与车外的压差值△P；

速度检测装置，用于检测轨道车辆的当前速度V；

计数装置，接收压力波监测模块、压力检测模块、速度检测模块的信号，判断是否同时满足压力波保护系统发出动作信号、P₁≤△P≤P₂和V≥V₁，若满足则轨道车辆通过隧道次数增加一次，否则不增加，其中P₁、P₂为预先设定的参考值；V₁为设定参考值。

10.如权利要求9所述的基于压力波保护的轨道车辆过隧道统计系统，其特征在于，所述的压力波动作监测装置、压力检测装置、速度检测装置与计数装置通过无线进行信号传输。

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