CN115130701A - 一种机车车钩力监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车车钩力监测方法，属于机车车钩力监测技术领域，具体方法包括：步骤一：获取机车车钩的特征数据，根获取的特征数据匹配对应的形变单元设置方案；步骤二：根据获得的形变单元设置方案进行形变单元的设置；步骤三：当机车在运行的过程中，实时获取形变单元承受的压力值，进行数据处理后，获得车钩承受值；步骤四：建立预警模型，将获得的车钩承受值输入到预警模型内进行可视化显示；步骤五：实时获取预警模型中预警信息，根据获取的预警信息结果进行相应的维护处理；通过对车钩定位点内部变形单元的压力传感因子进行多次数值测验计算，对不同阶段的应变值进行离散处理，得到多组不同的离散系数区间。

Description

一种机车车钩力监测方法

技术领域

本发明属于机车车钩力监测技术领域，具体是一种机车车钩力监测方法。

背景技术

列车在行车中，车钩是传递动力的最重要的部件之一，车钩的作用是用来实现机车和车辆或车辆和车辆之间的连挂和传递牵引力及冲击力，并使车辆之间保持一定的距离，车钩在列车运行中除了要承受随机的、交变的牵拉力、压缩力和冲击力等作用外，还承受弯矩的作用，有许多列车事故的发生都是因为车钩受力超出了相关指标。

针对车钩多种力进行监测处理时，因车钩在行驶过程中，不仅会承受拉力，还会承受相应的压力值，通过对应的压力值，车钩连接处的变形单元会产生形变，因未对此类应变值进行采集处理，便导致列车行驶过程中，对车钩力的监测并不是很完整，很容易导致车钩受力过大时，操作无法快速得知，从而造成事故的发生；因此为了实现对机车车钩力进行监测，本发明提供了一种机车车钩力监测方法。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种机车车钩力监测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种机车车钩力监测方法，具体方法包括：

步骤一：获取机车车钩的特征数据，根据获取的特征数据匹配对应的形变单元设置方案；

步骤二：根据获得的形变单元设置方案进行形变单元的设置；

步骤三：当机车在运行的过程中，实时获取形变单元承受的压力值，进行数据处理后，获得车钩承受值；

步骤四：建立预警模型，将获得的车钩承受值输入到预警模型内进行可视化显示；

步骤五：实时获取预警模型中预警信息，根据获取的预警信息结果进行相应的维护处理。

进一步地，根据获取的特征数据匹配对应的形变单元设置方案的方法包括：

获取当前具有的机车型号，以及各个机车型号对应的车钩种类，根据获得的车钩种类拟定对应的特征数据，给拟定的特征数据设置对应的形变单元设置方案，对设置的形变单元设置方案进行压力传感因子预测试，获得对应的预测试数据，将获得的预测试数据和对应的形变单元设置方案进行整合后建立特征匹配库；

将获取的特征数据输入到特征匹配库中进行匹配获得对应的预测试数据和形变单元设置方案。

进一步地，设置的形变单元设置方案进行压力传感因子预测试的方法包括：

S1、对变形单元施加压力，从0开始，按照预设的力度进行逐一增加，在变形单元承受力的过程中，通过设置在变形单元上的应变片对变形单元内部的应变值进行采集；

S2、将应变值标记为Yi，力标记为Li，其中i代表不同的测试阶段，i=1、2、……、n，i等于1时，代表第一测试阶段，采用公式

得到对应阶段的压力传感因子YGi；

S3、对YGi进行线性离散处理，采用公式

进行处理，其中

为多组YGi的均值，k值为i值中任一值，且2≤k≤i；

S4、当k为2时，计算得到对应的离散值LS2，查看离散值LS2与对应的预设值X进行比对，当LS2小于x时，则令k值加1继续计算，直到离散值LSk大于X，则将[1,K-1]标记为线性区间，提取对应的压力传感因子YGk，其中[1,K-1]在k为2时，为对应的点值区间，提取对应的压力传感因子YG2，其中X为预设值；

S5、将属于对应线性区间的多组压力传感因子YGi进行提取，进行整合后获得对应的预测试数据。

进一步地，进行数据处理的方法包括：

W1、将获得的压力值标记为YM，将压力值YM与预测试数据中多组线性区间进行比对，得到YM所属的线性区间[x1,x2]，再获取x1所对应的应变值Yx1；

W2、采用公式

得到压力值YM所对应的应变值YB，将拉力数值进行提取，并标记为Lc；

W3、采用

得到车钩承受值CS，其中C1和C2均为预设的系数因子，

为修正因子，取值为0.98523。

进一步地，建立预警模型的方法包括：

获取当前机车整体外观图，根据获得的机车整体外观图建立机车模型，识别机车模型内的各个车钩模型，并将识别的车钩模型进行相应的编号，在机车模型内设置显示单元，所述显示单元包括若干个显示节点，所述显示节点的数量与车钩的数量相同，且显示节点与车钩模型相对应，将当前的机车模型标记为预警模型。

进一步地，显示节点的工作方法包括：所述显示节点包括固定显示栏和实时显示栏，将获取的警戒值输入到对应的固定显示栏中；实时获取接收到的车钩承受值，将获取的车钩承受值输入到实时显示栏中，实时计算警戒值与车钩承受值之间的差值，标记为BCZ，当BCZ>0时，不进行操作；当BCZ≤0时，生成对应的预警信号，并进行相应的区别显示标记。

进一步地，预警模型的工作方法包括：

实时获取车钩承受值，识别车钩承受值对应的车钩编号，根据识别的车钩编号将获取的车钩承受值输入到对应的显示节点中。

进一步地，根据获取的预警信息结果进行相应的维护处理的方法包括：

当预警模型中没有生成对应的预警信号时，不进行操作；当预警模型中生成有预警信号时，识别对应的车钩编号，根据识别的车钩编号进行相应的车钩定位，标记为目标点；识别机车上具有的维修人员信息以及对应的位置，根据获得的维修人员位置和维修人员信息派遣对应的维修人员进行维护。

进一步地，根据获得的维修人员位置和维修人员信息派遣对应的维修人员进行维护的方法包括：

将维修人员标记为j，j=1、2、……、m，m为正整数；获取维修人员的工作状态，将获得的工作状态标记为GZDj，获取对应的差值BCZ，根据获得的差值设置各个维修人员的适应值和对应需要的维修人员人数，将获得的适应值标记为SYj，将获得的需要维修人员人数标记为RN，获取各个维修人员与目标点之间的距离，标记为LCj，根据公式QYj=(b1×β1×SYj-b2×β2×LCj)×GZDj计算优先值，其中b1、b2均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，β1、β2为权重系数，β1>β2，当维修人员的工作状态为正在工作时，GZDj=0，当维修人员的工作状态为空闲时，GZDj=1；将计算的优先值按照由大到小的顺序进行排序，获得第一序列，选取第一序列中的前RN个优先值对应的维修人员为目标人员，向目标人员发送对应的维修任务和目标点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对车钩定位点内部变形单元的压力传感因子进行多次数值测验计算，对不同阶段的应变值进行离散处理，得到多组不同的离散系数区间，再通过对车钩定位点的拉力值以及压力值进行采集，通过压力值与对应的系数区间进行比对，对车钩定位点的应变值进行求值获取，因应变值处于一个曲线状态，预先进行线性离散，再对不同的数值进行不同处理，可使对应的应变值更加准确，通过应变值以及拉力值得到对应的承受值，将承受值通过系统处理，查看车钩定位点受力情况是否出现故障，通过整体的试验数据，可使所判定的故障情况更加准确，避免出现误判的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中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为本发明方法流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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。

如图1所示，一种机车车钩力监测方法，具体方法包括：

步骤一：获取机车车钩的特征数据，根据获取的特征数据匹配对应的形变单元设置方案；

机车车钩的特征数据指的是对车钩力检测具有影响的因素，如车钩型号、材质、最大设计承受力等数据，可以通过人工的方式设置对应的特征项，通过采集各个特征项对应的数据，进行整合后获得对应的特征数据。

根获取的特征数据匹配对应的形变单元设置方案的方法包括：

获取当前具有的机车型号，以及各个机车型号对应的车钩种类，根据获得的车钩种类拟定对应的特征数据，给拟定的特征数据设置对应的形变单元设置方案，具体的是采用专家组进行讨论的方式进行设置的，对设置的形变单元设置方案进行压力传感因子预测试，获得对应的预测试数据，将获得的预测试数据和对应的形变单元设置方案进行整合后建立特征匹配库；

将获取的特征数据输入到特征匹配库中进行匹配获得对应的预测试数据和形变单元设置方案。

设置的形变单元设置方案进行压力传感因子预测试的方法包括：

S1、对变形单元施加压力，从0开始，按照预设的力度进行逐一增加，如按照0.5t或1t等力度进行逐渐施加压力，具体的可以根据测试需要进行相应的调整；在变形单元承受力的过程中，通过设置在变形单元上的应变片对变形单元内部的应变值进行采集；

S2、将应变值标记为Yi，力标记为Li，其中i代表不同的测试阶段，i=1、2、……、n，i等于1时，代表第一测试阶段，采用公式

得到对应阶段的压力传感因子YGi；

S3、对YGi进行线性离散处理，采用公式

进行处理，其中

为多组YGi的均值，k值为i值中任一值，且2≤k≤i；

S4、当k为2时，计算得到对应的离散值LS2，查看离散值LS2与对应的预设值X进行比对，当LS2小于x时，则令k值加1继续计算，直到离散值LSk大于X，则将[1,K-1]标记为线性区间，提取对应的压力传感因子YGk，其中[1,K-1]在k为2时，为对应的点值区间，提取对应的压力传感因子YG2，其中X为预设值，由对应的测试人员进行拟定；

S5、将属于对应线性区间的多组压力传感因子YGi进行提取，进行整合后获得对应的预测试数据。

步骤二：根据获得的形变单元设置方案进行形变单元的设置；

步骤三：当机车在运行的过程中，实时获取形变单元承受的压力值，进行数据处理后，获得车钩承受值；

进行数据处理的方法包括：

W1、将获得的压力值标记为YM，将压力值YM与预测试数据中多组线性区间进行比对，得到YM所属的线性区间[x1,x2]，再获取x1所对应的应变值Yx1；

W2、采用公式

得到压力值YM所对应的应变值YB，将拉力数值进行提取，并标记为Lc；

W3、采用

得到车钩承受值CS，其中C1和C2均为预设的系数因子，

为修正因子，取值为0.98523。

步骤四：建立预警模型，将获得的车钩承受值输入到预警模型内进行可视化显示；

建立预警模型的方法包括：

获取当前机车整体外观图，根据获得的机车整体外观图建立机车模型，所述机车模型是基于当前的建模技术进行建立的三维数据模型，只需要知道大致的车钩位置和对应车钩之间的结构形状即可，仅仅是用于显示的，并不需要在建模时建立详细的结构模型，节约大量的建模时间，同时，根据实际需要，还可以直接建立二维数据模型，同样具有相同的显示功能；

识别机车模型内的各个车钩模型，并将识别的车钩模型进行相应的编号，在机车模型内设置显示单元，所述显示单元包括若干个显示节点，所述显示节点的数量与车钩的数量相同，且显示节点与车钩模型相对应，即一个显示节点对应一个车钩模型，并设置在对应车钩模型的周边，且根据对应工作人员的需要进行显示节点的位置调整；所述显示节点用于显示接收到的数据，并将接收到的数据与预设的标准值进行比较，输出比较结果，将当前的机车模型标记为预警模型。

显示节点的工作方法包括：

获取各个车钩的警戒值，警戒值是由专家组根据各个车钩的实际情况进行设置的，即为当车钩承受值达到或超过对应的警戒值，将会进行相应的预警；所述显示节点包括固定显示栏和实时显示栏，所述固定显示栏用于显示对应的警戒值，所述实时显示栏用于显示实时接收到的车钩承受值，将获取的警戒值输入到对应的固定显示栏中；实时获取接收到的车钩承受值，将获取的车钩承受值输入到实时显示栏中，实时计算警戒值与车钩承受值之间的差值，标记为BCZ，当BCZ>0时，不进行操作；当BCZ≤0时，生成对应的预警信号，并进行相应的区别显示标记；如采用根据BCZ的大小采用不同的程度的显示颜色，具体的可以根据对应人员的习惯进行调整。

预警模型的工作方法包括：

实时获取车钩承受值，识别车钩承受值对应的车钩编号，根据识别的车钩编号将获取的车钩承受值输入到对应的显示节点中。

步骤五：实时获取预警模型中预警信息，根据获取的预警信息结果进行相应的维护处理；

根据获取的预警信息结果进行相应的维护处理的方法包括：

当预警模型中没有生成对应的预警信号时，不进行操作；当预警模型中生成有预警信号时，识别对应的车钩编号，根据识别的车钩编号进行相应的车钩定位，标记为目标点；识别机车上具有的维修人员信息以及对应的位置，根据获得的维修人员位置和维修人员信息派遣对应的维修人员进行维护；维修人员信息包括姓名、通知方式、职称等信息。

根据获得的维修人员位置和维修人员信息派遣对应的维修人员进行维护的方法包括：

将维修人员标记为j，j=1、2、……、m，m为正整数；获取维修人员的工作状态，可以通过对应维修人员佩戴的终端进行获取，处于工作状态时，对应维修人员在维护终端进行相应的标记；将获得的工作状态标记为GZDj，获取对应的差值BCZ，根据获得的差值设置各个维修人员的适应值和对应需要的维修人员人数，将获得的适应值标记为SYj，将获得的需要维修人员人数标记为RN，获取各个维修人员与目标点之间的距离，标记为LCj，根据公式QYj=(b1×β1×SYj-b2×β2×LCj)×GZDj计算优先值，其中b1、b2均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，β1、β2为权重系数，β1>β2，由专家组进行相应的设置；当维修人员的工作状态为正在工作时，GZDj=0，当维修人员的工作状态为空闲时，GZDj=1；将计算的优先值按照由大到小的顺序进行排序，获得第一序列，选取第一序列中的前RN个优先值对应的维修人员为目标人员，向目标人员发送对应的维修任务和目标点。

根据获得的差值设置各个维修人员的适应值和对应需要的维修人员人数的方法为：基于CNN网络或DNN网络建立对应的分析模型，通过人工的方式建立对应的训练集进行训练，训练集是根据维修人员的维修能力、差值BCZ和对应设置的适应值和人数进行设置的，通过训练成功后的分析模型进行分析，获得对应的适应值和人数。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (8)

1.一种机车车钩力监测方法，其特征在于，具体方法包括：

步骤一：获取机车车钩的特征数据，根据获取的特征数据匹配对应的形变单元设置方案；

获取当前具有的机车型号，以及各个机车型号对应的车钩种类，根据获得的车钩种类拟定对应的特征数据，给拟定的特征数据设置对应的形变单元设置方案，对设置的形变单元设置方案进行压力传感因子预测试，获得对应的预测试数据，将获得的预测试数据和对应的形变单元设置方案进行整合后建立特征匹配库；

将获取的特征数据输入到特征匹配库中进行匹配获得对应的预测试数据和形变单元设置方案；

步骤二：根据获得的形变单元设置方案进行形变单元的设置；

步骤三：当机车在运行的过程中，实时获取形变单元承受的压力值，进行数据处理后，获得车钩承受值；

步骤四：建立预警模型，将获得的车钩承受值输入到预警模型内进行可视化显示；

步骤五：实时获取预警模型中预警信息，根据获取的预警信息结果进行相应的维护处理。

2.根据权利要求1所述的一种机车车钩力监测方法，其特征在于，设置的形变单元设置方案进行压力传感因子预测试的方法包括：

S1、对变形单元施加压力，从0开始，按照预设的力度进行逐一增加，在变形单元承受力的过程中，通过设置在变形单元上的应变片对变形单元内部的应变值进行采集；

S2、将应变值标记为Yi，力标记为Li，其中i代表不同的测试阶段，i=1、2、……、n，i等于1时，代表第一测试阶段，采用公式

得到对应阶段的压力传感因子YGi；

S3、对YGi进行线性离散处理，采用公式

进行处理，其中

为多组YGi的均值，k值为i值中任一值，且2≤k≤i；

S4、当k为2时，计算得到对应的离散值LS2，查看离散值LS2与对应的预设值X进行比对，当LS2小于x时，则令k值加1继续计算，直到离散值LSk大于X，则将[1,K-1]标记为线性区间，提取对应的压力传感因子YGk，其中[1,K-1]在k为2时，为对应的点值区间，提取对应的压力传感因子YG2，其中X为预设值；

S5、将属于对应线性区间的多组压力传感因子YGi进行提取，进行整合后获得对应的预测试数据。

3.根据权利要求2所述的一种机车车钩力监测方法，其特征在于，进行数据处理的方法包括：

W1、将获得的压力值标记为YM，将压力值YM与预测试数据中多组线性区间进行比对，得到YM所属的线性区间[x1,x2]，再获取x1所对应的应变值Yx1；

W2、采用公式

得到压力值YM所对应的应变值YB，将拉力数值进行提取，并标记为Lc；

W3、采用

得到车钩承受值CS，其中C1和C2均为预设的系数因子，

为修正因子，取值为0.98523。

4.根据权利要求1所述的一种机车车钩力监测方法，其特征在于，建立预警模型的方法包括：

获取当前机车整体外观图，根据获得的机车整体外观图建立机车模型，识别机车模型内的各个车钩模型，并将识别的车钩模型进行相应的编号，在机车模型内设置显示单元，所述显示单元包括若干个显示节点，所述显示节点的数量与车钩的数量相同，且显示节点与车钩模型相对应，将当前的机车模型标记为预警模型。

5.根据权利要求4所述的一种机车车钩力监测方法，其特征在于，显示节点的工作方法包括：所述显示节点包括固定显示栏和实时显示栏，将获取的警戒值输入到对应的固定显示栏中；实时获取接收到的车钩承受值，将获取的车钩承受值输入到实时显示栏中，实时计算警戒值与车钩承受值之间的差值，标记为BCZ，当BCZ>0时，不进行操作；当BCZ≤0时，生成对应的预警信号，并进行相应的区别显示标记。

6.根据权利要求5所述的一种机车车钩力监测方法，其特征在于，预警模型的工作方法包括：

实时获取车钩承受值，识别车钩承受值对应的车钩编号，根据识别的车钩编号将获取的车钩承受值输入到对应的显示节点中。

7.根据权利要求1所述的一种机车车钩力监测方法，其特征在于，根据获取的预警信息结果进行相应的维护处理的方法包括：

当预警模型中没有生成对应的预警信号时，不进行操作；当预警模型中生成有预警信号时，识别对应的车钩编号，根据识别的车钩编号进行相应的车钩定位，标记为目标点；识别机车上具有的维修人员信息以及对应的位置，根据获得的维修人员位置和维修人员信息派遣对应的维修人员进行维护。

8.根据权利要求7所述的一种机车车钩力监测方法，其特征在于，根据获得的维修人员位置和维修人员信息派遣对应的维修人员进行维护的方法包括：

将维修人员标记为j，j=1、2、……、m，m为正整数；获取维修人员的工作状态，将获得的工作状态标记为GZDj，获取对应的差值BCZ，根据获得的差值设置各个维修人员的适应值和对应需要的维修人员人数，将获得的适应值标记为SYj，将获得的需要维修人员人数标记为RN，获取各个维修人员与目标点之间的距离，标记为LCj，根据公式QYj=(b1×β1×SYj-b2×β2×LCj)×GZDj计算优先值，其中b1、b2均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，β1、β2为权重系数，β1>β2，当维修人员的工作状态为正在工作时，GZDj=0，当维修人员的工作状态为空闲时，GZDj=1；将计算的优先值按照由大到小的顺序进行排序，获得第一序列，选取第一序列中的前RN个优先值对应的维修人员为目标人员，向目标人员发送对应的维修任务和目标点。

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