CN116793574A - 列车压力波传感器的故障检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压力波传感器检测技术领域，为了避免对于未超出量程范围的故障无法进行准确检测的情况，提出了一种列车压力波传感器的故障检测方法，包括以下步骤：控制所述列车的空调系统以不同的工作模式工作，其中，所述工作模式包括停机模式、正常通风模式和紧急通风模式；在各工作模式下，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略判断所述压力波传感器是否发生故障。

Description

列车压力波传感器的故障检测方法和系统

技术领域

本发明涉及压力波传感器检测技术领域，具体涉及一种列车压力波传感器的故障检测方法和一种列车压力波传感器的故障检测系统。

背景技术

目前，列车压力波保护系统配置有压力波传感器，安装在列车车头，采集车内外压差，用于识别列车进入隧道的压力变化，提前采取保护动作，防止压力波动传入车厢引起乘客不适。然而，当压力波传感器出现故障时，会影响压力波保护系统的正常工作。

相关技术中，通常是通过判断压力波传感器检测到的压力信号是否超出量程范围，以检测压力波传感器是否发生故障。然而，对于压力波传感器未超出量程范围的故障，并无法进行准确检测，可靠性较低。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种列车压力波传感器的故障检测方法，在不同的空调系统的工作模式下，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略对压力波传感器进行故障检测，对于未超出量程范围的故障依然能够进行准确检测，可靠性较高。

本发明采用的技术方案如下：

一种列车压力波传感器的故障检测方法，所述压力波传感器设置在所述列车的车头，用于采集所述列车的内外压差，所述故障检测方法包括以下步骤：控制所述列车的空调系统以不同的工作模式工作，其中，所述工作模式包括停机模式、正常通风模式和紧急通风模式；在各工作模式下，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略判断所述压力波传感器是否发生故障。

在本发明的一个实施例中，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的所述判断策略判断所述压力波传感器是否发生故障，包括：在所述空调系统处于所述停机模式持续第一预设时间后，判断第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否处于预设压力范围，或者判断所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的波动幅度是否大于第一预设压力值；如果所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值未处于所述预设压力范围，或者所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的所述波动幅度大于所述第一预设压力值，则判断所述压力波传感器发生故障；如果所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值处于所述预设压力范围，且所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的波动幅度小于或等于所述第一预设压力值，则计算所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的第一平均值。

在本发明的一个实施例中，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的所述判断策略判断所述压力波传感器是否发生故障，还包括：在所述空调系统处于所述紧急通风模式持续第三预设时间后，计算第四预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的第二平均值，并判断所述第二平均值与所述第一平均值的差值是否大于第二预设压力值，或者判断所述第四预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否大于所述第二预设压力值；如果所述第二平均值与所述第一平均值的差值大于所述第二预设压力值，或者所述第四预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值大于所述第二预设压力值，则判断所述压力波传感器发生故障。

在本发明的一个实施例中，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的所述判断策略判断所述压力波传感器是否发生故障，还包括：在所述空调系统处于所述正常通风模式持续第五预设时间后，计算第六预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的第三平均值，并判断所述第三平均值与所述第一平均值的差值是否小于第三预设压力值，或者判断所述第六预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否小于所述第三预设压力值；如果所述第三平均值与所述第一平均值的差值小于所述第三预设压力值，或者所述第六预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否小于所述第三预设压力值，则判断所述压力波传感器发生故障。

一种列车压力波传感器的故障检测系统，所述压力波传感器设置在所述列车的车头，用于采集所述列车的内外压差，所述故障检测系统包括：控制模块，所述控制模块用于控制所述列车的空调系统以不同的工作模式工作，其中，所述工作模式包括停机模式、正常通风模式和紧急通风模式；判断模块，所述判断模块用于在各工作模式下，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略判断所述压力波传感器是否发生故障。

在本发明的一个实施例中，判断模块具体用于：在所述空调系统处于所述停机模式持续第一预设时间后，判断第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否处于预设压力范围，或者判断所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的波动幅度是否大于第一预设压力值；如果所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值未处于所述预设压力范围，或者所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的所述波动幅度大于所述第一预设压力值，则判断所述压力波传感器发生故障；如果所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值处于所述预设压力范围，且所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的波动幅度小于或等于所述第一预设压力值，则计算所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的第一平均值。

在本发明的一个实施例中，判断模块具体还用于：在所述空调系统处于所述紧急通风模式持续第三预设时间后，计算第四预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的第二平均值，并判断所述第二平均值与所述第一平均值的差值是否大于第二预设压力值，或者判断所述第四预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否大于所述第二预设压力值；如果所述第二平均值与所述第一平均值的差值大于所述第二预设压力值，或者所述第四预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值大于所述第二预设压力值，则判断所述压力波传感器发生故障。

在本发明的一个实施例中，判断模块具体还用于：在所述空调系统处于所述正常通风模式持续第五预设时间后，计算第六预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的第三平均值，并判断所述第三平均值与所述第一平均值的差值是否小于第三预设压力值，或者判断所述第六预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否小于所述第三预设压力值；如果所述第三平均值与所述第一平均值的差值小于所述第三预设压力值，或者所述第六预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否小于所述第三预设压力值，则判断所述压力波传感器发生故障。

本发明的有益效果：

本发明在不同的空调系统的工作模式下，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略对压力波传感器进行故障检测，对于未超出量程范围的故障依然能够进行准确检测，可靠性较高。

附图说明

图1为本发明实施例的列车压力波传感器的故障检测方法的流程图；

图2为本发明一个具体实施例的列车压力波传感器的故障检测方法的流程图；

图3为本发明实施例的列车压力波传感器的故障检测系统的方框示意图。

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。

图1为本发明实施例的列车压力波传感器的故障检测方法的流程图。

其中，压力波传感器设置在列车的车头，用于采集列车的内外压差。

如图1所示，本发明实施例的列车压力波传感器的故障检测方法可包括以下步骤：

S1，控制列车的空调系统以不同的工作模式工作。其中，工作模式包括停机模式、正常通风模式和紧急通风模式。

具体而言，空调系统可包括送风机和排风机等空调设备。其中，可控制送风机和排风机关闭，以控制列车的空调系统处于停机模式；当空调系统正常通风时，可控制送风机和排风机使用正常供电电源开启，以控制列车的空调系统处于正常通风模式；当空调系统紧急通风时，可控制送风机关闭，并控制排风机采用应急供电电源开启，以控制列车的空调系统处于紧急通风模式。

S2，在各工作模式下，根据压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略判断压力波传感器是否发生故障。

在本发明的一个实施例中，根据压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略判断压力波传感器是否发生故障，可包括以下步骤：在空调系统处于停机模式持续第一预设时间（可根据实际情况进行标定，例如，50s）后，判断第二预设时间内（可根据实际情况进行标定，例如，10s）压力波传感器采集到的压力值是否处于预设压力范围（例如，-20~20pa），或者判断第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值的波动幅度（压力波传感器采集到的压力值的最大值与最小值的差值）是否大于第一预设压力值（可根据实际情况进行标定，例如，10pa）。如果第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值未处于预设压力范围，或者第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值的波动幅度大于第一预设压力值，则判断压力波传感器发生故障；如果第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值处于预设压力范围，且第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值的波动幅度小于或等于第一预设压力值，则计算第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值的第一平均值。

在本发明的另一个实施例中，根据压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略判断压力波传感器是否发生故障，还包括以下步骤：在空调系统处于紧急通风模式持续第三预设时间（可根据实际情况进行标定，例如，50s）后，计算第四预设时间内（可根据实际情况进行标定，例如，10s）压力波传感器采集到的压力值的第二平均值，并判断第二平均值与第一平均值的差值是否大于第二预设压力值（可根据实际情况进行标定，例如，-30pa），或者判断第四预设时间内压力波传感器采集到的压力值是否大于第二预设压力值；如果第二平均值与第一平均值的差值大于第二预设压力值，或者第四预设时间内压力波传感器采集到的压力值大于第二预设压力值，则判断压力波传感器发生故障。

在本发明的又一个实施例中，根据压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略判断压力波传感器是否发生故障，还包括以下步骤：在空调系统处于正常通风模式持续第五预设时间（可根据实际情况进行标定，例如，50s）后，计算第六预设时间内（可根据实际情况进行标定，例如，10s）压力波传感器采集到的压力值的第三平均值，并判断第三平均值与第一平均值的差值是否小于第三预设压力值（可根据实际情况进行标定，例如，50pa），或者判断第六预设时间内压力波传感器采集到的压力值是否小于第三预设压力值。如果第三平均值与第一平均值的差值小于第三预设压力值，或者第六预设时间内压力波传感器采集到的压力值是否小于第三预设压力值，则判断压力波传感器发生故障。

在本发明的一个具体实施例中，利用上述三种工作模式状态下车厢内外压差变化的理论特征与实际压力波传感器的采集压力变化趋势进行对比判断，进行压力波传感器的故障诊断。如图2所示，空调系统上电时，或者收到自检指令后，开始执行压力波传感器的自检程序。

具体地，第一步控制空调系统处于停机模式持续60s，并采用停机模式对应的第一种判断策略判断压力波传感器是否发生故障，如果是，则判断为压力波传感器故障；如果否，则执行第二步，即控制空调系统处于紧急通风模式持续60s，并采用紧急通风模式对应的第二种判断策略判断压力波传感器是否发生故障。如果是，则判断为压力波传感器故障；如果否，则执行第三步，即控制空调系统处于正常通风模式持续60s，并采用正常通风模式对应的第三种判断策略判断压力波传感器是否发生故障。如果是，则判断为压力波传感器故障；如果否，则结束自检程序。

综上所述，根据本发明实施例的列车压力波传感器的故障检测方法，控制列车的空调系统以不同的工作模式工作，其中，工作模式包括停机模式、正常通风模式和紧急通风模式，在各工作模式下，根据压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略判断压力波传感器是否发生故障。由此，在不同的空调系统的工作模式下，根据压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略对压力波传感器进行故障检测，对于未超出量程范围的故障依然能够进行准确检测，可靠性较高。

对应上述实施例的列车压力波传感器的故障检测方法，本发明还提出了一种列车压力波传感器的故障检测系统。

其中，压力波传感器设置在列车的车头，用于采集列车的内外压差。

如图3所示，本发明实施例的列车压力波传感器的故障检测系统可包括：控制模块100和判断模块200。

其中，控制模块100用于控制列车的空调系统以不同的工作模式工作，其中，工作模式包括停机模式、正常通风模式和紧急通风模式；判断模块200用于在各工作模式下，根据压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略判断压力波传感器是否发生故障。

在本发明的一个实施例中，判断模块200具体用于：在空调系统处于停机模式持续第一预设时间后，判断第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值是否处于预设压力范围，或者判断第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值的波动幅度是否大于第一预设压力值；如果第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值未处于预设压力范围，或者第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值的波动幅度大于第一预设压力值，则判断压力波传感器发生故障；如果第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值处于预设压力范围，且第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值的波动幅度小于或等于第一预设压力值，则计算第二预设时间内压力波传感器采集到的压力值的第一平均值。

在本发明的一个实施例中，判断模块200具体还用于：在空调系统处于紧急通风模式持续第三预设时间后，计算第四预设时间内压力波传感器采集到的压力值的第二平均值，并判断第二平均值与第一平均值的差值是否大于第二预设压力值，或者判断第四预设时间内压力波传感器采集到的压力值是否大于第二预设压力值；如果第二平均值与第一平均值的差值大于第二预设压力值，或者第四预设时间内压力波传感器采集到的压力值大于第二预设压力值，则判断压力波传感器发生故障。

在本发明的一个实施例中，判断模块200具体还用于：在空调系统处于正常通风模式持续第五预设时间后，计算第六预设时间内压力波传感器采集到的压力值的第三平均值，并判断第三平均值与第一平均值的差值是否小于第三预设压力值，或者判断第六预设时间内压力波传感器采集到的压力值是否小于第三预设压力值；如果第三平均值与第一平均值的差值小于第三预设压力值，或者第六预设时间内压力波传感器采集到的压力值是否小于第三预设压力值，则判断压力波传感器发生故障。

需要说明的是，本发明的列车压力波传感器的故障检测系统的具体实施例可参照上述的列车压力波传感器的故障检测方法的实施例，为避免冗余，在此不再详述。

根据本发明实施例的列车压力波传感器的故障检测系统，通过控制模块控制列车的空调系统以不同的工作模式工作，其中，工作模式包括停机模式、正常通风模式和紧急通风模式，并通过判断模块在各工作模式下，根据压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略判断压力波传感器是否发生故障。由此，在不同的空调系统的工作模式下，根据压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略对压力波传感器进行故障检测，对于未超出量程范围的故障依然能够进行准确检测，可靠性较高。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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必针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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。

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 (8)

1.一种列车压力波传感器的故障检测方法，其特征在于，所述压力波传感器设置在所述列车的车头，用于采集所述列车的内外压差，所述故障检测方法包括以下步骤：

控制所述列车的空调系统以不同的工作模式工作，其中，所述工作模式包括停机模式、正常通风模式和紧急通风模式；

在各工作模式下，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略判断所述压力波传感器是否发生故障。

2.根据权利要求1所述的列车压力波传感器的故障检测方法，其特征在于，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的所述判断策略判断所述压力波传感器是否发生故障，包括：

在所述空调系统处于所述停机模式持续第一预设时间后，判断第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否处于预设压力范围，或者判断所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的波动幅度是否大于第一预设压力值；

如果所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值未处于所述预设压力范围，或者所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的所述波动幅度大于所述第一预设压力值，则判断所述压力波传感器发生故障；

如果所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值处于所述预设压力范围，且所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的波动幅度小于或等于所述第一预设压力值，则计算所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的第一平均值。

3.根据权利要求2所述的列车压力波传感器的故障检测方法，其特征在于，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的所述判断策略判断所述压力波传感器是否发生故障，还包括：

在所述空调系统处于所述紧急通风模式持续第三预设时间后，计算第四预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的第二平均值，并判断所述第二平均值与所述第一平均值的差值是否大于第二预设压力值，或者判断所述第四预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否大于所述第二预设压力值；

如果所述第二平均值与所述第一平均值的差值大于所述第二预设压力值，或者所述第四预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值大于所述第二预设压力值，则判断所述压力波传感器发生故障。

4.根据权利要求3所述的列车压力波传感器的故障检测方法，其特征在于，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的所述判断策略判断所述压力波传感器是否发生故障，还包括：

在所述空调系统处于所述正常通风模式持续第五预设时间后，计算第六预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的第三平均值，并判断所述第三平均值与所述第一平均值的差值是否小于第三预设压力值，或者判断所述第六预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否小于所述第三预设压力值；

如果所述第三平均值与所述第一平均值的差值小于所述第三预设压力值，或者所述第六预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否小于所述第三预设压力值，则判断所述压力波传感器发生故障。

5.一种列车压力波传感器的故障检测系统，其特征在于，所述压力波传感器设置在所述列车的车头，用于采集所述列车的内外压差，所述故障检测系统包括：

控制模块，所述控制模块用于控制所述列车的空调系统以不同的工作模式工作，其中，所述工作模式包括停机模式、正常通风模式和紧急通风模式；

判断模块，所述判断模块用于在各工作模式下，根据所述压力波传感器采集到的压力值采用不同的判断策略判断所述压力波传感器是否发生故障。

6.根据权利要求5所述的列车压力波传感器的故障检测系统，其特征在于，判断模块具体用于：

在所述空调系统处于所述停机模式持续第一预设时间后，判断第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否处于预设压力范围，或者判断所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的波动幅度是否大于第一预设压力值；

如果所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值未处于所述预设压力范围，或者所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的所述波动幅度大于所述第一预设压力值，则判断所述压力波传感器发生故障；

如果所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值处于所述预设压力范围，且所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的波动幅度小于或等于所述第一预设压力值，则计算所述第二预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的第一平均值。

7.根据权利要求6所述的列车压力波传感器的故障检测系统，其特征在于，判断模块具体还用于：

在所述空调系统处于所述紧急通风模式持续第三预设时间后，计算第四预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的第二平均值，并判断所述第二平均值与所述第一平均值的差值是否大于第二预设压力值，或者判断所述第四预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否大于所述第二预设压力值；

如果所述第二平均值与所述第一平均值的差值大于所述第二预设压力值，或者所述第四预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值大于所述第二预设压力值，则判断所述压力波传感器发生故障。

8.根据权利要求7所述的列车压力波传感器的故障检测系统，其特征在于，判断模块具体还用于：

在所述空调系统处于所述正常通风模式持续第五预设时间后，计算第六预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值的第三平均值，并判断所述第三平均值与所述第一平均值的差值是否小于第三预设压力值，或者判断所述第六预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否小于所述第三预设压力值；

如果所述第三平均值与所述第一平均值的差值小于所述第三预设压力值，或者所述第六预设时间内所述压力波传感器采集到的压力值是否小于所述第三预设压力值，则判断所述压力波传感器发生故障。