CN118025239B - 一种运输装置控制反馈系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运输装置控制反馈系统，涉及货车牵引车辆技术领域，包括数据采集与转换模块、数据处理模块、牵引力计算与反馈模块、牵引力调整模块、异常检测机制模块以及远程调整模块；数据采集与转换模块，通过牵引力传感器实时采集牵引座与车轮之间接触部分的牵引力数据，并通过转换电路，将产生的模拟电信号转换为数字信号。本发明引入了异常检测机制，通过监控牵引力调整的过程，感知异常情况并建立相应的异常指标，这使得系统能够实时检测牵引力调整中的潜在问题，通过这种实时的异常监测，系统能够在牵引力调整存在异常运行隐患时及时感知，并采取相关的措施进行监控管理，有效降低事故风险。

Description

一种运输装置控制反馈系统

技术领域

本发明涉及货车牵引车辆技术领域，具体涉及一种运输装置控制反馈系统。

背景技术

牵引座反馈系统是一种用于货车牵引车辆的控制系统，旨在实现对列车牵引力和制动力的精确控制以提高运行效率和安全性。该系统通过实时监测牵引座（牵引装置与车轮之间的接触部分）的状态和牵引力，以及利用传感器和控制器进行数据采集和处理。通过这样的监测和反馈，系统能够自动调整牵引力，确保列车在不同运行条件下都能保持稳定的牵引效果，从而提高牵引效率、降低能耗，同时也有助于减少磨损和延长牵引装置寿命。

这一系统的关键在于其实时性和精准性，它能够根据牵引座的状态实时调整列车的牵引力，以适应不同的路况和负载情况。这种智能的牵引座反馈系统不仅提高了列车的运行效率和稳定性，还为运输系统带来了更高的安全性和可靠性，对于降低事故风险和提升整个网络的运行水平具有积极的作用。

现有技术存在以下不足：

现有技术通常是通过牵引力传感器提供准确的牵引力信息，使系统能够根据实际运行条件对牵引力进行及时的调整，以适应不同的路况和负载情况，当牵引力调整过程存在突发性异常时，系统无法及时应对，异常的牵引力调整可能导致制动系统无法及时响应或者提供足够的制动力，增加列车制动距离，从而增加事故的风险，此外，过大的牵引力可能导致车轮和轨道的额外磨损，增加列车脱轨的危险，因此，目前亟须一种运输装置控制反馈系统，可在牵引力调整存在异常运行隐患时便可及时感知，并采取相关的措施进行对异常进行监控管理，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种运输装置控制反馈系统，引入了异常检测机制，通过监控牵引力调整的过程，感知异常情况并建立相应的异常指标，这使得系统能够实时检测牵引力调整中的潜在问题，通过这种实时的异常监测，系统能够在牵引力调整存在异常运行隐患时及时感知，并采取相关的措施进行监控管理，有效降低事故风险，以解决上述背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种运输装置控制反馈系统，其特征在于，包括数据采集与转换模块、数据处理模块、牵引力计算与反馈模块、牵引力调整模块、异常检测机制模块以及远程调整模块；

数据采集与转换模块，通过牵引力传感器实时采集牵引座与车轮之间接触部分的牵引力数据，并通过转换电路，将产生的模拟电信号转换为数字信号；

数据处理模块，将数字信号放大后传送到系统的控制器，通过控制器对这些数据进行处理；

牵引力计算与反馈模块，通过控制器使用处理后的数据计算当前的牵引力，并将计算得到的牵引力数值反馈回控制系统；

牵引力调整模块，通过控制系统在运行过程中持续地实时调整牵引力，适应列车在不同的运行条件下的变化，确保列车保持稳定的运行状态；

异常检测机制模块，对牵引力调整的过程建立异常检测机制，对牵引力调整的整个情况进行实时监控，感知牵引力异常调整的隐患；

远程调整模块，在牵引力调整存在异常时，允许工程师通过远程连接对系统进行监测和调整，并且实时分析远程调整的情况，做出详细的分析报告。

优选的，获取牵引力调整过程中的牵引力传感器特性信息和牵引力实时调整信息，获取后，对牵引力传感器特性信息进行处理后生成截止频率低迷指数和信号放大不稳定指数，对牵引力实时调整信息进行处理后生成牵引力调整预期偏差指数。

优选的，截止频率低迷指数获取的逻辑如下：

在固定时长窗口内，从牵引力传感器中获取连续牵引力数据，使用傅里叶变换将时域的牵引力数据转换为频域表示，得到牵引力信号的频谱；

在频谱中寻找对应于列车运行基本频率或其谐波的牵引力频率分量，对于找到的主要频率分量，通过分析其频谱幅值随频率的变化情况，获取牵引力传感器的截止频率；

计算截止频率低迷指数，计算的表达式为：；式中，表示截止频率低迷指数，/>表示牵引力传感器在固定时长窗口内获取的若干个截止频率，并且/>，c表示牵引力传感器在固定时长窗口内获取的若干个截止频率的顺序编号，c=1、2、3、4、……、y，y为正整数，/>为系统期望的工作频率范围的下限，/>为系统期望的工作频率范围的上限。

优选的，信号放大不稳定指数获取的逻辑如下：

在固定时长窗口内，获取牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时对若干个数字信号进行放大的实际数字信号放大倍数，并将实际数字信号放大倍数标定为，x表示牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时在固定时长窗口内对若干个数字信号进行放大的实际数字信号放大倍数的顺序编号，x=1、2、3、4、……、N，N为正整数；

通过在固定时长窗口内获取的若干个实际数字信号放大倍数计算信号放大不稳定指数，计算的表达式为：，式中，/>表示信号放大不稳定指数，N表示牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时在固定时长窗口内获取的实际数字信号放大倍数的总数量。

优选的，牵引力调整预期偏差指数获取的逻辑如下：

在固定时长窗口内，获取控制系统在运行过程中对列车牵引力进行调节的实时调整牵引力与对应时刻下的预期调整牵引力，并将实时调整牵引力与对应时刻下的预期调整牵引力按照时间序列分别用函数和/>进行表示；

在牵引座反馈系统中，预期调整牵引力指的是控制系统在特定运行条件下，预先设定或期望实现的理想牵引力水平，这个理想的牵引力水平是基于系统的设计要求、列车的运行状态和预期的性能目标等考虑而确定的，预期调整牵引力的目的是确保列车在不同工况下能够达到期望的牵引效果，以维持运行的稳定性和效率；

计算牵引力调整预期偏差指数，计算的表达式为：

，

式中，表示牵引力调整预期偏差指数，/>和/>分别为固定时长窗口的起点时间和终点时间。

优选的，获取到控制系统在运行过程中对列车牵引力进行调整时在固定时长窗口内生成的截止频率低迷指数、信号放大不稳定指数/>以及牵引力调整预期偏差指数/>后，将截止频率低迷指数/>、信号放大不稳定指数/>以及牵引力调整预期偏差指数/>进行公式化分析，生成调整量化评估系数/>，依据的公式为：，式中，/>、/>、/>分别为截止频率低迷指数、信号放大不稳定指数/>、牵引力调整预期偏差指数/>的预设比例系数，且/>、/>、/>均大于0。

优选的，在牵引力调整存在异常时，允许工程师通过远程连接对系统进行监测和调整，并且实时分析远程调整的情况，具体的过程如下：

获取牵引力调整时生成的若干个调整量化评估系数建立分析集合，并将分析集合标定为Z，则：，k表示分析集合内的调整量化评估系数的编号，k=1、2、3、4、……、f，f为正整数；

将分析集合内的调整量化评估系数与预先设定的调整量化评估系数参考阈值进行比对分析，计算调整系数，依据的公式为：，式中，/>表示调整系数，/>表示调整量化评估系数参考阈值，/>表示分析集合内大于调整量化评估系数参考阈值的调整量化评估系数，/>表示分析集合内大于调整量化评估系数参考阈值的调整量化评估系数的编号，/>，/>为正整数。

优选的，将分析集合内调整量化评估系数与预先设定的调整量化评估系数参考阈值进行比对分析后计算生成的调整系数与预先设定的梯度参考阈值和/>进行比对分析，分为以下4种情况，/>，继续对这4种情况进一步分析：

若出现，则生成远程调整持续异常信号，当工程师通过远程连接对系统进行监测和调整生成远程调整持续异常信号时，表明远程调整失败，需要进一步调整；

若出现，则生成远程调整不稳定型异常信号，当工程师通过远程连接对系统进行检测和调整生成远程调整不稳定型异常信号时，表明远程调整失败，需要进一步调整；

若出现，则生成远程调整突发性异常信号，当工程师通过远程连接对系统进行监测和调整生成突发性异常信号时，表明远程调整失败，需要进一步调整；

若出现，则生成远程调整无异常信号，当工程师通过远程连接对系统进行检测和调整生成无异常信号时，表明远程调整成功；

将工程师通过远程连接对系统进行监测和调整生成的结果做出详细的分析报告。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

本发明引入了异常检测机制，通过监控牵引力调整的过程，感知异常情况并建立相应的异常指标，这使得系统能够实时检测牵引力调整中的潜在问题，通过这种实时的异常监测，系统能够在牵引力调整存在异常运行隐患时及时感知，并采取相关的措施进行监控管理，有效降低事故风险；

本发明通过对调整量化评估系数的分析，建立了一个量化的评估体系，用于判断远程调整的效果，工程师可以通过远程连接对系统进行监测和调整，系统将生成调整量化评估系数，通过与预设的参考阈值比对，工程师可以快速了解远程调整的准确性和稳定性，从而判断是否需要进一步调整，提高了远程维护的效率；

本发明还考虑了远程调整的情况，通过比对调整量化评估系数和梯度参考阈值，生成了远程调整异常信号，包括持续异常、不稳定型异常、突发型异常以及正常信号，这为工程师提供了直观的反馈，使其能够及时判断远程调整的成功与否，从而有针对性地采取进一步的措施，确保系统稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种运输装置控制反馈系统的模块示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了如图1所示的一种运输装置控制反馈系统，包括数据采集与转换模块、数据处理模块、牵引力计算与反馈模块、牵引力调整模块、异常检测机制模块以及远程调整模块；

数据采集与转换模块，通过牵引力传感器实时采集牵引座与车轮之间接触部分的牵引力数据，并通过转换电路，将产生的模拟电信号转换为数字信号；

牵引力数据的测量可能采用压力、应变或其他测量原理，将这些物理量转化为电信号，将产生的模拟电信号转换为数字信号时对模拟电信号进行信号放大，以增强牵引力数据测量的灵敏度和测量精度。

数据处理模块，将数字信号放大后传送到系统的控制器，通过控制器对这些数据进行处理；

通过控制器对这些数据进行处理，这可能包括滤波、去噪和其他信号处理步骤，以确保系统对实际牵引力的准确测量，将数字信号放大后传送到系统的控制器，可增强牵引力传感器的灵敏度和测量精度。

牵引力计算与反馈模块，通过控制器使用处理后的数据计算当前的牵引力，并将计算得到的牵引力数值反馈回控制系统；

通过控制器使用处理后的数据计算当前的牵引力，这可能涉及使用预先设定的算法或模型，考虑列车的速度、负载、轨道情况等因素，以获得准确的牵引力数值，将计算得到的牵引力数值通过反馈回控制系统，可使系统根据这些数据调整牵引装置或者其他牵引相关的参数，以实现对列车牵引力的精确控制。

牵引力调整模块，通过控制系统在运行过程中持续地实时调整牵引力，适应列车在不同的运行条件下的变化，确保列车保持稳定的运行状态；

异常检测机制模块，对牵引力调整的过程建立异常检测机制，对牵引力调整的整个情况进行实时监控，感知牵引力异常调整的隐患；

获取牵引力调整过程中的牵引力传感器特性信息和牵引力实时调整信息，获取后，对牵引力传感器特性信息进行处理后生成截止频率低迷指数和信号放大不稳定指数，对牵引力实时调整信息进行处理后生成牵引力调整预期偏差指数。

在牵引座反馈系统中，牵引力传感器的截止频率是指该牵引力传感器对输入信号的频率响应截止点，截止频率是一个频率值，超过这个频率值的输入信号的响应将被显著减弱或截止。具体而言，截止频率是指在频谱中，牵引力传感器对于高频信号的响应减弱到一定程度的频率点，这意味着在截止频率之上的高频信号不会对牵引力传感器的输出产生明显的影响。截止频率通常用赫兹（Hz）表示。

牵引座反馈系统中，牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分的牵引力数据时，牵引力传感器的截止频率较低可能对牵引力调整的精度造成一定的影响，主要体现在以下几个方面：

捕捉高频变化的能力受限：如果牵引力传感器的截止频率较低，将无法有效地捕捉高频牵引力的瞬时变化。在高速列车或发生急剧加减速时，高频成分的牵引力变化可能无法被牵引力传感器准确测量，导致失去对快速运动过程的精确监测。

系统响应不及时：低截止频率可能导致牵引力传感器对于牵引力变化的响应不及时。特别是在需要快速而精确的调整时，由于低截止频率，牵引力传感器的输出可能滞后于实际牵引力的变化，降低了系统的实时性和灵敏度。

失去低频信息：低截止频率可能导致牵引力传感器对低频牵引力变化的辨识能力下降。在低速行驶或牵引力平稳变化时，低频成分对于系统的准确调整至关重要。低截止频率可能导致系统失去对这些低频成分的感知。

牵引力调整的平滑性下降：低截止频率可能导致牵引力传感器输出对于牵引力变化的高频波动更为敏感。这可能使得系统在调整牵引力时受到高频噪声的影响，使牵引力的调整更加波动不稳，降低了系统的平滑性。

对非周期性变化的适应性差：低截止频率可能使牵引力传感器对于非周期性、突发性的牵引力变化的适应性差。例如，在突发的牵引力需求变化下，低截止频率可能无法迅速捕捉和适应，从而影响系统对于非常规工况的处理。

因此，对牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时的截止频率进行监测，可感知牵引力传感器截止频率较低可能导致牵引力调整精度出现异常的隐患。

截止频率低迷指数获取的逻辑如下：

在固定时长窗口内，从牵引力传感器中获取连续牵引力数据，使用傅里叶变换将时域的牵引力数据转换为频域表示，得到牵引力信号的频谱；

在频谱中寻找对应于列车运行基本频率或其谐波的牵引力频率分量，对于找到的主要频率分量，通过分析其频谱幅值随频率的变化情况，获取牵引力传感器的截止频率；

需要说明的是，在频谱分析中，寻找对应于列车运行基本频率或其谐波的牵引力频率分量意味着查找频谱中与列车运动相关的主要频率或其倍频频率，截止频率通常对应于频谱幅值明显下降的频率点，这里选取频谱幅值明显下降的频率拐点作为牵引力传感器的截止频率；

计算截止频率低迷指数，计算的表达式为：；式中，表示截止频率低迷指数，/>表示牵引力传感器在固定时长窗口内获取的若干个截止频率，并且/>，c表示牵引力传感器在固定时长窗口内获取的若干个截止频率的顺序编号，c=1、2、3、4、……、y，y为正整数，/>为系统期望的工作频率范围的下限，/>为系统期望的工作频率范围的上限；

需要说明的是，在系统的规格书或设计文档中，工程师通常会明确规定系统的工作频率范围，这包括期望的工作频率范围的下限和上限以及系统对频率稳定性和精度的要求。

由截止频率低迷指数的计算表达式可知，牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时在固定时长窗口内生成的截止频率低迷指数的表现值越大，表明牵引力调整精度出现异常的隐患越大，反之则表明牵引力调整精度出现异常的隐患越小。

牵引座反馈系统中，将数字信号放大后传送到系统的控制器，数字信号放大情况的稳定性较差可能对牵引力调整的精度造成严重的影响，具体表现在以下几个方面：

信号失真：不稳定的数字信号放大可能导致信号失真。失真的信号可能包含额外的噪声、畸变或干扰，使得从牵引力传感器采集的牵引力数据在传输过程中发生质量损失，影响控制器对实际牵引力的准确感知。

动态响应受限：数字信号放大的稳定性差可能导致放大电路的动态响应受到限制。在需要快速而精确的牵引力调整时，放大电路的响应速度和稳定性对于实时性和系统灵敏度至关重要。

非线性失真：如果数字信号放大的非线性失真较大，可能导致输入和输出之间的非线性关系。这会引入牵引力测量的非线性误差，使得控制器无法准确地对实际牵引力进行调整。

信噪比下降：不稳定的数字信号放大可能导致信噪比下降，即信号中噪声相对于有用信号的比例增加。低信噪比会使得从牵引力传感器获取的牵引力数据更容易受到环境干扰，影响系统的稳定性和准确性。

系统抖动和振荡：在数字信号放大不稳定的情况下，系统可能容易产生抖动和振荡现象。这种不稳定性会对系统的牵引力调整引入不必要的波动，使得控制器难以维持期望的运行状态。

因此，对牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时的数字信号放大情况进行监测，可感知数字信号放大稳定性较差可能导致牵引力调整精度出现异常的隐患。

信号放大不稳定指数获取的逻辑如下：

在固定时长窗口内，获取牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时对若干个数字信号进行放大的实际数字信号放大倍数，并将实际数字信号放大倍数标定为，x表示牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时在固定时长窗口内对若干个数字信号进行放大的实际数字信号放大倍数的顺序编号，x=1、2、3、4、……、N，N为正整数；

需要说明的是，示波器是一种可以用于测量实际数字信号放大倍数的工具，示波器可以显示电压随时间变化的波形，因此可以用于观察传感器输入和输出信号的波形，并计算实际数字信号放大倍数；

通过在固定时长窗口内获取的若干个实际数字信号放大倍数计算信号放大不稳定指数，计算的表达式为：，式中，/>表示信号放大不稳定指数，N表示牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时在固定时长窗口内获取的实际数字信号放大倍数的总数量。

由信号放大不稳定指数的计算表达式可知，牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时在固定时长窗口内生成的信号放大不稳定指数的表现值越大，表明牵引力调整精度出现异常的隐患越大，反之则表明牵引力调整精度出现异常的隐患越小。

当控制系统在运行过程中的实时调整牵引力与预期调整牵引力之间存在偏差，的确会对牵引力调整的精度造成偏差。以下是详细阐述：

误差累积：持续存在的偏差可能导致误差累积，尤其是在长时间运行中。这意味着随着时间的推移，实际牵引力与预期牵引力之间的偏差会逐渐增加，降低了系统的准确性。

动态响应不稳定：偏差可能导致控制系统的动态响应不稳定。在实际运行中，系统可能需要快速调整牵引力以适应不同的运行条件，如果偏差过大，系统可能无法及时准确地响应，从而影响列车的稳定性。

牵引力不稳定性：偏差可能引起牵引力的不稳定性，导致列车在牵引力调整过程中产生剧烈的波动。这种波动可能对列车的平稳性和运行品质产生负面影响。

精度降低：偏差会导致实际牵引力与预期牵引力之间存在差异，从而降低了牵引力调整的精度。系统无法准确达到设计要求的牵引力水平，影响了整个系统的性能。

因此，对控制系统在运行过程中的实时调整牵引力与预期调整牵引力进行监测，可感知实时调整牵引力与预期调整牵引力偏差较大可能导致牵引力调整精度出现异常的隐患。

牵引力调整预期偏差指数获取的逻辑如下：

在固定时长窗口内，获取控制系统在运行过程中对列车牵引力进行调节的实时调整牵引力与对应时刻下的预期调整牵引力，并将实时调整牵引力与对应时刻下的预期调整牵引力按照时间序列分别用函数和/>进行表示；

需要说明的是，控制系统在运行过程中对列车牵引力进行调节的实时调整，可以通过牵引力传感器实时获取；

在牵引座反馈系统中，预期调整牵引力指的是控制系统在特定运行条件下，预先设定或期望实现的理想牵引力水平，这个理想的牵引力水平是基于系统的设计要求、列车的运行状态和预期的性能目标等考虑而确定的，预期调整牵引力的目的是确保列车在不同工况下能够达到期望的牵引效果，以维持运行的稳定性和效率；

通过牵引力控制算法，系统能够利用传感器提供的实时数据，结合预先设定的控制策略和运行条件，计算出当前理想的预期调整牵引力，这个算法可能采用比例积分微分（PID）控制或其他先进的控制方法，以动态地调整牵引力，使其符合系统的性能要求，通过这种方式，控制系统能够实时获取并应用预期调整牵引力，以确保列车在不同工况下维持期望的运行状态和性能水平；

计算牵引力调整预期偏差指数，计算的表达式为：

，

式中，表示牵引力调整预期偏差指数，/>和/>分别为固定时长窗口的起点时间和终点时间；

由牵引力调整预期偏差指数的计算表达式可知，控制系统在运行过程中对列车牵引力进行调整时在固定时长窗口内生成的牵引力调整预期偏差指数的表现值越大，表明牵引力调整精度出现异常的隐患越大，反之则表明牵引力调整精度出现异常的隐患越小。

获取到控制系统在运行过程中对列车牵引力进行调整时在固定时长窗口内生成的截止频率低迷指数、信号放大不稳定指数/>以及牵引力调整预期偏差指数后，将截止频率低迷指数/>、信号放大不稳定指数/>以及牵引力调整预期偏差指数/>进行公式化分析，生成调整量化评估系数/>，依据的公式为：，式中，/>、/>、/>分别为截止频率低迷指数、信号放大不稳定指数/>、牵引力调整预期偏差指数/>的预设比例系数，且/>、/>、/>均大于0。

由计算公式可知，控制系统在运行过程中对列车牵引力进行调整时在固定时长窗口内生成的截止频率低迷指数越小、信号放大不稳定指数越小、牵引力调整预期偏差指数越小，即控制系统在运行过程中对列车牵引力进行调整时在固定时长窗口内生成的调整量化评估系数的表现值越小，表明牵引力调整精度出现异常的隐患越小，反之则表明牵引力调整精度出现异常的隐患越大。

远程调整模块，在牵引力调整存在异常时，允许工程师通过远程连接对系统进行监测和调整，并且实时分析远程调整的情况，做出详细的分析报告；

现有技术的牵引座反馈系统通常支持远程维护，允许工程师通过远程连接对系统进行监测和调整，在检测到传感器测量精度异常或者对牵引力进行调整时，远程工程师可以远程诊断问题并提供指导，甚至进行一些远程调整，

在牵引力调整存在异常时，允许工程师通过远程连接对系统进行监测和调整，并且实时分析远程调整的情况，具体的过程如下：

获取牵引力调整时生成的若干个调整量化评估系数建立分析集合，并将分析集合标定为Z，

则：，k表示分析集合内的调整量化评估系数的编号，k=1、2、3、4、……、f，f为正整数；

将分析集合内的调整量化评估系数与预先设定的调整量化评估系数参考阈值进行比对分析，计算调整系数，依据的公式为：，式中，/>表示调整系数，/>表示调整量化评估系数参考阈值，/>表示分析集合内大于调整量化评估系数参考阈值的调整量化评估系数，/>表示分析集合内大于调整量化评估系数参考阈值的调整量化评估系数的编号，/>，/>为正整数；

由计算公式可知，调整系数的表现值越大，表明工程师通过远程连接对系统进行监测和调整时与系统正常运行时的偏差越大，反之则表明工程师通过远程连接对系统进行监测和调整时与系统正常运行时的偏差越小。

将分析集合内调整量化评估系数与预先设定的调整量化评估系数参考阈值进行比对分析后计算生成的调整系数与预先设定的梯度参考

阈值和/>进行比对分析，分为以下4种情况，/>，继续对这4种情况进一步分析：

若出现，则生成远程调整持续异常信号，当工程师通过远程连接对系统进行监测和调整生成远程调整持续异常信号时，表明远程调整失败，需要进一步调整；

若出现，则生成远程调整不稳定型异常信号，当工程师通过远程连接对系统进行检测和调整生成远程调整不稳定型异常信号时，表明远程调整失败，需要进一步调整；

若出现，则生成远程调整突发性异常信号，当工程师通过远程连接对系统进行监测和调整生成突发性异常信号时，表明远程调整失败，需要进一步调整；

若出现，则生成远程调整无异常信号，当工程师通过远程连接对系统进行检测和调整生成无异常信号时，表明远程调整成功；

将工程师通过远程连接对系统进行监测和调整生成的结果做出详细的分析报告。

本发明引入了异常检测机制，通过监控牵引力调整的过程，感知异常情况并建立相应的异常指标，这使得系统能够实时检测牵引力调整中的潜在问题，通过这种实时的异常监测，系统能够在牵引力调整存在异常运行隐患时及时感知，并采取相关的措施进行监控管理，有效降低事故风险；

本发明通过对调整量化评估系数的分析，建立了一个量化的评估体系，用于判断远程调整的效果，工程师可以通过远程连接对系统进行监测和调整，系统将生成调整量化评估系数，通过与预设的参考阈值比对，工程师可以快速了解远程调整的准确性和稳定性，从而判断是否需要进一步调整，提高了远程维护的效率；

本发明通过还考虑了远程调整的情况，通过比对调整量化评估系数和梯度参考阈值，生成了远程调整异常信号，包括持续异常、不稳定型异常、突发型异常以及正常信号，这为工程师提供了直观的反馈，使其能够及时判断远程调整的成功与否，从而有针对性地采取进一步的措施，确保系统稳定运行。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

Claims (2)

1.一种运输装置控制反馈系统，其特征在于，包括数据采集与转换模块、数据处理模块、牵引力计算与反馈模块、牵引力调整模块、异常检测机制模块以及远程调整模块；

数据采集与转换模块，通过牵引力传感器实时采集牵引座与车轮之间接触部分的牵引力数据，并通过转换电路，将产生的模拟电信号转换为数字信号；

数据处理模块，将数字信号放大后传送到系统的控制器，通过控制器对这些数据进行处理；

牵引力计算与反馈模块，通过控制器使用处理后的数据计算当前的牵引力，并将计算得到的牵引力数值反馈回控制系统；

牵引力调整模块，通过控制系统在运行过程中持续地实时调整牵引力，适应列车在不同的运行条件下的变化，确保列车保持稳定的运行状态；

异常检测机制模块，对牵引力调整的过程建立异常检测机制，对牵引力调整的整个情况进行实时监控，感知牵引力异常调整的隐患；

远程调整模块，在牵引力调整存在异常时，允许工程师通过远程连接对系统进行监测和调整，并且实时分析远程调整的情况，做出详细的分析报告；

获取牵引力调整过程中的牵引力传感器特性信息和牵引力实时调整信息，获取后，对牵引力传感器特性信息进行处理后生成截止频率低迷指数和信号放大不稳定指数，对牵引力实时调整信息进行处理后生成牵引力调整预期偏差指数；

截止频率低迷指数获取的逻辑如下：

在固定时长窗口内，从牵引力传感器中获取连续牵引力数据，使用傅里叶变换将时域的牵引力数据转换为频域表示，得到牵引力信号的频谱；

在频谱中寻找对应于列车运行基本频率或其谐波的牵引力频率分量，对于找到的主要频率分量，通过分析其频谱幅值随频率的变化情况，获取牵引力传感器的截止频率；

计算截止频率低迷指数，计算的表达式为：式中，Cuto _θ 表示截止频率低迷指数，f _c 表示牵引力传感器在固定时长窗口内获取的若干个截止频率，并且f _c ＜f _min ，c表示牵引力传感器在固定时长窗口内获取的若干个截止频率的顺序编号，c＝1、2、3、4、……、y，y为正整数，f _min 为系统期望的工作频率范围的下限，f _max 为系统期望的工作频率范围的上限；

信号放大不稳定指数获取的逻辑如下：

在固定时长窗口内，获取牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时对若干个数字信号进行放大的实际数字信号放大倍数，并将实际数字信号放大倍数标定为Sign_x，x表示牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时在固定时长窗口内对若干个数字信号进行放大的实际数字信号放大倍数的顺序编号，x＝1、2、3、4、……、N，N为正整数；

通过在固定时长窗口内获取的若干个实际数字信号放大倍数计算信号放大不稳定指数，计算的表达式为：式中，Sign_π表示信号放大不稳定指数，N表示牵引力传感器采集牵引座与车轮之间接触部分牵引力数据时在固定时长窗口内获取的实际数字信号放大倍数的总数量；

牵引力调整预期偏差指数获取的逻辑如下：

在固定时长窗口内，获取控制系统在运行过程中对列车牵引力进行调节的实时调整牵引力与对应时刻下的预期调整牵引力，并将实时调整牵引力与对应时刻下的预期调整牵引力按照时间序列分别用函数Trac^实时(t)和Trac^预期(t)进行表示；

在牵引座反馈系统中，预期调整牵引力指的是控制系统在特定运行条件下，预先设定或期望实现的理想牵引力水平，这个理想的牵引力水平是基于系统的设计要求、列车的运行状态和预期的性能目标考虑而确定的，预期调整牵引力的目的是确保列车在不同工况下能够达到期望的牵引效果，以维持运行的稳定性和效率；

计算牵引力调整预期偏差指数，计算的表达式为：

式中，Trac_τ表示牵引力调整预期偏差指数，t₁和t₂分别为固定时长窗口的起点时间和终点时间；

获取到控制系统在运行过程中对列车牵引力进行调整时在固定时长窗口内生成的截止频率低迷指数Cuto _θ 、信号放大不稳定指数Sign _π 以及牵引力调整预期偏差指数Trac _τ 后，将截止频率低迷指数Cuto _θ 、信号放大不稳定指数Sign _π 以及牵引力调整预期偏差指数Trac _τ 进行公式化分析，生成调整量化评估系数χ^ad，依据的公式为：式中，α、β、δ分别为截止频率低迷指数Cuto _θ 、信号放大不稳定指数Sign _π 、牵引力调整预期偏差指数Trac _τ 的预设比例系数，且α、β、δ均大于0。

2.根据权利要求1所述的一种运输装置控制反馈系统，其特征在于，在牵引力调整存在异常时，允许工程师通过远程连接对系统进行监测和调整，并且实时分析远程调整的情况，具体的过程如下：

获取牵引力调整时生成的若干个调整量化评估系数建立分析集合，并将分析集合标定为Z，则：Z＝{χ^ad _k}，k表示分析集合内的调整量化评估系数的编号，k＝1、2、3、4、……、f，f为正整数；

将分析集合内的调整量化评估系数与预先设定的调整量化评估系数参考阈值进行比对分析，计算调整系数，依据的公式为：式中，TZ^ξ表示调整系数，χ^ad _参考表示调整量化评估系数参考阈值，χ^ad _k′表示分析集合内大于调整量化评估系数参考阈值的调整量化评估系数，k′表示分析集合内大于调整量化评估系数参考阈值的调整量化评估系数的编号，k′＝1、2、3、4、......、f′，f′为正整数；

将分析集合内调整量化评估系数与预先设定的调整量化评估系数参考阈值进行比对分析后计算生成的调整系数与预先设定的梯度参考阈值CK₁和CK₂进行比对分析，分为以下4种情况，继续对这4种情况进一步分析：

若出现TZ^ξ＞CK₂，则生成远程调整持续异常信号，当工程师通过远程连接对系统进行监测和调整生成远程调整持续异常信号时，表明远程调整失败，需要进一步调整；

若出现CK₁＜TZ^ξ≤CK₂，则生成远程调整不稳定型异常信号，当工程师通过远程连接对系统进行检测和调整生成远程调整不稳定型异常信号时，表明远程调整失败，需要进一步调整；

若出现0＜TZ^ξ≤CK₁，则生成远程调整突发性异常信号，当工程师通过远程连接对系统进行监测和调整生成突发性异常信号时，表明远程调整失败，需要进一步调整；

若出现TZ^ξ＝0，则生成远程调整无异常信号，当工程师通过远程连接对系统进行检测和调整生成无异常信号时，表明远程调整成功；

将工程师通过远程连接对系统进行监测和调整生成的结果做出详细的分析报告。