[发明专利]城市轨道交通列车走行部故障诊断设备及方法

说明书

技术领域

本发明属于城市轨道列车安全技术领域，尤其涉及一种城市轨道交通列车走行部故障诊断设备及方法。

背景技术

我国城市轨道交通正处在迅速发展的阶段，在未来20年中，一些大城市的轨道交通线路将向网络化方向发展，一些中小城市也正在新建城市轨道交通系统。列车作为城市大容量公共交通的主要运输载体之一，保障其安全运行对整个城轨交通具有极端的重要性和关键性。

而走行部作为列车的关键系统，它的好坏对机车的运行状态有极大影响。因此，研制城市轨道交通列车走行部故障诊断设备具有重要的理论意义和现实意义。本发明正是基于以上问题，提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种城市轨道交通列车走行部故障诊断设备及方法，用于实现城市轨道交通列车走行部的故障诊断。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种城市轨道交通列车走行部故障诊断设备，其特征是所述设备包括顺序相连的传感器、接入节点、复合节点、诊断主机和地面分析中心；

所述传感器分别安装在列车的轴箱轴承、齿轮箱和车架上，用于测量轴承的振动数据、轴承的温度数据、齿轮箱的振动数据和车架的振动数据，并将测量数据发送至接入节点；

所述接入节点用于接收传感器发送的测量数据并对所述测量数据进行预处理，再将预处理后的测量数据发送至复合节点；

所述复合节点用于对接收接入节点发送的预处理后的测量数据，再对所述预处理后的测量数据进行分类，并发送至诊断主机；

所述诊断主机用于接收复合节点发送的测量数据并根据所述测量数据判断走行部是否发生故障以及发生故障的部位。

所述设备还包括与诊断主机相连的地面分析中心，所述地面分析中心用于接收诊断主机发送的测量数据，并利用智能诊断算法对测量数据进行融合分析，实现故障定位及等级分类，为实现城轨列车的安全运行提供技术支撑。

一种城市轨道交通列车走行部故障诊断方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：测量轴承的振动数据、轴承的温度数据、齿轮箱的振动数据和车架的振动数据；

步骤2：对测量得到的数据进行预处理，具体为将同一传感器发送的数据按照发送时间的先后顺序排序，形成测量数据序列；

步骤3：将同一类的测量数据划分为一类；即将轴承的振动数据划分到轴振类中，将轴承的温度数据划分到轴温类中，将齿轮箱的振动数据划分为箱振类中，将车架的振动数据划分到车振类中；

步骤4：对同一传感器发送的测量数据序列进行分析，采用如下方式中的一种或几种判断该传感器对应的轴承/齿轮箱/车架是否发生故障，包括：

方式1，利用峰值平均值判断该传感器对应的轴承/齿轮箱/车架是否发生故障；

所述峰值平均值的计算公式为其中，M为测量数据序列被划分的段数，x_i为第k段测量数据序列中第i个测量数据，nk为第k段测量数据序列的测量数据个数；

当峰值平均值X_peak大于第一设定阈值时，判断传感器对应的轴承/齿轮箱/车架发生故障；

方式2，利用有效值判断该传感器对应的轴承/齿轮箱/车架是否发生故障；

所述有效值的计算公式为其中，x_i为测量数据序列中第i个测量数据，N为测量数据序列中的测量数据个数；

当有效值X_RMS大于第二设定阈值时，判断传感器对应的轴承/齿轮箱/车架发生故障；

方式3，利用峰值因子判断该传感器对应的轴承/齿轮箱/车架是否发生故障；

所述峰值因子的计算公式为

当峰值因子C大于第三设定阈值时，判断传感器对应的轴承/齿轮箱/车架发生故障；

方式4，利用峭度判断该传感器对应的轴承/齿轮箱/车架是否发生故障；

所述峭度的计算公式为

当峭度β大于第四设定阈值时，判断传感器对应的轴承/齿轮箱/车架发生故障；

方式5，利用峭度因子判断该传感器对应的轴承/齿轮箱/车架是否发生故障；

所述峭度因子的计算公式为

当峭度因子K大于第五设定阈值时，判断传感器对应的轴承/齿轮箱/车架发生故障；

方式6，利用波形因子判断该传感器对应的轴承/齿轮箱/车架是否发生故障；