一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法，包括以下步骤：步骤1、对列车停车段制动管压力数据进行预处理；步骤2、对步骤1进行预处理后的制动管压力数据进行平滑处理；步骤3、计算列车制动管压力相关参数；步骤4、利用步骤3得到的制动管压力相关参数进行制动管的故障分析。本发明专利技术解决了现有技术中存在的制动管故障检测耗时且精准度低的问题。

A fault classification and diagnosis method for brake tube of high speed train based on pressure data

The invention discloses a fault diagnosis and classification method of high-speed train brake pipe based on pressure data, which comprises the following steps: 1, parking lot on train brake pipe pressure data; step 2, step 1 on the brake pipe pressure after pretreatment of data smoothing; step 3, pressure calculation the related parameters of train brake pipe; the pressure related parameters of braking step 4, step 3 using the obtained fault analysis of brake pipe pipe. The invention solves the problems of time consuming and low accuracy of the brake tube fault detection in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法
本专利技术属于故障诊断
，具体涉及一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法。
技术介绍
随着高铁的快速发展，确保动车组运行秩序和提高动车组的安全性、可靠性受到广泛关注。为了防止高速列车溜逸而发生事故，因此在高速列车上设置了制动系统，制动及其供风系统作为高速动车组的关键技术，如果制动管破损，会影响列车安全运行和线路的畅通。就会因制动管破损而造成列车制动故障，带来灾难性的后果，因此其安全运转直接关系着铁路运输的安全生产。目前制动管故障检测的主要包括两个方面，基于设备监测和基于人工检修。第一种方法是，通过专家经验，设定列车在行走过程中制动管破裂等故障的相应的措施。在此基础上，采用压力监测装置实时监测列车运行过程中的制动管压力。当制动管压力异常时，则采取报警、限速或停车等相应的措施。相对于高速列车的行驶距离远、运行速度范围大等特点，此方法最大的缺陷在于，未能充分考虑制动管压力收到外界环境的影响，并且无法预测制动管的健康状况，对制动管的故障等危险状况不能起到预警的作用。第二种方法是，列车停车入库之后，指派有有关检修人员通过根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对列车停车段的制动管压力数据进行预处理；步骤2、对步骤1进行预处理后的制动管压力数据进行平滑处理；步骤3、提取列车制动管压力相关参数；步骤4、利用步骤3得到的制动管压力相关参数进行制动管的故障分析。

【技术特征摘要】
1.一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对列车停车段的制动管压力数据进行预处理；步骤2、对步骤1进行预处理后的制动管压力数据进行平滑处理；步骤3、提取列车制动管压力相关参数；步骤4、利用步骤3得到的制动管压力相关参数进行制动管的故障分析。2.如权利要求1所述的一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：步骤1.1、数据缺失点的补充：采集列车制动管压力p(i)，其中i为对应的采样时间点，取值范围为1～n.对采集到的制动管压力p(i)所有值进行查找并处理，设2≤i≤n，i∈Z+，Z+表示正整数，若第i-1个数据点为非空值点，而第i个数据点为空值点，即p(i-1)≠null，p(i)＝null，处理过程如下：若p(i)为孤立的缺失点，即p(i-1)≠null，p(i)＝null，p(i+1)≠null，则将第i-1个数据点的值赋给第i个数据点，即进行p(i)＝p(i-1)赋值操作；若原数据中出现连续的缺失点，其个数为m(m＞2)，即p(i+1)，p(i+2)，…；p(i+m-1)的均值为null，p(i+m)≠null，则根据m≤n或m＞n，分情况进行讨论，如下：(1)若m＞n，则表示数据不完整，分析终止；(2)若m≤n，则进行线性插值处理，具体过程如下：步骤a：令步骤b：对所有连续的缺失点进行插值操作，即p(i+j)＝p(i-1)+(j+1)×delta，得p(i)＝p(i-1)+delta，p(i+1)＝p(i-1)+2×delta，p(i+m-1)＝p(i-1)+(m-1)×delta按照以上步骤对列车所有的制动压力数据缺失点补充完整，补充后的制动管压力数据记为p1(i)；步骤1.2、孤立零值点的消除：判断步骤1.1得到的制动管压力数据p1(i)是否为孤立零值点并进行处理，具体操作如下：若第i个制动管压力数据不为0，即p1(i)≠0，则不对数据处理，继续判断；若第i个制动管压力数据为0，即p1(i)＝0，则分析它两边的数据p1(i-1)和p1(i+1)是否也为0，如下：(1)若第i个制动管压力数据的相邻两边数据有且仅有一个为0，即p1(i-1)＝0或p1(i+1)＝0，则将p1(i)＝0视为正常数据，不做任何操作；(2)若第i个制动管压力数据相邻两边均不为0，即p1(i-1)≠0和p1(i+1)≠0，则将p1(i)视为孤立零值点，此时消除孤立零值点后得到的制动管压力数据记为p2(i)。3.如权利要求1所述的一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：对步骤1进行预处理后的制动管压力数据p2(i)进行TIME层移动平均滤波，TIME层移动平均滤波具体过程如下：步骤a：设置数组变量data，并令data＝p2(i)；设置中间变量time＝0；步骤b：移动平均滤波开始，中间变量自加一，即time＝time+1，将制动管压力数据分为三部分处理，开头和结尾的数据按照公式和处理，中间部分按公式处理，其中，M＝2i-1，M≤N，N为窗口大小，并且end(i)从制动管压力数据末尾开始倒着处理，最后平滑后数据三部分重新组合为其表达式为步骤c，如果time＜TIME，返回步骤b继续对平滑数据作为移动平均滤波的输入继续处理；如果time＝TIME，则跳出循环，将最终得到的平滑数据赋值给数组DATA，即其中TIME∈Z+；通过上述滤波处理制动管压力数据中的高频噪声被消除，使制动管压力曲线更加平滑，为压力数据的相关参数的计算提供基础。4.如权利要求1所述的一种基于压力数据的高速列车制动管故障分类与诊断方法，其特征在于，步骤3具体包括以下步骤：步骤3.1、制动管压力相关参数的计算：对经过所述步骤2处理后的制动管压力数据，进行数据上升区间与下降区间的提取，具体如下：步骤3.1.1、依次做差得到差值φ，即φ＝DATA(i)-DATA(i+1)，其中i＝1，2，3，…，n；步骤3.1.2、如果φ＜0，则该区间[i，i+1]属于制动管压力上升区间，将该区间的起点i保存在数组stage(i，1)，并且i自加一，即i＝i+1，返回步骤3.1.1继续判断下一个时间段是否属于压力上升...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢国，杜许龙，张永艳，钱富才，胡绍林，焦尚彬，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61