轮轨界面润滑与摩擦控制决策支持系统技术方案

本发明专利技术提供一种轮轨界面润滑与摩擦控制决策支持系统，包括：数据源模块SJ、分析模块FX、计划模块JH、管理支持模块GL和综合展示模块ZS。实时获取目前轮轨界面状态的诊断结果数据；同时车轮磨耗仿真预测子模块Tγ/A‑磨损率模型对车轮磨耗进行仿真，得到未来各车轮磨耗情况的预测结果数据，实现对铁路部门轮轨界面状态的准确判断，尤其是针对车轮磨耗情况中的磨损车轮编号、磨耗位置以及磨耗深度等数据，更加准确的判断轮轨界面润滑与摩擦控制技术应用方案，实现最佳轮轨减摩效果。此外，本发明专利技术信息化管理工具将轮轨关系服役过程中的涉及的轨道、车辆及轮轨界面管理技术数据汇集于同一个专业决策支持系统，为深入研究轮轨关系，实现辅助铁路部门的运营与维护工作进行精准决策与预期规划提供了良好的技术平台。

Wheel rail interface lubrication and friction control decision support system

【技术实现步骤摘要】
轮轨界面润滑与摩擦控制决策支持系统
本专利技术涉及铁路信息
，尤其涉及一种轮轨界面润滑与摩擦控制决策支持系统。
技术介绍
从铁路诞生以来，轮轨摩擦副是轨道和车辆两个主系统的唯一接触部位，其面积虽小，但是轮轨界面状态的维护工作非常重要，它不仅影响车辆与轨道间的相互作用，并且对于提高整个轨道系统的运营质量和经济效益都有显著的影响。随着铁路建设和运营里程的不断扩大、列车运行密度的不断提高以及小半径曲线区段的大幅增多，加剧了车轮与轨道状态的恶化速度。钢轨常见的损伤形式有剥落、剥离、压溃、波浪形磨损、侧磨以及疲劳裂纹。车轮的磨损主要发生在车轮轮缘和踏面，车轮踏面的磨损主要表现为车轮踏面的剥离磨损和踏面擦伤。同时，在一些特定情况下轮轨界面还可能出现一些严重的问题，例如曲线段的磨耗损伤严重，在半径小、曲线多，线路不平顺的地区，轮轨滚动接触噪声和摩擦噪声对周围环境影响明显等问题。轮轨界面作为一个整体，既有轮缘与轨道侧面的滑动摩擦，又有踏面的滚动摩擦，针对这两种摩擦的轮轨润滑技术和踏面摩擦控制技术需要有机地相互结合起来才会起到最佳地养护效果。然而车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.轮轨界面润滑与摩擦控制决策支持系统，其特征在于，所述系统包括数据源模块SJ、分析模块FX、决策模块JC、计划模块JH、系统管理模块GL、综合展示模块ZS：/n数据源模块SJ，用于对数据的采集、储存、查询、下载、显示及编组；所述数据包括轮轨润滑与摩擦控制技术应用记录、轮轨界面检测数据、线路基本路况信息、车辆基本参数、以及车辆运行与运用信息；所述数据从铁路部门的信息中心获取；/n分析模块FX，用于从数据源模块SJ调取数据分别进行轮轨界面诊断分析与车轮磨耗仿真预测分析；所述轮轨界面诊断分析为结合数据模块中的现场实际数据与知识库子模块中的状态评定规则进行诊断，得到目前轮轨界面状态的诊断结果数据；所...

【技术特征摘要】
1.轮轨界面润滑与摩擦控制决策支持系统，其特征在于，所述系统包括数据源模块SJ、分析模块FX、决策模块JC、计划模块JH、系统管理模块GL、综合展示模块ZS：
数据源模块SJ，用于对数据的采集、储存、查询、下载、显示及编组；所述数据包括轮轨润滑与摩擦控制技术应用记录、轮轨界面检测数据、线路基本路况信息、车辆基本参数、以及车辆运行与运用信息；所述数据从铁路部门的信息中心获取；
分析模块FX，用于从数据源模块SJ调取数据分别进行轮轨界面诊断分析与车轮磨耗仿真预测分析；所述轮轨界面诊断分析为结合数据模块中的现场实际数据与知识库子模块中的状态评定规则进行诊断，得到目前轮轨界面状态的诊断结果数据；所述车轮磨耗仿真预测分析为基于改进的Tγ/A-磨损率模型G对车轮磨耗进行仿真，得到未来各车轮磨耗情况的预测结果数据；
决策模块JC，用于根据数据源模块SJ与分析模块FX的数据，通过知识库子模块与推理机技术进行条件和状态的判读处理，输出轮轨界面维护方案数据，实现轮轨界面润滑与摩擦控制决策支持行为；
计划模块JH，用于根据决策模块JC输出的轮轨界面维护方案数据，输出相应检测、检修计划制定信息；再根据计划制定信息，输出各项作业资源分配信息，以及收集得到作业进度信息；
系统管理模块GL，用于界面管理、用户管理、权限管理、系统监控，以确保各级界面功能配置、授权及权限分发操作的正确；
综合展示模块ZS，用于汇总信息建立系统综合展示首页面，所述综合展示首页面包括系统关键信息的实时监控板块、用户常用功能导航链接板块、待处理信息提示板块、以及地理信息板块；
所述分析模块FX中基于改进的Tγ/A-磨损率模型G的计算流程如下：(1)首先通过常规车辆动力学模型，并初始化仿真参数，采用Hertz理论和Kalker简化理论计算每一时刻轮轨接触斑蠕滑力的大小及黏滑区的分布；(2)采用车轮磨耗量等效计算方法将不同时刻接触斑上的磨耗深度沿纵向累加即可得到磨耗深度沿车轮踏面的分布；(3)对磨耗深度数据及更新后车轮踏面数据分别采用数据平滑方法处理，得到磨耗后的车轮踏面——即所测车轮相应截面各点沿轴向的半径分布；(4)以所设阈值为判断条件进行踏面更新，并继续下次仿真；(5)结束仿真，输出磨耗后各车轮踏面型面、磨耗位置、磨耗深度；
具体仿真流程包括以下步骤：
步骤S31，从数据源模块SJ中提取数据
所述数据通常包括：目标路段润滑与摩擦控制技术应用记录、地理信息、钢轨廓形、车轮廓形、车辆运用信息、车辆配置信息、轮对检修记录、曲线参数、直线参数以及上下坡参数；
步骤S32，初始化仿真参数
设置初始车轮踏面、钢轨型面、车辆以及线路参数，并将数据转换成多体动力学软件需要的格式；
步骤S33，多体动力学仿真计算
调用多体动力学仿真软件进行动力学和运动学仿真，输出轮轨运动关系、作用力、空间几何接触关系数据；
步骤S34：将步骤S33输出数据转化为Matlab软件编写的基于Tγ/A-磨损率模型所需的格式；
步骤S35：调用Matlab软件开始基于Tγ/A-磨损率模型的运算，输出运算结果包括：各编号车轮的磨耗位置与磨耗量；
步骤S36，保存仿真结果数据
将保存的仿真结果数据发送至决策模块JC；
步骤S37，判断是否结束仿真运算
若确定仿真运算结束，则执行步骤S38；若确定仿真运算未结束，则返回步骤S32；
步骤S38，仿真运算结束。


2.根据权利要求1所述的轮轨界面润滑与摩擦控制决策支持系统，其特征在于，所设阈值包括以下条件之一：运行距离满1000米；车轮踏面磨耗深度进展1毫米。


3.根据权利要求1所述的轮轨界面润滑与摩擦控制决策支持系统，其特征在于，所述基于Tγ/A-磨损率模型用于快速计算车轮踏面的磨耗深度；
该模型Tγ/A-磨损率数据由WR-1轮轨滚动磨损试验机采用Hertz接触模拟准则进行对磨实验获得；
接触斑内单元格(i，j)处的磨耗深度描述为



式(1)中，Δh为磨耗深度；vv为车辆运行速度；Δt为车轮通过该单元格的时间；ρ为车轮材料密度；kB为车轮材料磨损率，磨损率kB与T(i，j)γ(i，j)/A(i，j)的值有关，其中A(i，j)为单元格(i，j)的面积；
该模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文健，贺家豪，师陆冰，丁昊昊，李群，郑强，刘启跃，郭俊，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51