一种道岔健康状态智能评估系统技术方案

本发明专利技术涉及检测设备技术领域，具体涉及一种道岔健康状态智能评估系统，包括评估服务器、数据服务器和道岔监测装置，建立试验道岔，人工设置故障因素，获得道岔故障类型，评估服务器获得周期内对应的道岔动作次数和过车次数，将频率组成关联周期编号、道岔动作次数和过车次数，提取后续加速度曲线、距离变化曲线及纵向位移曲线的频率组成，与对应的频率特征对比，获得所关联的周期编号、道岔动作次数和过车次数相对最大周期编号、最大道岔动作次数和最大过车次数的百分比，取最大的百分比，最大的百分比与1的差值的绝对值，作为道岔的健康度评分。本发明专利技术的实质性效果是：根据道岔状态评估道岔的健康状态，给出道岔当前在全生命周期中的状态。周期中的状态。周期中的状态。

【技术实现步骤摘要】
一种道岔健康状态智能评估系统


[0001]本专利技术涉及检测设备
，具体涉及一种道岔健康状态智能评估系统。

技术介绍

[0002]道岔往往是行车安全事故的高发地带。道岔常见的故障有尖轨爬行、拉板旷动和接触问题。在春融解冻和入冬前，由于气温变化较大，道岔尖轨前后爬行，极易造成道岔外锁设备故障。由于长时间使用和列车振动及拉板固定螺丝不牢等原因，使部分心轨道岔拉板旷动严重，造成尖轨两侧的拉板左右不平，前后不正等问题。在转换道岔过程中，道岔转换力受到分解。特别是在道岔锁闭时，拉板更加倾斜，易造成不能到位的道岔转辙设备故障。拉板前后不正，在道岔转换过程中易出现受阻或犯卡。尖轨所有重量都压在滑床板上，如果相互接触较少，尖轨重力作用在几块滑床板上，接触面积越小磨擦阻力越大，会使道岔转辙设备转换不灵活，严重时受阻。由于道岔具有数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低、养护维修投入大等特点，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。目前虽然已存在道岔工况的监测装置，但目前的监测装置仅能够给出道岔当前状态，不能从道岔全生命周期的角度，给出道岔当前的健康状况。
[0003]如中国专利CN110866655A，公开日2020年3月6日，一种基于功率数值分析的道岔卡阻故障智能预警方法，包括以下具体步骤：S1.事先采集大量非故障特征功率数值建立容量为K2的样本分析集{F}；S2.依次求得参考预警上限值、预警下限值、参考预警中间值；S3.实际运营时以有限个当前已连续搬动产生的特征功率值作为输入序列；S4.挖掘并拟合输入序列的变化规律并预测后一时段功率值序列；S5.计算预测的后一段功率值分别处于三级异常值区间的概率；S6.以所得概率值及大小关系构建概率预警决策树输出多级预警。其技术方案通过挖掘并拟合出其变化规律以此对后续某一时段的功率数值进行有效预测并建立多级概率预警模型，能够一定程度上预测道岔的故障。但其技术方案不能对道岔的健康状态作出评估。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：目前缺乏评估道岔健康状态的技术的问题。提出了一种道岔健康状态智能评估系统，能够对道岔的健康状态作出评估。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种道岔健康状态智能评估系统，所述道岔包括转辙机、牵引杆、直轨、曲轨、直轨尖轨和曲轨尖轨，枕木上设有用于支撑直轨尖轨和曲轨尖轨的滑床板，包括评估服务器、数据服务器和道岔监测装置，所述道岔监测装置监测道岔的加速度数据、尖轨移动的距离数据、纵向位移数据、道岔动作数据和过车数据，建立试验道岔，人工设置故障因素，不断过车并周期性变更道岔位置，直到道岔出现故障，获得道岔故障类型，将过程中的加速度数据、距离数据、纵向位移数据、道岔动作数据和过车数据关联时间戳存储在数据服务器，所述评估服务器依据时间戳获得加速度数据、距离数据及纵向位移数据对应的道岔动作数据及过车数据，按时间轴周期性拟合获得
加速度曲线、距离变化曲线及纵向位移曲线，获得周期内对应的道岔动作次数和过车次数，取周期内道岔动作次数和过车次数的平均值，分别作为关联道岔动作次数和过车次数，提取加速度曲线、距离变化曲线及纵向位移曲线的频率组成，将频率组成关联周期编号、道岔动作次数和过车次数，存储道岔故障时对应的最大周期编号、最大道岔动作次数和最大过车次数，分别提取后续周期建立的加速度曲线、距离变化曲线及纵向位移曲线的频率组成，与对应的频率特征对比，获得最接近的频率特征所关联的周期编号、道岔动作次数和过车次数，分别获得所关联的周期编号、道岔动作次数和过车次数相对最大周期编号、最大道岔动作次数和最大过车次数的百分比，取最大的百分比，最大的百分比与1的差值的绝对值，作为道岔的健康度评分。
[0006]作为优选，所述道岔监测装置包括汇集器、若干个加速度传感器、若干个距离传感器和若干个纵向位移传感器，若干个所述加速度传感器分别固定安装在直轨尖轨和曲轨尖轨上，分别监测直轨尖轨和曲轨尖轨的加速度数据，所述直轨尖轨和曲轨尖轨上均固定安装有参考板和纵向参考板，所述参考板朝向与列车前进方向垂直，所述纵向参考板朝向与列车前进方向相切，若干个所述距离传感器和纵向位移传感器均固定安装在地面上，所述距离传感器与参考板对应，检测与参考板之间的距离，所述纵向位移传感器与纵向参考板对应，检测与纵向参考板之间的距离，若干个所述加速度传感器、距离传感器和纵向位移传感器均与汇集器连接，所述汇集器将收集到的加速度数据、距离数据及纵向位移数据发送到数据服务器。
[0007]作为优选，所述道岔监测装置还包括主动检查模块和若干个敲击器，所述敲击器分别安装在直轨尖轨和曲轨尖轨附近，所述敲击器与主动检查模块连接，所述主动检查模块在直轨尖轨与曲轨脱离或曲轨尖轨与直轨脱离后，控制敲击器敲击直轨尖轨或曲轨尖轨，主动检查模块从所述数据服务器提取敲击后相应的加速度传感器的检测数据，作为敲击振动数据，建立敲击曲线，获得足够数量的道岔正常工况下的敲击曲线，并提取频率组成，作为敲击频率特征，当后续敲击时，获得对应的敲击曲线，提取频率组成，若出现频率组成变化，且频率组成变化超过设定阈值，则发出故障预警。
[0008]作为优选，所述敲击器包括敲击座、敲击电机和敲击锤，所述敲击座固定安装在靠近直轨尖轨或曲轨尖轨的地面上，所述敲击锤转动安装在所述敲击座上，所述敲击电机安装在敲击座上，所述敲击电机与敲击锤连接，所述敲击电机的控制端与主动检查模块连接。
[0009]作为优选，所述敲击锤包括锤柄、锤头、压力传感器、连接板、锤舌和弹簧，所述锤柄与敲击座转动连接，所述锤柄在敲击电机的带动下相对敲击座转动，所述锤头与锤柄固定连接，所述锤头前端加工有盲孔，所述锤舌安装在所述盲孔内，所述压力传感器位于连接板和锤舌之间，所述压力传感器与连接板和锤舌固定连接，所述锤舌安装在盲孔前端，所述锤舌能够相对盲孔滑动，所述弹簧安装在盲孔和连接板之间，所述弹簧两端分别与盲孔底部和连接板固定连接，所述弹簧两端与直流电源和电子开关K串联，所述压力传感器和电子开关与主动检查模块连接。
[0010]作为优选，所述锤头前端上部加工有退让缺口，所述退让缺口覆盖直轨尖轨和曲轨尖轨被列车车轮轮缘接触的部分，所述盲孔位于所述退让缺口范围内。
[0011]作为优选，所述主动检查模块以PMW的方式控制电子开关K的导通，导通占空比表征弹簧通电电流，弹簧通电电流决定了弹簧的收缩量，因而导通占空比能够转换为弹簧末
端的移动量，主动检查模块找到使压力传感器检测值基本为0时的导通占空比，转换为移动量，所述移动量即为尖轨磨损量，将检测到的尖轨磨损量关联过车次数，在试验道岔上，建立尖轨磨损量对过车次数的尖轨磨损拟合曲线，获得尖轨磨损量达到阈值时，对应的最大过车次数，后续检测获得的尖轨磨损量与尖轨磨损拟合曲线对比，获得尖轨磨损拟合曲线上对应的过车次数，获得与最大过车次数的百分比，百分比与1的差值的绝对值，作为尖轨磨损的健康度评分。
[0012]作为优选，试验道岔出现故障时，提取故障前预设时长内数据服务器存储的加速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种道岔健康状态智能评估系统，所述道岔包括转辙机、牵引杆、直轨、曲轨、直轨尖轨和曲轨尖轨，枕木上设有用于支撑直轨尖轨和曲轨尖轨的滑床板，其特征在于，包括评估服务器、数据服务器和道岔监测装置，所述道岔监测装置监测道岔的加速度数据、尖轨移动的距离数据、纵向位移数据、道岔动作数据和过车数据，建立试验道岔，人工设置故障因素，不断过车并周期性变更道岔位置，直到道岔出现故障，获得道岔故障类型，将过程中的加速度数据、距离数据、纵向位移数据、道岔动作数据和过车数据关联时间戳存储在数据服务器，所述评估服务器依据时间戳获得加速度数据、距离数据及纵向位移数据对应的道岔动作数据及过车数据，按时间轴周期性拟合获得加速度曲线、距离变化曲线及纵向位移曲线，获得周期内对应的道岔动作次数和过车次数，取周期内道岔动作次数和过车次数的平均值，分别作为关联道岔动作次数和过车次数，提取加速度曲线、距离变化曲线及纵向位移曲线的频率组成，将频率组成关联周期编号、道岔动作次数和过车次数，存储道岔故障时对应的最大周期编号、最大道岔动作次数和最大过车次数，分别提取后续周期建立的加速度曲线、距离变化曲线及纵向位移曲线的频率组成，与对应的频率特征对比，获得最接近的频率特征所关联的周期编号、道岔动作次数和过车次数，分别获得所关联的周期编号、道岔动作次数和过车次数相对最大周期编号、最大道岔动作次数和最大过车次数的百分比，取最大的百分比，最大的百分比与1的差值的绝对值，作为道岔的健康度评分。2.根据权利要求1所述的一种道岔健康状态智能评估系统，其特征在于，所述道岔监测装置包括汇集器、若干个加速度传感器、若干个距离传感器和若干个纵向位移传感器，若干个所述加速度传感器分别固定安装在直轨尖轨和曲轨尖轨上，分别监测直轨尖轨和曲轨尖轨的加速度数据，所述直轨尖轨和曲轨尖轨上均固定安装有参考板和纵向参考板，所述参考板朝向与列车前进方向垂直，所述纵向参考板朝向与列车前进方向相切，若干个所述距离传感器和纵向位移传感器均固定安装在地面上，所述距离传感器与参考板对应，检测与参考板之间的距离，所述纵向位移传感器与纵向参考板对应，检测与纵向参考板之间的距离，若干个所述加速度传感器、距离传感器和纵向位移传感器均与汇集器连接，所述汇集器将收集到的加速度数据、距离数据及纵向位移数据发送到数据服务器。3.根据权利要求2所述的一种道岔健康状态智能评估系统，其特征在于，所述道岔监测装置还包括主动检查模块和若干个敲击器，所述敲击器分别安装在直轨尖轨和曲轨尖轨附近，所述敲击器与主动检查模块连接，所述主动检查模块在直轨尖轨与曲轨脱离或曲轨尖轨与直轨脱离后，控制敲击器敲击直轨尖轨或曲轨尖轨，主动检查模块从所述数据服务器提取敲击后相应的加速度传感器的检测数据，作为敲击振动数据，建立敲击曲线，获得足够数量的道岔正常工况下的敲击曲线，并提取频率组成，作为敲击频率特征，当后续敲击时，获得对应的敲击曲线，提取频率组成，若出现频率组成变化，且频率组成变化超过设定阈值，则发出故障预警。4.根据权利要求3所述的一种道岔健康状态智能评估系统，其特征在于，所述敲击器包括敲击座、敲击电机和敲击锤，所述敲击座固定安装在靠近直轨尖轨或曲轨尖轨的地面上，所述敲击锤...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱婷，
申请(专利权)人：杭州美时美刻物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：