一种地铁列车轮对磨损趋势分析与使用寿命延长方法技术

本发明专利技术公开了一种地铁列车轮对磨损趋势分析与使用寿命延长方法，包括如下步骤：（1）对地铁列车轮对的相关数据进行收集和处理；（2）对步骤（1）收集的数据中的关键参数和约束参数进行识别与确定；（3）基于最小二乘法对轮缘宽度发展曲线进行拟合；（4）计算经济镟修点和轮对使用寿命；（5）计算结果输出及分析。其中步骤（3）选择以多项式拟合技术对轮缘宽度发展曲线进行逼近，通过标定多项式的系数参数来得到满意的轮缘宽度发展曲线函数。最终的计算结果输出，作为最终的维修策略，为生产部门提供指导。这是优化后的关于经济镟修的维修策略，它以辅助者的身份参与至日常维修中，是一种对于目前纯“故障修”的维修策略的优化。的维修策略的优化。的维修策略的优化。

【技术实现步骤摘要】
一种地铁列车轮对磨损趋势分析与使用寿命延长方法


[0001]本专利技术属于地铁列车轮磨损分析
，具体涉及一种地铁列车轮对磨损趋势分析与使用寿命延长方法。

技术介绍

[0002]目前国内城市轨道交通行业，在日常检修中会对车辆轮对的轮缘宽度、轮缘高度、轮缘角三个参数进行测量，已轮对直径和轮对内侧距来监控车辆轮对的状态。对着几个参数的检修标准都是拦截式的，当测量数值大于一定的标准，就对轮对按模板进行旋轮。经过几次旋轮，轮对直径小于标准则轮对进行报废。对于轮对测量数据的变化趋势并无明确的质量控制措施。这意味着只要测量数据未超标，检修人员认为该轮对就是正常状态，不管数据测量显示参数锐减或者激增。而在以月或季度为单位的测量周期中，存在明显的安全隐患。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种地铁列车轮对磨损趋势分析与使用寿命延长方法，优化后的关于经济镟修的维修策略，它以辅助者的身份参与至日常维修中，是一种对于目前纯“故障修”的维修策略的优化。
[0004]技术方案：本专利技术所述的一种地铁列车轮对磨损趋势分析与使用寿命延长方法，包括如下步骤：（1）对地铁列车轮对的相关数据进行收集和处理；（2）对步骤（1）收集的数据中的关键参数和约束参数进行识别与确定；（3）基于最小二乘法对轮缘宽度发展曲线进行拟合；（4）计算经济镟修点和轮对使用寿命；（5）计算结果输出及分析。
[0005]进一步的，步骤（2）所述关键参数为轮缘宽度SW；约束参数为轮直径D。
[0006]进一步的，步骤（3）中选择以多项式拟合技术对轮缘宽度发展曲线进行逼近，通过标定多项式的系数参数来得到满意的轮缘宽度发展曲线函数。
[0007]进一步的，引入非线性函数多项式拟合的规范化方法，将轮缘宽度发展曲线以一种标准的规范化方法表示成如下的多项式：。
[0008]进一步的，所述的多项式的系数参数是借助最小二乘法来进行有效的标定，其基于LSM的轮缘宽度发展曲线的多项式拟合的步骤如下：1）由已知数据画出函数粗略的图形——散点图，确定拟合多项式的次数n；2）列表计算和；3）写出正规方程组，求出a0,a1,
…
,an；
4）写出拟合多项式。
[0009]进一步的，步骤（4）包括：计算车轮在额定轮径区间内的最大公里数值D
Max
，即：D
Max
=D+镟修次数其中，D是轮对直径的输入值，镟修次数是剩余可镟轮径对于单次镟修消耗轮径的去整，为轮缘宽度发展曲线；返回当D
Max
为最大时的镟修公里数X，就是轮对的经济镟修公里数，同时，D
MAX
的最大值即为最大轮对寿命。
[0010]进一步的，步骤（4）具体模型构建如下：建立基于SW曲线与D值约束的经济镟修点确定模型如下：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）s.t.
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（2）上式中，为经济镟修点公里数；N为经济镟修次数；为最后一次经济镟修后轮对的走行公里数；为每一次经济镟修的轮直径切割值；为允许的最大轮直径切割值。
[0011]进一步的，式（1）为目标函数，表示取轮对走行公里数最大时所对应的为经济镟修点，式（2）为约束条件，其中又有：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（3）上式中，为每一次经济镟修后轮缘宽度的变化量；为对应于轮缘宽度变化的轮直径切割比例；为标准轮缘宽度。
[0012]有益效果：本专利技术根据轮对参数的趋势变化，可以得知是否存在单侧偏磨的情况，可以通过更换左右轮对位置，动力车与非动力车轮对的策略来换取维修成本的降低和可靠性的提高，并延长轮对的使用寿命；当检测数据急剧恶化时，通过更早期的旋轮来干预轮对的金属疲劳和磨损，并不是等到测量数据超过标准值后进行干预，通过综合的维修策略手段来延长轮对的使用寿命。
附图说明
[0013]图1为本专利技术一个实施例的流程图。
具体实施方式
[0014]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位
构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0016]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0017]下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。
[0018]如图1所示，本专利技术的一种地铁列车轮对磨损趋势分析与使用寿命延长方法，包括如下步骤：（1）对地铁列车轮对的相关数据进行收集和处理。
[0019]（2）对步骤（1）收集的数据中的关键参数和约束参数进行识别与确定，其中所述关键参数为轮缘宽度SW；约束参数为轮直径D。在四类轮对尺寸参数中重点选取轮缘宽度SW为轮对尺寸参数研究的主要参数，同时由于轮直径的不能小于特定的阈值（770mm），故以轮直径D为约束参数。
[0020]需要注意的是，关键参数的选择是一个可变值。我们定义的关键参数指的是主导整个维修行为的参数。对于某一个地铁线，由于SD是主导参数，所以选择SD为主，D为辅的模式进行拟合计算。这不是一定的。比如在另一个地铁线，AC07型列车也是以SD为主导参数，但出现过Qr值锐减的现象，在这期间，Qr值替代SD值成为关键参数；同样的，AC15和AC18的拖车又以踏面沟槽深度为关键参数；即使是在相对稳定的某号线，个别列车也曾出现过同轴轮径差异常的现象，那么严格意义上来说，在异常的时期内，同轴轮径差是关键参数。而在关键参数之外，算法和流程具有普遍适用性。
[0021]（3）基于最小二乘法对轮缘宽度发展曲线进行拟合。
[0022]为尽可能准确地拟合轮缘宽度发展曲线，我们不对其曲线函数作预先的假设，而是选择以多项式拟合技术（Polynomial Fitting Techniques）对其进行逼近，通过标定多项式的系数参数来得到满意的轮缘宽度发展曲线函数。
[0023]引入非线性函数多项式拟合的规范化方法，将轮缘宽度发展曲线以一种标准的规范化方法表示成如下的多项式：一般地，当n=5时已经可以近似地表达非巨变的非多极值的单值关系，即有：上式中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地铁列车轮对磨损趋势分析与使用寿命延长方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）对地铁列车轮对的相关数据进行收集和处理；（2）对步骤（1）收集的数据中的关键参数和约束参数进行识别与确定；（3）基于最小二乘法对轮缘宽度发展曲线进行拟合；（4）计算经济镟修点和轮对使用寿命；（5）计算结果输出及分析。2.根据权利要求1所述的一种地铁列车轮对磨损趋势分析与使用寿命延长方法，其特征在于：步骤（2）所述关键参数为轮缘宽度SW；约束参数为轮直径D。3.根据权利要求1所述的一种地铁列车轮对磨损趋势分析与使用寿命延长方法，其特征在于：步骤（3）中选择以多项式拟合技术对轮缘宽度发展曲线进行逼近，通过标定多项式的系数参数来得到满意的轮缘宽度发展曲线函数。4.根据权利要求3所述的一种地铁列车轮对磨损趋势分析与使用寿命延长方法，其特征在于：引入非线性函数多项式拟合的规范化方法，将轮缘宽度发展曲线以一种标准的规范化方法表示成如下的多项式：。5.根据权利要求3所述的一种地铁列车轮对磨损趋势分析与使用寿命延长方法，其特征在于：所述的多项式的系数参数是借助最小二乘法来进行有效的标定，其基于LSM的轮缘宽度发展曲线的多项式拟合的步骤如下：1）由已知数据画出函数粗略的图形——散点图，确定拟合多项式的次数n；2）列表计算和；3）写出正规方程组，求出a0,a1,
…
,an；4）写出拟合多项式。6.根据权利要求1所述的一种地铁列车轮对磨损趋势分析与...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊，
申请(专利权)人：闻通江苏智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：