制动控制系统部件故障预测方法技术方案

本发明专利技术提供一种制动控制系统部件故障预测方法。将制动缸响应时间记为t1

【技术实现步骤摘要】
制动控制系统部件故障预测方法


[0001]本专利技术涉及列车制动控制
，涉及一种制动控制系统部件故障预测方法。

技术介绍

[0002]制动系统作为城轨车辆整车关键系统之一，其可靠性对行车安全至关重要。目前制动系统故障诊断方式是通过电子控制单元进行制动逻辑分析后，将故障信息上传至网络，此故障信息往往是已发生且不可恢复故障。若制动系统出现不可恢复故障会导致制动不缓解、制动力不足、紧急制动功能异常等情况，严重影响城轨车辆运行安全。制动产品出现故障往往经历了从轻微异常到严重异常，最后发展成不可恢复故障的过程。如果在部件已出现异常或性能衰退但还未发生不可恢复故障阶段识别出来，提前更换部件，能够减少制动产品的故障率，提高制动系统稳定性。
[0003]中继阀、紧急阀和高频电磁阀是城轨制动控制系统极为核心关键部件。受到机械运动、疲劳磨损等影响，中继阀、紧急阀和高频电磁阀的性能会出现衰退。在城轨制动控制系统所有故障中，中继阀、紧急阀、高频电磁阀的故障占据很大比重。由于中继阀、紧急阀、高频电磁阀集成在制动控制单元中，受到制动控制单元体积的影响，同时为了保证列车安全及现有列车走线方式，目前主机厂不允许增加额外的传感器，只能利用已有部件(如压力传感器、速度传感器等)进行列车制动系统状态监测及控制。因此，必须充分利用现有技术条件对制动控制核心部件进行故障预测。
[0004]申请号为：202010005460.9，专利名称为：一种铁路车辆制动故障预测方法及健康管理系统，该专利根据列车管压力曲线利用深度学习算法计算制动缸压力预期曲线，并与实际制动缸压力进行对此，判定制动机动作过程的作用性能。由于在不同运行条件下(制动、缓解、保持等)列车管压力差别较大，预测的曲线往往不够理想。同时，目前大多城轨制动系统没有列车管压力数据，该方法无法进行城轨车辆故障预测。
[0005]申请号为：201910002731.2，专利名称为：一种机车制动系统部件的故障预测方法、装置及设备，该专利通过获取机车制动系统部件在不同运行条件下的理论值与实际值，通过调用预先建立的隐马尔可夫模型预测故障发生时间段。不同制动部件建立隐马尔可夫模型所需参数各不相同(如建立电磁阀模型所需的参数包括控制电流、控制电压等)，对于城轨制动系统，目前利用已有传感器无法直接获得电流电压数据。因此，该方法不适用于城轨制动系统故障预测。
[0006]申请号为：202110747154.7，专利名称为：制动控制电磁阀故障监测方法与监测设备，公开了一种电磁阀故障的监测方法，通过电磁阀电压值、电阻值以及预控压力值预测电磁阀故障。该装置仅可以完成对电磁阀故障的识别，且需要依赖过多的参数数据，方法复杂。检测效率高、精度高的钢轨浅层剥离损伤检测方法及检测系统

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决上述技术问题之一，提供一种检测功能全面、检测准确率
高的制动控制系统部件故障预测方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:
[0009]一种制动控制系统部件故障预测方法，包括以下步骤：
[0010]电子制动单元发出制动指令，
[0011]监测充排气阀输出压力状态，预控压力开始上升的预控压力响应时间记为t1
AC
，预控压力上升为压力目标值90％的预控压力目标时间记为t2
AC
；
[0012]监测制动缸压力状态，制动缸压力开始上升的制动缸响应时间记为t1
BC
，制动缸压力上升为压力目标值90％的时间记为制动缸压力目标时间t2
BC
；
[0013]对t1
BC
和t2
BC
分别进行正态分布统计，计算期望μ
t1BC
、μ
t2BC
和方差σ
t1BC
、σ
t2BC
；
[0014]对t1
AC
和t2
AC
分别进行正态分布统计，计算期望μ
t1AC
、μ
t2AC
和方差σ
t1AC
、σ
t2AC
；
[0015]定义时间阈值：
[0016]T1＝μ
t
‑
2σ
t
；
[0017]T2＝μ
t
+2σ
t
；
[0018]分别计算t1
BC
、t2
BC
、t1
AC
和t2
AC
对应的时间阈值：对应的时间阈值：和
[0019]基于各时间阈值计算制动缸压力响应时间阈值范围和预控压力响应时间阈值范围；
[0020]基于预控压力响应时间、制动缸压力响应时间、预控压力目标时间、制动缸压力目标时间、预控压力响应时间阈值范围、预控压力响应时间阈值范围判断电磁阀故障、中继阀故障和紧急阀故障。
[0021]本专利技术一些实施例中，电磁阀故障的判定方法包括：
[0022]设定第一响应时间阈值和第二响应时间阈值；
[0023]若制动缸压力响应时间大于第一时间阈值，预控压力响应时间大于第二时间阈值，则判定电磁阀响应故障。
[0024]本专利技术一些实施例中，电磁阀故障的判定方法包括：
[0025]计算制动缸压力响应时间阈值范围：
[0026][0027]计算预控压力响应时间阈值范围：
[0028][0029]若制动缸压力响应时间位于制动缸压力响应时间阈值范围的概率小于设定的概率阈值，预控压力响应时间位于预控压力响应时间阈值范围的概率小于设定的概率阈值，则判断电磁阀响应故障。
[0030]本专利技术一些实施例中，电磁阀故障的判定方法包括：
[0031]若制动缸压力目标时间和预控压力目标时间均出现延迟，则判断电磁阀故障。
[0032]本专利技术一些实施例中，电磁阀故障的判定方法包括：
[0033]计算制动缸压力目标时间阈值范围：
[0034][0035]计算预控压力目标时间阈值范围：
[0036][0037]若制动缸压力目标时间位于制动缸压力目标时间阈值范围内的概率小于设定的概率阈值，预控压力目标时间位于预控压力目标时间阈值范围内的概率小于设定的概率阈值，则判断电磁阀响应故障。
[0038]本专利技术一些实施例中，中继阀故障的判定方法包括：
[0039]若预控压力响应时间正常，制动缸压力响应时间出现迟滞，则判断中继阀响应故障。
[0040]本专利技术一些实施例中，中继阀故障的判定方法包括：
[0041]计算制动缸压力响应时间阈值范围：
[0042][0043]计算预控压力响应时间阈值范围：
[0044][0045]若预控响应时间位于预控压力响应时间阈值范围内的概率大于设定的概率阈值，制动缸压力响应时间位于制动缸压力响应时间阈值范围内的概率小于设定的概率阈值，则判断中继本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制动控制系统部件故障预测方法，其特征在于，包括以下步骤：电子制动单元发出制动指令，监测充排气电磁阀输出压力状态，预控压力开始上升的预控压力响应时间记为t1
AC
，预控压力上升为压力目标值90％的预控压力目标时间记为t2
AC
；监测制动缸压力状态，制动缸压力开始上升的制动缸响应时间记为t1
BC
，制动缸压力上升为压力目标值90％的时间记为制动缸压力目标时间t2
BC
；对t1
BC
和t2
BC
分别进行正态分布统计，计算期望μ
t1BC
、μ
t2BC
和方差σ
t1BC
、σ
t2BC
；对t1
AC
和t2
AC
分别进行正态分布统计，计算期望μ
t1AC
、μ
t2AC
和方差σ
t1AC
、σ
t2AC
；定义时间阈值：T1＝μ
t
‑
2σ
t
；T2＝μ
t
+2σ
t
；分别计算t1
BC
、t2
BC
、t1
AC
和t2
AC
对应的时间阈值：对应的时间阈值：和基于各时间阈值计算制动缸压力响应时间阈值范围和预控压力响应时间阈值范围；基于预控压力响应时间、制动缸压力响应时间、预控压力目标时间、制动缸压力目标时间、预控压力响应时间阈值范围、制动缸压力响应时间阈值范围判断电磁阀故障、中继阀故障和紧急阀故障。2.如权利要求1所述的制动控制系统部件故障预测方法，其特征在于，电磁阀故障的判定方法包括：设定第一响应时间阈值和第二响应时间阈值；若制动缸压力响应时间大于第一时间阈值，预控压力响应时间大于第二时间阈值，则判定电磁阀响应故障。3.如权利要求2所述的制动控制系统部件故障预测方法，其特征在于，电磁阀故障的判定方法包括：计算制动缸压力响应时间阈值范围：计算预控压力响应时间阈值范围：若制动缸压力响应时间位于制动缸压力响应时间阈值范围的概率小于设定的概率阈值，预控压力响应时间位于预控压力响应时间阈值范围的概率小于设定的概率阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乾乾，孙全涛，郗开冲，赵欣，古龙瑞，董建峰，杜振振，
申请(专利权)人：中车制动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：