一种轨道车辆底架设备机械故障监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轨道车辆底架设备机械故障监测系统及方法，在车架上布放一个传声器阵列，在车辆运行时实时采集故障监测区域的各类噪声，通过信号处理手段提取异常噪声，并利用阵列信号处理技术实现对异常声源的定位，实现对车辆转向架(车辆走形部件)快速确定故障设备及定位，从而有效对各类设备的异常情况进行有效监测。行有效监测。行有效监测。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆底架设备机械故障监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通故障监测
，特别涉及一种轨道车辆底架设备机械故障监测系统及方法。

技术介绍

[0002]目前在铁路行业有安装在轨边的基于声学的火车轴承故障监测设备。但是该方式只能对经过监测点的列车进行短时监测，无法实现在线的实时监测，而且要求列车行驶在低速区间。同时为了降低误报率，该设备只有对同一列车的对应轴承连续监测到3
‑
5次故障后才发起报警，因此漏报率较高，且是引进美国的核心技术，部署成本较高，这些都阻碍了该技术的广泛应用。针对TADS系统采用线阵的不足，安徽大学提出一种基于面阵的火车轴承监测方案，也都是布置于轨边的监测设备，增加了俯仰角的空间信息(一种基于麦克风均匀面阵滤波的高速列车轴承故障诊断方法，201810727759.8)。已有的在线监测技术主要是通过布放在列车轴承或动力电机轴承上的加速度计，采集并分析相应测点的振动信号，从而实现对应轴承部位故障的实时监测。而事实上列车的走行部是一个复杂系统，振动分析的测点有限，上述手段无法对其他各类设备异常、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆底架设备机械故障监测系统，其特征在于，包括：若干个传声器阵列模块，分别设置于不同的故障监测区域，用于采集车辆发出的异常声响；传声器阵列模块包括安装于车体的若干个传声器单元，用于采集声音信号；信号处理模块，从传声器阵列模块采集到的声音信号中提取异常噪声，并对异常噪声的声源进行定位，以此发现故障并确认故障位置。2.一种使用如权利要求1所述的轨道车辆底架设备机械故障监测系统的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将传声器阵列模块采集到的声音信号经由时域滤波器组w
i
(n)滤波得到各故障监测区域的声音信号，通过扫描方式拾取故障监测区域目标区域处的声音信号，并且抑制其他非故障监测区域处的声信号，实现空间滤波和声源定位；步骤二：计算轮对经过非轨道接缝处的声音信号的功率谱，将功率谱作为背景噪声，并不断迭代更新；对当前帧数据计算功率谱，除以背景噪声功率谱，得到功率谱商；根据信号功率谱分布特点，对其中某个子带的功率谱商计算平均值，得到普脉冲指数；结合声音信号的峭度以及谱质心，识别出异常信号。3.如权利要求2所述的一种轨道车辆底架设备机械故障的监测方法，其特征在于，所述步骤一中将传声器阵列模块采集到的声音信号经由时域滤波器组w
i
(n)滤波得到各故障监测区域的声音信号的方法如下：采集发声信号r
i
(n)以及传声器单元的接收信号d
k
(n)，计算得到各故障监测区域至传声器单元的脉冲响应，其中所采用的计算公式为：其中i对应于第i个区域的发声信号，n代表采样时刻，l表示计算的脉冲响应采样点，d
k
(n
‑
l)表示第n
‑
l时刻的接收信号；再通过傅里叶变化将脉冲响应转为频率响应，转换公式为：G
ik
(jω)＝FFT{g
ik
(l)}；对频率响应进行组合，得到各故障监测区域至传声器单元的传递函数矩阵：G
i
(jω)＝[G
i1
(jω)
ꢀ…ꢀ
G
ik
(jω)]，及G
i
(jω)＝[G1(jω)
ꢀ…ꢀ
G
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维，黄涛，张军贤，吕红强，周杨，阎兆立，吴鸣，陈晓斌，杨军，
申请(专利权)人：中车南京浦镇车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：