本发明专利技术公开了一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法、装置及系统，方法包括采集车辆轴箱振动加速度信号；对轴箱振动加速度信号进行诊断，计算车轮多边形故障阶次和特征指标；根据车轮多边形故障是否具有连续性输出车轮多边形故障报警结果；对于车载诊断结果设计多边形故障数据地面软件系统，展示车轮多边形故障轴箱振动加速度数据、多边形故障特征指标历史变化趋势、车轮多边形故障报警结果，根据报警结果给出车轮多边形故障运用维修建议，提高车轮检修维修效率。高车轮检修维修效率。高车轮检修维修效率。
【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法、装置及系统
[0001]本专利技术涉及轨道交通装备及安全监测领域，特别是涉及一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法、装置及系统。
技术介绍
[0002]随着我国轨道交通迅速发展，高速、重载列车已成为未来轨道交通车辆的发展趋势，加上部分线路的长大坡道、小曲线半径，复杂恶劣的工况导致车辆轮轨作用不断恶化、轮轨耦合关系变差，加剧了车轮的异常磨损，最终导致列车车轮出现多边形故障磨耗。车轮多边形故障是轨道交通轮轨系统中最常见的故障之一，故障的出现不仅会导致车辆出现异常振动和噪声、降低乘客乘坐舒适性，还会增大轮轨作用力，降低轨道及转向架关键部件疲劳寿命，严重时危及车辆行车安全。因此，需要对车轮多边形故障进行监测，以便及时进行轮对镟修，降低列车运行风险。
[0003]目前多边形故障监测主要通过货车运行状态地面监测系统（TPDS）和车轮粗糙度测试仪两种方式进行。TPDS主要通过轨旁检测系统监测车辆经过时的轮轨作用力，从而评估车轮多边形故障阶次和严重程度，该方法诊断效率高，但该方法只监测了车辆在固定轨道区间的轮轨作用力，不利于对轮对多边形故障进行实时监测。车轮粗糙度测试仪是通过位移传感器对静置状态下的列车车轮径向跳动量进行测量，该方法测量出车轮多边形阶次和深度，测试精度高，但测试过程复杂、且测试效率低，不利于大规模工程应用。
[0004]因此，如何对车轮多边形故障实现快速准确测量，并指导相关人员对车轮进行镟修显得尤为重要。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法、装置及系统，提供一种快速高效、准确率高的轨道交通车轮多边形故障监测系统，对多边形故障阶次及多边形故障状态进行监测，并实现多边形故障严重程度报警，从而为相关技术人员对车辆的运用维护提出建议，提高检修维修效率。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：第一方面：一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法，包括以下步骤：S1数据采集：获取车辆轴箱振动加速度信号x(n)和转速信号；S2故障诊断：包括判断轴箱振动加速度信号有效性、计算车轮多边形故障阶次和计算多边形故障严重程度的特征指标；S3故障报警：包括多边形故障主导阶次统计、多边形故障程度判定、多边形故障连续性判定和多边形故障报警修正；S4地面软件展示：实现车轮多边形故障数据、特征指标、报警结果展示，基于报警结果提出车轮多边形故障运用维修建议。
[0007]进一步地，所述的判断轴箱振动加速度信号有效性，具体是对轴箱振动加速度信号作傅里叶变换，得到轴箱振动加速度信号x(n)的傅里叶频谱X(f)；根据傅里叶频谱X(f)对轴箱振动加速性信号有效性进行判断，若数据无效，则退出故障诊断步骤，若数据有效，则继续诊断。
[0008]进一步地，所述的计算车轮多边形故障阶次，包括以下步骤：根据车轮转速及多边形诊断阶次设计带通滤波器；查找多边形诊断范围内的傅里叶频谱X(f)极大值，并对极大值进行排序；分别判断前N大极大值是否存在多边形故障，输出多边形故障阶次。
[0009]进一步地，所述的计算多边形故障严重程度的特征指标，包括以下步骤：根据车轮转速及车轮多边形阶次设计带通滤波器；对轴箱振动加速x信号进行滤波；通过相关能量或有效值计算滤波信号多边形特征能量指标，用于表征多边形故障严重程度；所述相关能量CN计算公式为：其中，M表示移位阶数，N表示数据长度，L为移位长度；所述有效值rms计算公式为：其中，N表示数据长度。
[0010]进一步地，所述的多边形故障主导阶次统计，具体是统计近K条数据多边形阶次，输出占比最大且占比达到预设阈值的多边形阶次为主导阶次。
[0011]进一步地，所述的多边形故障程度判定，过程是计算J条数据的多边形能量指标平均值A，判断平均值A是否大于预设阈值；若平均值A大于二级报警阈值，则二级报警计数加1；反之，则二级报警计数减1；若平均值A大于一级报警阈值，则一级报警计数加1；反之，则一级报警计数减1；若平均值A大于预警阈值，则预警计数加1；反之，则预警计数减1。
[0012]进一步地，所述的多边形故障连续性判定，具体是判断多边形故障报警、预警计数是否大于预设阈值；若多边形二级报警计数大于预设阈值，则记录车轮多边形故障初始结果为二级报警，并清空预警、一级、二级报警计数；若多边形一级报警计数大于预设阈值，则记录车轮多边形故障初始结果为一级报警，并清空预警、一级报警计数；若多边形预警计数大于预设阈值，则记录车轮多边形故障初始结果为预警，并清空预警计数。
[0013]进一步地，所述的多边形故障报警修正，具体是获取同车其他轴位多边形特征指标均值，计算报警点位多边形特征指标和同车其他点位多边形特征指标最小值的倍数B，并判断倍数B是否达到设定阈值：
若B大于等于设定阈值c，则多边形故障初始结果为最终报警结果；若B小于设定阈值c，则将多边形故障初始结果降低报警级别，作为多边形最终报警结果。
[0014]第二方面：一种轨道交通车轮多边形故障检测装置，包括：存储器和处理器，所述存储器中存储有指令；所述处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述轨道交通车轮多边形故障检测装置执行如第一方面中任一项所述的轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法。
[0015]第三方面：一种轨道交通车轮多边形故障检测系统，包括如第二方面所述的轨道交通车轮多边形故障检测装置，还包括：感知模块，利用传感器和总线感知待监测车辆的轴箱振动加速度信号；数据转储，将多边形数据转储到地面电脑终端或服务器，为地面软件展示提供数据。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法，可快速准确输出多边形故障初始结果和输出最终报警结果。同时，本专利技术基于车载的车轮多边形故障检测系统完成车轮多边形故障诊断及报警，可以通过无线数据落地或数据转储等方式实现诊断结果返回数据中心；通过地面软件系统可以查看车轮多边形报警结果、车轮多边形故障阶次发展历史趋势、多边形故障特征指标发展历史趋势以及多边形故障处置建议，极大的方便了车轮多边形故障状态监测，提高了车轮多边形故障检修和维修效率。
附图说明
[0017]图1为一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法流程图；图2为一种轨道交通车轮多边形故障检测系统架构示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。
[0019]参阅图1
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图2，本专利技术提供一种技术方案：实施例一：一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法，包括以下步骤：S1数据采集：获取车辆轴箱振动加速度信号x(n)和转速信号；S2故障诊断：包括判断轴箱振动加速度信号有效性、计算车轮多边形故障阶次和计算多边形本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1数据采集：获取车辆轴箱振动加速度信号x(n)和转速信号；S2故障诊断：包括判断轴箱振动加速度信号有效性、计算车轮多边形故障阶次和计算多边形故障严重程度的特征指标；S3故障报警：包括多边形故障主导阶次统计、多边形故障程度判定、多边形故障连续性判定和多边形故障报警修正；S4地面软件展示：实现车轮多边形故障数据、特征指标、报警结果展示，基于报警结果提出车轮多边形故障运用维修建议。2.根据权利要求1所述的一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法，其特征在于：所述的判断轴箱振动加速度信号有效性，具体是对轴箱振动加速度信号作傅里叶变换，得到轴箱振动加速度信号x(n)的傅里叶频谱X(f)；根据傅里叶频谱X(f)对轴箱振动加速性信号有效性进行判断，若数据无效，则退出故障诊断步骤，若数据有效，则继续诊断。3.根据权利要求2所述的一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法，其特征在于：所述的计算车轮多边形故障阶次，包括以下步骤：根据车轮转速及多边形诊断阶次设计带通滤波器；查找多边形诊断范围内的傅里叶频谱X(f)极大值，并对极大值进行排序；分别判断前N大极大值是否存在多边形故障，输出多边形故障阶次。4.根据权利要求1所述的一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法，其特征在于：所述的计算多边形故障严重程度的特征指标，包括以下步骤：根据车轮转速及车轮多边形阶次设计带通滤波器；对轴箱振动加速度信号x进行滤波；通过相关能量或有效值计算滤波信号多边形特征能量指标，用于表征多边形故障严重程度；所述相关能量CN计算公式为：其中，M表示移位阶数，N表示数据长度，L为移位长度；所述有效值rms计算公式为：其中，N表示数据长度。5.根据权利要求1所述的一种轨道交通车轮多边形故障诊断检测方法，其特征在于：所述的多边形故障主导阶次统计，具体是统计近N条数据多边形阶次，输出占比最大且占比达到预设阈值的多边形阶次为主导阶次。6.根据权利要求1所述的一种轨道交通车轮多边形故障诊...
【专利技术属性】
技术研发人员：李凤林，杜红梅，樊懿葳，胡显泽，卜显利，
申请(专利权)人：成都运达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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