【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器信号处理，尤其是涉及一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法、设备及介质。
技术介绍
1、计轴系统是轨道交通中用于检查轨道占用\空闲状态的关键设备。其中部署在室外轨旁的车轮传感器(也称计轴磁头)，是检测车轮进入防护区段的关键设备，也是日常维护中的难点。因此为了节省维护人力，信号监测系统提供了车轮传感器电压实时监测功能。但是，目前实时监测的车轮传感器电压数据还是以人力分析为主，监测系统没有提供更好的自动化、智能化分析过程。
2、cn110426217a公开了一种基于车轮传感器信号处理装置的故障处理方法，采用对磁钢信号和数字脉冲信号进行记录，在后级的处理器发现对比信号故障时，后级的处理器通过无线网络对故障进行报警，并将故障时间发送至用户的通信设备，用户只需要在上位机或者云端进行数据查询进行对比，即可确定故障位置，解决了现有车轮传感器信号处理装置无法分析系统故障位置，需要工作人员现场排查的问题。但是，该方法仅根据信号方波个数和信号差值进行报警判断，针对的故障分析场景有限，故障诊断结果准确性较差，无法实现精确的问题定位，也无法实现全方面的故障监控。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法、设备及介质，基于电压检测实现车轮传感器全方面、智能化、自动化的故障诊断，准确定位故障原因和故障位置，实现车轮传感器运行状态自动盯控、自动故障报警、设备状态检修的目标。
2、本专利技术的目
3、根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，所述车轮传感器包括两个单独的传感单元si和sii，每个传感器单元独立执行相同任务，该方法包括以下步骤：
4、s1、实时获取车轮传感器传感单元si和sii的电压，根据状态电压指标判定车轮传感器故障状态并进行预警；
5、s2、统计车轮传感器传感单元si和sii的电压的长期变化曲线，并与第一标准曲线进行对比，实现车轮传感器电气性能变化预警；
6、s3、根据车轮传感器传感单元si和sii的过车电压波形变化，实现车轮传感器受扰预警；
7、s4、根据车轮传感器传感单元si和sii的过车电压波形对比，实现车轮传感器性能差异预警；
8、s5、分别对比车轮传感器传感单元si、sii的整列车过车电压波形与第二标准曲线的波形差异，实现某车轮处车轮传感器性能受扰预警。
9、作为优选的技术方案，所述的车轮传感器故障状态包括短路状态、离轨状态和开路状态，车轮传感器正常状态包括空闲状态和占用状态。
10、作为优选的技术方案，所述的状态电压指标包括以下情况：当电压为0v时，对应状态为短路；当电压大于0v且小于等于离轨状态电压上限时，对应状态为离轨；当电压大于等于空闲状态电压下限且小于等于空闲状态电压上限时，对应状态为空闲；当电压大于等于占用状态电压下限且小于等于占用状态电压上限时，对应状态为占用；当电压大于等于开路状态电压下限且小于等于开路状态电压上限时，对应状态为开路。
11、作为优选的技术方案，所述的离轨状态电压上限大于空闲状态电压下限，空闲状态电压上限小于占用状态电压下限，占用状态电压上限大于开路状态电压下限。
12、作为优选的技术方案，所述的根据状态电压指标判定车轮传感器故障状态并进行预警具体为：当实时获取的车轮传感器传感单元si和sii的电压曲线对应的值为0v时，触发传感器开路告警；当实时获取的车轮传感器传感单元si和sii的电压曲线位于第一区间范围时，触发传感器离轨告警，所述第一范围区间大于0v且小于等于空闲状态电压下限；当实时获取的车轮传感器传感单元si和sii的电压曲线位于第二区间范围时，触发传感器电压过低预警，所述第二区间范围大于空闲状态电压下限且小于等于离轨状态电压上限；当实时获取的车轮传感器传感单元si和sii的电压曲线位于第三区间范围时，触发传感器电压过高预警，所述第三区间范围大于开路状态电压下限且小于等于占用状态电压上限；当实时获取的车轮传感器传感单元si和sii的电压曲线对应的值大于开路状态电压上限时，触发传感器开路告警。
13、作为优选的技术方案，所述的步骤s2中，在与第一标准曲线进行对比前，过滤车轮传感器传感单元si和sii的电压的长期变化曲线中处于故障状态和占用状态的数据。
14、作为优选的技术方案，所述的步骤s2中，车轮传感器传感单元si和sii的电压的长期变化曲线相比较于第一标准曲线的波动范围在预设百分比之内，则判定为正常曲线，否则，判定车轮传感器电气性能不稳定，进行预警。
15、作为优选的技术方案，所述的第一标准曲线为理想传感器空闲电压曲线。
16、作为优选的技术方案，所述的步骤s3中，当不存在受扰时，车轮传感器传感单元si和sii的过车电压波形曲线满足以下特点：
17、si和sii的电压脉冲成对出现，并存在先后时间差，先后关系与车轮方向有关，车轮先滚过的传感单元的电压脉冲曲线在前；
18、si和sii的电压脉冲数量与车轮数量一致，每节车厢对应4个电压脉冲曲线；
19、si和sii的电压脉冲曲线最高点落在占用状态对应的电压区间；
20、si和sii的电压脉冲曲线有重合部分。
21、作为优选的技术方案，所述的步骤s3中，车轮传感器受扰预警包括以下情况：
22、当只出现si或sii的电压脉冲曲线时，触发第一类型受扰告警；
23、当仅出现一对电压脉冲曲线时，触发第二类型受扰告警；
24、当电压脉冲信号最大值未处于占用状态对应的电压区间时，触发第三类型受扰告警；
25、当si和sii的电压脉冲曲线不存在重合部分时，触发第四类型受扰告警。
26、作为优选的技术方案，所述的步骤s4具体为：对比车轮传感器传感单元si和sii的过车电压波形的最大电压差和波形宽度时间差，根据对比结果进行传感器性能差异预警。
27、作为优选的技术方案，所述的步骤s4中，当si与sii过车电压波形的最大电压差的差值范围大于预设电压差值百分比时，触发传感器性能差异告警；当si与sii的波形宽度时间差的差值范围大于预设时间差值百分比时，触发传感器性能差异告警。
28、作为优选的技术方案，所述的步骤s5中，当车轮传感器传感单元si、sii的整列车过车电压波形与第二标准曲线的波形像素点之间的对比差异超过预设百分比时，触发对应车轮处的车轮传感器受扰告警。
29、作为优选的技术方案，所述的第二标准曲线为车轮传感器调试完成后性能运行稳定时的一条过车曲线。
30、根据本专利技术的第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。
31、根据本专利技术的第三方面，提供了一种计算机可读存本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，所述车轮传感器包括两个单独的传感单元SI和SII，每个传感器单元独立执行相同任务，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的车轮传感器故障状态包括短路状态、离轨状态和开路状态，车轮传感器正常状态包括空闲状态和占用状态。
3.根据权利要求1所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的状态电压指标包括以下情况：当电压为0V时，对应状态为短路；当电压大于0V且小于等于离轨状态电压上限时，对应状态为离轨；当电压大于等于空闲状态电压下限且小于等于空闲状态电压上限时，对应状态为空闲；当电压大于等于占用状态电压下限且小于等于占用状态电压上限时，对应状态为占用；当电压大于等于开路状态电压下限且小于等于开路状态电压上限时，对应状态为开路。
4.根据权利要求3所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的离轨状态电压上限大于空闲状态电压下限，空闲状态电压上限小于占用状态电压下限，占用状态电压上限大于开路
5.根据权利要求4所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的根据状态电压指标判定车轮传感器故障状态并进行预警具体为：当实时获取的车轮传感器传感单元SI和SII的电压曲线对应的值为0V时，触发传感器开路告警；当实时获取的车轮传感器传感单元SI和SII的电压曲线位于第一区间范围时，触发传感器离轨告警，所述第一范围区间大于0V且小于等于空闲状态电压下限；当实时获取的车轮传感器传感单元SI和SII的电压曲线位于第二区间范围时，触发传感器电压过低预警，所述第二区间范围大于空闲状态电压下限且小于等于离轨状态电压上限；当实时获取的车轮传感器传感单元SI和SII的电压曲线位于第三区间范围时，触发传感器电压过高预警，所述第三区间范围大于开路状态电压下限且小于等于占用状态电压上限；当实时获取的车轮传感器传感单元SI和SII的电压曲线对应的值大于开路状态电压上限时，触发传感器开路告警。
6.根据权利要求2所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的步骤S2中，在与第一标准曲线进行对比前，过滤车轮传感器传感单元SI和SII的电压的长期变化曲线中处于故障状态和占用状态的数据。
7.根据权利要求1所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的步骤S2中，车轮传感器传感单元SI和SII的电压的长期变化曲线相比较于第一标准曲线的波动范围在预设百分比之内，则判定为正常曲线，否则，判定车轮传感器电气性能不稳定，进行预警。
8.根据权利要求1所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的第一标准曲线为理想传感器空闲电压曲线。
9.根据权利要求1所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的步骤S3中，当不存在受扰时，车轮传感器传感单元SI和SII的过车电压波形曲线满足以下特点：
10.根据权利要求1所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的步骤S3中，车轮传感器受扰预警包括以下情况：
11.根据权利要求1所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的步骤S4具体为：对比车轮传感器传感单元SI和SII的过车电压波形的最大电压差和波形宽度时间差，根据对比结果进行传感器性能差异预警。
12.根据权利要求1所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的步骤S4中，当SI与SII过车电压波形的最大电压差的差值范围大于预设电压差值百分比时，触发传感器性能差异告警；当SI与SII的波形宽度时间差的差值范围大于预设时间差值百分比时，触发传感器性能差异告警。
13.根据权利要求1所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的步骤S5中，当车轮传感器传感单元SI、SII的整列车过车电压波形与第二标准曲线的波形像素点之间的对比差异超过预设百分比时，触发对应车轮处的车轮传感器受扰告警。
14.根据权利要求1所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的第二标准曲线为车轮传感器调试完成后性能运行稳定时的一条过车曲线。
15.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～14中任一项所述的方法。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执...
【技术特征摘要】
1.一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，所述车轮传感器包括两个单独的传感单元si和sii，每个传感器单元独立执行相同任务，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的车轮传感器故障状态包括短路状态、离轨状态和开路状态，车轮传感器正常状态包括空闲状态和占用状态。
3.根据权利要求1所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的状态电压指标包括以下情况：当电压为0v时，对应状态为短路；当电压大于0v且小于等于离轨状态电压上限时，对应状态为离轨；当电压大于等于空闲状态电压下限且小于等于空闲状态电压上限时，对应状态为空闲；当电压大于等于占用状态电压下限且小于等于占用状态电压上限时，对应状态为占用；当电压大于等于开路状态电压下限且小于等于开路状态电压上限时，对应状态为开路。
4.根据权利要求3所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的离轨状态电压上限大于空闲状态电压下限，空闲状态电压上限小于占用状态电压下限，占用状态电压上限大于开路状态电压下限。
5.根据权利要求4所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的根据状态电压指标判定车轮传感器故障状态并进行预警具体为：当实时获取的车轮传感器传感单元si和sii的电压曲线对应的值为0v时，触发传感器开路告警；当实时获取的车轮传感器传感单元si和sii的电压曲线位于第一区间范围时，触发传感器离轨告警，所述第一范围区间大于0v且小于等于空闲状态电压下限；当实时获取的车轮传感器传感单元si和sii的电压曲线位于第二区间范围时，触发传感器电压过低预警，所述第二区间范围大于空闲状态电压下限且小于等于离轨状态电压上限；当实时获取的车轮传感器传感单元si和sii的电压曲线位于第三区间范围时，触发传感器电压过高预警，所述第三区间范围大于开路状态电压下限且小于等于占用状态电压上限；当实时获取的车轮传感器传感单元si和sii的电压曲线对应的值大于开路状态电压上限时，触发传感器开路告警。
6.根据权利要求2所述的一种基于车轮传感器电压监测的故障诊断方法，其特征在于，所述的步骤s2中，在与第一标准曲线进行对比前，过滤车轮传感器传感单元si和sii的电压的长期变化曲线中处于故...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘船栓，崔明松，李少贤，单绍玲，刘晓磊，朱国华，
申请(专利权)人：卡斯柯信号有限公司，
类型：发明
国别省市：
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