本发明专利技术涉及基于GLRT列车悬挂系在途故障检测方法，该方法包括：1)对列车车辆悬挂系统进行建模并设计相应的Kalman滤波器；2)利用加速度传感器获取列车运行时各个位置的加速度信号；3)对加速度信号进行抗混叠滤波、高通滤波、二次积分预处理，获得系统输出；4)利用Kalman滤波器对所述的系统输出进行处理，获得残差输出；5)根据残差序列运用GLRT方法判断列车是否发生故障。本发明专利技术这种悬挂系在线故障检测技术可以以较高的鲁棒性进行悬挂系的故障检测，有效降低故障误报漏报率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及列车故障检测系统，特别是涉及基于GLRT列车悬挂系在途故障检测系统及检测方法。
技术介绍
列车悬挂系统位于列车车体与转向架之间以及转向架与轮对之间，由大量不同的部件构成，包括螺旋弹簧、阻尼器、空气弹簧等。轨道车辆的悬挂系统通常分为一系(位于轮对与转向架之间)与二系(位于转向架与车体之间)，同时也根据其对列车运动状态的影响分为横向与垂向系统。一方面，悬挂系统支撑着车体与转向架；另一方面，悬挂系还起到缓冲由轨道不平顺所引起的轮轨作用力、控制列车行驶方向、保持运行舒适性等作用。目前，当前国内外较为成熟的列车在途故障检测系统大多是针对列车动力系、辅助系、制动系等子系统，即牵引电机、逆变器、空调系统、车门系统、空气制动系统的故障检测。即使在针对列车走行系状态监控的技术系统中，也以车轮、轴承、转向架构架等部位为主，几乎没有明确以列车悬挂系统作为状态监控与故障检测对象的系统与方法。另一方面，在检测对象包括车辆走行部(列车走行部中包括一系二系悬挂系统) 的一些列车故障检测系统中，其检测内容只是简单的表现为转向架的运动状态是否平稳， 以一些简单的震动加速度指标或者震动频域指标值作为说明，没有明确悬挂系统是否发生了故障。同时列车走行部的运行状态除了直接受列车悬挂系统性能影响之外，线路条件、车辆负载情况、列车运行工况等都对其产生十分重要的作用，因此以往的检测系统并不能获取导致走行部暂时运动状态失稳的原因。
技术实现思路
为避免以上现有技术的不足，本专利技术提出一种基于GLRT列车悬挂系在途故障检测系统及检测方法，以解决能对列车悬挂系统状态进行实时检测。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现基于GLRT列车悬挂系在途故障检测方法，该方法包括I)对列车车辆悬挂系统进行建模并设计相应的Kalman滤波器；2)利用加速度传感器获取列车运行时各个位置的加速度信号；3)对加速度信号进行抗混叠滤波、高通滤波、二次积分预处理，获得系统输出；4)利用Kalman滤波器对所述的系统输出进行处理，获得残差输出；5)根据残差序列运用GLRT方法判断列车是否发生故障。进一步，步骤I)对列车车辆悬挂系统进行建模设计相应的Kalman滤波器具体为101)根据列车悬挂系统在运行过程中的动力学特性建立悬挂系统横向、垂向动力学模型，构建横向、垂向悬挂系统空间状态方程；所述系统空间状态方程为权利要求1.基于GLRT列车悬挂系在途故障检测方法，其特征在于，该方法包括1)对列车车辆悬挂系统进行建模并设计相应的Kalman滤波器；2)利用加速度传感器获取列车运行时各个位置的加速度信号；3)对加速度信号进行抗混叠滤波、高通滤波、二次积分预处理，获得系统输出；4)利用Kalman滤波器对所述的系统输出进行处理，获得残差输出；5)根据残差序列运用GLRT方法判断列车是否发生故障。2.根据权利要求I所述的基于GLRT列车悬挂系在途故障检测方法，其特征在，步骤I) 对列车车辆悬挂系统进行建模设计相应的Kalman滤波器具体为101)根据列车悬挂系统在运行过程中的动力学特性建立悬挂系统横向、垂向动力学模型，构建横向、垂向悬挂系统空间状态方程； 所述系统空间状态方程为3.根据权利要求I所述的基于GLRT列车悬挂系在途故障检测方法，其特征在，步骤5) 根据所述滤波器输出残差运用GLRT算法判断列车悬挂系是否发生故障，具体为当Ik超出一个阀值的时候，即判断系统发生了故障；4.基于GLRT的列车悬挂系在途故障检测系统，其特征在于，该系统包括传感器，用于获取列车在各个位置的加速度信息；数据采集单元，负责连接传感器和数据预处理单元，将传感器发送的模拟信号转换为数据预处理单元可以识别的格式，以统一的通信协议传输信号给数据预处理单元，实现各传感器测量数据的采集和转换处理；数据预处理单元，与所述信号采集单元相连，对信号采集单元的数据进行管理，且接收数据采集单元送来的数据及对数据进行预处理，包括高通滤波、二次积分处理工作，然后再将预处理结果通过以太网传给故障诊断单元；故障诊断单元，对接收到的数据预处理结果进行分析，判断列车悬挂系统是否发生故障。5.根据权利要求4所述的基于GLRT的列车悬挂系在途故障检测系统，其特征在于，所述的传感器包括车体传感器和转向架传感器，分别用于获取车体XYZ三项加速度信号与转向架YZ 二项加速度信号。6.根据权利要求5所述的基于GLRT的列车悬挂系在途故障检测系统，其特征在于，所述的车体传感器位于列车底板四角。7.根据权利要求6所述的基于GLRT的列车悬挂系在途故障检测系统，其特征在于，所述的转向架传感器位于列车的转向架侧梁上方两端。8.根据权利要求4所述的基于GLRT的列车悬挂系在途故障检测系统，其特征在于，所述车辆运行状态包括车体与转向架的沉浮运动状态、点头运动状态、侧滚运动状态。全文摘要本专利技术涉及基于GLRT列车悬挂系在途故障检测方法，该方法包括1)对列车车辆悬挂系统进行建模并设计相应的Kalman滤波器；2)利用加速度传感器获取列车运行时各个位置的加速度信号；3)对加速度信号进行抗混叠滤波、高通滤波、二次积分预处理，获得系统输出；4)利用Kalman滤波器对所述的系统输出进行处理，获得残差输出；5)根据残差序列运用GLRT方法判断列车是否发生故障。本专利技术这种悬挂系在线故障检测技术可以以较高的鲁棒性进行悬挂系的故障检测，有效降低故障误报漏报率。文档编号G01M17/10GK102607867SQ20121004206公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月22日 优先权日2012年2月22日专利技术者兰添, 张秀洁, 林帅, 柳海, 汪煜婷, 贾利民, 郭昆, 郭淑萍, 鞠志强, 魏秀琨 申请人:北京交通大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏秀琨，贾利民，柳海，鞠志强，张秀洁，汪煜婷，郭淑萍，兰添，林帅，郭昆，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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