车辆悬挂运行状态识别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种车辆悬挂运行状态识别方法及装置。所述方法包括：采集车辆的车体、构架及轮对的垂直加速度数据；根据预设的车辆系统模型及所述车体、构架及轮对垂直加速度数据，确定悬挂状态参数；根据所述悬挂状态参数，判断车辆悬挂的运行状态。本发明专利技术实现了实时在线检测车辆悬挂状态，增强了车辆运行的安全性，同时实现了以系统及其部件的性能状态作为是否进行检修更换的依据，降低运营维护成本，排除安全隐患，保障列车运行安全。

【技术实现步骤摘要】
车辆悬挂运行状态识别方法及装置
本专利技术涉及轨道交通车辆安全监测
，尤指一种车辆悬挂运行状态识别方法及装置。
技术介绍
车辆悬挂位于转向架与轮对之间(称为一系悬挂)，以及车体与转向架之间(称为二系悬挂)。悬挂连接、支撑着车体、转向架与轮对，起到缓冲由轨道不平顺所引起的轮轨作用力、引导车辆正常行驶、维持运行舒适性等作用，是保障铁道机车车辆安全运行的关键设备。一旦悬挂发生故障，若发现和处理不及时，将直接危及列车运行安全，甚至会引发严重安全事故，因而针对车辆悬挂运行状态的性能监测与故障诊断一直以来是轨道车辆安全监测领域的重点研究方向之一。对车辆悬挂的实时性能监测与故障诊断对于安全与运营都有诸多益处。一方面，悬挂系部件的早期故障检测可以防止因部件性能严重恶化而导致的车辆失稳甚至是安全事故，从而增强了车辆运行的安全性。另一方面，悬挂部件性能的实时监测使得基于状态的维修策略成为可能，即车辆系统及其部件的维修与保养不再是定期进行，而是以系统及其部件的性能状态作为是否进行检修更换的依据。及时的悬挂部件维修与更换增加了轨道车辆运营的可靠性，提高了运输能力，同时可以显著地减少因传统的定期维护所产生的一系列相关费用。因此，对车辆悬挂各个部件进行实时的性能监测、故障诊断是十分必要且有意义的。但目前对车辆悬挂的安全监测停留在人工检测，需要耗费大量的人力资源，却无法实现实时在线检测，检测效率低、准确性差，并且检测结果无法准确的反应车辆悬挂的状态。
技术实现思路
针对目前车辆悬挂检测存在的耗费人力、检测效率低及准确性差的问题，本专利技术实施例提供一种车辆悬挂运行状态识别方法，所述方法包括：采集车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据；根据预设的车辆系统模型及所述车体、构架及轮对垂直加速度数据，确定悬挂状态参数；根据所述悬挂状态参数，判断车辆悬挂的运行状态。可选的，在本专利技术一实施例中，所述采集车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据包括：采集在车辆行驶中出现类冲击响应时的车体、构架及轮对垂直加速度数据。可选的，在本专利技术一实施例中，所述方法还包括：根据所述车辆的结构，确定等效动力学模型；根据所述等效动力学模型，确定所述车辆系统模型；采集多个状态正常车辆的轮对垂直加速度数据；利用多个状态正常车辆的轮对垂直加速度数据及所述车辆系统模型，确定对应的正常悬挂状态参数；根据所述正常悬挂状态参数，确定正常运行状态范围。可选的，在本专利技术一实施例中，所述根据所述悬挂状态参数，判断车辆悬挂的运行状态包括：根据所述悬挂状态参数，判断其是否在所述正常运行状态范围内；若是，则车辆悬挂的运行状态为正常；若否，则车辆悬挂的运行状态为异常。本专利技术实施例还提供一种车辆悬挂运行状态识别装置，所述装置包括：数据采集单元，用于采集车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据；参数确定单元，用于根据预设的车辆系统模型及所述车体、构架及轮对垂直加速度数据，确定悬挂状态参数；状态确定单元，用于根据所述悬挂状态参数，判断车辆悬挂的运行状态。可选的，在本专利技术一实施例中，所述数据采集单元包括：实时采集模块，用于采集在车辆行驶中出现类冲击响应时的车体、构架及轮对垂直加速度数据。可选的，在本专利技术一实施例中，所述装置还包括：等效动力学模型单元，用于根据所述车辆的结构，确定等效动力学模型；系统模型单元，用于根据所述等效动力学模型，确定所述车辆系统模型；正常数据采集单元，采集多个状态正常车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据；正常参数确定单元，用于利用多个状态正常车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据及所述车辆系统模型，确定对应的正常悬挂状态参数；状态范围确定单元，用于根据所述正常悬挂状态参数，确定正常运行状态范围。可选的，在本专利技术一实施例中，所述状态确定单元包括：状态判断模块，用于根据所述悬挂状态参数，判断其是否在所述正常运行状态范围内；若是，则车辆悬挂的运行状态为正常；若否，则车辆悬挂的运行状态为异常。本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：采集车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据；根据预设的车辆系统模型及所述车体、构架及轮对垂直加速度数据，确定悬挂状态参数；根据所述悬挂状态参数，判断车辆悬挂的运行状态。本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：采集车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据；根据预设的车辆系统模型及所述车体、构架及轮对垂直加速度数据，确定悬挂状态参数；根据所述悬挂状态参数，判断车辆悬挂的运行状态。本专利技术实现了实时在线检测车辆悬挂状态，增强了车辆运行的安全性，同时实现了以系统及其部件的性能状态作为是否进行检修更换的依据，降低运营维护成本，排除安全隐患，保障列车运行安全。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中轨道车辆结构示意图；图2为本专利技术实施例一种车辆悬挂运行状态识别方法的流程图；图3为本专利技术实施例中动态系统模型示意图；图4为本专利技术实施例中垂向简化动力学模型示意图；图5A及图5B为本专利技术实施例中轮轨冲击示意图及轮轨冲击时轴箱的垂向加速度响应图；图6为本专利技术实施例一种车辆悬挂运行状态识别装置的结构示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供一种车辆悬挂运行状态识别方法及装置。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。车辆悬挂位于转向架与轮对之间(称为一系悬挂)，以及车体与转向架之间(称为二系悬挂)，如图1所示。图1中所示的车辆悬挂包括①轴箱弹簧、②一系垂向减震器、③空气弹簧、④抗蛇行减震器及⑤二系横向减震器。如图2所示为本专利技术实施例一种车辆悬挂运行状态识别方法的流程图，图中所述方法包括：步骤S1，采集车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据；步骤S2，根据预设的车辆系统模型及所述车体、构架及轮对垂直加速度数据，确定悬挂状态参数；步骤S3，根据所述悬挂状态参数，判断车辆悬挂的运行状态。在本实施例中，车辆在行驶过程中，经过轨道连接处等位置时，整个车体会产生振动，车辆悬挂起到减震的作用。由于在车辆经过轨道连接处等位置时，轮对首先受到颠簸并产生振动，由此形成垂直加速度，采集车体、构架及轮对的垂直加速度数据。在车辆行驶实时检测过程中，需要利用预先建立的车辆系统模型，以轮对的垂直加速度数据作为输入，将车体和构架的垂向家速度数据作为输出，经过车辆系统模型计算后生成悬挂状态参数。悬挂状态参数可以反映出车辆悬挂当前的状态，根据悬挂状态参数判断车辆悬挂当前的状态是否正常。作为本专利技术一个实施例，采集车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据包括：采集在车辆行驶中出现类冲击响应时车体、构架及轮对的垂直加速度数据。车辆在行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆悬挂运行状态识别方法，其特征在于，所述方法包括：采集车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据；根据预设的车辆系统模型及所述车体、构架及轮对垂直加速度数据，确定悬挂状态参数；根据所述悬挂状态参数，判断车辆悬挂的运行状态。

【技术特征摘要】
1.一种车辆悬挂运行状态识别方法，其特征在于，所述方法包括：采集车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据；根据预设的车辆系统模型及所述车体、构架及轮对垂直加速度数据，确定悬挂状态参数；根据所述悬挂状态参数，判断车辆悬挂的运行状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据包括：采集在车辆行驶中出现类冲击响应时的车体、构架及轮对垂直加速度数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述车辆的结构，确定等效动力学模型；根据所述等效动力学模型，确定所述车辆系统模型；采集多个状态正常车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据；利用多个状态正常车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据及所述车辆系统模型，确定对应的正常悬挂状态参数；根据所述正常悬挂状态参数，确定正常运行状态范围。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述悬挂状态参数，判断车辆悬挂的运行状态包括：根据所述悬挂状态参数，判断其是否在所述正常运行状态范围内；若是，则车辆悬挂的运行状态为正常；若否，则车辆悬挂的运行状态为异常。5.一种车辆悬挂运行状态识别装置，其特征在于，所述装置包括：数据采集单元，用于采集车辆的车体、构架及轮对垂直加速度数据；参数确定单元，用于根据预设的车辆系统模型及所述车体、构架及轮对垂直加速度数据，确定悬挂状态参数；状态确定单元，用于根据所述悬挂状态参数，判断车辆悬挂的运行状态。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数据采集单元包括：实时采...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾陆洋，刘峰，杨亦铮，张瑞芳，申宇燕，
申请(专利权)人：中国铁路总公司，中国铁道科学研究院集团有限公司，北京纵横机电技术开发公司，中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11