一主多从的振温复合采集与多层级监测预警系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一主多从的振温复合采集与多层级监测预警系统和方法，包括S1：车载从机获取振温复合传感器采集的振温数据并打包为振温数据包，振温数据包括振动信号和温度信号；S2：车载从机将振温数据包发送到车载主机，车载主机从振温数据包中提取评价信号，将评价信号组成矩阵网络；S3：根据矩阵网络建立多层级监测结构，计算评价指标；S4：构建预警机制层级，判断评价指标所处层级，并实施对应方案。本发明专利技术通过复合采集振动数据和温度数据，建立多层级监测结构，从而针对不同位置的轴承进行实时检测；同时通过构建预警机制层级，对轴承的状态进行预警，提高诊断精度和效率。提高诊断精度和效率。提高诊断精度和效率。

【技术实现步骤摘要】
一主多从的振温复合采集与多层级监测预警系统和方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，特别涉及一主多从的振温复合采集与多层级监测预警系统和方法。

技术介绍

[0002]轻轨转向架轴承是轻轨运行时的关键零部件，对其进行有效的监测预警能保证轻轨的安全运行并且能及时的进行设备维护。轻轨在不同路段的运动平稳性不同，在转弯时各个轮之间的受力不同，会产生不同的信号，使预警变得困难。
[0003]现阶段对轻轨的转向架轴承的预警系统尚不完善，很难准确定位到故障发生位置，对故障诊断具有随机性、误差大、诊断精度低等问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中轻轨的转向架轴承故障诊断精度低的技术问题，本专利技术提出一主多从的振温复合采集与多层级监测预警系统和方法，通过复合采集振动数据和温度数据，再通过车载从机发送到车载主机，实时监测轴承的寿命状态，进而进行不同层级的报警，提高诊断精度。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一主多从的振温复合采集与多层级监测预警系统，包括振温复合传感器、数据采集仪、车载从机、车载主机和和预警设备；
[0007]所述振温复合传感器的输出端与数据采集仪的输入端连接，车载从机的输入端和至少一个数据采集仪的输出端连接，车载主机的输入端和至少一个车载从机的输出端连接，车载主机的输出端与预警设备的输入端连接。
[0008]优先地，所述振温复合传感器包括振动加速度传感器和温度传感器，均安装在轻轨每节车厢的转向架轴承上，用于采集振温数据，振温数据包括振动加速度数据和温度数据。
[0009]优先地，所述每节车厢有2个转向架，每个转向架上均安装振温复合传感器。
[0010]优先地，所述振动加速度传感器安装在安装架上，安装架固定在垫片上，垫片通过抱箍固定在转向架轴承上。
[0011]优先地，所述车载从机，安装在每节车厢的内部，用于获取数据采集仪上传的振温数据并打包为振温数据包；
[0012]车载主机，安装在控制室，用于获取车载从机的振温数据包并判断是否振温数据是否在阈值之内，超过阈值则进行标记；
[0013]预警设备，根据标记对应的振温数据定位对应的轴承。
[0014]本专利技术还提供一主多从的振温复合采集与多层级监测预警方法，具体包括以下步骤：
[0015]S1：车载从机获取振温复合传感器采集的振温数据并打包为振温数据包，振温数
据包括振动信号和温度信号；
[0016]S2：车载从机将振温数据包发送到车载主机，车载主机从振温数据包中提取评价信号，将评价信号组成矩阵网络；
[0017]S3：根据矩阵网络建立多层级监测结构，计算评价指标，评价指标包括振动rms值、不同车厢同一结点的振动rms差值、同一车箱不同结点的振动rms差值、同一结点不同时域的振动rms差值；
[0018]S4：构建预警机制层级，判断评价指标所处层级，并实施对应方案。
[0019]优先地，所述S2中，矩阵网络为：
[0020]M＝[X(x,y)T(x,y)]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0021]公式(1)中，X(x,y)表示振动信号，T(x,y)表示温度信号。
[0022]优先地，所述S3包括：
[0023]S3
‑
1：振动rms值反应轻轨转向架轴承振动的幅值大小和冲击的密集程度，计算公式为：
[0024][0025]公式(2)中，x
rms
表示振动rms值；x
n
表示第n个振动加速度数据；N表示振动加速度数据的总数；
[0026]S3
‑
2：不同车厢同一结点的振动rms差值：
[0027][0028][0029]公式(3)中，表示第i节车厢相对其余车厢的RMS差值，表示第i节车厢的振动rms值；表示第m
‑
i节车厢的振动rms值；表示第i节车厢相对其余车厢的温度差值；表示第i节车厢的温度值；表示第m
‑
i节车厢的温度值；
[0030]S3
‑
3：同一车箱不同结点的振动rms差值：
[0031][0032][0033]公式(4)中，表示第l节车厢不同节点间的振动RMS差值，表示第l节车厢(x，y)位置的第一振动rms值；表示第l节车厢(j，k)位置的第二振动rms值；表示第l节车厢不同节点间的温度差值；表示第l节车厢的第一节点的第一温度；表示第l节车厢的第二节点的第二温度；
[0034]S3
‑
4：同一结点不同时域的振动rms差值：
[0035][0036][0037]公式(5)中，表示同一结点不同时域的振动rms差值，表示第一节点z时刻的振动rms值；表示第一节点z
‑
w时刻的振动rms值；表示同一结点不同时域的温度差值；表示第一节点z时刻的温度值；表示第一节点z
‑
w时刻的温度值。
[0038]优先地，所述S4中，预警机制层级包括正常层级、预警层级和报警层级；
[0039]其中，正常层级的阈值计算公式如下：
[0040][0041]公式(6)中，μ表示正常层级的阈值，x
i
表示评价指标在区间(1,n)内位置i处的值，n表示该样本区间的数据总数量；
[0042]预警层级的阈值计算公式如下：
[0043][0044]公式(7)中，β表示预警层级的阈值；μ表示正常层级的阈值，σ表示均方差值；
[0045]报警层级的阈值计算公式如下：
[0046]γ＝μ+3σ(8)
[0047]公式(8)中，γ表示报警层级的阈值；σ表示均方差值；μ表示正常层级的阈值。
[0048]优先地，当任一评价指标小于正常层级的阈值μ时则显示轻轨状态正常；当任一评价指标超过预警层级的阈值β时则进行预警；当任一评价指标超过报警层级的阈值γ时则进行报警。
[0049]综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0050]本专利技术通过复合采集振动数据和温度数据，建立多层级监测结构，从而针对不同位置的轴承进行实时检测；同时通过构建预警机制层级，对轴承的状态进行预警，提高诊断精度和效率。
附图说明：
[0051]图1为根据本专利技术示例性实施例的一主多从的振温复合采集与多层级监测预警系统示意图。
[0052]图2为根据本专利技术示例性实施例的振动加速度传感器安装结构示意图。
[0053]图3为根据本专利技术示例性实施例的一主多从的振温复合采集与多层级监测预警方法示意图。
具体实施方式
[0054]下面结合实施例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0055]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一主多从的振温复合采集与多层级监测预警系统，其特征在于，包括振温复合传感器、数据采集仪、车载从机、车载主机和和预警设备；所述振温复合传感器的输出端与数据采集仪的输入端连接，车载从机的输入端和至少一个数据采集仪的输出端连接，车载主机的输入端和至少一个车载从机的输出端连接，车载主机的输出端与预警设备的输入端连接。2.如权利要求1所述的一主多从的振温复合采集与多层级监测预警系统，其特征在于，所述振温复合传感器包括振动加速度传感器和温度传感器，均安装在轻轨每节车厢的转向架轴承上，用于采集振温数据，振温数据包括振动加速度数据和温度数据。3.如权利要求2所述的一主多从的振温复合采集与多层级监测预警系统，其特征在于，所述每节车厢有2个转向架，每个转向架上均安装振温复合传感器。4.如权利要求2所述的一主多从的振温复合采集与多层级监测预警系统，其特征在于，所述振动加速度传感器安装在安装架上，安装架固定在垫片上，垫片通过抱箍固定在转向架轴承上。5.如权利要求1所述的一主多从的振温复合采集与多层级监测预警系统，其特征在于，所述车载从机，安装在每节车厢的内部，用于获取数据采集仪上传的振温数据并打包为振温数据包；车载主机，安装在控制室，用于获取车载从机的振温数据包并判断是否振温数据是否在阈值之内，超过阈值则进行标记；预警设备，根据标记对应的振温数据定位对应的轴承。6.基于权利要求1
‑
5任一所述系统的一主多从的振温复合采集与多层级监测预警方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1：车载从机获取振温复合传感器采集的振温数据并打包为振温数据包，振温数据包括振动信号和温度信号；S2：车载从机将振温数据包发送到车载主机，车载主机从振温数据包中提取评价信号，将评价信号组成矩阵网络；S3：根据矩阵网络建立多层级监测结构，计算评价指标，评价指标包括振动rms值、不同车厢同一结点的振动rms差值、同一车箱不同结点的振动rms差值、同一结点不同时域的振动rms差值；S4：构建预警机制层级，判断评价指标所处层级，并实施对应方案。7.如权利要求6所述的一主多从的振温复合采集与多层级监测预警方法，其特征在于，所述S2中，矩阵网络为：M＝[X(x，y) T(x，y)]
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)公式(1)中，X(x,y)表示振动信号，T(x,y)表示温度信号。8.如权利要求6所述的一主多从的振温复合采集与多层级监测预警方法，其特征在于，所述S3包括：S3
‑
1：振动rms值反应轻轨转向架轴承振动的幅值大...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文彬，李林，王利明，何家富，丁晓喜，韦航，杨江，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：