【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道交通，尤其涉及一种直线电机气隙综合预警系统及预警方法。
技术介绍
1、直线电机牵引轨道交通车辆采用直线电机牵引，轮轨系统承载导向，是一种新型的交通模式，具有技术先进、安全可靠、经济合理、绿色环保的特点。特别是其牵引力大、爬坡能力强、转弯半径小、整体噪声小的优点，使其具有较强的地形适应能力，近年来被许多国家的城市轨道交通系统广泛应用。
2、直线电机10与感应板20之间的气隙30(如图1所示)有严格的要求：气隙过大会使车辆牵引力不足，导致电耗增加；气隙过小会使感应电流变大，导致电机容易烧毁。因此，需采用直线电机气隙在线检测装置对直线电机气隙进行异常检测。目前的检测装置只有在出现异常时，才能检测出来并予以警报。然而，当检测到异常时设备已经处于故障状态，而故障设备会影响列车线路的正常运营。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对现有技术中的不足，提供一种直线电机气隙综合预警系统及预警方法。
2、一种直线电机气隙综合预警系统，其包括数据采集模块、数据预处理模块、异常识别分析模块及预警综合分析模块；所述数据采集模块包括磁钢、车号标签识别模块及传感器，所述磁钢检测列车的来车、离开信号；所述车号标签识别模块检测车辆底部的车号标签信息；所述传感器采集经过列车的电机气隙高度、电机齿及电机槽的数据信息；所述数据预处理模块对数据采集模块采集到的信息进行预处理，所述异常识别分析模块对预处理后的数据进行分析是否存在异常，所述异常识别分析模块包括齿数异常识别模块、齿高异常
3、一种直线电机气隙综合预警方法，提供一预警系统，所述预警系统为所述的直线电机气隙综合预警系统；所述直线电机气隙综合预警方法包括如下步骤：
4、步骤一、数据采集，通过所述数据采集模块的磁钢、车号标签识别模块及传感器分别采集并生成磁钢数据集check_trigger_times、车号信息数据集check_log、气隙高度波形基础数据集check_data；
5、步骤二、数据预处理，预处理后的数据集将作为预警及分析的基础数据集。
6、e)、基础数据集构建，将车号信息数据集check_log、气隙高度波形基础数据集check_data按照车号、过车记录唯一id进行配对及合并，生成基础数据集checkdatabase。
7、f)、波形数据方向调整，提取检测到的基础数据集check_data_base，根据来车方向将电机波形数据统一调整为正向，生成数据集
8、check_data_direction。
9、g)、切割及分齿，结合来车/离车磁钢数据集check_trigger_times数据，切割数据集checkdatadirection每个电机波形数据，并将波形数据与电机齿进行匹配，生成电机波形配对数据集motorcheckdata。
10、h)、去毛刺，剔除小于气隙过滤阈值的波形数据，防止干扰正常数据，生成数据集motor_dataclean，内含每个齿的检测数据。
11、步骤三、异常识别模块分析，分析过滤后的电机数据集motordataclean，识别数据集中每个电机齿的状态，进行齿数异常识别、齿高异常识别、槽深异常识别，对超过阈值的齿生成前端报警；
12、步骤四、预警综合分析，针对不同类型的预警功能，采取不同的预警形式及判定标准；
13、a)、异物检测，齿数据进行微分，当微分值超过阈值时，则进行告警。
14、b)、趋势预警，计算本次和前n次过车时，目标齿的下沉量(高度减少值)，当超过阈值时，则进行告警。
15、c)、四角高度预警，可选择平均值或过滤阈值计算四角高度，当最大高差超过阈值时，则进行告警。
16、d)、底部波形分析预警，执行傅里叶变换，数据从时域变更到频率，得到振幅与频率之间的特征曲线，并计算频率幅值和频率偏移量。采集最大的前三个频率幅值，当幅值与历史正常波形对比超阈值时，则进行告警。
17、e)、电机跳动分析预警，计算全部齿与相邻2个齿的平均值的差的平方和，为减少精度误差，仅采集数据集中第5-75齿的数据进行判断，当超过阈值时，则进行告警。
18、进一步地，在步骤四的b)中，所述平均值为指定齿与前后齿，一共3齿的平均值。
19、进一步地，所述过滤阈值为计算均值，剔除超过均值的检测值，并用剩下的齿重新做平均所得的值。
20、进一步地，在步骤一中，所述磁钢数据集check_trigger_timesq包含车来、离开信号数据；车号信息数据集check_log包含车号、过车方向、车厢数及直线电机信息。
21、进一步地，在步骤一中，所述气隙高度波形基础数据集checkdata包含有气隙高度、电机齿高及电机槽深的数据信息。
22、进一步地，在步骤二中，基础数据集checkdatabase包含有列车号、方向、车厢数、电机数及电机气隙检测数据
23、综上所述，本专利技术的直线电机气隙综合预警系统及预警方法极大地提高了直线电机列车的运用安全水平，有效地预防了直线电机运行中电机与感应板发生刮擦事件，提高了地铁系统运行的可靠性和安全性，为公众提供了更满意的交通服务。在大数据分析方面，为实现大数据的准确预警、设备评价和检修效果评价提供了基础，从而可获得更大的经济和社会效益。在故障真正出现前，预判故障隐患并自动报警，对于为列车直线电机预防性检修和维护检修的意义重大。本专利技术的实用性强，具有较强的推广意义。
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1.一种直线电机气隙综合预警系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据预处理模块、异常识别分析模块及预警综合分析模块；所述数据采集模块包括磁钢、车号标签识别模块及传感器，所述磁钢检测列车的来车、离开信号；所述车号标签识别模块检测车辆的车号标签信息；所述传感器采集经过列车的电机气隙高度信息；所述数据预处理模块对数据采集模块采集到的信息进行预处理，所述异常识别分析模块对预处理后的数据进行分析是否存在异常，所述异常识别分析模块包括齿数异常识别模块、齿高异常识别模块及槽深异常识别模块；所述齿数异常识别模块包括齿数异常警报单元；所述齿高异常识别模块包括齿高故障预警单元及齿高故障警报单元；所述槽深异常识别模块包括槽深异异常预警模块及槽深异常报警模块，所述预警综合分析模块包括异物预警模块、趋势预警模块、四角高度预警模块、底部波形分析预警模块及电机跳动分析预警模块。
2.一种直线电机气隙综合预警方法，其特征在于：提供一预警系统，所述预警系统为权利要求1所述的直线电机气隙综合预警系统；所述直线电机气隙综合预警方法包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的一种直线电机气隙综合预警方
4.如权利要求3所述的一种直线电机气隙综合预警方法，其特征在于：所述过滤阈值为计算均值，剔除超过均值的检测值，并用剩下的齿重新做平均所得的值。
5.如权利要求1所述的一种直线电机气隙综合预警方法，其特征在于：在步骤一中，所述磁钢数据集check_trigger_timesq包含车来、离开信号数据；车号信息数据集check_log包含车号、过车方向、车厢数及直线电机信息。
6.如权利要求1所述的一种直线电机气隙综合预警方法，其特征在于：在步骤一中，所述气隙高度波形基础数据集checkdata包含有气隙高度、电机齿高及电机槽深的数据信息。
7.如权利要求1所述的一种直线电机气隙综合预警方法，其特征在于：在步骤二中，基础数据集check_data_base包含有列车号、方向、车厢数、电机数及电机气隙检测数据。
...【技术特征摘要】
1.一种直线电机气隙综合预警系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据预处理模块、异常识别分析模块及预警综合分析模块；所述数据采集模块包括磁钢、车号标签识别模块及传感器，所述磁钢检测列车的来车、离开信号；所述车号标签识别模块检测车辆的车号标签信息；所述传感器采集经过列车的电机气隙高度信息；所述数据预处理模块对数据采集模块采集到的信息进行预处理，所述异常识别分析模块对预处理后的数据进行分析是否存在异常，所述异常识别分析模块包括齿数异常识别模块、齿高异常识别模块及槽深异常识别模块；所述齿数异常识别模块包括齿数异常警报单元；所述齿高异常识别模块包括齿高故障预警单元及齿高故障警报单元；所述槽深异常识别模块包括槽深异异常预警模块及槽深异常报警模块，所述预警综合分析模块包括异物预警模块、趋势预警模块、四角高度预警模块、底部波形分析预警模块及电机跳动分析预警模块。
2.一种直线电机气隙综合预警方法，其特征在于：提供一预警系统，所述预警系统为权利要求1所述的直线电机气隙综合预警系统；所述直线电机气隙综合预警方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴耿才，曾光，陈艳丽，王穗生，黄奕程，朱晓东，李晓康，李杭健，韩振兴，韦义林，黄仁虎，陈晓亮，戴斌，唐梓航，李国辉，
申请(专利权)人：东莞市诺丽科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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