专利名称：一种列车车辆制动压力状态的检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及列车车辆，更具体地说，涉及一种列车车辆制动压力状态的检测方法
及装置。
背景技术：
列车车辆的制动装置的作用对铁路运输现代化发展起着重要作用。随着铁路的提速和铁路信息化建设的不断发展，提速后的列车对制动系统的稳定性及可靠性提出了更加严格的要求。作为列车车辆空气制动机的一部分，制动缸是将压缩空气的压力转换为机械推力的部件。列车车辆制动时，通过三通阀或分配阀的作用，制动缸接受副风缸送来的压缩空气，将制动缸活塞向外推出，使闸瓦压紧车轮，产生制动作用；缓解时，制动缸内的压缩空气经三通阀或分配阀排向大气，制动缸缓解弹簧使制动缸活塞复位，基础制动装置也随之复位，于是闸瓦离开车轮，实现缓解作用。目前我国铁路车辆运用工作中对编组列车的车辆制动机装置的检测主要有两种试验方式机车风压试风、地面试风装置试风。这两种试验方式都属于静态检测方式，定性分析了整列车的制动系统的技术性能。而对每一辆车的制动装置的检查主要还是靠人工进行。由车辆检车员对每一辆车的制动机装置通过听、敲、看、摸等手段进行检查，对检查发现的制动机故障能及时处理的进行处理，无法及时处理的按规定进行关闭截断塞门或甩车处理；这种检测方式的有效性取决于列检人员的技术水平、责任心和工作状态，检测的质量很难长期保持高水平。而且上述检测都属于静态定点、定时检测，只能反映特定时刻的制动系统大致性能情况，不够准确和全面，对于列车运行过程中每辆车制动系统性能的变化更无法做到实时掌握。列车在运行过程中产生的一些事故具有不可复现性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述只能反映特定时刻的制动系统情况、不能检测列车运行时的制动系统情况、效率较低的缺陷，提供一种能够在列车运行时实时地检测制动系统情况、效率较高的一种列车车辆制动压力状态的检测方法及装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种列车车辆制动压力状态的检测方法，包括如下步骤
A)取得制动缸内的当前压力值并存储；延迟第一设定时间后，再次取得所述制动缸内的当前压力值；
B)运算上述先后两次取得的压力值得到所述制动缸当前压力变化率；
C)通过所述当前压力变换率得到所述制动缸的压力状态，并与所述制动缸之前压力状态比较；如相同，执行步骤D);否则，执行步骤E)；
D)保存所述制动缸压力状态，丢弃取得的当前压力值并返回步骤A)；
E)保存所述制动缸压力状态，保存取得的当前压力值并返回步骤A)。在本发明所述的列车车辆制动压力状态的检测方法中，所述步骤C)中进一步包括:
Cl)判断所述当前压力变化率是否大于等于第一设定值，如是，所述制动缸状态为上升；否则，执行步骤C2);
C2)判断所述当前压力变化率是否小于第一设定值大于第二设定值，如是，所述制动缸压力状态为平稳；否则，执行步骤C3 ；
C3)判断所述当前压力变化率是否小于第二设定值，如是，所述制动缸压力状态为下降。
在本发明所述的列车车辆制动压力状态的检测方法中，当判断所述制动缸压力状态平稳时，所述方法还包括如下步骤
Fl)取得制动缸内的当前压力值并存储；延迟第二设定时间后，再次取得所述制动缸内的当前压力值；
F2)运算上述先后两次取得的压力值得到所述制动缸当前压力变化率；
F3)比较当前制动缸的压力变化值是否大于第三设定值，如是，保存在步骤Fl)中记录的制动缸当前压力值；否则，放弃所述步骤Fl)中记录的制动缸当前压力值。在本发明所述的列车车辆制动压力状态的检测方法中，所述步骤E)进一步包括 El)将所述当前压力值及采集该当前压力值的时间值按照设定的RFID标签格式打包； E2)通过RFID标签发送所述数据包。在本发明所述的列车车辆制动压力状态的检测方法中，所述步骤A)中的压力值通过安装在所述制动缸缸口的压力传感器取得。在本发明所述的列车车辆制动压力状态的检测方法中，所述压力变化值通过两次采集的压力值差除以所述两次采集的时间差而得。本发明还涉及一种实现上述方法的装置，包括
当前压力值取得单元用于取得制动缸内的当前压力值并存储；并在设定时间后，再次取得所述制动缸内的当前压力值；
当前压力变化率取得单元用于运算上述先后两次取得的压力值得到所述制动缸当前压力变化率；
当前压力状态判断单元用于通过所述当前压力变换率得到所述制动缸的压力状态，并与所述制动缸之前压力状态比较，得到当前压力状态；
压力状态保存及压力记录单元用于保存所述制动缸压力状态，丢弃或保存取得的当前压力值。在本发明所述的装置中，所述当前压力状态判断单元进一步包括
第一设定值比较模块用于判断所述当前压力变化率是否大于第一设定值，如是，所述制动缸状态为上升；
第二设定值比较模块用于判断所述当前压力变化率是否小于第一设定值大于第二设定值，如是，所述制动缸压力状态为平稳；如果当前压力变化率小于等于第二设定值，所述制动缸压力状态为下降。在本发明所述的装置中，还包括
第三设定值比较模块用于比较其压力缸的压力状态已被判断为平稳的当前制动缸的压力变化率是否大于第三设定值。
在本发明所述的装置中，所述压力状态保存及压力记录单元还进一步包括 数据打包模块用于将所述当前压力值及采集该当前压力值的时间值按照设定的
RFID标签格式打包；
数据发送模块用于RFID标签发送所述数据包。实施本发明的列车车辆制动压力状态的检测方法及装置，具有以下有益效果由于自动地、不断地比较在设定的单位时间内取得的列车车辆制动缸内的压力状态，当其压力状态发生变化时将当前取得的压力值及其采集时间存储并按照设定发送，便于后续的处理步骤；所以，不管列车在运行还是停止，都可以实时地取得其制动缸内的压力状况，也就得到了列车刹车系统的情况；同时，上述压力状况不出现变换时并不采集或传输压力数据，所以就整个系统而言，其效率较高。
图I是本发明列车车辆制动压力状态的检测方法及装置实施例中检测方法流程 图2是所述实施例中压力状态判断流程 图3是所述实施例中压力状态不变时对其进一步判断的流程 图4是所述实施例中装置的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。如图I所示，在本发明的列车车辆制动压力状态的检测方法及装置实施例中，其检测方法包括如下步骤
步骤Sll在设定时间内，先后两次取得制动缸压力值并存储通常而言，列车制动系统包括空气压缩机、总风缸、制动管、制动缸、副风缸、三通阀等部件，制动缸将空气压力转化为机械推力，从而实现制动。试验证明，制动缸内的压力变化能够反映出货车的各项制动操作，即通过制动缸内的压力值及其变化可以间接地反映出车辆制动系统的状态；无论是机械故障还是物理损坏等问题，都可以由制动缸压力值及其变化曲线直接反映出来，通过在制动缸测试口位置安装压力监测装置，可以实现对制动缸内压力数据的采集。然后将数据发送给压力数据分析装置进行分析处理，即可判断出当前制动系统是否正常。所以，对于列车车辆的制动系统而言，在大多数时候，其制动能力直接与制动系统中的制动缸中压力相关。也就是说，列车车辆上的制动缸上的压力状态在很大程度上表示了其制动能力或制动系统的状态。在本实施例中，通过检测制动缸中的压力状态及压力值来检测列车车辆的制动系统状态。为了判断列车车辆制动缸中的压力状态，首先需要取得该压力缸中的压力状态，在本步骤中，通过延迟第一设 定时间，先后两次取得制动缸的压力值并存储这两个取得的压力值。具体来讲，先取得一次当前制动缸的压力值并存储，然后在延迟设定的第一设定时间之后，再次取得该制动缸的当前压力值并存储。对于系统而言，当然这两个压力值是不同的(即使其数值完全一样)、分开存储的；例如，可以将第一次取得的命名为第一压力值，第二次取得的命名为第二压力值，并分开存储。在本实施例中，上述制动缸的压力值是通过安装在制动缸外部靠近该制动缸缸口位置的压力传感器取得的(该压力传感器取得的是制动缸内的压力值)，该压力传感器与一个RFID标签连接，压力传感器取得压力值后传输到上述RFID标签，通过RFID标签传输到系统中。该系统可以设置在列车车辆上，也可以设置在上述列车车辆经过的路边；可以是每个车辆一个，也可以是多个车辆共用一个。上述压力传感器之所以设置在上述制动缸缸口位置，是由于在该位置上得到的压力值可以较为准确地反应出制动缸整体的压力情况。步骤S12使用上述压力值运算得 到压力变化率在本步骤中，当上述两个间隔一定时间的压力值取得之后，通过对这两个压力的比较及计算，得到在这个间隔时间内该制动缸内的压力变化率。在本实施例中，通过将上述两个压力值相减，再将得到的差值与上述时间间隔相除，就得到该制动缸在该时段上的压力变化率。步骤S13依据上述压力变化率，得到当前压力状态在本步骤中，通过上述步骤中得到的压力变化率，得到当前制动缸的压力状态。在本实施例中，上述压力状态包括上升、稳定和下降三个状态；其中，上升表示制动缸正在增加压力；稳定表示制动缸的压力变化不大；而下降表示在制动缸的压力正在下降。在这三种情况下，值得注意的是下降这种状态，如果列车车辆不是正好处于刹车状态，这就表示制动缸的状态不正常，可能有漏气或其他情况使得气压在降低，而一个降低的气压的制动缸可能在刹车时不能正常动作或不能有效地动作。至于如何依据压力变化率得到当前压力状态，在稍后有更详细的描述。步骤S14当前压力状态与之前的压力状态比较是否有变化？如是，执行步骤S15，否则，执行步骤S16 ;在本步骤中，将在步骤S13中得到的该制动缸的压力变化状态与其在之前存储下来的压力状态比较，如果这两个状态相同，就跳转到步骤S16 ;如果这两个状态不相同，就执行下一步骤S15。值得一提的是，如果系统刚开始工作，那么不会有之前的压力状态，存储之前压力状态的存储区域是空白的，这样，上述步骤中得到的压力状态显然不会是空白的值，所以，在这种情况下，系统会执行步骤S15。步骤S15保存压力状态及取得的制动缸当前压力值在本步骤中，保存上述取得的压力状态就是将该压力状态(实际上，在本实施例中，是表示压力状态的代码或编码)存储在设定的存储位置上，该存储位置是专门用于存储压力状态的；在步骤S14中所记载的之前的压力状态，也是由这个位置读取出去并于当时得到的压力状态比较的，在系统开始工作时，这个存储位置将被初始化，而在系统工作构成中，该位置不断地被当时得到的压力状态覆盖，以保存当前的制动缸压力状态。而对于当前制动缸压力值而言，通常存储的是上述后一个取得的压力值，该压力值被存储后还将被传输到后续的处理设备中去。在本实施例中，将存储的当前压力值及采集该当前压力值的时间值按照设定的RFID标签格式打包并通过RFID标签发送上述数据包。此外，在本实施例中，当本步骤完成后，返回步骤S11，进行下一次的制动缸压力状态监测，这样不断地循环，使得列车车辆的制动系统在出现问题时可以及时地、自动地被发现。步骤S16保存压力状态，丢弃取得的制动缸当前压力值在本步骤中，仅仅保存上述制动缸的压力状态，而丢弃当前取得的制动缸压力值，并返回步骤S11，开始下一循环的监测。在本实施例中，上述步骤S15，表示制动缸的状态发生变化，需要将气压数据及时间参数发送到后级设备处理、记录，以提醒工作人员注意或为故障查询提供基础；而步骤S16表示制动缸的状态没有发生变化，不需要记录数据；在一次检测中，上述步骤S15和步骤S16只会出现一个。
其中，请参见图2，在上述步骤中，判断制动缸的压力状态的步骤由包括如下步骤
步骤S21压力变化率大于第一设定值？如是，跳转到步骤S24 ;否则，执行步骤S22 ；步骤S22压力变化率小于第一设定值且大于第二设定值？如是，跳转到步骤S25;否贝U，执行步骤S23 ；
步骤S23压力变化率小于或等于第二设定值？如是，执行步骤S26;
步骤S24判 断压力状态为上升在本步骤中，判断该制动缸的压力状态为上升；
步骤S25判断压力状态为稳定在本步骤中，判断该制动缸的压力状态为稳定；
步骤S26判断压力状态为下降在本步骤中，判断该制动缸的压力状态为下降；在本实施例中，对于一个列车车辆制动缸而言，在一次检测中，只能出现上述三种情况中的一种，也就是说，当取得一个制动缸的压力变化率，该压力变化率所表示的制动缸压力状态是且只能是上升、稳定或下降中的一种。上面所述的第一设定值和第二设定值分别是事先设定上升状态临界值和下降状态临界值。当一个制动缸的压力变化率大于等于上述上升状态临界值时，该制动缸的气压状态为上升；当一个制动缸的压力变化率小于上述上升状态临界值但大于上述下降状态临界值时，该制动缸的气压状态为稳定；当一个制动缸的压力变化率小于等于上述下降状态临界值时，该制动缸的气压状态为下降。在本实施例中，还可能包括一种较为特殊的情况，即列车制动缸出现缓慢漏气的情况。这时，在第一设定时间内检测到的气压不会出现较大的差异，这可能被误判为气压是稳定的。为此，在判断气压稳定后，还应该检测第二设定时间内，该气压值变化率是否大于第三设定值。如果制动缸出现缓慢漏气的情况时，最终，制动缸内的气压值变化率会大于第三设定值的。如图3所示，这一步骤包括如下步骤
步骤S31取得当前制动缸压力变化率在本步骤中，由于已经判断制动缸的气压状态是稳定，但是，由于不知道是否存在缓慢漏气的情况，因此需要对其气压值变化率进行一个补充判断，保证制动缸的气压值变化率在一个认可的范围内；如果其气压值变化率大于设定的变化率时，应该认为出现缓慢漏气情况，将记录当前压力值并将其发送出去，便于后续步骤的处理或提醒工作人员的注意。所以，在本步骤中，取出在本次检测中取得的当前制动缸压力值，并在延迟第二设定时间之后，在次取得当前制动缸的压力值，使其相减，并除与第二延迟时间，得到当前制动缸压力变化率。值得一提的是，在本实施例中，上述第二延迟时间可以和第一延迟时间相同，也可以不同；也就是说，上述制动缸的压力变化率可以直接由前面的步骤中得到；也可以在本步骤中重新取得。重新取得该变化率的好处是其数据的时效性更强，判断更加接近事实。步骤S32该压力之小于第三设定值？如是，执行步骤S33 ;否则，跳转到步骤S34 ；在本步骤中，上述第三设定值是事先设定的、可以维持刹车系统正常工作的制动缸压力变化率的阀值；当前制动缸压力变化率大于或等于该值时，判为不存在缓慢漏气情况，执行步骤S34 ;当前压力值小于该值时，判为出现缓慢漏气情况，执行步骤S33。步骤S33存储上述当前压力值在本步骤中，存储上述当前压力值，并将该压力值及其采集时间按照上述步骤Sl5中数据发送的方法将其打包并发送。步骤S34放弃当前压力值在本步骤中，放弃当前压力值，并准备进行下一循环的检测。
在对列车制动缸压力采集过程中，压力采集越密集越能真实的还原出压力变化曲线,但采集越密集则需要存储的数据量越大,需要传输的数据量也越大，因此本实施例列车车辆制动缸压力监测的好处是可以通过最少的压力数据点，来较为完整的表示出制动缸内压力的变化。在本实施例中，还涉及一种实现上述方法的装置，该装置的结构示意图如图4所示，该装置包括当前压力值取得单元41、当前压力变化率取得单元42、当前压力状态判断单元43、压力状态保存及压力记录单元44以及第三设定值比较模块45 ;其中，当前压力值 取得单元41用于取得制动缸内的当前压力值并存储；并在设定时间后，再次取得所述制动缸内的当前压力值；当前压力变化率取得单元42用于运算上述先后两次取得的压力值得到所述制动缸当前压力变化率；当前压力状态判断单元43用于通过所述当前压力变换率得到所述制动缸的压力状态，并与所述制动缸之前压力状态比较，得到当前压力状态；压力状态保存及压力记录单元44用于保存所述制动缸压力状态，丢弃或保存取得的当前压力值；第三设定值比较模块45用于比较其压力缸的压力状态已被判断为平稳的当前制动缸的压力变化率值是否大于第三设定值。在本实施例中，当前压力状态判断单元43进一步包括第一设定值比较模块431，其用于判断所述当前压力变化率是否大于第一设定值，如是，则判断制动缸状态为上升；第二设定值比较模块432，其用于判断所述当前压力变化率是否小于第一设定值且大于第二设定值，如是，则判断制动缸压力状态为平稳；同时，第二设定值比较模块432还用于判断所述当前压力变化率是否小于或等于第二设定值，如是，则判断制动缸压力状态为下降。而压力状态保存及压力记录单元44还进一步包括数据打包模块441，用于将所述当前压力值及采集该当前压力值的时间值按照设定的RFID标签格式打包；数据发送模块442，用于RFID标签发送所述数据包。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.ー种列车车辆制动压カ状态的检测方法，其特征在于，包括如下步骤 A)取得制动缸内的当前压カ值并存储；延迟第一设定时间后，再次取得所述制动缸内的当前压力值； B)运算上述先后两次取得的压カ值得到所述制动缸当前压カ变化率； C)通过所述当前压カ变化率得到所述制动缸的压力状态，并与所述制动缸之前压カ状态比较；如相同，执行步骤D);否则，执行步骤E)； D)保存所述制动缸压カ状态，丢弃取得的当前压カ值并返回步骤A); E)保存所述制动缸压カ状态，保存取得的当前压カ值并返回步骤A)。
2.根据权利要求I所述的列车车辆制动压カ状态的检测方法，其特征在于，所述步骤C)中进一步包括 Cl)判断所述当前压カ变化率是否大于等于第一设定值，如是，所述制动缸状态为上升；否则，执行步骤C2); C2)判断所述当前压カ变化率是否小于第一设定值大于第二设定值，如是，所述制动缸压カ状态为平稳；否则，执行步骤C3 ； C3)判断所述当前压カ变化率是否小于第二设定值，如是，所述制动缸压カ状态为下降。
3.根据权利要求2所述的列车车辆制动压カ状态的检测方法，其特征在干，当判断所述制动缸压カ状态平稳时，所述方法还包括如下步骤 Fl)取得制动缸内的当前压カ值并存储；延迟第二设定时间后，再次取得所述制动缸内的当前压力值； F2)运算上述先后两次取得的压カ值得到所述制动缸当前压カ变化率； F3)比较当前制动缸的压カ变化值是否大于第三设定值，如是，保存在步骤Fl)中记录的制动缸当前压カ值；否则，放弃所述步骤Fl)中记录的制动缸当前压カ值。
4.根据权利要求3所述的列车车辆制动压カ状态的检测方法，其特征在干，所述步骤E)进ー步包括 El)将所述制动缸当前压カ值及采集该当前压カ值的时间值按照设定的RFID标签格式打包； E2)通过RFID标签发送所述数据包。
5.根据权利要求4所述的列车车辆制动压カ状态的检测方法，其特征在于，所述步骤A)中的压カ值通过安装在所述制动缸缸ロ的压カ传感器取得。
6.根据权利要求5所述的列车车辆制动压カ状态的检测方法，其特征在干，所述压カ变化值通过两次采集的压カ值差除以所述两次采集的时间差而得。
7.ー种实现权利要求I所述检测方法的装置，其特征在于，包括 当前压カ值取得単元用于取得制动缸内的当前压カ值并存储；并在设定时间后，再次取得所述制动缸内的当前压カ值； 当前压カ变化率取得単元用于运算上述先后两次取得的压カ值得到所述制动缸当前压カ变化率； 当前压カ状态判断単元用于通过所述当前压カ变换率得到所述制动缸的压力状态，并与所述制动缸之前压カ状态比较，得到当前压カ状态；压カ状态保存及压カ记录单元用于保存所述制动缸压カ状态，丢弃或保存取得的当前压カ值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述当前压カ状态判断単元进ー步包括 第一设定值比较模块用于判断所述当前压カ变化率是否大于等于第一设定值，如是，所述制动缸状态为上升； 第二设定值比较模块用于判断所述当前压カ变化率是否小于第一设定值大于第二设定值，如是，所述制动缸压カ状态为平稳；如果当前压カ变化率小于等于第二设定值，所述制动缸压カ状态为下降。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括 第三设定值比较模块用于比较其压カ缸的压カ状态已被判断为平稳的当前制动缸的压カ变化率是否大于第三设定值。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述压カ状态保存及压カ记录单元还进ー步包括 数据打包模块用于将所述当前压カ值及采集该当前压カ值的时间值按照设定的RFID标签格式打包； 数据发送模块用于RFID标签发送所述数据包。
全文摘要
本发明涉及一种列车车辆制动压力状态的检测方法，包括如下步骤取得制动缸内的当前压力值并存储；延迟第一设定时间后，再次取得所述制动缸内的当前压力值；运算上述先后两次取得的压力值得到所述制动缸当前压力变化率；通过所述当前压力变换率得到所述制动缸的压力状态，并与所述制动缸之前压力状态比较；如相同，保存所述制动缸压力状态，丢弃取得的当前压力值；否则，执行步骤保存所述制动缸压力状态，保存取得的当前压力值；本发明还涉及一种实现上述方法的装置。实施本发明的列车车辆制动压力状态的检测方法及装置，具有以下有益效果可以实时地取得其制动缸内的压力状况，其效率较高。
文档编号B60T17/18GK102627105SQ20121010986
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者代小青, 吕卉, 成世毅, 赖远桥, 陈良师, 黎景明 申请人:深圳市远望谷信息技术股份有限公司