轨道交通车辆的车轮磨损评估方法、装置及系统与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种基于轨道交通的车辆车轮磨损评估方法、装置及系统。

背景技术：

轮胎的寿命是有限的，使用一段时间后的轮胎会出现磨损，若使用磨损严重的轮胎，会对车辆运行造成影响，容易导致交通事故。因此，定期检测轮胎的磨损情况是十分必要的。

在轨道交通领域，通常采用的轮胎检测方法是基于图像的，利用专业摄像机对车辆的轮胎进行拍摄，获取轮胎的图像信息，再将获取的图像信息与轮胎的初始图像进行比对，运用图像处理算法检测出轮胎的异常状态及磨损度。这种检测方式需要依赖专业的摄像机，对光线条件、成像质量等要求较高，并且需要使用复杂的算法计算出轮胎的磨损情况，计算量大，计算难度高，不利于轮胎磨损的实时检测。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明第一方面实施例提出一种基于轨道交通的车辆车轮磨损评估方法，以通过在轨道旁布设采样点来周期性地采集车轮碎屑质量，利用从采样点读取的多个采样周期的车轮碎屑质量确定每一车辆在采样周期结束时的累积磨损量，进而根据每一车辆在各采样周期的运行信息确定车辆运行信息与累积磨损量的对应关系，能够根据待评估车辆的运行信息，通过查询对应关系，确定待评估车辆的累积磨损量，达到对轮胎磨损情况进行实时检测和预测的目的，且计算量小，实现成本低。

本发明第二方面实施例提出一种基于轨道交通的车辆车轮磨损评估装置。

本发明第三方面实施例提出一种服务器。

本发明第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质。

本发明第五方面实施例提出一种基于轨道交通的车辆车轮磨损评估系统。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于轨道交通的车辆车轮磨损评估方法，包括：

从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量；

针对每一采样周期，根据所述采样周期内采集到的车轮碎屑质量，以及从采样起始时刻开始至所述采样周期结束各车辆在所述轨道上运行的总次数，得到每一车辆在所述采样周期结束时的累积磨损量；

根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到车辆的运行信息和累积磨损量的对应关系；

根据待评估车辆的运行信息，查询所述对应关系，得到所述待评估车辆的累积磨损量。

本发明实施例的轨道交通车辆的车轮磨损评估方法，通过从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量，针对每一采样周期，根据采样周期内采集到的车轮碎屑质量以及从采样起始时刻开始至采样周期结束各车辆在轨道交通上运行的总次数，得到每一车辆在采样周期结束时的累积磨损量，根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到车辆的运行信息和累积磨损量的对应关系，根据待评估车辆的运行信息，查询对应关系，得到待评估车辆的累积磨损量。通过在轨道旁布设采样点来采集车轮碎屑质量，进而根据从采样点读取的车轮碎屑质量来确定每一车辆的累积磨损量，部署简单，计算量小，无需专业摄像机采集车轮图像，实现成本低。通过根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到运动信息与累积磨损量的对应关系，进而根据对应关系对待评估车辆的车轮的累积磨损量进行预测，能够提高车轮磨损的预测速度，实现车轮磨损情况的实时检测和预测，解决现有技术不利于轮胎磨损的实时检测的技术问题。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种轨道交通车辆的车轮磨损评估装置，包括：

采集模块，用于从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量；

处理模块，用于针对每一采样周期，根据所述采样周期内采集到的车轮碎屑质量，以及从采样起始时刻开始至所述采样周期结束各车辆在所述轨道上运行的总次数，得到每一车辆在所述采样周期结束时的累积磨损量；

确定模块，用于根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到车辆的运行信息和累积磨损量的对应关系；

评估模块，用于根据待评估车辆的运行信息，查询所述对应关系，得到所述待评估车辆的累积磨损量。

本发明实施例的轨道交通车辆的车轮磨损评估装置，通过从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量，针对每一采样周期，根据采样周期内采集到的车轮碎屑质量以及从采样起始时刻开始至采样周期结束各车辆在轨道交通上运行的总次数，得到每一车辆在采样周期结束时的累积磨损量，根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到车辆的运行信息和累积磨损量的对应关系，根据待评估车辆的运行信息，查询对应关系，得到待评估车辆的累积磨损量。通过在轨道旁布设采样点来采集车轮碎屑质量，进而根据从采样点读取的车轮碎屑质量来确定每一车辆的累积磨损量，部署简单，计算量小，无需专业摄像机采集车轮图像，实现成本低。通过根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到运动信息与累积磨损量的对应关系，进而根据对应关系对待评估车辆的车轮的累积磨损量进行预测，能够提高车轮磨损的预测速度，实现车轮磨损情况的实时检测和预测，解决现有技术不利于轮胎磨损的实时检测的技术问题。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种服务器，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程序时，实现如第一方面实施例所述的轨道交通车辆的车轮磨损评估方法。

为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面实施例所述的轨道交通车辆的车轮磨损评估方法。

为达上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种轨道交通车辆的车轮磨损评估系统，包括：如第三方面实施例所述的服务器，以及与所述服务器通信的采集设备；

所述采集设备，安装于轨道旁布设的采样点处。

本发明实施例的轨道交通车辆的车轮磨损评估系统，通过设置服务器与采集设备通信，以从轨道旁布设的采样点处的采集设备读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量，针对每一采样周期，根据采样周期内采集到的车轮碎屑质量以及从采样起始时刻开始至采样周期结束各车辆在轨道交通上运行的总次数，得到每一车辆在采样周期结束时的累积磨损量，根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到车辆的运行信息和累积磨损量的对应关系，根据待评估车辆的运行信息，查询对应关系，得到待评估车辆的累积磨损量。通过在轨道旁布设的采样点处安装采集设备来采集车轮碎屑质量，进而服务器根据从采集设备读取的车轮碎屑质量来确定每一车辆的累积磨损量，部署简单，计算量小，无需专业摄像机采集车轮图像，实现成本低。通过根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到运动信息与累积磨损量的对应关系，进而根据对应关系对待评估车辆的车轮的累积磨损量进行预测，能够提高车轮磨损的预测速度，实现车轮磨损情况的实时检测和预测，解决现有技术不利于轮胎磨损的实时检测的技术问题。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例所提供的第一种轨道交通车辆的车轮磨损评估方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所提供的第二种轨道交通车辆的车轮磨损评估方法的流程示意图；

图3为本发明实施例所提供的第三种轨道交通车辆的车轮磨损评估方法的流程示意图；

图4为本发明实施例所提供的第一种轨道交通车辆的车轮磨损评估装置的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的第二种轨道交通车辆的车轮磨损评估装置的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的第三种轨道交通车辆的车轮磨损评估装置的结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的服务器的结构示意图；

图8为本发明实施例所提供的第一种轨道交通车辆的车轮磨损评估系统的结构示意图；

图9为本发明实施例所提供的第二种轨道交通车辆的车轮磨损评估系统的结构示意图；

图10为本发明实施例所提供的第三种轨道交通车辆的车轮磨损评估系统的结构示意图；

图11为采集设备的硬件组成示意图；以及

图12为多个采集设备与服务器的连接示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的轨道交通车辆的车轮磨损评估方法、装置及系统。

图1为本发明实施例所提供的第一种轨道交通车辆的车轮磨损评估方法的流程示意图，该方法可以由服务器执行。

如图1所示，该轨道交通车辆的车轮磨损评估方法包括以下步骤：

步骤101，从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量。

在轨道交通中，车辆在固定的轨道上行驶，因而车辆的车轮仅与轨道接触，且接触均匀。车辆在固定轨道上行驶时，车辆的车轮与轨道之间产生摩擦，车轮发生磨损，轮胎表明物质因磨损而脱落。本实施例中，可以通过获取因磨损而从轮胎上脱落的物质的重量来确定车轮质量减轻的程度，进而间接确定车轮磨损程度，无需拆卸轮胎即可进行称重。

为了获取脱落物质的重量，本实施例中，可以在轨道旁布设采样点，并在采样点处安装采集设备，以利用采集设备周期性地采集采样点处脱落物质的重量。比如，可以将采集设备部署在轨道侧，紧挨轨道侧面以接收轨道表面掉落的碎屑物质，在部署采集设备时，可以在每个车站安装一个采集设备。采集设备每隔一定的采样周期(比如一天)测量所接收的碎屑物质的质量，并记录采样周期和对应的测量结果。服务器可以与采样点处部署的采集设备进行通信，以从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量。

需要说明的是，在某一个采样周期内采集到的车轮碎屑质量，是从首个采样周期的采样起始时刻开始，至该采样周期结束所采集到的碎屑物质的质量。也就是说，该车轮碎屑质量应该是随采样周期增加而增大的，这是由于轨道较长，不便于在每一个采样周期结束后对采集设备进行重置，而是在多个采样周期内持续采集碎屑物质。

步骤102，针对每一采样周期，根据采样周期内采集到的车轮碎屑质量，以及从采样起始时刻开始至采样周期结束各车辆在轨道上运行的总次数，得到每一车辆在采样周期结束时的累积磨损量。

本实施例中，服务器从采样点获取了多个采样周期内的车轮碎屑质量之后，可以将获取的数据进行存储，并针对每一采样周期，获取该采样周期内，从采样起始时刻开始至该采样周期结束时，各车辆在采样点所属轨道上运行的总次数。比如，可以从采样点所在的各个车站获取各车辆的进出站时间，统计进出站时间处于该采样周期内的车辆次数，得到该采样周期内各车辆在采样点所属轨道上运行的总次数。进而，根据该采样周期内采集到的车轮碎屑质量以及统计得到的各车辆在轨道上运行的总次数，可以得到每一车辆在该采样周期结束时的累积磨损量。

作为一种可能的实现方式，对于运行一次的时间周期较长的车辆，比如火车，当采样周期较短时，在一个采样周期内，车辆往往只能经过一次，这种情况下，在计算每一车辆的累积磨损量时，可以将该采样周期内采集的车轮碎屑质量与各车辆在轨道上运行的总次数的比值，作为每一车辆在该采样周期结束时的累积磨损量。

作为一种可能的实现方式，对于运行一次的时间周期较短的车辆，比如地铁、轻轨等，在一个采样周期内车辆经过的次数可能不止一次，这种情况下，在计算每一车辆的累积磨损量时，可以按照每一车辆在该采样周期内经过的次数计算该车辆的累积磨损量。具体地，可以计算该采样周期内采集的车轮碎屑质量与各车辆在轨道上运行的总次数的比值，再针对每一车辆，将所得比值与该车辆在该采样周期内经过轨道的次数进行乘积，所得结果作为该车辆在该采样周期结束时的累积磨损量。

步骤103，根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到车辆的运行信息和累积磨损量的对应关系。

本实施例中，针对每一车辆，可以获取该车辆在每一采样周期的运行信息，其中，运行信息比如可以为车辆的累计运行时长、载客数、温度、湿度等信息中的一种或多种。比如，可以从车辆的控制中心获取车辆的运行信息。进而，根据每一车辆在各个采样周期的运行信息以及对应采样周期的累积磨损量，可以建立并存储车辆的运行信息与累积磨损量之间的对应关系，以供后续查询使用。

步骤104，根据待评估车辆的运行信息，查询对应关系，得到待评估车辆的累积磨损量。

当需要对车辆的车轮磨损程度进行检测时，可以先获取该车辆(该车辆即为待评估车辆)的运行信息，进而，通过查询对应关系，从存储的对应关系中查找与待评估车辆的运行信息匹配的运行信息，并将与查询到的运行信息对应的累积磨损量确定为该待评估车辆的累积磨损量。由此，能够快速得到待评估车辆的累积磨损量，达到实时检测的目的。

本实施例的轨道交通车辆的车轮磨损评估方法，通过从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量，针对每一采样周期，根据采样周期内采集到的车轮碎屑质量以及从采样起始时刻开始至采样周期结束各车辆在轨道交通上运行的总次数，得到每一车辆在采样周期结束时的累积磨损量，根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到车辆的运行信息和累积磨损量的对应关系，根据待评估车辆的运行信息，查询对应关系，得到待评估车辆的累积磨损量。通过在轨道旁布设采样点来采集车轮碎屑质量，进而根据从采样点读取的车轮碎屑质量来确定每一车辆的累积磨损量，部署简单，计算量小，无需专业摄像机采集车轮图像，实现成本低。通过根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到运动信息与累积磨损量的对应关系，进而根据对应关系对待评估车辆的车轮的累积磨损量进行预测，能够提高车轮磨损的预测速度，实现车轮磨损情况的实时检测和预测，解决现有技术不利于轮胎磨损的实时检测的技术问题。

为了更加清楚地描述前述实施例中从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量的具体实现过程，本发明实施例提出了另一种轨道交通车辆的车轮磨损评估方法，图2为本发明实施例所提供的第二种轨道交通车辆的车轮磨损评估方法的流程示意图。

如图2所示，在如图1所示实施例的基础上，步骤101可以包括以下步骤：

步骤201，针对多个采样周期中的每一采样周期，从每一个车站对应的采样点分别读取采样数值。

本实施例中，服务器从采样点读取多个采样周期内的车轮碎屑质量时，可以逐个采样周期依次读取。在读取时，针对多个采样周期中的每一采样周期，服务器可以从每一车站对应的采样点分别读取采样数值；或者，服务器可以逐个采样点依次读取采样数值，针对每一采样点，服务器读取该采样点采集的各个采样周期内的采样数值，再针对多个采样周期中的每一采样周期，统计出该采样周期内各个采样点采集的采样数值。其中，采样数值为采样点处收集的车轮碎屑的质量。

在本发明实施例一种可能的实现方式中，采样数值可以是采样点从测量得到的混合物质量中减去同一位置测量得到的尘埃质量得到的，其中，混合物包括车轮碎屑和尘埃。为了避免空气中的灰尘对采用数值的干扰，可以在采样点处安装的采集设备的旁边安装一个专用于采集空气自然尘埃的质量的采集装置，为便于区分，可以将采集装置的id设置为与同一采样点的采集设备的id一致，则将采样点处采集设备测量的质量减去相同id的采集装置采集的尘埃质量后所得的差值作为采样数值。

在本发明实施例一种可能的实现方式中，为保证采样数值的准确性和合理性，还可以对采样数值进行筛选。由于随着时间的递增，同一采样点采集的采样数值会随着时间的增加而逐渐变大，或者不变，而不会变小。因此，本实施例中，若针对同一采样点，本采样周期内读取的采样数值小于上一周期内读取到的采样点数值，则表明此次采集的采样数值有误，丢弃该采样点本采样周期内读取到的采样数值，并将平均值作为该采样点本采样周期内读取到的采样数值。其中，平均值是保留的本采样周期的采样数值求平均得到的。此处需要说明的是，保留的本采样周期的采样数值不小于上一采样周期内读取到的采样点数值。

步骤202，对读取到的采样数值求和，得到多个采样周期中的每一采样周期内采集到的车轮碎屑质量。

本实施例中，针对多个采样周期中的每一采样周期，服务器从每一个车站对应的采样点读取到采样数值之后，可以对读取到的采样数值进行求和，得到该采样周期内采集的车轮碎屑质量。也就是说，对属于同一采样周期的不同采样点的采样数值进行求和，所得结果即为该采样周期内的车轮碎屑质量。

本实施例的轨道交通车辆的车轮磨损评估方法，通过针对多个采样周期中的每一采样周期从每一车站对应的采样点分别读取采样数值，对读取到的采样数值进行求和，得到多个采样周期中的每一采样周期内采集到的车轮碎屑质量，能够准确获取各个采样周期的车轮碎屑质量，为车轮磨损检测奠定基础。

为了更加清楚地描述前述实施例，本发明提出了另一种轨道交通车辆的车轮磨损评估方法，图3为本发明实施例所提供的第三种轨道交通车辆的车轮磨损评估方法的流程示意图。

如图3所示，该轨道交通车辆的车轮磨损评估方法可以包括以下步骤：

步骤301，从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量。

本实施例中，对步骤301的描述可以参见前述实施例中对步骤101的描述，为避免重复，此处不再赘述。

步骤302，针对每一采样周期，根据采样周期内采集到的车轮碎屑质量m，以及第i个车辆从采样起始时刻开始至采样周期在轨道上运行的总次数pi，得到第i个车辆在采样周期结束时的累积车轮碎屑质量mi；n为车辆总数。

步骤303，根据轨道长度，对累积车轮碎屑质量mi换算得到累积磨损量。

由于采样点是离散设置在轨道上的，采样点采集的车轮碎屑质量只是车轮在采样点处发生磨损脱落的碎屑的质量，而不能准确说明车轮在整个轨道上运行时因磨损而脱落的碎屑的质量。

一般而言，当运行次数相同时，轨道越长，车辆在轨道上行驶时车轮发生的磨损越严重。从而，本实施例中，可以根据轨道长度对累积车轮碎屑质量mi进行换算，得到累积磨损量。

作为一种示例，针对每一车辆，可以计算轨道长度与累积车轮碎屑质量mi的乘积，将所得结果作为该车辆在采样周期结束时的累积磨损量。

进一步地，为了使得到的累积磨损量更加精确，还可以对通过轨道长度乘以累积车轮碎屑质量mi得到的累积磨损量进行修正，以得到较为精确的累积磨损量。具体地，可以将通过轨道长度乘以累积车轮碎屑质量mi得到的累积磨损量乘以修正系数，以对累积磨损量进行修正；其中，修正系数与采样点的个数和采样点处布设的采样设备中收集装置的口径均成反比，修正系数大于0且不大于1；收集装置用于收集采样点处从轮胎上脱落的物质。

例如，修正后的累积磨损量(记为q)可以利用如下公式(1)计算得到。

其中，采样点数为该轨道长度内所包含的采样点的个数，即车站的个数，可以从车辆的控制中心获取；收集装置的口径为收集装置上接收车轮碎屑的开口的长度，其单位与轨道长度的单位一致。

通过利用修正系数对累积磨损量进行修正，使得计算累积磨损量时考虑了采样点的个数，提高了计算结果的精度。

步骤304，获取各车辆在每一采样周期的运行信息。

其中，各采样周期的运行信息包括从采样起始时刻开始至采样周期结束的历史天气数据、平均载客量、车辆已运行时长、已运行次数中的至少一个。历史天气数据比如可以为温度、湿度、降水量中的至少一个。

比如，可以从车辆的控制中心获取各个车辆在各个采样周期内运行时的运行信息。

步骤305，将每一车辆在每一采样周期的运行信息以及对应采样周期结束时的累积磨损量作为一个样本。

步骤306，根据各样本生成车辆的运行信息和累积磨损量的对应关系。

本实施例中，针对每一采样周期，服务器获取了该采样周期内各个车辆的累计磨损量以及运行信息之后，可以将每一车辆在每一采样周期的运行信息以及对应采样周期结束时的累积磨损量作为一个样本，进而根据各个样本生成车辆的运行信息与累积磨损量之间的对应关系。

作为一种可能的实现方式，可以通过曲线拟合的方式生成车辆运行信息与累积磨损量之间的对应关系。具体地，可以将获取的车辆运行信息作为特征数据(x值)，将累积磨损量作为结果数据(y值)，选择合适的算法进行拟合。比如，可以选择较为常见且使用范围较广的逻辑回归算法进行拟合。在进行拟合时，可以使用python编程语言，引用开源包sklearn模块来调用具体程序实现算法训练，将上述特征数据和结果数据作为样本数据输入至程序中，可以得到一个表达车辆的运行信息与累积磨损量的对应关系的公式，该公式即为车辆运行信息和累积磨损量的对应关系。

作为一种可能的实现方式，可以通过机器学习模型生成车辆运行信息与累积磨损量之间的对应关系。具体地，可以将样本中的车辆运行信息作为机器学习模型的输入，将样本中的累积磨损量作为机器学习模型的输出，对机器学习模型进行训练，则训练后的机器学习模型可以用于表达车辆运行信息与累积磨损量之间的对应关系，输入车辆的运行信息，可以获得对应的累积磨损量。

步骤307，获取待评估车辆在待评估时段内的运行信息。

步骤308，根据待评估车辆在待评估时段内的运行信息，查询对应关系，得到在待评估时段内车轮的累积磨损量。

本实施例中，当需要对待评估车辆进行车轮磨损检测时，可以获取待评估车辆在待评估时段内的运行信息。比如，需要对待评估车辆完成最近一次运行为止车轮的磨损情况进行检测，则从待评估车辆开始运行至完成最近一次运行为止这一时间段为待评估时段，可以获取待评估车辆在待评估时段内的平均载客量、运行时长、运行次数等运行信息，进而根据获取的运行信息，通过查询对应关系，可以得到待评估车辆在待评估时段内车轮的累积磨损量。

本实施例的轨道交通车辆的车轮磨损评估方法，通过从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量，根据车轮碎屑质量以及轨道长度得到累积磨损量，获取车辆在每一采样周期的运行信息，利用累积磨损量和运行信息作为样本生成车辆的运行信息与累积磨损量的对应关系，当需要对待评估车辆进行车轮磨损检测时，只需获取待评估车辆在待评估时段内的运行信息，即可通过查询对应关系得到在待评估时段内车轮的累积磨损量，能够实现车轮磨损情况的实时检测和预测，提高车轮磨损情况的检测速度。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种轨道交通车辆的车轮磨损评估装置。

图4为本发明实施例所提供的第一种轨道交通车辆的车轮磨损评估装置的结构示意图。

如图4所示，该轨道交通车辆的车轮磨损评估装置40包括：采集模块410、处理模块420、确定模块430，以及评估模块440。其中，

采集模块410，用于从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量。

处理模块420，用于针对每一采样周期，根据采样周期内采集到的车轮碎屑质量，以及从采样起始时刻开始至采样周期结束各车辆在轨道上运行的总次数，得到每一车辆在采样周期结束时的累积磨损量。

确定模块430，用于根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到车辆的运行信息和累积磨损量的对应关系。

评估模块440，用于根据待评估车辆的运行信息，查询对应关系，得到待评估车辆的累积磨损量。

进一步地，在本发明实施例一种可能的实现方式中，如图5所示，在如图4所示实施例的基础上，采集模块410包括：

采集单元411，用于针对多个采样周期中的每一采样周期，从每一个车站对应的采样点分别读取采样数值。

在本发明实施例一种可能的实现方式中，为了避免空气中的灰尘对采用数值的干扰，可以在采样点处安装的采集设备的旁边安装一个专用于采集空气自然尘埃的质量的采集装置，为便于区分，可以将采集装置的id设置为与同一采样点的采集设备的id一致，则采集单元411将采样点处采集设备测量得到的混合物质量减去相同id的采集装置采集的尘埃质量后所得的差值作为采样数值。

在本发明实施例一种可能的实现方式中，为保证采样数值的准确性和合理性，采集单元411还可以对采样数值进行筛选。由于随着时间的递增，同一采样点采集的采样数值会随着时间的增加而逐渐变大，或者不变，而不会变小。因此，本实施例中，若针对同一采样点，本采样周期内读取的采样数值小于上一周期内读取到的采样点数值，则表明此次采集的采样数值有误，采集单元411丢弃该采样点本采样周期内读取到的采样数值，并将平均值作为该采样点本采样周期内读取到的采样数值。其中，平均值是保留的本采样周期的采样数值求平均得到的。此处需要说明的是，保留的本采样周期的采样数值不小于上一采样周期内读取到的采样点数值。

计算单元412，用于对读取到的采样数值求和，得到多个采样周期中的每一采样周期内采集到的车轮碎屑质量。

通过针对多个采样周期中的每一采样周期从每一车站对应的采样点分别读取采样数值，对读取到的采样数值进行求和，得到多个采样周期中的每一采样周期内采集到的车轮碎屑质量，能够准确获取各个采样周期的车轮碎屑质量，为车轮磨损检测奠定基础。

在本发明实施例一种可能的实现方式中，如图6所示，在如图4所示实施例的基础上，处理模块420包括：

确定单元421，用于针对每一采样周期，根据采样周期内采集到的车轮碎屑质量m，以及第i个车辆从采样起始时刻开始至采样周期在轨道上运行的总次数pi，得到第i个车辆在采样周期结束时的累积车轮碎屑质量mi；n为车辆总数。

换算单元422，用于根据轨道长度，对累积车轮碎屑质量mi换算得到累积磨损量。

作为一种示例，换算单元422可以针对每一车辆，计算轨道长度与累积车轮碎屑质量mi的乘积，将所得结果作为该车辆在采样周期结束时的累积磨损量。

进一步地，为了使得到的累积磨损量更加精确，换算单元422还可以对通过轨道长度乘以累积车轮碎屑质量mi得到的累积磨损量进行修正，以得到较为精确的累积磨损量。具体地，可以将通过轨道长度乘以累积车轮碎屑质量mi得到的累积磨损量乘以修正系数，以对累积磨损量进行修正；其中，修正系数与采样点的个数和采样点处布设的采样设备中收集装置的口径均成反比，修正系数大于0且不大于1；收集装置用于收集采样点处从轮胎上脱落的物质。

确定模块430包括：

第一获取单元431，用于获取各车辆在每一采样周期的运行信息。

其中，各采样周期的运行信息包括从采样起始时刻开始至采样周期结束的历史天气数据、平均载客量、车辆已运行时长、已运行次数中的至少一个。

生成单元432，用于将每一车辆在每一采样周期的运行信息以及对应采样周期结束时的累积磨损量作为一个样本，根据各样本生成车辆的运行信息和累积磨损量的对应关系。

评估模块440包括：

第二获取单元441，用于获取待评估车辆在待评估时段内的运行信息。

评估单元442，用于根据待评估车辆在待评估时段内的运行信息，查询对应关系，得到在待评估时段内车轮的累积磨损量。

通过从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期采集到的车轮碎屑质量，根据车轮碎屑质量以及轨道长度得到累积磨损量，获取车辆在每一采样周期的运行信息，利用累积磨损量和运行信息作为样本生成车辆的运行信息与累积磨损量的对应关系，当需要对待评估车辆进行车轮磨损检测时，只需获取待评估车辆在待评估时段内的运行信息，即可通过查询对应关系得到在待评估时段内车轮的累积磨损量，能够实现车轮磨损情况的实时检测和预测，提高车轮磨损情况的检测速度。

需要说明的是，前述对轨道交通车辆的车轮磨损评估方法实施例的解释说明，也适用于本实施例的轨道交通车辆的车轮磨损评估装置，其实现原理类似，此处不再赘述。

本实施例的轨道交通车辆的车轮磨损评估装置，通过从轨道旁布设的采样点读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量，针对每一采样周期，根据采样周期内采集到的车轮碎屑质量以及从采样起始时刻开始至采样周期结束各车辆在轨道交通上运行的总次数，得到每一车辆在采样周期结束时的累积磨损量，根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到车辆运行信息和累积磨损量的对应关系，根据待评估车辆的运行信息，查询对应关系，得到待评估车辆的累积磨损量。通过在轨道旁布设采样点来采集车轮碎屑质量，进而根据从采样点读取的车轮碎屑质量来确定每一车辆的累积磨损量，部署简单，计算量小，无需专业摄像机采集车轮图像，实现成本低。通过根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到运动信息与累积磨损量的对应关系，进而根据对应关系对待评估车辆的车轮的累积磨损量进行预测，能够提高车轮磨损的预测速度，实现车轮磨损情况的实时检测和预测，解决现有技术不利于轮胎磨损的实时检测的技术问题。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种服务器。

图7为本发明实施例所提供的服务器的结构示意图。如图7所示，该服务器70包括：存储器701、处理器702及存储在存储器701上并可在处理器702上运行的计算机程序703，处理器702执行程序时，实现如前述实施例所述的轨道交通车辆的车轮磨损评估方法。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如前述实施例所述的轨道交通车辆的车轮磨损评估方法。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种轨道交通车辆的车轮磨损评估系统。

图8为本发明实施例所提供的第一种轨道交通车辆的车轮磨损评估系统的结构示意图。

如图8所示，该轨道交通车辆的车轮磨损评估系统8包括：前述实施例所述的服务器70，以及与服务器70通信的采集设备90。

其中，采集设备90安装于轨道旁布设的采样点处。

服务器70可以与采集设备90进行通信，从采集设备90读取多个采样周期内采集到的车辆碎屑质量，并针对每一采样周期，根据采样周期内采集到的车轮碎屑质量，以及从采样起始时刻开始至采样周期结束各车辆在轨道上运行的总次数，得到每一车辆在采样周期结束时的累积磨损量，根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到车辆运行信息和累积磨损量的对应关系。当需要对待评估车辆进行车轮磨损情况检测时，服务器70根据待评估车辆的运行信息，通过查询对应关系，可以得到待评估车辆的累积磨损量。

进一步地，在本发明实施例一种可能的实现方式中，如图9所示，在如图8所示实施例的基础上，采集设备90包括：用于收集车轮碎屑的收集装置910、用于测量收集装置内车轮碎屑质量的压力传感器920、处理器930和通信接口940。其中，

压力传感器920比如可以为微型称重传感器。

收集装置910与压力传感器920可拆卸连接，以方便清洗归零。

压力传感器920和通信接口940分别与处理器930电性连接。

本实施例中，通信接口940包括外部存储器接口、以太网接口和无线通信接口。采集设备90通过通信接口940与服务器70进行通信。

在本发明实施例一种可能的实现方式中，如图10所示，在如图9所示实施例的基础上，处理器930上运行有驱动程序931和主控程序932。采集设备90还包括与通信接口940通信连接的灰尘采集器950。其中，

驱动程序931，用于驱动压力传感器920和/或通信接口940。

主控程序932，用于根据压力传感器920采集的数据，以及通过通信接口940从灰尘采集器950获取的数据，生成采样数值。

通过根据压力传感器采集的数据和灰尘采集器采集的数据生成采样数值，能够避免空气中灰尘的干扰，保证采样数值的准确性。

图11为采集设备的硬件组成示意图。如图11所示，采集设备包括收集装置、压力传感器、微控制单元(microcontrollerunit，mcu)、存储器、无线模块(可选)、以太网和rj45连接器。其中，通过以太网组网技术建立数据通路，以使采集装置能够与服务器通信；rj45连接器是一种标准化连接器接口，包括插头和插座，为通信引出端。收集装置用于收集采样点处的车轮碎屑，压力传感器测量收集装置收集的车轮碎屑的质量，mcu从压力传感器读取车轮碎屑质量，并通过建立的数据通路将车轮碎屑质量发送给服务器(服务器图中11中未示出)，以使服务器能够读取采集设备采集的车轮碎屑质量。

在本发明实施例一种可能的实现方式中，采集设备90为多个，多个采集设备90通过交换机与服务器70通信，以使服务器能够获取多个采集设备90采集的车轮碎屑质量。

图12为多个采集设备与服务器的连接示意图。如图12所示，多个采集设备通过交换机与服务器通信，从而，服务器只需与交换机进行通信连接，即可获取多个采集设备采集的车轮碎屑质量。

需要说明的是，前述实施例中对轨道交通车辆的车轮磨损评估方法的描述也适用于本实施例的服务器，即本实施例中的服务器执行前述实施例所述的轨道交通车辆的车轮磨损评估，为避免重复，此处不再详细描述。

本实施例的轨道交通车辆的车轮磨损评估系统，通过设置服务器与采集设备通信，以从轨道旁布设的采样点处的采集设备读取多个采样周期内采集到的车轮碎屑质量，针对每一采样周期，根据采样周期内采集到的车轮碎屑质量以及从采样起始时刻开始至采样周期结束各车辆在轨道交通上运行的总次数，得到每一车辆在采样周期结束时的累积磨损量，根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到车辆运行信息和累积磨损量的对应关系，根据待评估车辆的运行信息，查询对应关系，得到待评估车辆的累积磨损量。通过在轨道旁布设的采样点处安装采集设备来采集车轮碎屑质量，进而服务器根据从采集设备读取的车轮碎屑质量来确定每一车辆的累积磨损量，部署简单，计算量小，无需专业摄像机采集车轮图像，实现成本低。通过根据每一车辆在各采样周期的运行信息和对应采样周期结束时的累积磨损量，得到运动信息与累积磨损量的对应关系，进而根据对应关系对待评估车辆的车轮的累积磨损量进行预测，能够提高车轮磨损的预测速度，实现车轮磨损情况的实时检测和预测，解决现有技术不利于轮胎磨损的实时检测的技术问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。