一种列车走行部轴箱病害查找分析方法及相关装置与流程

1.本发明涉及轨道列车轴箱损伤检测技术，尤其涉及一种列车走行部轴箱病害查找分析方法及相关装置。


背景技术：

2.走行部是列车在牵引动力作用下沿线路运行的部分。走行部的作用是保证车辆灵活、安全平顺地沿钢轨运行和通过曲线；可靠地承受作用于车辆各种力量并传给钢轨；缓和车辆和钢轨的相互冲击，减少车辆振动，保证足够的运行平稳性和良好的运行质量；具有可靠的制动机构，使车辆具有良好的制动效果。套在轴颈上联结轮对和转向架构架或二轴车车体的部件简称轴箱。其作用是把车体重量和载荷传递给轮对，润滑轴颈，减少摩擦，降低运行阻力。
3.轴箱损伤时，会在列车运行中产生特征频谱。通过分析特征频谱，能够找出故障特征，从而及早发现轴箱故障。然而由于列车运行中，存在各种随机振动带来的强烈干扰，因此现有专利cn201210089445.2提出了一种利用轴承故障振动信号检测轴承的方法，其通过多次采样并进行相关性计算，滤除不稳定信号，而留下低频的脉冲信号，包括轴承故障信号。
4.然而，当铁轨也存在损伤时，由于也是稳定的低频脉冲信号，该方法会将铁轨损伤产生的脉冲信号当做轴承故障信号处理，从而导致该方法失效。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种列车走行部轴箱病害查找分析方法及相关装置。通过滤除铁轨损伤造成的干扰，能够提高对轴箱损伤判断的准确度。
6.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
7.根据本发明的一方面，提供了一种列车走行部轴箱病害查找分析方法，包括：
8.步骤100、获取列车走行部各个轴箱的振动脉冲信号；
9.步骤200、计算任意两个轴箱的振动脉冲信号的相关系数函数，并遍历所有轴箱；
10.步骤300、根据各个相关系数函数的最大峰值数量，判断是否存在铁轨损伤；
11.步骤400、如果存在铁轨损伤，则滤除铁轨损伤脉冲数据，得到轴箱损伤脉冲数据；
12.步骤500、根据轴箱损伤脉冲数据判断是否存在轴箱病害。
13.在一实施例中，所述步骤200中，任意两个轴箱的振动脉冲信号的相关系数函数公式为：
14.f
ab
(t)＝∫fa(τ-t)
×
fb(τ)
×
dτ，
15.其中fa(τ-t)是第a个轴箱以τ为自变量的振动脉冲信号函数，fb(τ)是第b个轴箱以
τ为自变量的振动脉冲信号函数。
16.在一实施例中，所述步骤300具体包括：分析各个相关系数函数的最大峰值数量，如果存在0个最大峰值的相关系数函数，则判断为不存在铁轨损伤。
17.在一实施例中，所述步骤300还包括：
18.如果不存在0个最大峰值的相关系数函数，判断各个轴箱的相关系数函数的最大峰值数量是否均相同；如果相同，则判断为只存在铁轨损伤，不进行步骤400；如果不同，则判断为既存在铁轨损伤又存在轴箱损伤，进入步骤400。
19.在一实施例中，所述步骤400包括：对存在最大峰值的轴箱，进行自相关分析，并通过滤波算法，得到轴箱损伤脉冲数据。
20.在一实施例中，所述步骤500包括：根据轴箱损伤脉冲信号的峰值特点，判断是否存在轴箱病害。
21.根据本发明的第二方面，提供了一种病害分析装置，包括：
22.数据获取模块，用于获取列车走行部各个轴箱的振动脉冲信号；
23.相关系数函数计算模块，用于计算任意两个轴箱的振动脉冲信号的相关系数函数，并遍历所有轴箱；
24.判断模块，用于根据各个相关系数函数的最大峰值数量，判断是否存在铁轨损伤；
25.数据滤除模块，用于在存在铁轨损伤时，滤除铁轨损伤脉冲数据，得到轴箱损伤脉冲数据；
26.病害分析模块，用于根据轴箱损伤脉冲数据判断是否存在轴箱病害。
27.根据本发明的第三方面，提供了一种装置，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如第一方面所述的列车走行部轴箱病害查找分析方法。
28.根据本发明的第四方面，提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，当所述程序被处理器执行时，实现如第一方面所述的列车走行部轴箱病害查找分析方法。
29.本发明实施例的有益效果是：通过分析任意两个轴箱之间的振动脉冲信号的相关系数函数，根据最大峰值数量判断是否存在铁轨损伤，如果存在铁轨损伤，则将铁轨损伤脉冲数据滤除，从而提高了对轴箱损伤判断的准确度。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
31.在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
32.图1是本技术实施例的方法流程示意图；
33.图2是本技术实施例的装置模块示意图。
具体实施方式
34.以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
35.如图1所示，本技术实施例提供了一种列车走行部轴箱病害查找分析方法，包括：
36.步骤100、获取列车走行部各个轴箱的振动脉冲信号；
37.步骤200、计算任意两个轴箱的振动脉冲信号的相关系数函数，并遍历所有轴箱；
38.任意两个轴箱的振动脉冲信号的相关系数函数公式为：
39.f
ab
(t)＝∫fa(τ-t)
×
fb(τ)
×
dτ，
40.其中fa(τ-t)是第a个轴箱以τ为自变量的振动脉冲信号函数，fb(τ)是第b个轴箱以τ为自变量的振动脉冲信号函数。
41.步骤300、根据各个相关系数函数的最大峰值数量，判断是否存在铁轨损伤；
42.步骤300具体包括：
43.分析各个相关系数函数的最大峰值数量，如果存在0个最大峰值的相关系数函数，则判断为不存在铁轨损伤。
44.如果不存在0个最大峰值的相关系数函数，判断各个轴箱的相关系数函数的最大峰值数量是否均相同；如果相同，则判断为只存在铁轨损伤，不进行步骤400；如果不同，则判断为既存在铁轨损伤又存在轴箱损伤，进入步骤400。
45.例如，如果2个轴箱有损伤，铁轨没有损伤，则这两个损伤的轴箱之间会出现一个最大峰值，其他轴箱的相关系数函数不会出现峰值。如果0个轴箱有损伤，铁轨有1个损伤，则任意两个轴箱的相关系数函数会出现1个最大峰值。如果2个轴箱有损伤，同时铁轨也有损伤，则这两个损伤的轴箱之间会出现3个最大峰值，其他轴箱之间会出现1个最大峰值。
46.可见，本方法适用于至少存在两个轴箱损伤的情况，对于只有一个轴箱损伤的情况，需采用现有轴箱病害查找方法(如轴温检测法)来判断。
47.步骤400、如果存在铁轨损伤，则滤除铁轨损伤脉冲数据，得到轴箱损伤脉冲数据；
48.对存在最大峰值的轴箱，进行自相关分析，并通过滤波算法，得到轴箱损伤脉冲数据。
49.步骤500、根据轴箱损伤脉冲数据判断是否存在轴箱病害。
50.根据轴箱损伤脉冲信号的峰值特点，判断是否存在轴箱病害。
51.与上述方法相对应地，本技术实施例还提供了一种列车走行部轴箱病害查找分析装置，包括：
52.数据获取模块201，用于获取列车走行部各个轴箱的振动脉冲信号；
53.相关系数函数计算模块202，用于计算任意两个轴箱的振动脉冲信号的相关系数函数，并遍历所有轴箱；
54.判断模块203，用于根据各个相关系数函数的最大峰值数量，判断是否存在铁轨损伤；
55.数据滤除模块204，用于在存在铁轨损伤时，滤除铁轨损伤脉冲数据，得到轴箱损伤脉冲数据；
56.病害分析模块205，用于根据轴箱损伤脉冲数据判断是否存在轴箱病害。
57.容易理解地，本技术实施例还提供了一种列车走行部轴箱病害查找分析装置，包
括存储器和处理器；
58.其中，存储器可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令以及用于实现上述列车走行部轴箱病害查找分析方法的指令等；存储数据区可存储上述列车走行部轴箱病害查找分析方法中涉及到的数据等。
59.处理器可以包括一个或者多个处理核心。处理器通过运行或执行存储在存储器内的指令、程序、代码集或指令集，调用存储在存储器内的数据，执行本技术的各种功能和处理数据。处理器可以为特定用途集成电路、数字信号处理器、数字信号处理装置、可编程逻辑装置、现场可编程门阵列、中央处理器、控制器、微控制器和微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本技术实施例不作具体限定。
60.本技术实施例上述方法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。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read only memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
61.综上所述，本技术实施例提供的列车走行部轴箱病害查找分析方法及装置，能够在同时存在铁轨损伤和轴箱损伤时滤除铁轨损伤引起的脉冲信号，从而提高对轴箱损伤信号分析的准确性。
62.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
63.提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
64.以上所述仅为本技术的较佳实例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。