一种牵引变流器的振动环境谱获取系统及方法与流程

本发明涉及变流器技术领域，特别涉及一种牵引变流器的振动环境谱获取系统及方法。

背景技术：

当前，中国轨道交通行业正处于蓬勃发展阶段，与此同时，促进了各种轨道交通技术的快速发展。

其中，牵引变流器是轨道交通核心零部件之一，获取其在列车运行过程中的振动环境数据，对形成符合不同路情、路况的振动环境谱，提升变流器振动环境适应性及质量可靠性具有重大意义。而如何获取牵引变流器的振动环境谱数据则是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种牵引变流器的振动环境谱获取系统及方法，实现了获取牵引变流器振动环境谱数据的目的。其具体方案如下：

一种牵引变流器的振动环境谱获取系统，包括：

固定于牵引变流器上的加速度传感器，用于当列车在预设运行线路上行驶，则对所述牵引变流器的加速度数据进行实时探测，得到相应的实时加速度数据；

数据采集仪，用于将所述加速度传感器探测到的实时加速度数据保存至预设的加速度数据库；

数据处理终端，用于对所述加速度数据库中的数据进行分析，相应地得到所述牵引变流器的振动环境谱数据。

优选的，所述振动环境谱获取系统，还包括：

UPS电源，用于对所述数据采集仪和所述数据处理终端进行供电。

优选的，所述加速度传感器为三轴加速度传感器。

优选的，所述数据处理终端包括：

时频变换单元，用于对所述加速度数据库中的数据进行时频变换，得到所述牵引变流器的振动环境谱数据。

优选的，所述振动环境谱获取系统，还包括：

定位装置，用于当所述列车在所述预设运行路线上行驶，则对所述牵引变流器进行实时定位，得到相应的实时定位数据；

对应关系确定模块，用于根据实时加速度数据与实时定位数据之间的对应关系，以及实时加速度数据与振动环境谱数据之间的对应关系，确定出实时定位数据与振动环境谱数据之间的对应关系。

优选的，振动环境谱获取系统，还包括：

地图标注模块，用于根据所述对应关系确定模块确定出的对应关系，为位于电子地图上的与实时定位数据对应的地图位置标注上相应的振动环境谱数据，得到携带有振动环境谱数据的电子地图；

地图显示模块，用于对所述携带有振动环境谱数据的电子地图进行显示。

本发明还相应公开了一种牵引变流器的振动环境谱获取方法，包括：

当列车在预设运行线路上行驶，则对所述牵引变流器的加速度数据进行实时探测，得到相应的实时加速度数据；

将所述加速度传感器探测到的实时加速度数据保存至预设的加速度数据库；

对所述加速度数据库中的数据进行分析，相应地得到所述牵引变流器的振动环境谱数据。

优选的，所述对所述加速度数据库中的数据进行分析的过程，包括：

对所述加速度数据库中的数据进行时频变换。

优选的，所述振动环境谱获取方法，还包括：

当所述列车在所述预设运行路线上行驶，则对所述牵引变流器进行实时定位，得到相应的实时定位数据；

根据实时加速度数据与实时定位数据之间的对应关系，以及实时加速度数据与振动环境谱数据之间的对应关系，确定出实时定位数据与振动环境谱数据之间的对应关系。

优选的，所述振动环境谱获取方法，还包括：

根据实时定位数据与振动环境谱数据之间的对应关系，为位于电子地图上的与实时定位数据对应的地图位置标注上相应的振动环境谱数据，得到携带有振动环境谱数据的电子地图；

对所述携带有振动环境谱数据的电子地图进行显示。

本发明中，振动环境谱获取系统，包括：固定于牵引变流器上的加速度传感器，用于当列车在预设运行线路上行驶，则对所述牵引变流器的加速度数据进行实时探测，得到相应的实时加速度数据；数据采集仪，用于将所述加速度传感器探测到的实时加速度数据保存至预设的加速度数据库；数据处理终端，用于对所述加速度数据库中的数据进行分析，相应地得到所述牵引变流器的振动环境谱数据。可见，本发明中，当列车在预设运行线路上行驶的时候，通过固定在牵引变流器上的加速度传感器来探测列车上牵引变流器的实时加速度数据，然后利用数据采集仪来对上述加速度传感器探测到的数据进行采集、保存至加速度数据库，通过数据处理终端对加速度数据库中的数据进行分析，便可得到牵引变流器的振动环境谱数据，由此达到了获取牵引变流器振动环境谱数据的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种牵引变流器的振动环境谱获取系统结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种牵引变流器的振动环境谱获取方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种牵引变流器的振动环境谱获取系统，参见图1所示，该振动环境谱获取系统包括固定于牵引变流器上的加速度传感器11、数据采集仪12和数据处理终端13；其中，

加速度传感器11，用于当列车在预设运行线路上行驶，则对牵引变流器的加速度数据进行实时探测，得到相应的实时加速度数据。

本实施例中的列车是指轨道车辆，如中国标准动车组、城际列车、地铁等。

可以理解的是，上述预设运行线路是预先设定的运行线路，通常是预先设定的需要进行振动环境研究的运行线路。

为了进一步提升本发明实施例中振动环境谱获取过程的自动化程度，本发明实施例中还可以进一步包括传感器触发装置，用于实时接收与当前列车所处位置相关的实时定位数据，然后利用该实时定位数据以及相应的电子地图，判断当前列车是否正在驶进上述预设运行线路，如果是，则生成相应的传感器触发信号，并将该传感器触发信号发送至上述加速度传感器，以利用上述传感器触发信号来控制上述加速度传感器开启。

另外，需要进一步说明的是，本实施例中的振动环境谱获取系统中加速度传感器的数量不限于一个，也可以是两个或两个以上，并且本实施例优先将所有的加速度传感器分别均匀地固定于牵引变流器上。例如，本实施例可以通过粘接的固定方式，在一台牵引变流器的安装底座上均匀地设有5个加速度传感器，这样在列车一次运行过程中，可以同时得到5份加速度数据，可以理解的是，本实施例中在列车一次运行过程中，若得到的加速度数据的份数越多，后续得到的与该次运行过程对应的振动环境谱数据也就更加精确。与此同时还可以通过粘接方式将与加速度传感器连接的线缆固定在牵引变流器的安装底座上，以避免数据探测过程中线缆的振动对加速度传感器的正常运作产生干扰。其次，本实施例中所使用的加速度传感器需要预先按照出厂设置要求进行校验，以确保加速度传感器无零漂现象。

数据采集仪12，用于将加速度传感器11探测到的实时加速度数据保存至预设的加速度数据库。

可以理解的是，本实施例中的数据采集仪12是为了对加速度传感器探测到的数据进行记录保存，以便利用保存下来的数据进行后续的分析处理。

数据处理终端13，用于对加速度数据库中的数据进行分析，相应地得到牵引变流器的振动环境谱数据。

也即，本发明实施例在采集到加速度数据后，将通过数据处理终端13对采集到的加速度数据进行分析处理，从而得到牵引变流器的振动环境谱数据。

本实施例中，数据处理终端13可以是笔记本电脑，也可以是安装在列车上的台式电脑，当然，本实施例中的数据处理终端13还可以是移动智能终端，如智能手机等。本实施例中，若数据处理终端13是笔记本电脑或台式电脑，则上述数据采集仪12与数据处理终端13之间的数据传输方式可以串口通信方式，也可以通过无线通信方式将数据采集仪12中保存的数据发送至数据处理终端，如wifi通信方式、蓝牙通信方式等，这需要预先在数据采集仪12上安置相应的wifi通信模块或蓝牙通信模块。若数据处理终端13是移动智能终端，则上述数据采集仪12可以通过移动通信技术将数据发送至数据处理终端13，这需要预先在数据采集仪12上安置相应的移动通信模块，如3G通信模块、4G通信模块等。

需要说明的是，本发明实施例可以在数据采集仪12正对加速度传感器11探测到的实时加速度数据进行实时保存的过程中，使数据处理终端13实时地从上述加速度数据库中调取出相应的数据，然后对实时调取的数据进行实时地分析处理，从而快速地得到牵引变流器的实时的振动环境谱数据。当然，本发明实施例也可以在数据采集仪12的加速度数据保存操作完全结束后，再使数据处理终端13从上述加速度数据库中调取出相应的数据，然后对调取的数据进行分析处理，从而得到牵引变流器的振动环境谱数据。

为了进一步提高上述预设运行线路所对应的振动环境谱数据的准确度，本发明实施例可以让列车在上述预设运行线路上重复行驶多遍，每一遍行驶均获取到相应的一组加速度数据，从而可以得到多组加速度数据。例如，可以让列车在上述预设运行线路上重复行驶6遍，从而可以得到6组加速度数据，然后可以通过数据处理终端13获取到与上述6组加速度数据相对应的6组振动环境谱数据，接着可基于这6组振动环境谱数据，确定出与上述预设运行线路的实际振动环境谱数据更加接近的数据。

可见，本发明实施例中，当列车在预设运行线路上行驶的时候，通过固定在牵引变流器上的加速度传感器来探测列车上牵引变流器的实时加速度数据，然后利用数据采集仪来对上述加速度传感器探测到的数据进行采集、保存至加速度数据库，通过数据处理终端对加速度数据库中的数据进行分析，便可得到牵引变流器的振动环境谱数据，由此达到了获取牵引变流器振动环境谱数据的目的。

本发明实施例公开了一种具体的牵引变流器的振动环境谱获取系统，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：

为了提升上一实施例中振动环境谱获取系统的外界抗干扰性，本实施例中的振动环境谱获取系统，还可以进一步包括：UPS电源(UPS，即Uninterruptible Power System，不间断电源)，用于对数据采集仪和数据处理终端进行供电。

需要进一步说明的是，上一实施例中的加速度传感器优先采用三轴加速度传感器。

另外，上一实施例中的数据处理终端具体可以基于时频变换来得到振动环境谱数据。也即，上述数据处理终端具体可以包括：时频变换单元，用于对加速度数据库中的数据进行时频变换，得到牵引变流器的振动环境谱数据。

进一步的，本实施例中的振动环境谱获取系统，还可以包括定位装置和对应关系确定模块；其中，

定位装置，用于当列车在预设运行路线上行驶，则对牵引变流器进行实时定位，得到相应的实时定位数据；

对应关系确定模块，用于根据实时加速度数据与实时定位数据之间的对应关系，以及实时加速度数据与振动环境谱数据之间的对应关系，确定出实时定位数据与振动环境谱数据之间的对应关系。

在确定出实时定位数据与振动环境谱数据之间的对应关系之后，为了在电子地图中将预设运行线路上不同位置所对应的振动环境谱数据形象地显示出来，本实施例中的振动环境谱获取系统，还可以进一步包括地图标注模块和地图显示模块；其中，

地图标注模块，用于根据上述对应关系确定模块确定出的对应关系，为位于电子地图上的与实时定位数据对应的地图位置标注上相应的振动环境谱数据，得到携带有振动环境谱数据的电子地图；

地图显示模块，用于对携带有振动环境谱数据的电子地图进行显示。

相应地，本发明实施例还公开了一种牵引变流器的振动环境谱获取方法，参见图2所示，该方法包括：

步骤S21：当列车在预设运行线路上行驶，则对牵引变流器的加速度数据进行实时探测，得到相应的实时加速度数据；

步骤S22：将加速度传感器探测到的实时加速度数据保存至预设的加速度数据库；

步骤S23：对加速度数据库中的数据进行分析，相应地得到牵引变流器的振动环境谱数据。

可见，本发明实施例中，当列车在预设运行线路上行驶的时候，通过固定在牵引变流器上的加速度传感器来探测列车上牵引变流器的实时加速度数据，然后利用数据采集仪来对上述加速度传感器探测到的数据进行采集、保存至加速度数据库，通过数据处理终端对加速度数据库中的数据进行分析，便可得到牵引变流器的振动环境谱数据，由此达到了获取牵引变流器振动环境谱数据的目的。

具体的，上述步骤S23中，对加速度数据库中的数据进行分析的过程，包括：对加速度数据库中的数据进行时频变换，以得到牵引变流器的振动环境谱数据。

进一步的，本实施例中的振动环境谱获取方法，还可以包括：

当列车在预设运行路线上行驶，则对牵引变流器进行实时定位，得到相应的实时定位数据，然后根据实时加速度数据与实时定位数据之间的对应关系，以及实时加速度数据与振动环境谱数据之间的对应关系，确定出实时定位数据与振动环境谱数据之间的对应关系。

在确定出实时定位数据与振动环境谱数据之间的对应关系之后，为了在电子地图中将预设运行线路上不同位置所对应的振动环境谱数据形象地显示出来，本实施例中的振动环境谱获取方法，还可以进一步包括：

根据实时定位数据与振动环境谱数据之间的对应关系，为位于电子地图上的与实时定位数据对应的地图位置标注上相应的振动环境谱数据，得到携带有振动环境谱数据的电子地图，然后对上述携带有振动环境谱数据的电子地图进行显示处理。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种牵引变流器的振动环境谱获取系统及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。