车轮不圆度检测方法及装置与流程

本发明涉及铁路车轮检测技术，尤其涉及一种车轮不圆度检测方法及装置。

背景技术：

动车组列车运行过程中，车轮与钢轨直接接触，使得车轮踏面受到轮轨力的作用产生磨耗。当磨耗达到一定程度时，影响车轮运行的平稳度和舒适性，严重时对车辆运营安全造成威胁。因此，需要对车轮踏面的磨耗程度进行检测，根据检测结果和安全标准，定期对车轮进行镟修。

目前，通常通过车轮不圆度衡量车轮踏面的磨耗程度。车轮不圆度指车轮由于圆周方向的不平顺表现出的多边形特征。图1为现有技术中获取车轮不圆度的系统示意图。如图1所示，需要获取车轮不圆度时，将车辆停放在检修库中，通过架车装置2(如图中横线填充部分所示)，如千斤顶、架车机等将车轮1抬起，使得车轮1与轨道5(如图中斜线填充部分所示)脱离并能自由转动，数据采集仪4通过磁座与轨道固定。检测过程中，手动旋转车轮1，通过传感器3中的位移传感器检测车轮踏面的位移数据，通过传感器3中的旋转传感器检测车轮的周向距离数据，然后由数据采集仪在线分析位移数据与周向距离数据，从而获得车轮不圆度。

然而，每一列动车组至少包括8辆车，每辆车包括4条轮对，每条轮对包括2个车轮，即一列动车组至少包括64个车轮。采用上述检测方法时，必须在车辆静止的情况下，将车辆车轮抬离轨道一定距离时才能进行检测，通过增加检测人员和检测设备，开展并行检测以提高检测效率，影响车轮运行的同时，检测成本高。

技术实现要素：

本发明提供一种车轮不圆度检测方法及装置，通过在车辆运行的过程中对车内噪声进行检测，实现不影响车辆正常运行的同时降低检测成本的目的。

第一方面，本发明实施例提供一种车轮不圆度检测方法，包括：

确定列车运行过程中噪声的主频声压级；

根据拟合函数，确定所述主频声压级对应的车轮不圆度，所述拟合函数保存声压级与车轮不圆度的对应关系。

可选的，所述确定列车运行过程中噪声的主频声压级，包括：

确定所述噪声的混合声压级；

确定所述混合声压级是否超过预设声压级门限；

若所述混合声压级超过所述预设声压级门限，则确定所述主频声压级。

可选的，所述根据拟合函数，确定所述主频声压级对应的车轮不圆度之前，还包括：

采集噪声数据与车轮不圆度数据；

根据所述噪声数据与所述车轮不圆度数据，确定所述拟合函数。

可选的，所述根据所述噪声数据与所述车轮不圆度数据，确定所述拟合函数，包括：

从所述车轮不圆度数据中，确定出大于车轮不圆度门限的数据；

根据所述噪声数据与所述大于车轮不圆度门限的数据，确定所述拟合函数。

可选的，所述确定噪声的主频声压级之前，还包括：

确定所述列车的运行速度满足预设速度。

第二方面，本发明实施例提供一种车轮不圆度检测装置，包括：

声压级确定模块，用于确定列车运行过程中噪声的主频声压级；

车轮不圆度确定模块，用于根据拟合函数，确定所述主频声压级对应的车轮不圆度，所述拟合函数保存声压级与车轮不圆度的对应关系。

可选的，所述声压级确定模块，具体用于确定所述噪声的混合声压级，确定所述混合声压级是否超过预设声压级门限，若所述混合声压级超过所述预设声压级门限，则确定所述主频声压级。

可选的，上述的装置还包括：

拟合函数确定模块，用于在所述车轮不圆度确定模块根据拟合函数，确定所述主频声压级对应的车轮不圆度之前，采集噪声数据与车轮不圆度数据，根据所述噪声数据与所述车轮不圆度数据，确定所述拟合函数。

可选的，所述拟合函数确定模块，具体用于从所述车轮不圆度数据中，确定出大于车轮不圆度门限的数据，根据所述噪声数据与所述大于车轮不圆度门限的数据，确定所述拟合函数。

可选的，上述的装置还包括：

速度确定模块，用于在所述声压级确定模块确定噪声的主频声压级之前，确定所述列车的运行速度满足预设速度。

本发明实施例提供的车轮不圆度检测方法及装置，在确定列车运行过程中噪声的主频声压级后，根据保存声压级与车轮不圆度的对应关系的拟合函数，进一步确定出主频声压级对应的车轮不圆度。该过程中，通过在车辆运行的过程中对车内噪声进行检测，根据噪声检测状况判断车轮不圆度，实现不影响车辆正常运行的同时降低检测成本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明方法实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明方法的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。

图1为现有技术中获取车轮不圆度的系统示意图；

图2为本发明车轮不圆度检测方法实施例一的流程图；

图3为本发明车轮不圆度检测方法实施例二的流程图；

图4为本发明车轮不圆度检测方法中确定拟合函数的流程图；

图5为本发明车轮不圆度确定装置实施例一的结构示意图；

图6为本发明车轮不圆度确定装置实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下内容为结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效的详细说明。

图2为本发明车轮不圆度检测方法实施例一的流程图。本实施例适用于列车运行过程中，需要对车轮不圆度检测的场景。具体的，本实施例包括如下步骤：

101、确定列车运行过程中噪声的主频声压级。

列车运行过程中，各种不必要的声音，即各种对人们所要听到的声音产生干扰的声音称之为噪声。如车轮踏面与轨道接触产生的声音、牵引电动机产生的声音、乘客喧哗的声音等。一般来说，各种噪声具有不同的频率，同一种噪声的频率也有可能不是固定的。

本步骤中，从多种频率中确定出主频，进一步的确定出主频对应的声压级，即主频声压级。

102、根据拟合函数，确定所述主频声压级对应的车轮不圆度，所述拟合函数保存声压级与车轮不圆度的对应关系。

本发明实施例中，预先进行数据统计，如对噪声数据、车轮不圆度数据进行统计，根据统计数据确定出拟合函数。然后，在进行车轮不圆度测试的时候，确定出主频声压级，根据该主频声压级，在拟合函数上找到对应的车轮不圆度。

本发明实施例中，一列列车包括多个车辆，每个车辆包括4条轮对，每个轮对包括2个车轮。其中，每个车辆的两端分别设置转向架，每个转向架中设置该车辆的2条轮对。车轮不圆度检测过程中，对每个转向架中的4个车轮进行检测，若车轮不圆度超过车轮不圆度门限，说明该4个车轮中至少有一个车轮的车轮不圆度不符合标准，此时，进一步的对该转向架中的4个车轮都进行检测，根据检测结果进行镟修。若车轮不圆度未超过车轮不圆度门限，则说明该转向架中的4个车轮都未出现问题。

本发明实施例提供的车轮不圆度检测方法，在确定列车运行过程中噪声的主频声压级后，根据保存声压级与车轮不圆度的对应关系的拟合函数，进一步确定出主频声压级对应的车轮不圆度。该过程中，通过在车辆运行的过程中对车内噪声进行检测，根据噪声检测状况判断车轮不圆度，实现不影响车辆正常运行的同时降低检测成本的目的。

图3为本发明车轮不圆度检测方法实施例二的流程图，包括：

201、确定所述噪声的混合声压级。

202、确定所述混合声压级是否超过预设声压级门限。

根据上述101可知，本发明实施例中，噪声实质上是由多种噪声混合而成的总噪声。车轮不圆度检测过程中，只有当总噪声的混合声压级超过预设声压级门限时，才有必要进一步对车轮不圆度进行检测。因此，201与202中，首先对混合声压级进行判断，若判断出混合声压级超过预设声压级门限，则执行203；否则，执行206。

203、确定列车运行过程中噪声的主频声压级。

204、根据拟合函数，确定主频声压级对应的车轮不圆度。

205、根据车轮不圆度，进行车轮不圆度检测。

本步骤中，根据车轮不圆度，确定是否需要对转向架中的4个车轮进行镟修。具体的，可参见102的描述，此处不再赘述。

206、查询数据库，对混合声压级进行趋势分析，得到分析结果。

本发明实施例中，车轮不圆度检测是实时的，每次检测到的混合声压级均存储在数据库中。本步骤中，根据历次检测结果，对混合声压级进行趋势分析，得到分析结果。

207、根据分析结果，确定是否需要进一步确定主频声压级，若是，则执行203；否则，返回206。

本步骤中，若分析结果指示噪声增大，将要超过预设声压级门限，则执行203；否则，若分析结果指示噪声平稳并未增大，则返回206。

图4为本发明车轮不圆度检测方法中确定拟合函数的流程图，包括：

301、运营列车。

302、采集噪声数据与车轮不圆度数据。

本步骤中，在预设条件下，如声级量程不低于100dB(A)、频响不小于3.15HZ到20kHZ对噪声数据与车轮不圆度数据进行统计。噪声数据统计过程中，将列车的运行速度保存在预设速度下，如300km/h，对预设数目，如5040个转向架的噪声数据进行统计。具体的，统计各转向架上方距离车内地板面30厘米高度下，噪声的主频声压级。不圆度数据统计过程中，列车的运行环境与噪声数据统计过程中列车的运行环境相同，对预设数目，如与5040个转向架对应的车轮中的8038个车轮进行不圆度数据统计。

本发明实施例中，对噪声数据的统计与车轮不圆度数据的统计可以同时进行，也可以分开进行。分开进行时，两者的时间差以不超过一周为原则。

303、从所述车轮不圆度数据中，确定出大于车轮不圆度门限的数据。

本步骤中，从统计的数据中筛选出满足阈值的数据。例如，从车轮不圆度数据中，确定出大于车轮不圆度门限的数据。其中，车轮不圆度门限例如为19分贝(dB)。筛选出车轮不圆度数据后，从与车轮不圆度数据对应的噪声数据中，确定出各车轮不圆度数据对应的主频声压级。通过对噪声数据与车轮不圆度数据进行初步分析，剔除不符合常规的粗糙数据，最终留下有效的数据。

304、根据所述噪声数据与所述大于车轮不圆度门限的数据，确定所述拟合函数。

本步骤中，根据最终留下来的有效数据，通过对比采用线性、指数、对数、多项式等多种不同的拟合方式进行函数拟合，最终确定出拟合函数。继续沿用302中的例子，对5040个转向架进行噪声数据统计，对8038个车轮进行车轮不圆度数据统计，则最终确定出的拟合函数例如为：

Y＝0.0000405395X⁶-0.006101439X⁵+0.376651436X⁴-12.18109219X³+217.0792683X²-2013.398761X+7620.496905

其中：

X表示同一个转向架的四个车轮中，车轮不圆度的最大值，19≤X≤34；

Y表示列车以300km/h运行时，转向架上方距车内地板面30cm高度下，噪声的主频声压级。

图5为本发明车轮不圆度确定装置实施例一的结构示意图，本实施例提供的车轮不圆度确定装置，用于实现本发明应用于车轮不圆度确定装置的方法的各个步骤。具体的，本发明实施例提供的车轮不圆度确定装置包括：

声压级确定模块11，用于确定列车运行过程中噪声的主频声压级；

车轮不圆度确定模块12，用于根据拟合函数，确定所述主频声压级对应的车轮不圆度，所述拟合函数保存声压级与车轮不圆度的对应关系。

本发明实施例提供的车轮不圆度确定装置，在确定列车运行过程中噪声的主频声压级后，根据保存声压级与车轮不圆度的对应关系的拟合函数，进一步确定出主频声压级对应的车轮不圆度。该过程中，通过在车辆运行的过程中对车内噪声进行检测，根据噪声检测状况判断车轮不圆度，实现不影响车辆正常运行的同时降低检测成本的目的。

可选的，在本发明一实施例中，所述声压级确定模块11，具体用于确定所述噪声的混合声压级，确定所述混合声压级是否超过预设声压级门限，若所述混合声压级超过所述预设声压级门限，则确定所述主频声压级。

图6为本发明车轮不圆度确定装置实施例二的结构示意图。请参照图6，本发明实施例提供的车轮不圆度确定装置，在上述图5的基础上，进一步的，还包括：

拟合函数确定模块13，用于在所述车轮不圆度确定模块12根据拟合函数，确定所述主频声压级对应的车轮不圆度之前，采集噪声数据与车轮不圆度数据，根据所述噪声数据与所述车轮不圆度数据，确定所述拟合函数。

所述拟合函数确定模块13，具体用于从所述车轮不圆度数据中，确定出大于车轮不圆度门限的数据，根据所述噪声数据与所述大于车轮不圆度门限的数据，确定所述拟合函数。

再请参照图6，本实施例提供的车轮不圆度检测装置还包括：

速度确定模块14，用于在所述声压级确定模块11确定噪声的主频声压级之前，确定所述列车的运行速度满足预设速度。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。