一种列车零部件故障定位方法和服务器与流程

本发明实施例涉及车辆维护技术，尤指一种列车零部件故障定位方法和服务器。

背景技术

车辆维修主要指列车维护检修人员，借助技术设备和维修知识，对地铁电动客车进行维护检修，确保客车正常使用的工作行为。车辆维修主要是确保车辆安全可靠，为运营提供性能可靠的运输车辆；并以效益是目标，降低维修成本，采用先进的技术设备和管理手段，提升维修质量，并实现低成本、高效率。

铁运营故障大概共分十类，分别是：车门故障、车辆故障、列车紧急装置异常启动(导致列车迫停)、信号设备故障、异物侵入线路、供电设备故障、线路设备故障、人员进入线路、屏蔽门故障及其他因素。

地铁公司对于车辆运营中的安全(安全事故次数)、准时(正点率、行车间隔)、高效(运营管理)等方面都有很高的要求，但是在高温环境、乘车人员数量压力大、延长运营时间、老旧设备系统边升级边运营等多种状态下，都有可能会造成故障集中发生，这就对检修人员的工作提出了更高的要求，也意味着留给检修人员的时间变得更少了。

为排除故障，需要司机、工务、供电等各不同专业职能的人员会诊定位并紧急排除故障，这段过程短则十分钟，长则数小时。而按照平常5分钟晚点就算一次“事故”的说法，半个小时以上的晚点就算是“重大事故”了。

目前，在轨交系统客户所使用的大数据平台系统中查看零部件故障报警时，检修人员只能根据系统提供的车厢车体平面图标注来判断故障所出现的大概位置，再到车厢附近进行二次查找，在此过程中会花费较多时间，对整个地铁运营造成非常大的影响。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种列车零部件故障定位方法和服务器，能够支持检修人员快速获得发生故障零部件的精准位置，极大缩短会诊定位时间，达到快速及时排除车辆故障的目的。

为了达到本发明实施例目的，本发明实施例提供了一种列车零部件故障定位方法，该方法可以包括：

采集并检测每个列车零部件传感器上报的数据；

当检测出上报的数据中存在异常数据时，通过即时通信技术通知预设的浏览器；

在浏览器上预先加载的列车系统三维模型上，通过预设的显示方式对异常数据对应的故障零部件进行报警显示；

对列车系统三维模型进行多方位旋转，从不同方位展示处于报警显示状态的故障零部件，以使维修人员对故障零部件进行定位。

可选地，该预设的显示方式包括：动态显示和/或高亮显示。

可选地，向浏览器发送的通知信息中包含故障零部件的标签；

该方法还可以包括：在对故障零部件进行报警显示之前，根据故障零部件的标签在列车系统三维模型中找到故障零部件。

可选地，该方法还可以包括：预先采用预设的三维设计软件建立该列车系统三维模型。

可选地，该三维设计软件可以包括：discreet公司的三维动画渲染和制作软件3dmax、欧特克三维建模和动画软件maya、德国maxon公司三维绘图软件cinema4d或犀牛rhino。

可选地，该三维设计软件为3dmax；

采用预设的三维设计软件建立列车系统三维模型包括：

设置3dmax基本软件环境；

将预先画好的列车系统的计算机辅助设计cad图导入3dmax基本软件环境中；

根据选择的建模方式和导入的cad图建立列车系统的每个列车零部件的三维模型；

对建立的每个列车零部件的三维模型进行组合和参数设置，获得列车系统三维模型。

可选地，该方法还可以包括：

在建立列车系统三维模型之后，生成关于列车系统三维模型的obj文件和矩阵模板库mtl文件；

使用预设的浏览器三维3d引擎将obj文件和mtl文件加载到浏览器上，以将列车系统三维模型加载到浏览器上；

其中，obj文件为模型文件，mtl文件包括模型材质和贴图路径。

可选地，该方法还可以包括：在将列车系统三维模型加载到浏览器上以后，将列车系统三维模型中每个列车零部件的标签与预设的数据库中存储的每个列车零部件的标签建立对应关系；

当检测出上报的数据中存在异常数据时，通过即时通信技术通知预设的浏览器包括：

从数据库中获取与异常数据对应的故障零部件，并通过即时通信技术，根据该对应关系在浏览器中的列车系统三维模型上确定故障零部件。

可选地，即时通信技术包括：全双工双向单套接字连接websocket。

为了达到本发明实施例目的，本发明实施例还提供了一种服务器，包括处理器和计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当该指令被处理器执行时，实现上述的列车零部件故障定位方法。

与现有技术相比，本发明实施例包括：采集并检测每个列车零部件传感器上报的数据；当检测出上报的数据中存在异常数据时，通过即时通信技术通知预设的浏览器；在浏览器上预先加载的列车系统三维模型上，通过预设的显示方式对异常数据对应的故障零部件进行报警显示；对列车系统三维模型进行多方位旋转，从不同方位展示处于报警显示状态的故障零部件，以使维修人员对故障零部件进行定位。通过该实施例方案，实现了支持检修人员快速获得发生故障零部件的精准位置，极大缩短乐会诊定位时间，达到了快速及时排除车辆故障的目的。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明实施例的技术方案，并不构成对本发明实施例技术方案的限制。

图1为本发明实施例的列车零部件故障定位方法流程图；

图2为本发明实施例的采用预设的三维设计软件建立列车系统三维模型的方法流程图；

图3为本发明实施例的用样条线绘制工具绘制出的车轮一半外轮廓示意图；

图4为本发明实施例的车轮三维模型示意图；

图5为本发明实施例的地铁转向架单元各个零部件的三维模型示意图；

图6为本发明实施例的组合后的地铁转向架单元三维模型示意图；

图7为本发明实施例的地铁转向架单元三维模型数据示意图；

图8为本发明实施例的地铁转向架单元三维模型中各个零部件的标签示意图；

图9为本发明实施例的转向架传感器上报的数据中分析出异常数据时的示意图；

图10为本发明实施例的服务器组成结构示意图。

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明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

为了达到本发明实施例目的，本发明实施例提供了一种列车零部件故障定位方法，如图1所示，该方法可以包括s101-s104：

s101、采集并检测每个列车零部件传感器上报的数据；

s102、当检测出上报的数据中存在异常数据时，通过即时通信技术通知预设的浏览器；

s103、在浏览器上预先加载的列车系统三维模型上，通过预设的显示方式对异常数据对应的故障零部件进行报警显示；可选地，该预设的显示方式可以包括：动态显示和/或高亮显示；

s104、对列车系统三维模型进行多方位旋转，从不同方位展示处于报警显示状态的故障零部件，以使维修人员对故障零部件进行定位。

在本发明实施例中，当列车(如地铁车辆)报出某一列车零部件(车辆转向架)故障时，检修相关人员均可快速打开浏览器的故障系统页面，通过页面上非常明显的故障部位高亮提示找到发生故障的具体位置。并且页面上的列车系统三维模型可以按照维修人员需要进行旋转，以使得维修人员找到适合的观看角度，直观快速的确认故障零部件的定位信息，实现了支持维修人员在列车零部件出现故障以后，以最快速度到达故障发生零部件精准位置进行维护，极大缩短了会诊定位时间，达到了快速及时排除车辆故障的目的。

可选地，向浏览器发送的通知信息中包含故障零部件的标签；

该方法还可以包括：在对故障零部件进行报警显示之前，根据故障零部件的标签在列车系统三维模型中找到故障零部件。

在本发明实施例中，预先对创建的列车系统三维模型中的每一个列车零部件设置不同的标签，当通过列车零部件传感器的上报数据检测出某一个或多个列车零部件出现故障时，可以向浏览器发送通知信息，并且该通知信息中包含故障零部件的标签；通过该故障零部件的标签可以在列车系统三维模型中找到故障零部件，从而对该故障零部件进行报警显示，如高亮显示。

可选地，该方法还可以包括：预先采用预设的三维设计软件建立该列车系统三维模型。

在本发明实施例中，在通过浏览器中的列车系统三维模型对故障零部件进行报警显示之前，需要预先建立该列车系统三维模型，并将建立的列车系统三维模型导入预设的浏览器中，下文中将详细介绍其具体实施步骤。

可选地，该三维设计软件可以包括：discreet公司的三维动画渲染和制作软件3dmax、欧特克三维建模和动画软件maya、德国maxon公司三维绘图软件cinema4d或犀牛rhino。

在本发明实施例中，目前实现三维模型建造的主流设计软件包括：3dmax、maya、cinema4d、rhino等。在此，可以运用3dmax进行精确建模并生成obj、mtl精确模型文件。

在本发明实施例中，下面将运用3dmax，以创建地铁转向架的三维模型为例，演示如何对列车系统三维模型进行精确建模。

可选地，如图2所示，采用预设的三维设计软件建立列车系统三维模型可以包括s201-s204：

s201、设置3dmax基本软件环境。

在本发明实施例中，首先需要设置3dmax基本软件环境，具体可以通过下述步骤实现：

1、设置3dmax作图的尺寸，国际标准为毫米(mm)。

2、设置3dmax自动保存时间。其默认为5分钟保存一次。由于当模型过大时，每5分钟保存一次，会增加内存压力，使电脑变慢、变卡，大大降低工作效率，因此此时建议自动保存设置90分钟一次。

3、设置3dmax捕捉，以2.5为基准，需要垂足、顶点、中心三个捕捉。这样可以防止对齐的错误出现。

4、将3dmax默认的渲染器改成默认扫描线渲染器(注：不要使用vray渲染器，以免造成导出材质贴图文件丢失的可能)。

s202、将预先画好的列车系统的计算机辅助设计cad图导入3dmax基本软件环境中。

在本发明实施例中，设置完3dmax基本软件环境后，可以将设备cad设计图导入3dmax，建立基础模型的正视、侧视、顶视的参考图。为确保xyz轴设计图尺寸的精确，必须使用3d捕捉命令制作，最后给予模型材质(注：材质可以为单色材质，并且锁定基础模型线，以免造成误操作影响建模选择)。

s203、根据选择的建模方式和导入的cad图建立列车系统的每个列车零部件的三维模型。

在本发明实施例中，建模方式基本上包括6大类：基础建模、复合建模、sufacetoods建模、多边形建模、面片建模和nurbs建模。

【基础建模】适用于大多数建模，包括对几何体的编辑和样条线的编辑。

【复合建模】一般用在特殊情况下，使建模更快，可以图形合并，例如布尔等。

【sufacetoods建模】是通过先建立外轮廓来完成，适用于用多边型比较慢比较麻烦的时候。

【多边形建模】很强大，基本所有建模都会用到，可以是一个体开始转多边形，也可以一个面转多边形，做圆滑物体的时候还可以配合圆滑使用，做一些生物或是曲面很强的东西的时候，一般都是先用一个box或是plan开始转多边形，然后开始构造。

【面片建模】比其他多了几个可调节轴，所以在处理圆滑效果的时候可以手工处理，更随心。

【nurbs建模】一般用于作曲面物体。

在本发明实施例中，根据车轮构造特征，本次可以选用【基础建模】中的“车削”工具进行建模，具体操作步骤如下：

1、用样条线绘制工具绘制车轮一半外轮廓，如图3所示。

2、在修改栏里选择车削工具，对绘制好的样条线进行编辑，选择角度：360，分段：16，勾选“封口始端”“封口末端”其它选项默认。

3、车削工具，将样条线沿z轴旋转成三维的模型，可以选择车削中的中心轴进行调整，使得模型满足车轮直径长度。

4、通过设置合理的分段参数，形成了比较平滑的车轮零部件模型，如图4所示。

s204、对建立的每个列车零部件的三维模型进行组合和参数设置，获得列车系统三维模型。

在本发明实施例中，以地铁转向架单元的组装作为案例，将每个建造的零部件模型分别命名后，运用“移动”“旋转”等工具对建造好的单个零部件模型进行三维空间的组合，就形成了比较大的单元，如图5、6所示。(由于模型都是按照cad尺寸进行精准统一建模，因此不需要“缩放”工具操作，以免造成误差)

在本发明实施例中，在三维空间组合完成后，可以进一步将模型个体进行系统命名，以便前端数据的接入。

在本发明实施例中，可以调整模型材质，运用系统基础材质球，设置参数。参数细分不要过高，方便前端模型的渲染，注意个别材质的折射反射以及凹凸。

可选地，该方法还可以包括：

在建立列车系统三维模型之后，生成关于列车系统三维模型的obj文件和矩阵模板库mtl文件；

使用预设的浏览器三维3d引擎将obj文件和mtl文件加载到浏览器上，以将列车系统三维模型加载到浏览器上；

其中，obj文件为模型文件，mtl文件包括模型材质和贴图路径。

在本发明实施例中，obj是一种3d模型文件，因此不包含动画、材质特性、贴图路径、动力学、粒子等信息；obj文件主要支持多边形(polygons)模型；虽然obj文件也支持曲线(curves)、表面(surfaces)、点组材质(pointgroupmaterials)，但maya导出的obj文件并不包括这些信息；obj文件支持法线和贴图坐标。在三维软件中调整好贴图后，贴图坐标信息可以存入obj文件中，这样文件导入前端后只需指定一下贴图文件路径就行了，不需要再调整贴图坐标了。

在本发明实施例中，在3dmax中选中需要导出的模型，然后点击文件-导出选中文件-选择gw：：obj文件类型，在弹出的obj导出选项中，根据项目需要勾选几何体、材质、输出、优化等参数选项，最后点击导出即可。

在本发明实施例中，导出后文件中包含两个文件：obj格式及mtl格式。obj文件是模型文件，mtl文件则记录着模型材质及贴图路径等信息文件。

可选地，该方法还可以包括：在将列车系统三维模型加载到浏览器上以后，将列车系统三维模型中每个列车零部件的标签与预设的数据库中存储的每个列车零部件的标签建立对应关系。

在本发明实施例中，为了实现通过前端的浏览器直观地观察到故障零部件，需要预先建立该浏览器，并建立该浏览器上的列车系统三维模型中每个列车零部件的标签与预设的数据库中存储的每个列车零部件的标签的对应关系。

在本发明实施例中，具体的前端实现方案(即浏览器的创建以及对应关系的建立过程)可以包含以下步骤：

1、新建index.html页面，引用threejs相关文件，并在index.html页面里创建模型的文档对象模型dom；在js中获取index.html中的dom容器；创建3d场景对象；添加照相机对象，并设置相关参数；添加渲染器对象，并设置相关参数；将上面的模型场景添加到index.html页面里面；此时前端已完成模型场景准备工作；可以在页面里面引入上面准备的模型文件(obj文件和mtl文件)。

2、使用threejs的objloader.js、mtlloader.js、objmtlloader.js模块加载obj和mtl文件，返回的数据中包含3d模型中的全部信息(data)，如图7所示；在data.children中可以找到模型中的各个零部件的标签(如名称)，如图8所示；将以上的模型名称分别与数据库中存储的零部件部件建立对应关系，比如模型中刹车盘部件的name＝“models_shachepan_01”就会和数据库中id＝”models_shachepan_01”建立关系。

可选地，当检测出上报的数据中存在异常数据时，通过即时通信技术通知预设的浏览器包括：

从数据库中获取与异常数据对应的故障零部件，并通过即时通信技术，根据该对应关系在浏览器中的列车系统三维模型上确定故障零部件。

可选地，即时通信技术包括：全双工双向单套接字连接websocket。

在本发明实施例中，当系统从转向架传感器上报的数据中分析出异常数据时(注：status字段表示异常情况——0：正常；1：异常)，如图9所示，服务器可以通过websocket及时将这条异常数据通知给前端页面，此时前端会根据部件的标签(如名称)找到3d模型中对应的右车轮部件，通过高亮的方式重点标注当前故障部件，这样就能快速的确认故障发生位置；通过滑动鼠标可以变化模型的观察角度，这样能更方便的查看故障部件的位置。

为了达到本发明实施例目的，本发明实施例还提供了一种服务器1，如图10所示，包括处理器11和计算机可读存储介质12，计算机可读存储介质12中存储有指令，当该指令被处理器11执行时，实现上述的列车零部件故障定位方法。

与现有技术相比，本发明实施例包括：采集并检测每个列车零部件传感器上报的数据；当检测出上报的数据中存在异常数据时，通过即时通信技术通知预设的浏览器；在浏览器上预先加载的列车系统三维模型上，通过预设的显示方式对异常数据对应的故障零部件进行报警显示；对列车系统三维模型进行多方位旋转，从不同方位展示处于报警显示状态的故障零部件，以使维修人员对故障零部件进行定位。通过该实施例方案，实现了支持检修人员快速获得发生故障零部件的精准位置，极大缩短乐会诊定位时间，达到了快速及时排除车辆故障的目的。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。