[發明專利]一種溫度傳感器自檢裝置及方法

有效

• 申請號: 201811236829.6
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109186813B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 劉邦繁;張慧源;李晨;孫木蘭;褚金鵬;劉昕武;劉雨聰;熊敏君
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: G01K15/00
• 分類號: G01K15/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明提供了一種溫度傳感器自檢裝置及方法，對列車在正常情況下的溫度數據序列進行差分處理得到分段標準差序列，并通過對標準差序列進行統計分析得到異常檢測閾值；對實時輸入溫度數據序列進行差分處理得到分段標準差序列；基于閾值及標準差序列判斷分段溫度差值序列是否存在異常；如果某段分段標準差序列大于或等于閾值，則判斷該段溫度差值序列存在異常，并進入下一步，否則傳感器正常；判斷存在異常的某段溫度差值序列與正常基準序列及前一相鄰時段溫度差值序列的分布一致性；如果存在一致性，則判斷傳感器正常，如果否，則傳感器異常。本發明能解決現有技術無法對溫度傳感器進行快速、有效的自檢，不能保障列車安全、高效運行的技術問題。

技術領域

本發明涉及故障診斷技術領域，尤其是涉及一種應用于列車溫度傳感器的自檢裝置及方法。

背景技術

溫度傳感器是列車傳動、控制、走行部等各個系統的重要部件之一，擔負著全車與溫度有關的關鍵部件的監測和感知功能，是保障設備安全、正常運行的核心裝置，是整個列車的監測的關鍵指標之一。通常，在大多數情況下本領域技術人員關注的是傳感器所監測對象的運行情況，而較少考慮監測者和溫度傳感器(系統)本身內在聯系的問題。事實上，同樣作為一個裝置，溫度傳感器必然存在故障的可能。當傳感器所測得的溫度值出現異常時，通常無法完全肯定該異常是所測對象真實發生了問題，還是傳感器或通信系統出現了異常。如果是真實的測量對象異常，則需要采取緊急列車安全應對措施，如降功率或停車檢修等。然而，如果是因為傳感器(系統)異常，采取緊急應對措施則會大量增加運維成本，甚至于在某些情況下還可能導致安全問題的發生。因此，在實際應用時必然需要解決一個問題，那就是如何確保溫度傳感器本身工作的正常性，或者換一種說法，即如何確定出現的異常溫度值是是否是傳感器本身的異常導致的。

基于以上問題，當前所需要解決的技術關鍵就在于采用何種方式來發現溫度傳感器本身是否正常，其中，包括：如何利用與溫度傳感器相關的信息和數據來有效鑒別異常源頭，實現有效預警，以及如何通過額外加裝傳感器或依靠現有的數據實現異常判別。

目前，關于檢查傳感器本身運行狀態的研究和應用很多，其中針對溫度傳感器異常與否的檢測手段也有很多，有通過檢測傳感器電壓、電流情況來判斷傳感器工作狀態的，有結合專業知識設定溫度閾值來判斷傳感器工作狀態的，也有通過在相似位置加裝傳感器，對比兩個或多個溫度值的變化來判斷傳感器工作狀態的。但是，這些現有的溫度傳感器檢測方法均存在著或是判斷結果不準確，存在誤判、漏判等情況，或是需要專業人員利用專業知識進行判斷，應用場合和領域受到限制，或是需要加裝額外的裝置，導致系統復雜度增加等各種技術缺陷。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種溫度傳感器自檢裝置及方法，以解決現有列車系統無法對溫度傳感器進行快速、有效的自檢，進而不能保障列車安全、高效運行的技術問題。

為了實現上述目的，本發明具體提供了一種溫度傳感器自檢裝置的技術實現方案，溫度傳感器自檢裝置，包括：

異常檢測閾值計算模塊，用于對列車在正常運行情況下傳感器所測的溫度數據序列T進行差分處理得到溫度差值序列δT的分段標準差序列Θ，并通過對標準差序列Θ進行統計分析得到異常檢測閾值K；

關鍵特征值提取模塊，用于對實時輸入的傳感器所測溫度數據序列t進行差分處理得到溫度差值序列δt的分段標準差序列η；

第一異常檢測模塊，用于根據所述異常檢測閾值計算模塊輸出的異常檢測閾值K，及所述關鍵特征值提取模塊輸出的標準差序列η判斷分段溫度差值序列δt是否存在異常；如果某段溫度差值序列δt的分段標準差序列η大于或等于異常檢測閾值K，則判斷該段溫度差值序列δt存在異常，并輸出該段存在異常的溫度差值序列δt，否則判斷傳感器正常；

一致性檢驗模塊，用于對所述第一異常檢測模塊輸出存在異常的溫度差值序列δt與正常基準序列及前一相鄰時間段溫度差值序列δt進行分布一致性檢驗；