[發明專利]一種軌道交通機車車輛輪對多邊形故障檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 202210068236.3
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114544206B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 李彥夫;門天立
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01M17/10
• 分類號: G01M17/10;G01H17/00;G06F17/14;G06F17/15
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 杜月

本發明提出一種軌道交通機車車輛輪對多邊形故障檢測方法及裝置，包括：初始化噪音監測模型的輸入變量，輸入變量包括輪對的輪徑、車輛行駛速度、監測噪音中的一項或者多項，采集噪音數據，并進行預處理，利用短時傅里葉變換提取出預處理后的噪音數據的頻譜特征，并對其進行分析，得出不同頻率噪音的聲壓級密度閾值，讀取待監測的輪對噪音數據、輪徑和車輛行駛速度，根據輪對噪音數據、輪徑和車輛行駛速度得到頻域數據，根據頻域數據和不同頻率噪音的聲壓級密度閾值，計算該頻段對應的車輪多邊形階次，根據階次判斷車輪是否異常，根據異常信息生成故障檢測結果，并上報故障檢測結果。該方法計算復雜度低,運算速度快,而且監測快速有效,準確度高。

技術領域

本發明涉及信號處理領域，尤其涉及一種軌道交通機車車輛輪對多邊形故障檢測方法及裝置。該方法監測模型結構簡單,復雜度低,運算速度快,而且監測快速有效,準確度高,具有較好的實用性和優越性。

背景技術

高速列車的運行安全變得越來越重要。目前，對于高速列車安全性能的把控主要是通過定期檢修，無法做到實時監測，或者隨車監測。現有通過檢修發現的問題中，車輪多邊形磨損是一種在車輪圓周上產生的周期性磨耗，會對列車安全造成重大隱患，例如，德國IEC鐵路也曾因為車輪多邊形磨損的問題而導致列車脫軌，所以，通過對車輪多邊形磨損的檢測能夠在其發展的早期檢測出問題，從而進行預測性維修，大大提高高速列車在運行中的安全性，避免潛在風險，此外，車輪多邊形磨損還會導致列車行駛中產生較大的噪音，影響乘客的乘坐體驗。

現有技術中，尚未有方案對車輪多邊形磨損進行隨車檢測，振動傳感器暫時無法全面安裝在車身，因此，輪對多邊形噪音源分析技術可以通過研究車輪多邊形磨損情況與噪音之間的關系，建立多邊形磨損的評估模型，并通過評估模型監測噪音來實時評估并且預測車輪多邊形磨損情況，從而實現視情維修，節約大量維修成本。

噪音檢測技術可以應用的安全檢測內容和場景為：在軌道交通機車車輛上，通過在車內的墻壁上固定聲級計來對車輛噪音進行采集，再利用計算設備對噪音數據進行分析，得到能反映車輪多邊形磨損情況的指標，從而判斷當前車輪多邊形磨損的情況，并給出預警。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的第一個目的在于提出一種軌道交通機車車輛輪對多邊形故障檢測方法，以實現評估并且預測車輪多邊形磨損情況，從而實現視情維修，節約大量維修成本。

本發明的第二個目的在于提出一種軌道交通機車車輛輪對多邊形故障檢測裝置。

本發明的第三個目的在于提出一種計算機設備。

本發明的第四個目的在于提出一種非臨時性計算機可讀存儲介質。

為達上述目的，本發明第一方面實施例提出了一種軌道交通機車車輛輪對多邊形故障檢測方法，包括：

初始化噪音監測模型的輸入變量，所述輸入變量包括輪對的輪徑、車輛行駛速度、監測噪音中的一項或者多項；

采集噪音數據，并對所述噪音數據進行預處理，利用短時傅里葉變換提取出預處理后的噪音數據的頻譜特征，對所述頻譜特征進行分析，得出不同頻率噪音的聲壓級密度閾值；

讀取待監測的輪對噪音數據、輪徑和車輛行駛速度，根據所述待監測的輪對噪音數據、輪徑和車輛行駛速度得到車輛穩定運行狀態下的頻域數據；

根據所述頻域數據和所述不同頻率噪音的聲壓級密度閾值，計算該頻段對應的車輪多邊形階次，根據所述車輪多邊形階次判斷車輪是否異常；

在判斷車輪異常時，根據車輪的異常信息生成故障檢測結果，并上報所述故障檢測結果。

可選地，在本申請的一個實施例中，所述采集噪音數據，包括：

采集車輛在車輪正常狀態和異常狀態時的噪音數據；