CN107884214B - 一种列车走行部部件故障多参数综合决策方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车走行部部件故障多参数综合决策方法，该方法包括：获得列车走行部部件的监测信号，监测信号至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号，分别根据冲击信号、振动信号以及温度信号，确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度，根据冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度，确定列车走行部部件的故障状态。应用本发明实施例所提供的技术方案，由于冲击信号对故障的敏感程度较高，可以在故障发生的早期就监测到故障，并且通过冲击、振动以及温度信号的综合决策，提高了故障判别的准确率。本发明还公开了一种列车走行部部件故障多参数综合决策装置，具有相应技术效果。

Description

一种列车走行部部件故障多参数综合决策方法及装置

技术领域

本发明涉及机械设备故障诊断领域，特别是涉及一种列车走行部部件故障多参数综合决策方法及装置。

背景技术

在列车的运行过程中，走行部部件例如轴承、齿轮、轮对踏面、车轴、电机轴、万向轴等部件，会随着运行而发生损伤，进而可能会引发故障。当走行部部件发生故障时，会影响列车的运营秩序，甚至可能引发事故，对人员造成伤害，对财物造成损失。特别是对于动车组列车，由于其运行的车速更快，其走行部部件的故障诊断显得更为重要。

在现有的列车走行部部件的故障诊断的方法中，通常采用温度信号监测或者振动信号监测的方式来完成故障的诊断。在采用温度信号监测的方式中，在故障发生的早期，温度信号并不敏感，无法及时地反映故障，当发生温度报警时，事故可能已经扩大，甚至无法挽回。在采用振动信号监测的方式中，虽然振动信号对故障的敏感程度高于温度信号对故障的敏感程度，但依旧存在不能在早期及时反映故障的情况。并且，无论是采用温度信号监测还是振动信号监测的方式来完成故障的诊断，发出的故障警报的准确率都有待提高。

综上所述，如何有效地对列车走行部部件进行故障诊断并不断提高诊断的准确率，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车走行部部件故障多参数综合决策方法及装置，以提早发现故障，并且提高故障诊断的准确率。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，该方法包括：

获得列车走行部部件的监测信号，所述监测信号至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号；

分别根据所述冲击信号、所述振动信号以及所述温度信号，确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度；

根据所述冲击分析幅度，所述振动分析幅度以及所述温度分析幅度，确定所述列车走行部部件的故障状态。

优选的，所述根据所述冲击分析幅度，所述振动分析幅度以及所述温度分析幅度，确定所述列车走行部部件的故障状态，包括：

确定报警条件是否成立；

如果是，则确定所述列车走行部部件故障并输出报警信息；

其中，所述报警条件为：满足所述冲击分析幅度超过冲击报警阈值、所述振动分析幅度超过振动报警阈值、所述温度分析幅度超过温度报警阈值这三项中的至少两项；

或者；

所述冲击分析幅度超过冲击预警阈值、所述振动分析幅度超过振动预警阈值以及所述温度分析幅度超过温度报警阈值。

优选的，在确定报警条件不成立之后，还包括：

确定预警条件是否成立；

如果是，则确定所述列车走行部部件故障并输出预警信息；

其中，所述预警条件为：所述冲击分析幅度超过冲击预警阈值并且所述振动分析幅度超过振动预警阈值；

或者；

所述冲击分析幅度超过冲击预警阈值或者所述振动分析幅度超过振动预警阈值、所述温度分析幅度超过温度预警阈值。

优选的，通过以下步骤确定冲击分析幅度：

根据所述冲击信号的频谱，确定冲击信号频率以及冲击信号频谱幅度；

根据所述冲击信号频率、所述冲击信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率，确定冲击分析幅度。

优选的，所述根据所述冲击信号频率、所述冲击信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率，确定冲击分析幅度，包括：

确定预先确定的故障特征频率和所述冲击信号频率之间的第一误差是否不高于预设的冲击误差阈值；

如果是，则确定已确认的所述冲击信号频谱幅度的各阶频谱幅度中的第一最大能量值；

根据所述第一最大能量值，确定冲击分析幅度。

优选的，通过以下步骤确定振动分析幅度：

根据所述振动信号的频谱，确定振动信号频率以及振动信号频谱幅度；

根据所述振动信号频率、所述振动信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率和转速频率，确定振动分析幅度。

优选的，所述根据所述振动信号频率、所述振动信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率和转速频率，确定振动分析幅度，包括：

确定故障特征频率和所述振动信号频率之间的第二误差是否不高于预设的振动误差阈值；

如果是，则确定已确认的所述振动信号频谱幅度的各阶频谱幅度中的第二最大能量值；

根据所述第二最大能量值，确定振动分析幅度；

如果否，则确定所述振动信号频率是否包含所述转速频率的一阶频率或者所述转速频率的二阶频率，如果是，则根据所述一阶频率的频谱幅度和所述二阶频率的频谱幅度中的最大值，确定振动分析幅度。

优选的，通过以下步骤确定温度分析幅度：

根据所述温度信号中的同位温升值以及单点温度值，确定温度分析幅度。

优选的，所述获得列车走行部部件的监测信号，包括：

当接收到转速脉冲信号时，获得数据前置处理器传输的列车走行部部件的冲击信号以及振动信号。

一种列车走行部部件故障多参数综合决策装置，该装置包括：

信号获得模块，用于获得列车走行部部件的监测信号，所述监测信号至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号；

报警级别确定模块，用于分别根据所述冲击信号、所述振动信号以及所述温度信号，确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度；

故障状态确定模块，用于根据所述冲击分析幅度，所述振动分析幅度以及所述温度分析幅度，确定所述列车走行部部件的故障状态。

应用本发明实施例所提供的技术方案，获得列车走行部部件的监测信号，监测信号至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号，分别根据冲击信号，振动信号以及温度信号，确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度，根据冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度，确定列车走行部部件的故障状态。

考虑到现有技术中振动信号以及温度信号对故障的敏感程度都较低，并且，单独采用一种信号进行故障诊断，发出的故障警报的准确率有待提高。发明人采用温度信号、振动信号以及冲击信号综合决策进行故障诊断。并且提供了具体的综合决策的方法，通过获得列车走行部部件的至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号的监测信号，根据冲击信号确定冲击分析幅度，根据振动信号确定振动分析幅度，根据温度信号确定温度分析幅度，再综合冲击分析幅度、振动分析幅度以及温度分析幅度，对列车走行部部件进行故障多参数综合决策，得出故障状态。由于冲击信号对故障的敏感程度较高，可以在故障发生的早期就监测到故障，并且通过冲击、振动以及温度信号的综合决策，提高了故障诊断的准确率。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中一种列车走行部部件故障多参数综合决策方法的实施流程图；

图2为本发明具体实施方式中信号的获取与传输的***组成结构图；

图3为本发明具体实施方式中报警条件的一种逻辑结构图；

图4为本发明具体实施方式中预警条件的一种逻辑结构图；

图5为本发明具体实施方式中报警条件的另一种逻辑结构图；

图6为本发明具体实施方式中预警条件的另一种逻辑结构图；

图7为本发明中一种列车走行部部件故障多参数综合决策装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种列车走行部部件故障多参数综合决策方法，由于冲击信号对故障的敏感程度较高，可以在故障发生的早期就监测到故障，并且通过冲击、振动以及温度信号的综合决策，提高了故障诊断的准确率。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。

请参考图1，为本发明中一种列车走行部部件故障多参数综合决策方法所提供的实施流程图，该方法可以包括以下步骤：

S101：获得列车走行部部件的监测信号，监测信号至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号。

故障诊断装置可以通过传感器获得列车走行部部件的至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号的监测信号。传感器可以安装在走行部部件的各个监测点位上，例如，可以在电机，齿轮，轴承，万向轴以及轮对踏面的轴承座上安装传感器，通过各个部件的传感器，获得部件相应位置的冲击信号，振动信号以及温度信号。当然，需要说明的是，对于相同的部件，传感器安装的位置可以相同。例如，针对每一个需要进行故障诊断的同一型号的电机，传感器的安装位置均为电机轴承座的承载区。传感器可以是复合传感器，可以使用复合传感器对同一位置进行监测，得到至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号的监测信号。并且复合传感器还可以对监测信号进行调理以及进行抗干扰等处理，可以将处理之后的监测信号向远端传送至数据前置处理器。

复合传感器可以将至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号的监测信号传送至数据前置处理器，数据前置处理器可以对监测信号进行切换以及预处理等操作，再将处理之后的监测信号通过总线传输至故障诊断装置，例如通过V-BUS总线传输，数据前置处理器与故障诊断装置相连的接口可以为车辆总线接口。当然，传感器也可以不通过数据前置处理器，直接与故障诊断装置相连，传感器直接或通过前置处理器也可以通过无线电方式与故障诊断装置相连，并不影响本发明的实施。可参阅图2所示，轴箱测点传感器201、齿轮测点传感器202以及电机测点203分别与数据前置处理器204相连，数据前置处理器204与故障诊断装置205的车辆总线接口连接。

在本发明的一种具体实施方式中，步骤S101包括：

当接收到转速脉冲信号时，获得数据前置处理器传输的列车走行部部件的冲击信号、振动信号以及温度信号。

故障诊断装置可以通过转速输入接口接收转速脉冲信号，当接收到转速脉冲信号时，获得数据前置处理器传输的列车走行部部件的冲击信号、振动信号以及温度信号。例如，当转速脉冲信号由低到高跳变时，故障诊断装置获得数据前置处理器传输的列车走行部部件的冲击信号、振动信号以及温度信号。当然，本发明也可以采用其他信号采样的方式，并不影响本发明的实施，例如故障诊断装置按照预设的周期获得列车走行部部件的相应的监测信号。并且，故障诊断装置也可以不通过数据前置处理器，直接采集冲击等信号。可参阅图2所示，故障诊断装置205通过转速输入接口接收转速脉冲信号发送装置206发送的转速脉冲信号。需要说明的是，故障诊断装置205可以通过电源接口与电源装置207的输出电源相连，电源装置207的输入电源可以为直流110伏，故障诊断装置205可以通过信息输出接口连接列车网络。可参阅图2所示，故障诊断装置205通过电源接口与电源装置207相连，通过信息输出接口与列车网络208相连。

在获得列车走行部部件的至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号的监测信号之后，可以进行步骤S102的操作。

S102：分别根据冲击信号、振动信号以及温度信号，确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度。

在获得冲击信号，振动信号以及温度信号之后，可以根据冲击信号确定冲击分析幅度，根据振动信号确定振动分析幅度，根据温度信号确定温度分析幅度。在本发明的一种具体实施方式中，可以将冲击信号，振动信号以及温度信号进行分析以及计算，确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度，并且存储相关数据。冲击分析幅度数的设定、振动分析幅度数的设定以及温度分析幅度数的设定，均可以根据实际情况进行设定和调整，并不影响本发明的实施。例如，将冲击分析幅度设为1至3级，将振动分析幅度设为1至3级，将温度分析幅度设置为1至2级。当然，根据冲击信号，振动信号以及温度信号确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度之前，相应的参数的阈值均可以根据经验或/和科学计算进行设定和调整。

在确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度之后，可以进行步骤S103的操作。

S103：根据冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度，确定列车走行部部件的故障状态。

故障诊断装置可以根据冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度，确定列车走行部部件是否故障。例如，当冲击分析幅度达到最高级别，振动分析幅度达到最高级别，温度分析幅度达到最高级别时，确定列车走行部部件为3级故障。在本发明的一种具体实施方式中，步骤S103包括：

步骤一：确定报警条件是否成立，如果是，则进行步骤二的操作；

步骤二：确定列车走行部部件故障并输出报警状态。

其中，报警条件为：满足冲击分析幅度超过冲击报警阈值、振动分析幅度超过振动报警阈值、温度分析幅度超过温度报警阈值这三项中的至少两项；

或者；

冲击分析幅度超过冲击预警阈值、振动分析幅度超过振动预警阈值以及温度分析幅度超过温度报警阈值。

故障诊断装置在获得冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度之后，可以确定报警条件是否成立，如果是，确定列车走行部部件故障，并输出报警信息，例如通过蜂鸣器发出警报，也可通过列车网络，向列车上的显示终端发送发生故障报警信息及相关部件的数据，以使相关人员采取相应措施，例如停止列车的行进，并对发生故障报警的相应部件进行故障处理。当然，在确定报警条件不成立时，可以发送列车正常运行的消息，并不影响本发明的实施。

当冲击分析幅度超过冲击报警阈值、振动分析幅度超过振动报警阈值、温度分析幅度超过温度报警阈值这三项中的至少两项分析幅度时，报警条件成立。例如冲击预警阈值为0，冲击报警阈值为2，当冲击分析幅度超过2时，例如冲击分析幅度为3，则报警条件中的冲击分析幅度超过冲击报警阈值这一项成立。可参阅3所示，为本发明具体实施方式中报警条件的一种逻辑结构图。AND表示逻辑上的与，OR表示逻辑上的或，冲击≥冲击报警阈值表示冲击分析幅度超过了冲击报警阈值，振动≥振动报警阈值表示振动分析幅度超过了振动报警阈值，温度≥温度报警阈值表示温度分析幅度超过了温度报警阈值。

需要指出的是，当冲击分析幅度超过冲击预警阈值、振动分析幅度超过振动预警阈值以及温度分析幅度超过温度报警阈值，报警条件也成立。在图3中用冲击≥冲击预警阈值表示冲击分析幅度超过了冲击预警阈值，用振动≥振动预警阈值表示振动分析幅度超过了振动预警阈值。例如，冲击分析幅度分为0至3级，预设的冲击预警阈值为1，预设的冲击报警阈值为3，当冲击分析幅度为0时，可以确定冲击信号正常，冲击分析幅度未超过冲击预警阈值，当冲击分析幅度为1或者2时，可以确定冲击分析幅度超过冲击预警阈值，当冲击分析幅度为3时，可以确定冲击分析幅度超过冲击报警阈值。

在本发明的一种具体实施方式中，在确定报警条件不成立之后，还包括：

步骤一：确定预警条件是否成立，如果是，则进行步骤二的操作；

步骤二：确定列车走行部部件故障并输出预警信息。

其中，预警条件为：冲击分析幅度超过冲击预警阈值并且振动分析幅度超过振动预警阈值；

或者；

冲击分析幅度超过冲击预警阈值或者振动分析幅度超过振动预警阈值、温度分析幅度超过温度预警阈值。

在本发明的该种实施方式中，故障诊断装置可以在确定报警条件不成立时，确定预警条件是否成立，如果是，则确定列车走行部部件故障并输出预警信息。需要说明的是，本发明也可以通过故障诊断装置同时进行预警条件以及报警条件的确定，并不影响本发明的实施。当确定预警条件成立时，确定列车走行部部件故障并输出预警信息，例如通过指示灯向检修人员发出预警信息，并且通过列车网络输出发生故障预警信息及相关部件的数据，以使相关人员进行相应的故障处理，例如在列车入库时，对发生故障预警的部件进行检修。

可参阅图4所示，为本发明具体实施方式中预警条件的一种逻辑结构图。在图4中用冲击≥冲击预警阈值表示冲击分析幅度超过了冲击预警阈值，用振动≥振动预警阈值表示振动分析幅度超过了振动预警阈值，用温度≥温度预警阈值表示温度分析幅度超过了温度预警阈值。

应用本发明实施例所提供的技术方案，获得列车走行部部件的监测信号，监测信号至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号，分别根据冲击信号，振动信号以及温度信号，确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度，根据冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度，确定列车走行部部件的故障状态。

考虑到现有技术中振动信号以及温度信号对故障的敏感程度都较低，并且，单独采用一种信号进行故障诊断，发出的故障警报的准确率有待提高。发明人采用温度信号、振动信号以及冲击信号综合决策进行故障诊断。并且提供了具体的综合决策的方法，通过获得列车走行部部件的至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号的监测信号，根据冲击信号确定冲击分析幅度，根据振动信号确定振动分析幅度，根据温度信号确定温度分析幅度，再综合冲击分析幅度、振动分析幅度以及温度分析幅度，对列车走行部部件进行多参数综合决策，得出故障状态。由于冲击信号对故障的敏感程度较高，可以在故障发生的早期就监测到故障，并且通过冲击、振动以及温度信号的多参数综合决策，提高了故障诊断的准确率。

在本发明的一种具体实施方式中，通过以下步骤确定冲击分析幅度：

第一个步骤：根据冲击信号的频谱，确定冲击信号频率以及冲击信号频谱幅度；

第二个步骤：根据冲击信号频率、冲击信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率，确定冲击分析幅度。

为了便于描述，将上述两个步骤进行合并说明。

在获得冲击信号之后，可以对冲击信号进行频谱分析。根据冲击信号，确定冲击信号的冲击信号频率以及冲击信号频谱幅度，根据冲击信号频率和冲击信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率，确定冲击分析幅度。故障特征频率可以通过对走行部部件进行参数计算预先获得，例如当对列车走行部的轴承进行故障诊断时，根据轴承的参数，计算出对应于该轴承型号的各类故障特征频率。

在本发明的一种具体实施方式中，上述第二个步骤包括以下三个步骤：

步骤一：确定预先确定的故障特征频率和冲击信号频率之间的第一误差是否不高于预设的冲击误差阈值，如果是，则进行步骤二的操作；

步骤二：确定已确认的冲击信号频谱幅度的各阶频谱幅度中的第一最大能量值；

步骤三：根据第一最大能量值，确定冲击分析幅度。

在确定冲击信号的冲击信号频率之后，可以将冲击信号频率与故障特征频率进行比较，确定故障特征频率和冲击信号频率之间的第一误差是否不高于预设的冲击误差阈值。例如当冲击信号频率为103赫兹，故障特征频率为100赫兹时，故障特征频率和冲击信号频率之间的第一误差为3赫兹，当预设的冲击误差阈值为故障特征频率的10％即10赫兹时，第一误差并不高于该冲击误差阈值。冲击误差阈值可以根据实际情况进行设定和调整，并不影响本发明的实施。需要说明的是，当故障特征频率和冲击信号频率之间的第一误差不高于预设的冲击误差阈值时，通常可以将此时的冲击信号频率称为冲击信号特征频率。

当第一误差不高于预设的冲击误差阈值时，可以进一步确定冲击信号频谱幅度的各阶频谱幅度中的第一最大能量值，并根据第一最大能量值，确定冲击分析幅度。需要说明的是，确定冲击信号的各阶频谱之后，可以根据公式分别计算每阶频谱的能量值，将能量值最大的称为第一最大能量值。根据第一最大能量值，确定冲击分析幅度。例如当第一最大能量值大等于55dB小于60dB时，确定冲击分析幅度为2级。当然，当第一误差高于预设的冲击误差阈值时，可以确定冲击信号正常。在本发明的一种具体实施方式中，也可以取冲击信号的前几阶频谱幅度的极大值的平均值，并根据该平均值确定冲击分析幅度，并不影响本发明的实施。当确定冲击信号正常时，还可以进一步的输出冲击信号正常的提示信息。

在本发明的一种具体实施方式中，通过以下步骤确定振动分析幅度：

步骤一：根据振动信号的频谱，确定振动信号频率以及振动信号频谱幅度；

步骤二：根据振动信号频率、振动信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率和转速频率，确定振动分析幅度。

在获得振动信号之后，可以对振动信号进行频谱分析。根据振动信号，确定振动信号的振动信号频率以及振动信号频谱幅度，进一步的，根据振动信号频率和振动信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率和转速频率，确定振动分析幅度。

具体的，可以确定故障特征频率和振动信号频率之间的第二误差是否不高于预设的振动误差阈值。如果是，则确定已确认的振动信号频谱幅度的各阶频谱幅度中的第二最大能量值，根据第二最大能量值，确定振动分析幅度。需要说明的是，确定振动信号的各阶频谱之后，可以根据公式分别计算每阶频谱的能量值，将能量值最大的称为第二最大能量值。例如，当振动信号频率为86赫兹，故障特征频率为80赫兹时，故障特征频率和振动信号频率之间的第二误差为6赫兹，当预设的振动误差阈值为10赫兹时，第二误差并不高于振动误差阈值。需要说明的是，振动误差阈值可以根据实际情况进行设定和调整，并不影响本发明的实施。在确定第二误差不高于振动误差阈值时，可以进一步确定振动信号频谱幅度的各阶频谱幅度中的第二最大能量值，根据第二最大能量值，确定振动分析幅度。

当第二误差高于振动误差阈值时，则可以确定振动信号频率是否包含转速频率的一阶频率或者转速频率的二阶频率，如果是，则根据一阶频率的频谱幅度和二阶频率的频谱幅度中的最大值，确定振动分析幅度。振动信号频率包含转速频率的一阶频率或者转速频率的二阶频率，指的是振动信号频率与转速信号的一阶频率或者二阶频率在预设的误差范围内，可以将该误差范围称为第三误差阈值，通常可以设为10％。例如，当振动信号频率为30赫兹，转速频率的一阶频率为30赫兹，二阶频率为60赫兹时，确定振动信号频率包含转速频率的一阶频率。进一步的，确定一阶频率的频谱幅度以及二阶频率的频谱幅度，并根据二者的最大值，确定振动分析幅度。当然，如果振动信号中仅包含一阶频率或者仅包含二阶频率，则无需进行一二阶频谱幅度的比较。需要说明的是，在本发明的一种具体实施方式中，在确定振动信号频率不包含转速频率的一阶频率或者转速频率的二阶频率时，可以确定振动无分析幅度，或者可以确定振动信号正常，并且进一步输出振动信号正常的提示信息，均不影响本发明的实施。

在本发明的一种具体实施方式中，可以根据以下步骤确定温度分析幅度：

根据温度信号中的同位温升值以及单点温度值，确定温度分析幅度。

例如，可以将温度分析幅度分为1级和2级，当温度分析幅度为1级时，表示温度分析幅度超过了温度预警阈值，当温度分析幅度为2级时，表示温度分析幅度超过了温度报警阈值。当然，温度分析幅度、温度报警阈值以及温度预警阈值的设定，均可以根据实际情况进行设定和调整，并不影响本发明的实施。可以根据温度信号中的同位温升值以及单点温度值，确定温度分析幅度。例如，在本发明的一种具体实施方式中，当同位温升值高于温升报警阈值或者单点温度高于单点温度阈值时，可以确定温度分析幅度为2级，即确定温度分析幅度超过温度报警阈值。同位温升值指的是一列车中，某辆车或各辆车走行部同一位置，如轴箱轴承位置，最高温度与最低温度的差值。单点温度是指走行部某个部件位置的最高温度。温升报警阈值以及单点温度阈值可以根据实际情况进行设定和调整，例如设温升报警阈值为50摄氏度，单点温度报警阈值为110摄氏度，并不影响本发明的实施。可参阅图5所示，用同位温升≥温升报警阈值表示同位温升值高于温升报警阈值，用单点温度≥单点温度报警阈值表示单点温度高于单点温度报警阈值，图5中的其他部分可以参阅图3的描述，此处不重复说明。

在本发明的一种具体实施方式中，当同位温升值高于温升预警阈值时，可以确定温度分析幅度超过温度预警阈值，可参阅图6所示，用同位温升≥温升预警阈值表示同位温升值高于温升预警阈值，温升预警阈值可以根据实际情况进行设定和调整，例如设为20摄氏度，并不影响本发明的实施。图6中的其他部分可以参阅图4的描述，此处不重复说明。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种列车走行部部件故障诊断装置，下文描述的一种列车走行部部件故障诊断装置与上文描述的一种列车走行部部件故障多参数综合决策方法可相互对应参照。

参见图7所示，为本发明中一种列车走行部部件故障多参数综合决策装置的结构示意图，本发明中的列车走行部部件故障多参数综合决策装置相当于上文中的故障诊断装置，该装置可以包括以下模块：

信号获得模块701，用于获得列车走行部部件的监测信号，监测信号至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号；

报警级别确定模块702，用于分别根据冲击信号、振动信号以及温度信号，确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度；

故障状态确定模块703，用于根据冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度，确定列车走行部部件的故障状态。

应用本发明实施例所提供的装置，获得列车走行部部件的监测信号，监测信号至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号，分别根据冲击信号，振动信号以及温度信号，确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度，根据冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度，确定列车走行部部件的故障状态。

考虑到现有技术中振动信号以及温度信号对故障的敏感程度都较低，并且，单独采用一种信号进行故障诊断，发出的故障警报的准确率有待提高。发明人采用温度信号、振动信号以及冲击信号综合决策进行故障诊断。并且提供了具体的综合决策的方法，通过获得列车走行部部件的至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号的监测信号，根据冲击信号确定冲击分析幅度，根据振动信号确定振动分析幅度，根据温度信号确定温度分析幅度，再综合冲击分析幅度、振动分析幅度以及温度分析幅度，对列车走行部部件进行故障诊断，得出故障状态。由于冲击信号对故障的敏感程度较高，可以在故障发生的早期就监测到故障，并且通过冲击、振动以及温度信号的综合决策，提高了故障诊断的准确率。

在本发明的一种具体实施方式中，故障状态确定模块703具体用于：

确定报警条件是否成立；

如果是，则确定列车走行部部件故障并输出报警信息；

其中，报警条件为：满足冲击分析幅度超过冲击报警阈值、振动分析幅度超过振动报警阈值、温度分析幅度超过温度报警阈值这三项中的至少两项；

或者；

冲击分析幅度超过冲击预警阈值、振动分析幅度超过振动预警阈值以及温度分析幅度超过温度报警阈值。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

预警条件确定模块，用于在确定报警条件不成立之后，确定预警条件是否成立，如果是，则进入预警信息输出模块；

预警信息输出模块，用于确定列车走行部部件故障并输出预警信息；

其中，预警条件为：冲击分析幅度超过冲击预警阈值并且振动分析幅度超过振动预警阈值；

或者；

冲击分析幅度超过冲击预警阈值或者振动分析幅度超过振动预警阈值、温度分析幅度超过温度预警阈值。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

冲击信号频谱分析模块，用于根据冲击信号的频谱，确定冲击信号频率以及冲击信号频谱幅度；

冲击分析幅度确定模块，用于根据冲击信号频率、冲击信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率，确定冲击分析幅度。

在本发明的一种具体实施方式中，冲击分析幅度确定模块具体用于：

确定预先确定的故障特征频率和冲击信号频率之间的第一误差是否不高于预设的冲击误差阈值；

如果是，则确定已确认的冲击信号频谱幅度的各阶频谱幅度中的第一最大能量值；

根据第一最大能量值，确定冲击分析幅度。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

振动信号频谱分析模块，用于根据振动信号的频谱，确定振动信号频率以及振动信号频谱幅度；

振动分析幅度确定模块，用于根据振动信号频率、振动信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率和转速频率，确定振动分析幅度。

在本发明的一种具体实施方式中，振动分析幅度确定模块具体用于：

确定故障特征频率和振动信号频率之间的第二误差是否不高于预设的振动误差阈值；

如果是，则确定已确认的振动信号频谱幅度的各阶频谱幅度中的第二最大能量值；

根据第二最大能量值，确定振动分析幅度；

如果否，则确定振动信号频率是否包含转速频率的一阶频率或者所述转速频率的二阶频率，如果是，则根据一阶频率的频谱幅度和二阶频率的频谱幅度中的最大值，确定振动分析幅度。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

温度分析幅度确定模块，用于根据温度信号中的同位温升值以及单点温度值，确定温度分析幅度。

在本发明的一种具体实施方式中，信号获得模块701具体用于：

当接收到转速脉冲信号时，获得数据前置处理器传输的列车走行部部件的冲击信号以及振动信号。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

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技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种列车走行部部件故障多参数综合决策方法，其特征在于，包括：

获得列车走行部部件的监测信号，所述监测信号至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号；

分别根据所述冲击信号、所述振动信号以及所述温度信号，确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度；

根据所述冲击分析幅度，所述振动分析幅度以及所述温度分析幅度，确定所述列车走行部部件的故障状态；

其中，通过以下步骤确定冲击分析幅度：

根据所述冲击信号的频谱，确定冲击信号频率以及冲击信号频谱幅度；

根据所述冲击信号频率、所述冲击信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率，确定冲击分析幅度；

其中，所述根据所述冲击信号频率、所述冲击信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率，确定冲击分析幅度，包括：

确定预先确定的故障特征频率和所述冲击信号频率之间的第一频率误差是否不高于预设的冲击频率误差阈值；

如果是，则确定已确认的所述冲击信号频谱幅度的各阶频谱幅度中的第一最大能量值；

根据所述第一最大能量值，确定冲击分析幅度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述冲击分析幅度，所述振动分析幅度以及所述温度分析幅度，确定所述列车走行部部件的故障状态，包括：

确定报警条件是否成立；

如果是，则确定所述列车走行部部件故障并输出报警信息；

其中，所述报警条件为：满足所述冲击分析幅度超过冲击报警阈值、所述振动分析幅度超过振动报警阈值、所述温度分析幅度超过温度报警阈值这三项中的至少两项；

或者；

同时满足所述冲击分析幅度超过冲击预警阈值、所述振动分析幅度超过振动预警阈值以及所述温度分析幅度超过温度报警阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定报警条件不成立之后，还包括：

确定预警条件是否成立；

如果是，则确定所述列车走行部部件故障并输出预警信息；

其中，所述预警条件为：所述冲击分析幅度超过冲击预警阈值并且所述振动分析幅度超过振动预警阈值；

或者；

所述冲击分析幅度超过冲击预警阈值或者所述振动分析幅度超过振动预警阈值、并且所述温度分析幅度超过温度预警阈值。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，通过以下步骤确定振动分析幅度：

根据所述振动信号的频谱，确定振动信号频率以及振动信号频谱幅度；

根据所述振动信号频率、所述振动信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率和转速频率，确定振动分析幅度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述振动信号频率、所述振动信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率和转速频率，确定振动分析幅度，包括：

确定故障特征频率和所述振动信号频率之间的第二频率误差是否不高于预设的振动频率误差阈值；

如果是，则确定已确认的所述振动信号频谱幅度的各阶频谱幅度中的第二最大能量值；

根据所述第二最大能量值，确定振动分析幅度；

如果否，则确定所述振动信号频率是否包含所述转速频率的一阶频率以及所述转速频率的二阶频率，如果是，则根据所述一阶频率的频谱幅度和所述二阶频率的频谱幅度中的最大值，确定振动分析幅度。

6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，通过以下步骤确定温度分析幅度：

根据所述温度信号中的同位温升值以及单点温度值，确定温度分析幅度。

7.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述获得列车走行部部件的监测信号，包括：

当接收到转速脉冲信号时，获得数据前置处理器传输的列车走行部部件的冲击信号以及振动信号。

8.一种列车走行部部件故障多参数综合决策装置，其特征在于，包括：

信号获得模块，用于获得列车走行部部件的监测信号，所述监测信号至少包含冲击信号、振动信号以及温度信号；

报警级别确定模块，用于分别根据所述冲击信号、所述振动信号以及所述温度信号，确定冲击分析幅度，振动分析幅度以及温度分析幅度；

故障状态确定模块，用于根据所述冲击分析幅度，所述振动分析幅度以及所述温度分析幅度，确定所述列车走行部部件的故障状态；

所述报警级别确定模块确定所述冲击分析幅度包括：

根据所述冲击信号的频谱，确定冲击信号频率以及冲击信号频谱幅度；

根据所述冲击信号频率、所述冲击信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率，确定冲击分析幅度；

其中，所述根据所述冲击信号频率、所述冲击信号频谱幅度以及预先确定的故障特征频率，确定冲击分析幅度，包括：

确定预先确定的故障特征频率和所述冲击信号频率之间的第一频率误差是否不高于预设的冲击频率误差阈值；

如果是，则确定已确认的所述冲击信号频谱幅度的各阶频谱幅度中的第一最大能量值；

根据所述第一最大能量值，确定冲击分析幅度。