CN109703600B - 一种计算列车轮径偏差的方法、***和一种列车 - Google Patents
一种计算列车轮径偏差的方法、***和一种列车 Download PDFInfo
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Abstract
本申请所提供的一种计算列车轮径偏差的方法,包括:在司控器处于零位时,选取设定速度作为基准速度,并根据所述基准速度确定轴速度累积量;迭代地根据轮径偏差计算公式计算得到各轴的轮径偏差;当所述轴速度累积量达到限幅值时,确定有效的所述轮径偏差,并计算各轴有效的所述轮径偏差的平均值作为各轴的最终轮径偏差。在确定速度有效以及特定工况下,选取设定的有效速度为基准,通过公式直接计算各轴轮径与基准轴之差。避免了人工设置带来的误差,可以自由调节限幅值,计算轮径偏差更加便捷简单迅速。本申请还提供一种计算列车轮径偏差的***和一种列车,具有上述有益效果。
Description
技术领域
本申请涉及轮轨式车辆领域,特别涉及一种计算列车轮径偏差的方法、***和一种列车。
背景技术
当前运营动车组车辆对轮径偏差均有预防性保护需求,为避免列车运行过程中因轮径偏差过大导致列车牵引传动***运行故障。动车组长期运营中,经过轮轨摩擦、旋轮等各种损耗,导致各动力轴轮对轮径存在差异,而由于目前的车辆运行中,控制器获取的参考轮径由认为通过车载网络控制***设置并传输,存在出错、不准或不能实时更新的可能性。而当牵引变流器控制电机施加力时,将导致各轮对实际发挥力不一致,进而影响列车轮对寿命及牵引变流器正常运行。
现有的技术方案如下:
若满足轨道交通列车轮径校准条件,分别获得打滑和空转时轨道交通列车轮径误差容忍值增加幅度;获得车轮打滑列车实际行走距离以及其对应累积脉冲数;获得车轮空转列车实际行走累积脉冲数以及其对应应答器对间实际距离;根据速度传感器每周期固定脉冲数与应答器对实际间距计算列车轮径值,若本轮计算获得列车轮径值与上一轮校准列车轮径值之差的绝对值小于轮径误差容忍值,轮径校准成功,否则认为校准失败;若校准成功,列车轮径值为本轮计算获得列车轮径值与上一轮校准列车轮径值的算数平均数;若校准失败,重复上述步骤重新校准轮径。
还有另一种方法,其包括如下步骤:(1)首先确定列车轮径初始值;(2) 进行应答器布置,选取平直线路上的相邻两个应答器作为轮径校正的参考基准,并测出所述两个应答器之间的实际距离;(3)列车根据测定的速度得到指定时间内的运行距离,根据该运行距离与测量的实际距离的比值,以及轮径初始值,可获取轮径更新值;(4)对轮径更新值进行有效性检查;(5) 对列车轮径更新值进行滤除坏值处理。本发明利用地铁线路标配的应答器***用作列车轮径自动校正的辅助设备,实现列车的自动轮径校正的同时,提高***测速定位的精度。
但是上述方案存在的不足有以下几点:
1)轮径校正必须由人为设置参考轮径值,若参考轮径值设置错误,则目前的方法无法识别源头错误,使轮径校正结果出错,不能正确反映真实轮径;
2)动车组运行工况不同时,由于可能存在的牵引、制动导致的速度变化偏差、空转、滑行等导致的速度突变,均会导致轮径校正选取的参考轴速度存在失真,导致以此为基准的校正结果不可信;
3)额外增加相关的速度、距离等测试设备导致成本增加,性价比低。
因此,亟需一种能考虑工况,避免人为设置参考轮径值的方法以检验轮径偏差。
申请内容
本申请的目的是提供一种计算列车轮径偏差的方法,解决现有技术中依赖人工设置的参考轮径值和使用多种测试设备的问题。
为解决上述技术问题,本申请提供一种计算列车轮径偏差的方法,具体技术方案如下:
在司控器处于零位时,选取设定速度作为基准速度,并根据所述基准速度确定轴速度累积量;
迭代地根据轮径偏差计算公式计算得到各轴的轮径偏差;
当所述轴速度累积量达到限幅值时,确定有效的所述轮径偏差,并计算各轴有效的所述轮径偏差的平均值作为各轴的最终轮径偏差。
其中,根据所述基准速度确定轴速度累积量之前还包括:
根据有效累计位移相同的原理删除无效的速度。
其中,所述确定有效的所述轮径偏差,并计算各轴有效的所述轮径偏差的平均值作为各轴的最终轮径偏差包括:
判断所述轮径偏差是否在预设的轮径偏差有效范围内;
若是,则将所述轮径偏差作为有效的轮径偏差;
选取所有所述有效的轮径偏差计算平均值,作为最终轮径偏差。
其中,判断所述轮径偏差是否在预设的轮径偏差有效范围内之前,还包括:
采用车辆设置所述轮径偏差计算公式中的参考轮径值。
其中,所述基准速度为车辆中央控制***参考速度或从动车速度。
本申请还提供了一种计算列车轮径偏差的***,包括:
准备模块,用于在司控器处于零位时,选取设定速度作为基准速度,并根据所述基准速度确定轴速度累积量;
计算模块,用于迭代地根据轮径偏差计算公式计算得到各轴的轮径偏差;
确定模块,用于当所述轴速度累积量达到限幅值时,确定有效的所述轮径偏差,并计算各轴有效的所述轮径偏差的平均值作为各轴的最终轮径偏差。
其中,所述***还包括:
删除模块,用于根据有效累计位移相同的原理删除无效的轴速度。
其中,所述确定模块包括:
判断单元,用于判断所述轮径偏差是否在预设的轮径偏差有效范围内;
确定单元,用于若所述轮径偏差在预设的轮径偏差有效范围内,则将所述轮径偏差作为有效的轮径偏差;
最终确定单元,用于选取所有所述有效的轮径偏差计算平均值,作为最终轮径偏差。
其中,所述***还包括:
设置模块,用于采用车辆设置所述轮径偏差计算公式中的参考轮径值。
本申请还提供了一种列车,包括处理器和存储器,其特征在于,所述存储器中存有计算机程序,所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如下步骤:
在司控器处于零位时,选取设定速度作为基准速度,并根据所述基准速度确定轴速度累积量;
当所述轴速度累积量达到限幅值时,迭代地根据轮径偏差计算公式计算得到各轴的轮径偏差;
确定有效的所述轮径偏差,并计算各轴有效的所述轮径偏差的平均值作为各轴的最终轮径偏差。
本申请所提供的一种计算列车轮径偏差的方法,包括:在司控器处于零位时,选取设定速度作为基准速度,并根据所述基准速度确定轴速度累积量;迭代地根据轮径偏差计算公式计算得到各轴的轮径偏差;当所述轴速度累积量达到限幅值时,确定有效的所述轮径偏差,并计算各轴有效的所述轮径偏差的平均值作为各轴的最终轮径偏差。在确定速度有效以及特定工况下,选取设定的有效速度为基准,通过公式直接计算各轴轮径与基准轴之差。避免了人工设置带来的误差,可以自由调节限幅值,计算轮径偏差更加便捷简单迅速。本申请还提供一种计算列车轮径偏差的***和一种列车,具有上述有益效果,此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种计算列车轮径偏差的方法的流程图;
图2为本申请实施例所提供的列车网络控制***与DCU数据传输结构示意图;
图3为本申请实施例所提供的一种计算列车轮径偏差的***结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
请参考图1,图1为本申请实施例所提供的一种计算列车轮径偏差的方法的流程图,具体技术方案如下:
S101:在司控器处于零位时,选取设定速度作为基准速度,并根据所述基准速度确定轴速度累积量;
首先需要注意的是,列车并不是在任何情况下均可以检测轮径偏差。需要满足一定的工况,而且在不同的工况下检测的轮径偏差由于牵引或制动会导致检测结果失真。因此本申请强调了在特定工况下对列车的轮径偏差进行检测。
当列车处于零位时,列车轮对无主动施加力,此时检测轮径偏差为较优的选择。当然还可以包括但不限于以下几种条件:
1)控制器检测到速度传感器处于正常状态;
2)控制器检测到轮对运行状态正常,不存在速度突变;
3)控制器未输出力矩指令;
4)动车组综合参考速度大于设定值。
当上述条件均满足时,检测到的轮径偏差值失真率极小,可信度较高。动车组综合参考速度需要大于一个设定值,因为在低速时信号不够稳定,自然也就不够准确。
在列车状态条件满足的情况下,选取一设定速度作为一个基准速度。举例而言,参见图2,图2为列车网络控制***与DCU数据传输结构示意图。DCU(Drive Control Unit)指的是传动控制单元,用于交流传动机车上,图中的列车为动力分散型动车组,动力车通过牵引电机、转向架、轮轴节等驱动轮对运动,动力车控制器通过速度传感器采集轮对速度编码器脉冲信号并解码为速度信号。所以,基准速度可以是由速度传感器采集的一个速度信号。
值得一提的是,选取的基准速度需要是有效的速度,于本申请而言,所谓有效的速度指的是能用于作为计算列车轮径偏差的基准速度。因此,在本步骤之前,还可以存在一个选择有效速度的步骤:
根据有效累计位移相同的原理得到有效的轴速度累积量,以及删除无效的轴速度。删除无效的轴速度为常规技术手段,在此不作解释说明。
该原理将动车组假设为一个硬连接的整体,动车组内部各元素随动车组移动的有效累积位移相同得出:
还可以选取任一轴速度信号作为基准速度,判定其它轴速度的有效性。当其他轴速度均有效时,认为该轴速度可以作为基准速度。此时再同步累积所有其他轴速度。
除了轴速度以外,还可以选一些可以作为基准速度的速度,例如车辆中央控制***参考速度、从动车速度等。
S102:迭代地根据轮径偏差计算公式计算得到各轴的轮径偏差;
轮径偏差计算公式指的是:
可以对迭代的次数设定一个预设值,在达到预设值后停止计算,并直接进行S103中“确定有效的所述轮径偏差”以及后续步骤。
S103:当所述轴速度累积量达到限幅值时,确定有效的所述轮径偏差,并计算各轴有效的所述轮径偏差的平均值作为各轴的最终轮径偏差。
对于计算得到的轮径偏差是否有效可以通过与阈值比较得到,在此不限定阈值的设定方式。优选的,根据车辆轮对设计参数对计算得到的轮径偏差进行比对,判断其是否有效。若有效,再计算平均值以作为该轴的最终轮对偏差。
对于无效数据,还可以判断其无效原因或根据无效数据数量判断其对应的轴速度数据来源是否正常,进而进行后续的检修维护工作。
S101中提到了同步累积其他轴速度,当轴速度累积达到限幅值时,意味着本次轴速度累积的过程结束,此时锁存各轴速度累积值。值得一提的是,在任一轴速度累积达到限幅值时,轴速度累积的过程均可选择结束。在此对限幅值的设定方式以及具体量值作任何限定,应由本领域人员根据实际情况进行设置。
可以理解的是,一旦检测到轮径偏差较大时,还可以采取适当的保护措施。
在每次校验过后,还可以执行相应的轮径偏差值清零操作,为下一次的轮径偏差校验作准备。
本申请实施例提供了一种列车轮径偏差的检测方法,可以通过上述方法能够实现在确定速度有效以及特定工况下,选取设定的有效速度为基准,通过公式直接计算各轴轮径与基准轴之差。避免了人工设置带来的误差,可以自由调节限幅值,计算轮径偏差更加便捷简单迅速。
下面对本申请实施例提供的一种计算列车轮径偏差的方法进行介绍,下文描述的***与上文描述的计算列车轮径偏差的方法可相互对应参照。
参见图3,图3为本申请实施例所提供的一种计算列车轮径偏差的***结构示意图,该***可以包括:
准备模块100,用于在司控器处于零位时,选取设定速度作为基准速度,并根据所述基准速度确定轴速度累积量;
计算模块200,用于迭代地根据轮径偏差计算公式计算得到各轴的轮径偏差;
确定模块300,用于当所述轴速度累积量达到限幅值时,确定有效的所述轮径偏差,并计算各轴有效的所述轮径偏差的平均值作为各轴的最终轮径偏差。
基于上述实施例,作为优选的实施例,所述***还可以包括:
删除模块,用于根据有效累计位移相同的原理删除无效的轴速度。
基于上述实施例,作为优选的实施例,所述确定模块300可以包括:
判断单元,用于判断所述轮径偏差是否在预设的轮径偏差有效范围内;
确定单元,用于若所述轮径偏差在预设的轮径偏差有效范围内,则将所述轮径偏差作为有效的轮径偏差;
最终确定单元,用于选取所有所述有效的轮径偏差计算平均值,作为最终轮径偏差。
基于上述实施例,作为优选的实施例,所述***还可以包括:
设置模块,用于采用车辆设置所述轮径偏差计算公式中的参考轮径值。
本申请还提供一种列车,包括可以包括存储器和处理器,所述存储器中存有计算机程序,所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时,可以实现上述实施例所提供的步骤。
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他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的***而言,由于其与实施例提供的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的一种计算列车轮径偏差的方法、***和一种列车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (6)
1.一种计算列车轮径偏差的方法,其特征在于,包括:
在司控器处于零位时,选取设定速度作为基准速度,并根据所述基准速度基于有效累计位移相同的原理确定轴速度累积量;
迭代地根据轮径偏差计算公式计算得到各轴的轮径偏差;
当所述轴速度累积量达到限幅值时,确定有效的所述轮径偏差,并计算各轴有效的所述轮径偏差的平均值作为各轴的最终轮径偏差;
其中,根据所述基准速度确定轴速度累积量之前还包括:
根据有效累计位移相同的原理删除无效的速度;
其中,所述确定有效的所述轮径偏差,并计算各轴有效的所述轮径偏差的平均值作为各轴的最终轮径偏差包括:
判断所述轮径偏差是否在预设的轮径偏差有效范围内;
若是,则将所述轮径偏差作为有效的轮径偏差;
选取所有所述有效的轮径偏差计算平均值,作为最终轮径偏差。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,判断所述轮径偏差是否在预设的轮径偏差有效范围内之前,还包括:
采用车辆设置所述轮径偏差计算公式中的参考轮径值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基准速度为车辆中央控制***参考速度或从动车速度。
4.一种计算列车轮径偏差的***,其特征在于,包括:
准备模块,用于在司控器处于零位时,选取设定速度作为基准速度,并根据所述基准速度基于有效累计位移相同的原理确定轴速度累积量;
计算模块,用于迭代地根据轮径偏差计算公式计算得到各轴的轮径偏差;
确定模块,用于当所述轴速度累积量达到限幅值时,确定有效的所述轮径偏差,并计算各轴有效的所述轮径偏差的平均值作为各轴的最终轮径偏差;
删除模块,用于根据有效累计位移相同的原理删除无效的轴速度;
其中,所述确定模块包括:
判断单元,用于判断所述轮径偏差是否在预设的轮径偏差有效范围内;
确定单元,用于若所述轮径偏差在预设的轮径偏差有效范围内,则将所述轮径偏差作为有效的轮径偏差;
最终确定单元,用于选取所有所述有效的轮径偏差计算平均值,作为最终轮径偏差。
5.根据权利要求4所述的***,其特征在于,还包括:
设置模块,用于采用车辆设置所述轮径偏差计算公式中的参考轮径值。
6.一种列车,包括处理器和存储器,其特征在于,所述存储器中存有计算机程序,所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1-3任一项所述的方法。
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