CN115771546A - 一种车辆运行平稳性的监测方法、装置及介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及车辆平稳性监测技术领域，公开了一种车辆运行平稳性的监测方法、装置及介质，包括：分别获取车体和转向架的角速度数据，并分析角速度数据以输出车辆失稳告警信号。由此，基于对车体和转向架的角速度数据的分析结果以输出车辆失稳告警信号，提前对车辆的失稳进行判断，降低事故发生的概率。同时，对角速度分析的同时，结合振动加速度和倾角等指标进行列车运行平稳性监测，避免仅监测车辆转向架和车体的振动加速度时，导致监测对象和监测维度不全面，完善了车辆运行平稳性监测的内容。进一步的，结合转向架和车体的横滚角、俯仰角和偏航角的三向倾角指标进行车辆倾覆监测和告警，有效提高车辆运行平稳性监测的效果。

Description

一种车辆运行平稳性的监测方法、装置及介质

技术领域

本申请涉及车辆平稳性监测技术领域，特别是涉及一种车辆运行平稳性的监测方法、装置及介质。

背景技术

在城市轨道交通的发展中，随着车辆速度不断提升，轮轨间动力作用不断加剧，造成轮轨匹配关系逐渐变差，继而影响车辆转向架、车体的运行品质。这不仅对乘客乘坐的舒适性带来影响，更影响了车辆的行驶安全，因此，需要对车辆运行平稳性进行监测，以便及时发现运行平稳性问题，并及时控制车速降低危险发生的概率。

目前现有车辆运行平稳性监测技术主要是针对转向架横向振动加速度及车体的横、垂、纵方向上振动加速度进行独立检测及实时判断，但该方法只监测了三个方向上的振动加速度，而未对监测部件绕轴旋转状态进行监测，监测信息不全面，不利于对车辆运行状态的全面监测及问题的分析。

由此可见，如何对车辆运行平稳性进行监测，提高车辆运行安全系数，提升用户体验感，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种车辆运行平稳性的监测方法、装置及介质，对车辆运行平稳性进行监测，提高车辆运行安全系数，提升用户体验感。

为解决上述技术问题，本申请提供一种车辆运行平稳性的监测方法，包括：

分别获取待测车辆的车体和/或转向架的角速度数据；

分析各类所述角速度数据以输出车辆失稳告警信号。所述分析各类所述角速度数据以输出车辆失稳告警信号包括：

将各所述角速度数据按照时间顺序进行排序；

依据排序结果依次判断所述角速度数据是否大于第一阈值；

若大于所述第一阈值，则计数器加1；

若不大于所述第一阈值，则所述计数器清零；

确定当前所述计数器对应的数值是否大于第一预设值；

若大于所述第一预设值，输出所述车辆失稳告警信号，并将所述计数器清零；

若不大于所述第一预设值，返回所述依据排序结果依次判断所述角速度数据是否大于第一阈值的步骤。

优选地，所述分析各类所述角速度数据以输出车辆失稳告警信号包括：

对第一预设时长内的各所述角速度数据按照时间顺序进行排序；

依据排序结果依次判断所述角速度数据是否大于第二阈值；

若大于所述第二阈值，则计数器加1；

若不大于所述第二阈值，则计数器减1；

确定在所述第一预设时长后所述计数器对应的数值是否大于第二预设值；

若大于所述第二预设值，输出所述车辆失稳告警信号，并将所述计数器清零；

若不大于所述第二预设值，将所述计数器清零，并返回所述依据排序结果依次判断所述角速度数据是否大于第二阈值的步骤。

优选地，所述的车辆运行平稳性的监测方法，还包括：

分别获取待测车辆的车体和/或转向架的振动加速度数据；

分析所述振动加速度数据以输出车辆失稳告警信号。

优选地，所述分析所述振动加速度数据以输出车辆失稳告警信号包括：

对第二预设时长内的所述振动加速度数据按照时间顺序进行排序；

依据排序结果依次判断所述振动加速度数据是否大于第三阈值；

若大于所述第三阈值，则计数器加1；

若不大于所述第三阈值，则所述计数器清零；

确定当前所述计数器对应的数值是否大于第三预设值；

若大于所述第三预设值，输出所述车辆失稳告警信号，并将所述计数器清零；

若不大于所述第三预设值，返回所述依据排序结果依次判断所述振动加速度数据是否大于第三阈值的步骤。

优选地，所述的车辆运行平稳性的监测方法，还包括：

分别获取待测车辆的车体和/或转向架的倾角数据；

分析各类所述倾角数据以输出车辆倾覆告警信号。

优选地，所述分析各类所述倾角数据以输出车辆倾覆告警信号包括：

将各类所述倾角数据按照时间顺序进行排序；

依据排序结果依次判断各类所述倾角数据是否大于对应的第四阈值；

若大于所述第四阈值，则计数器加1；

若不大于所述第四阈值，则所述计数器清零；

确定当前所述计数器对应的数值是否大于第四预设值；

若大于所述第四预设值，输出所述车辆倾覆告警信号，并将所述计数器清零；

若不大于所述第四预设值，返回所述依据排序结果依次判断各类所述倾角数据是否大于对应的第四阈值的步骤。

优选地，所述分析各类所述倾角数据以输出车辆倾覆告警信号包括：

对第三预设时长内的各类所述倾角数据按照时间顺序进行排序；

依据排序结果依次判断各类所述倾角数据是否大于对应的第五阈值；

若大于所述第五阈值，则计数器加1；

若不大于所述第五阈值，则计数器减1；

确定在所述第三预设时长后所述计数器对应的数值是否大于第五预设值；

若大于所述第五预设值，输出所述车辆倾覆告警信号，并将所述计数器清零；

若不大于所述第五预设值，将所述计数器清零，并返回所述依据排序结果依次判断各类所述倾角数据是否大于对应的第五阈值的步骤。

优选地，所述倾角数据包括横滚角、俯仰角和偏航角。

优选地，当车速不为0时，所述分别获取待测车辆的车体和/或转向架的倾角数据包括：

基于四元数法对所述角速度数据进行计算得到所述车体和所述转向架的横滚角、俯仰角和偏航角；

获取所述车体和/或所述转向架的振动加速度数据；

通过所述振动加速度数据对所述横滚角和所述俯仰角的误差进行补偿；

通过地磁计数据对所述偏航角的误差进行补偿。

优选地，当车速为0时，所述分别获取待测车辆的车体和/或转向架的倾角数据包括：

获取所述车体和/或所述转向架的振动加速度数据；

当监测对象绕预先建立的基准坐标系中的Y轴旋转时，根据所述振动加速度数据计算横滚角；

当所述检测对象绕所述基准坐标系中的X轴旋转时，根据所述振动加速度数据计算俯仰角。

为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种车辆运行平稳性的监测装置，包括：

获取模块，用于分别获取待测车辆的车体和/或转向架的角速度数据；

分析模块，用于分析各类所述角速度数据以输出车辆失稳告警信号。

为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种车辆运行平稳性的监测装置，包括存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述的车辆运行平稳性的监测方法的步骤。

为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的车辆运行平稳性的监测方法的步骤。

本发明所提供的一种车辆运行平稳性的监测方法，包括：分别获取车体和转向架的角速度数据，并分析角速度数据以输出车辆失稳告警信号。由此可见，本申请所提供的技术方案，基于对车体和转向架的角速度数据的分析结果以输出车辆失稳告警信号，提前对车辆的失稳进行判断，降低事故发生的概率。同时，本申请所提供的技术方案，在通过角速度进行分析的同时，还结合振动加速度和倾角等指标进行列车运行平稳性监测，弥补现有车辆运行平稳性监测时，仅监测车辆转向架和车体的振动加速度时，导致监测对象和监测维度不全面，完善了车辆运行平稳性监测的内容，进而提升车辆安全系数，提升用户体验感。进一步的，本申请所提供的技术方案，结合转向架和车体的横滚角、俯仰角和偏航角的三向倾角指标进行车辆倾覆监测和告警，有效提高车辆运行平稳性监测的效果。

此外，本申请还提供一种车辆运行平稳性的监测装置和介质，与上述的车辆运行平稳性的监测方法相对应，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例所提供的一种车辆运行平稳性的监测方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的一种车辆运行平稳性的监测装置的结构图；

图3为本申请另一实施例提供的一种车辆运行平稳性的监测装置的结构图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。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，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种车辆运行平稳性的监测方法、装置及介质，对车辆运行平稳性进行监测，提高车辆运行安全系数，提升用户体验感。

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

在城市轨道交通的发展中，随着车辆速度不断提升，轮轨间动力作用不断加剧，造成轮轨匹配关系逐渐变差，继而影响车辆转向架、车体的运行品质。这不仅对乘客乘坐的舒适性带来影响，更影响了车辆的行驶安全，因此，需要对车辆运行平稳性进行监测，以便及时发现运行平稳性问题，并及时控制车速降低危险发生的概率。

目前现有车辆运行平稳性监测技术主要是针对转向架横向振动加速度及车体的横、垂、纵方向上振动加速度进行独立检测及实时判断，但该方法只监测了三个方向上的振动加速度，而未对监测部件绕轴旋转状态进行监测，监测信息不全面，不利于对车辆运行状态的全面监测及问题的分析。

为了解决上述技术问题，对车辆运行平稳性进行监测，提高车辆运行安全系数，提升用户体验感，本申请实施例提供了的一种车辆运行平稳性的监测方法，通过获取待测车辆的车体和/或转向架的角速度数据，并对各类角速度数据，进而输出车辆失稳告警信号，由此基于角速度数据的分析，提前对车辆的失稳进行判断，降低事故发生的概率。

图1为本申请实施例所提供的一种车辆运行平稳性的监测方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

S10：分别获取待测车辆的车体和/或转向架的角速度数据；

在具体实施例中，可以在车体和转向架上安装设置角速度敏感器件，通过角速度敏感器件直接采集车体和/或转向架的角速度数据，其中，角速度敏感器件可以是双轴角速度敏感器件(双轴的方向包括垂向和横向)，也可以是三轴角速度敏感器件(三轴的方向垂向、横向和纵向)，对此本申请不作具体限定，从监测准确性的角度考虑，优选三轴角速度敏感器件。

S11：分析各类角速度数据以输出车辆失稳告警信号。

通过步骤S10得到车体和/或转向架的角速度数据后，对各类角速度数据进行分析，进而输出车辆失稳告警信号，以便为用户提前做失稳预警。此外，还可以获取车体和/或转向架的振动加速度数据，并对振动加速度数据进行分析以输出车辆失稳信号。

进一步的，还可以获取车体和/或转向架的倾角数据，对各类倾角数据进行分析，以便输出车辆倾覆告警信号，其中倾角数据包括横滚角、俯仰角和偏航角。获取倾角数据时，可以将倾角敏感器件安装设置于车体和转向架上直接采集，也可以在获取车体和/或转向架的振动加速度数据和角速度数据后，通过振动加速度数据和角速度数据进行计算得到倾角数据。对此，本申请不作具体限定。

计算得到倾角数据时，若车速不为0，则基于四元数法对获取的角速度数据进行计算得到车体和转向架的横滚角、俯仰角和偏航角，然后，通过获取的振动加速度数据对横滚角和俯仰角的误差进行补偿，并通过地磁计数据对偏航角的误差进行补偿。

若车速为0时，则根据车体和/或转向架的振动加速度数据，当监测对象绕预先建立的基准坐标系中的Y轴旋转时，根据振动加速度数据计算横滚角，当检测对象绕基准坐标系中的X轴旋转时，根据振动加速度数据计算俯仰角。

由此，基于对角速度数据的分析输出车辆失稳告警信号，并基于对倾角数据的分析输出车辆倾覆的告警信号，提升车辆行驶安全性。

本申请实施例所提供的车辆运行平稳性的监测方法，包括：分别获取车体和转向架的角速度数据，并分析角速度数据以输出车辆失稳告警信号。由此可见，本申请所提供的技术方案，基于对车体和转向架的角速度数据的分析结果以输出车辆失稳告警信号，提前对车辆的失稳进行判断，降低事故发生的概率。同时，本申请所提供的技术方案在通过角速度进行分析的同时，还结合振动加速度和倾角等指标进行列车运行平稳性监测，弥补现有车辆运行平稳性监测时，仅监测车辆转向架和车体的振动加速度时，导致监测对象和监测维度不全面，完善了车辆运行平稳性监测的内容，进而提升车辆安全系数，提升用户体验感。进一步的，本申请所提供的技术方案，结合转向架和车体的横滚角、俯仰角和偏航角的三向倾角指标进行车辆倾覆监测和告警，有效提高车辆运行平稳性监测的效果。

在具体实施例中，对各类角速度数据进行分析，并输出车辆失稳告警信号时，先按照时间顺序对各角速度数据进行排序得到排序结果，并根据排序结果依次判断角速度数据是否大于第一阈值G1，若大于第一阈值G1，控制计数器加1，否则，控制计数器清零。进一步的，实时判断当前计数器对应的数值是否大于第一预设值H1，若大于第一预设值H1，则确定当前车辆有失稳风险，此时输出车辆失稳告警信号，并将计数器清零，若当前计数器对应的数值不大于第一预设值H1，则继续根据排序结果依次判断角速度数据是否大于第一阈值G1。

此外，也可以对第一预设时长内的各角速度数据按照时间顺序进行排序，并依据排序结果依次判断角速度数据是否大于第二阈值G2，若大于，则控制计数器加1，否则，控制计数器减1。同时，在第一预设时长后判断计数器对应的数值是否大于第二预设值H2，若大于第二预设值H2，则确定车辆有失稳风险，此时输出车辆失稳告警信号，并将计数器清零，若当前计数器对应的数值不大于第二预设值H2，将计数器清零，并继续依据排序结果依次判断角速度数据是否大于第二阈值G2。

本申请实施例所提供的车辆运行平稳性的监测方法，通过对车辆和/或角速度数据进行分析，进而输出车辆的失稳告警信号，由此，提前对车辆的失稳进行判断，降低事故发生的概率。

实施中，除了对车体和/或转向架的角速度数据进行分析以输出车辆失稳告警信号外，还可以对车体和/或转向架的振动加速度数据进行分析以输出车辆失稳告警信号。

具体的，对第二预设时长内的振动加速度数据按照时间顺序进行排序得到排序结果，并依据排序结果依次判断振动加速度数据是否大于第三阈值G3，若大于第三阈值G3，则计数器加1，若不大于第三阈值G3，则计数器清零。若确定当前计数器对应的数值大于第三预设值H3，则确定车辆有失稳风险，此时，输出车辆失稳告警信号，并将计数器清零，若确定当前计数器对应的数值不大于第三预设值H3，则继续依据排序结果依次判断振动加速度数据是否大于第三阈值G3。

本申请实施例所提供的车辆运行平稳性的监测方法，在基于角速度分析以输出车辆失稳信号的基础上，对振动加速度数据进行分析，进而输出车辆失稳信号，由此，进一步提升车辆失稳监测准确信，提前对车辆失稳进行预判，提升车辆整体安全性和可靠性。

在上述实施例的基础上，本申请所提供的技术方案，还可以获取待测车辆的车体和/或转向架的倾角数据，并对各类倾角数据进行分析，进而输出车辆倾覆告警信号。

实施时，倾角数据告警信号可以是通过倾角敏感器件直接采集获取，也可以是在得到振动加速度和角速度数据后，对振动加速度和角速度数据进行计算得到，对此本申请不作具体限定。

其中，倾角数据包括横滚角、俯仰角和偏航角，对各类倾角数据进行分析以输出车辆倾覆告警信号时，具体包括以下两种方法：

方法一：将各类倾角数据按照时间顺序进行排序，并依据排序结果依次判断各类倾角数据是否大于对应的第四阈值G4，若大于第四阈值G4，则控制计数器加1，若不大于第四阈值G4，则控制计数器清零。若确定当前计数器对应的数值大于第四预设值H4，则确定车辆有倾覆风向，此时输出车辆倾覆告警信号，并将计数器清零，若确定当前计数器对应的数值不大于第四预设值H4，则继续依据排序结果依次判断各类倾角数据是否大于对应的第四阈值G4。

方法二：对第三预设时长内的各类倾角数据按照时间顺序进行排序，并依据排序结果依次判断各类倾角数据是否大于对应的第五阈值G5，若大于第五阈值G5，则计数器加1,若不大于第五阈值G5，则计数器减1。进一步的，若确定在第三预设时长后计数器对应的数值大于第五预设值H5，则确定车辆有倾覆风险，此时输出车辆倾覆告警信号，并将计数器清零。若当前计数器对应的数值不大于第五预设值H5，将计数器清零，并返回依据排序结果依次判断各类倾角数据是否大于对应的第五阈值G5。

本申请实施例所提供的车辆运行平稳性的监测方法，通过对车体和/或转向架的各类倾角数据进行分析，进而输出车辆倾覆告警信号，由此提前对车辆是否发生倾覆进行提前判断和预警，以便维护人员提前进行车辆维护，避免车辆发生倾覆，提升车辆行驶安全性。

在具体实施例中，通过计算振动加速度数据和角速度数据得到倾角数据时，若车速不为0，则获取待测车辆的车体和/或转向架的倾角数据具体包括：

基于四元数法对获取的角速度数据进行计算得到车体和转向架的横滚角、俯仰角和偏航角，并通过获取的振动加速度数据对横滚角和俯仰角的误差进行补偿，且通过地磁计数据对偏航角的误差进行补偿。

具体的，为了描述姿态，需要引入空间三维坐标系，用空间矢量变换方法加以描述。定义参考坐标系(又称导航坐标系)和载体坐标系两个不同的三维坐标系。

在监测对象运行过程中，参考坐标系保持不变，载体坐标系相对参考坐标系经过一次或多次旋转后，得到新的载体坐标系。实施中，若通过传感器采集监测对象的运行相关数据，由于监测传感器需要安装在监测对象上，且为刚性连接，因此监测传感器获取的数据都在载体坐标系中。所以在姿态计算中，需要将载体坐标系的数据转换到参考坐标系中再进行姿态计算。

根据欧拉旋转定理，刚体绕固定点的位移可以通过绕该点的某个轴一次转动实现，在欧拉转动中，将载体坐标系转动三次得到参考坐标系。在三次转动中每次的旋转轴是被转动坐标系的某一坐标轴，每次的转动角即为欧拉角。因此，以欧拉角确定的姿态矩阵是三次坐标转换矩阵的乘积。其中，坐标转换矩阵有如下标准形式：

其中，

为绕X轴旋转的矩阵，R_Y(θ)为绕Y轴旋转的矩阵，R_Z(γ)为绕Z轴旋转的矩阵。

按照Z轴、Y轴和X轴的旋转顺序，可得姿态旋转矩阵：

根据矩阵A，可得Z方向、Y方向和X方向上旋转(或变化)的倾角分别为：

θ＝arcsin[A(1,3)](6)

其中，A(2,3)表示矩阵A的第二行第三列数据，其他矩阵同理，此处暂不赘述。

对应矩阵A，以四元数法来表示姿态旋转矩阵，得到矩阵B：

结合矩阵A和矩阵B，根据公式(5)、公式(6)和公式(7)式，可得Z方向、Y方向和X方向上旋转(或变化)的倾角分别为：

θ=arcsin[B(1,3)]=arcsin(2(q₁q₃-q₀q₂))(10)

进一步的，四元数的微分方程为：

公式(12)中，ω为监测对象的角速度测量值。公式(12)还可以表示为：

四元数在离散域的更新算法为：

其中，Δω为监测对象的角速度值。

特别的，在具体实施例中，若仅采用陀螺仪来监测角速度，且用来计算角度，陀螺仪的动态性能虽好，但是对陀螺仪测得的角速度在时间上进行积分时会带来累计误差，因此，仅采用陀螺仪来监测角速度是不可取的。

为了得到准确的偏航角，本申请所提供的技术方案，加速度计可用来对陀螺仪的横滚角和俯仰角的速度误差进行补偿，而偏航角的速度误差可以采用地磁计(即，电子罗盘)的信号进行补偿，进而得到准确的偏航角。

也就是说，在车速不为0时，基于四元数法计算得到各倾角数据后，即，得到横滚角、俯仰角和偏航角后，通过振动加速度数据对横滚角和俯仰角的误差进行补偿，并通过地磁计数据对偏航角的误差进行补偿。

进一步的，根据公式(14)对四元数进行更新，将更新后的四元数带入公式(9)、公式(10)和公式(11)，进而计算得到倾角数据。

本申请实施例所提供的车辆运行平稳性的监测方法，当车速不为0时，在获取到待测车辆的车体和/或转向架的角速度数据后，基于四元数法对角速度数据进行计算得到车体和/或转向架的横滚角、俯仰角和偏航角，并通过振动加速度数据对横滚角和俯仰角的误差进行补偿，且通过地磁计数据对偏航角的误差进行补偿，由此得到准确的倾角数据，进而提升车辆运行姿态的监测准确性。

进一步的，当车辆的车速为0时，此时，仅能通过加速度信号求解倾角数据。具体的，在获取到车体和/或转向架的振动加速度数据后，当监测对象绕预先建立的基准坐标系中的Y轴旋转时，根据振动加速度数据计算横滚角，当监测对象绕基准坐标系中的X轴旋转时，根据振动加速度数据计算俯仰角。

实施中，在三位空间中建立基准坐标系，以Y轴为列车的行进方向，假设，监测对象绕Y轴旋转的角为θ，则θ为监测对象的横滚角，且θ的计算公式为：

若监测对象绕Y轴旋转的角为ψ，则ψ为监测对象的俯仰角，且ψ的计算公式为：

事实上，仅使用加速度信号无法求解偏航角，此时，可采用基于四元数法计算得到偏航角，并通过地磁计数据对偏航角的误差进行补偿的方式得到偏航角。

本申请实施例所提供的车辆运行平稳性的监测方法，当车速为0时，可通过获取到车体和/或转向架的振动加速度数据，当监测对象绕预先建立的基准坐标系中的Y轴旋转时，根据振动加速度数据计算横滚角，当监测对象绕基准坐标系中的X轴旋转时，根据振动加速度数据计算俯仰角。由此，实现静态求倾角数据，并对得到的倾角数据进行分析以确定车辆运行是否平稳，基于三维角度的分析，以便运维人员提前获取车辆运行姿态的发展规律，并为维护作业提供相应的支撑。

在上述实施例中，对于车辆运行平稳性的监测方法进行了详细描述，本申请还提供一种车辆运行平稳性的监测装置对应的实施例。需要说明的是，本申请从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件结构的角度。

图2为本申请实施例所提供的一种车辆运行平稳性的监测装置的结构图，如图2所示，该装置包括：

获取模块10，用于分别获取待测车辆的车体和/或转向架的角速度数据；

分析模块11，用于分析各类角速度数据以输出车辆失稳告警信号。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本申请实施例所提供的车辆运行平稳性的监测装置，包括：分别获取车体和转向架的角速度数据，并分析角速度数据以输出车辆失稳告警信号。由此可见，本申请所提供的技术方案，基于对车体和转向架的角速度数据的分析结果以输出车辆失稳告警信号，提前对车辆的失稳进行判断，降低事故发生的概率。同时，本申请所提供的技术方案在通过角速度进行分析的同时，还结合振动加速度和倾角等指标进行列车运行平稳性监测，弥补现有车辆运行平稳性监测时，仅监测车辆转向架和车体的振动加速度时，导致监测对象和监测维度不全面，完善了车辆运行平稳性监测的内容，进而提升车辆安全系数，提升用户体验感。进一步的，本申请所提供的技术方案，结合转向架和车体的横滚角、俯仰角和偏航角的三向倾角指标进行车辆倾覆监测和告警，有效提高车辆运行平稳性监测的效果。

图3为本申请另一实施例提供的一种车辆运行平稳性的监测装置的结构图，如图3所示，车辆运行平稳性的监测装置包括：存储器20，用于存储计算机程序；

处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例所提到的车辆运行平稳性的监测方法的步骤。

本实施例提供的车辆运行平稳性的监测装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。

其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)、可编程逻辑阵列(ProgrammableLogic Array，简称PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以集成有图像处理器(GraphicsProcessing Unit，简称GPU)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括人工智能(Artificial Intelligence，简称AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的车辆运行平稳性的监测方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作***202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作***202可以包括Windows、Unix、Linux等。数据203可以包括但不限于车辆运行平稳性的监测方法中所涉及的相关数据等。

在一些实施例中，车辆运行平稳性的监测装置还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构并不构成对车辆运行平稳性的监测装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。

本申请实施例提供的车辆运行平稳性的监测装置，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如下方法：车辆运行平稳性的监测方法。

本申请实施例所提供的车辆运行平稳性的监测装置，基于对车体和转向架的角速度数据的分析结果以输出车辆失稳告警信号，提前对车辆的失稳进行判断，降低事故发生的概率。同时，本申请所提供的技术方案在通过角速度进行分析的同时，还结合振动加速度和倾角等指标进行列车运行平稳性监测，弥补现有车辆运行平稳性监测时，仅监测车辆转向架和车体的振动加速度时，导致监测对象和监测维度不全面，完善了车辆运行平稳性监测的内容，进而提升车辆安全系数，提升用户体验感。进一步的，本申请所提供的技术方案，结合转向架和车体的横滚角、俯仰角和偏航角的三向倾角指标进行车辆倾覆监测和告警，有效提高车辆运行平稳性监测的效果。

最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。

可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本申请所提供的一种车辆运行平稳性的监测方法、装置及介质进行了详细介绍。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。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 (14)

1.一种车辆运行平稳性的监测方法，其特征在于，包括：

分别获取待测车辆的车体和/或转向架的角速度数据；

分析各类所述角速度数据以输出车辆失稳告警信号。

2.根据权利要求1所述的车辆运行平稳性的监测方法，其特征在于，所述分析各类所述角速度数据以输出车辆失稳告警信号包括：

将各所述角速度数据按照时间顺序进行排序；

依据排序结果依次判断所述角速度数据是否大于第一阈值；

若大于所述第一阈值，则计数器加1；

若不大于所述第一阈值，则所述计数器清零；

确定当前所述计数器对应的数值是否大于第一预设值；

若大于所述第一预设值，输出所述车辆失稳告警信号，并将所述计数器清零；

若不大于所述第一预设值，返回所述依据排序结果依次判断所述角速度数据是否大于第一阈值的步骤。

3.根据权利要求1所述的车辆运行平稳性的监测方法，其特征在于，所述分析各类所述角速度数据以输出车辆失稳告警信号包括：

对第一预设时长内的各所述角速度数据按照时间顺序进行排序；

依据排序结果依次判断所述角速度数据是否大于第二阈值；

若大于所述第二阈值，则计数器加1；

若不大于所述第二阈值，则计数器减1；

确定在所述第一预设时长后所述计数器对应的数值是否大于第二预设值；

若大于所述第二预设值，输出所述车辆失稳告警信号，并将所述计数器清零；

若不大于所述第二预设值，将所述计数器清零，并返回所述依据排序结果依次判断所述角速度数据是否大于第二阈值的步骤。

4.根据权利要求1所述的车辆运行平稳性的监测方法，其特征在于，还包括：

分别获取待测车辆的车体和/或转向架的振动加速度数据；

分析所述振动加速度数据以输出车辆失稳告警信号。

5.根据权利要求4所述的车辆运行平稳性的监测方法，其特征在于，所述分析所述振动加速度数据以输出车辆失稳告警信号包括：

对第二预设时长内的所述振动加速度数据按照时间顺序进行排序；

依据排序结果依次判断所述振动加速度数据是否大于第三阈值；

若大于所述第三阈值，则计数器加1；

若不大于所述第三阈值，则所述计数器清零；

确定当前所述计数器对应的数值是否大于第三预设值；

若大于所述第三预设值，输出所述车辆失稳告警信号，并将所述计数器清零；

若不大于所述第三预设值，返回所述依据排序结果依次判断所述振动加速度数据是否大于第三阈值的步骤。

6.根据权利要求1所述的车辆运行平稳性的监测方法，其特征在于，还包括：

分别获取待测车辆的车体和/或转向架的倾角数据；

分析各类所述倾角数据以输出车辆倾覆告警信号。

7.根据权利要求6所述的车辆运行平稳性的监测方法，其特征在于，所述分析各类所述倾角数据以输出车辆倾覆告警信号包括：

将各类所述倾角数据按照时间顺序进行排序；

依据排序结果依次判断各类所述倾角数据是否大于对应的第四阈值；

若大于所述第四阈值，则计数器加1；

若不大于所述第四阈值，则所述计数器清零；

确定当前所述计数器对应的数值是否大于第四预设值；

若大于所述第四预设值，输出所述车辆倾覆告警信号，并将所述计数器清零；

若不大于所述第四预设值，返回所述依据排序结果依次判断各类所述倾角数据是否大于对应的第四阈值的步骤。

8.根据权利要求6所述的车辆运行平稳性的监测方法，其特征在于，所述分析各类所述倾角数据以输出车辆倾覆告警信号包括：

对第三预设时长内的各类所述倾角数据按照时间顺序进行排序；

依据排序结果依次判断各类所述倾角数据是否大于对应的第五阈值；

若大于所述第五阈值，则计数器加1；

若不大于所述第五阈值，则计数器减1；

确定在所述第三预设时长后所述计数器对应的数值是否大于第五预设值；

若大于所述第五预设值，输出所述车辆倾覆告警信号，并将所述计数器清零；

若不大于所述第五预设值，将所述计数器清零，并返回所述依据排序结果依次判断各类所述倾角数据是否大于对应的第五阈值的步骤。

9.根据权利要求6所述的车辆运行平稳性的监测方法，其特征在于，所述倾角数据包括横滚角、俯仰角和偏航角。

10.根据权利要求9所述的车辆运行平稳性的监测方法，其特征在于，当车速不为0时，所述分别获取待测车辆的车体和/或转向架的倾角数据包括：

基于四元数法对所述角速度数据进行计算得到所述车体和所述转向架的横滚角、俯仰角和偏航角；

获取所述车体和/或所述转向架的振动加速度数据；

通过所述振动加速度数据对所述横滚角和所述俯仰角的误差进行补偿；

通过地磁计数据对所述偏航角的误差进行补偿。

11.根据权利要求9所述的车辆运行平稳性的监测方法，其特征在于，当车速为0时，所述分别获取待测车辆的车体和/或转向架的倾角数据包括：

获取所述车体和/或所述转向架的振动加速度数据；

当监测对象绕预先建立的基准坐标系中的Y轴旋转时，根据所述振动加速度数据计算横滚角；

当所述检测对象绕所述基准坐标系中的X轴旋转时，根据所述振动加速度数据计算俯仰角。

12.一种车辆运行平稳性的监测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于分别获取待测车辆的车体和/或转向架的角速度数据；

分析模块，用于分析各类所述角速度数据以输出车辆失稳告警信号。

13.一种车辆运行平稳性的监测装置，其特征在于，包括存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至11任一项所述的车辆运行平稳性的监测方法的步骤。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至11任一项所述的车辆运行平稳性的监测方法的步骤。

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