[发明专利]基于工业以太网的动车组失稳检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明是关于轨道交通列车车辆安全检测技术，特别是关于一种基于工业以太网的动车组失稳检测系统及方法。

背景技术

高速列车运行过程中，随着列车速度的提高，列车所处的动态环境变化非常迅速，轮轨间动力作用不断加剧，同时线路不平顺产生的激扰或者列车本身固有部件的故障，会导致列车横向稳定性异常，如不能及时发现，就会造成列车横向失稳，危及行车安全。

高速动车组转向架监测技术在安全监测中是近年来不断引起重视的一个领域，我国近年来提出的动车组安全监测标准，明确提出要进行高速转向架横向失稳的状态监测。众所周知，引起转向架横向失稳的第一要素是轮对踏面锥度，其他要素包括例如转臂定位节点的刚度，抗蛇行减振器的性能等。而这些要素都会随着各种运用工况、运用里程的增加，使磨耗加剧，性能下降。因而通过监测横向稳定性亦可实现转向架的状态维修。

我国早在十几年前就开始对客车转向架失稳检测技术进行研究，在这方面积累了丰富的经验。针对高速动车组的转向架失稳检测技术的研究刚刚起步，需要根据高速动车组运行速度高、轨道平顺度、运用工况、转向架结构等特点，研究适用于高速动车组转向架的失稳检测技术。

近年来，随着动车组控制实时性要求越来越高，健康管理和全方位、多维度故障诊断及维修要求的提升，以及各种新的服务不断出现，诸如视频传输、远程诊断、旅客信息服务等,使得列车通信的信息传输量大大增加。既有TCN网络在传输业务多样化、带宽及传输速率、成本和兼容性等方面已不能适应动车组发展新需要，暴露通用性差、通信速率较低的瓶颈。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于工业以太网的动车组失稳检测系统及方法，以基于以太网通信技术实现动车组失稳检测，解决既有TCN网络在传输业务多样化、带宽及传输速率、成本和兼容性等方面的不足。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种基于工业以太网的动车组失稳检测系统，包括：多个失稳检测装置、多个车厢级网络传输模块及一列车级网络；每一失稳检测装置对应连接至一个车厢级网络传输模块；所述失稳检测装置包括：失稳检测传感器，数据采集处理模块及车厢级主机；

所述失稳检测传感器设置于所述车厢内的横向转向架上，用于实时采集列车的横向振动信号，并将其转化为电信号；

所述数据采集处理模块连接所述失稳检测传感器，接收所述电信号，并对所述电信号进行前值滤波及模数转换，输出数字信号；

所述车厢级主机连接所述数据采集处理模块，用于将所述数字信号进行时域分析、频域分析、特征抽取，得到加速度值，根据所述加速度值对列车的稳定性进行综合诊断，并生成综合诊断结果；

所述车厢级网络传输模块连接对应的车厢级主机，用于将对应的车厢级主机生成的综合诊断结果通过交换机/路由器传输至所述列车级网络；

所述列车级网络将所述综合诊断结果传输至列车控制端。

一实施例中，每一失稳检测装置中失稳检测传感器至少包括两个横向加速度传感器，分别设置在车厢的一、二端转向架上，两个横向加速度传感器呈对角线分布。

一实施例中，所述车厢级主机还用于：基于TCP/IP协议，并利用SQL语句实现数据的检索，将对各车厢的内部数据进行多特征对比，全列数据横向对比，历史数据纵向对比。

一实施例中，所述车厢级主机包括：

预警模块，用于判断所述加速度值是否超过预设的失稳预警限值；

报警模块，用于判断所述加速度值是否超过预设的失稳报警限值；

输出单元，用于输出预警指示和/或报警指示。

一实施例中，所述车厢级主机还包括：

判断模块，用于判断设定时间段内加速度值中的横向加速度是否发生渐变或者发生突变；所述输出单元输出判断结果。

一实施例中，所述车厢级网络传输模块包括：车厢级以太网及I/O模块；所述车厢级以太网通过I/O模块连接所述车厢级主机及交换机/路由器；所述车厢级以太网通过所述列车级网络获取列车基本信息、运行信息及安全信息。

一实施例中，所述失稳检测传感器包括：传感器外壳、检测电路板、电缆、宝塔接头、橡胶塞、锁紧螺母、加速度计、调理电路、电压输出变换电路及所述连接器；