[发明专利]一种轨道车辆运行状态识别方法及系统

权利要求书

1.一种轨道车辆运行状态识别方法，其特征是：该方法由以下步骤实现：

步骤一、采用加速度传感系统采集车体前端和后端两处的横向和垂向振动加速度数据，在t时刻的实时采样数据分别为：车体前端垂向加速度数据a_FZ(t)、车体前端横向加速度数据a_FY(t)、车体后端垂向加速度数据a_RZ(t)以及车体后端横向加速度数据a_RY(t)；F和R分别为车体前端和后端测点位置，Z和Y分别为垂向和横向，并对实时采样数据进行预处理，获得预处理后的数据；具体过程为：

步骤一一、每间隔1秒进行一次数据处理，实现t-5时刻至t时刻之间长度为5秒的加速度数据，分别为：a_{FZ_5s}、a_{FY_5s}、a_{RZ_5s}和a_{RY_5s}；

步骤一二、采用第一带通滤波器对步骤一获得的加速度数据a_{FZ_5s}、a_{FY_5s}、a_{RZ_5s}和a_{RY_5s}进行滤波，得到滤波后的加速度数据为a_{FZ_5s_bp1}、a_{FY_5s_bp1}、a_{RZ_5s_bp1}和a_{RY_5s_bp1}；

采用第二带通滤波器对步骤一获得的加速度数据a_{FZ_5s}、a_{FY_5s}、a_{RZ_5s}和a_{RY_5s}进行滤波，获得滤波后的加速度数据为a_{FZ_5s_bp2}、a_{FY_5s_bp2}、a_{RZ_5s_bp2}和a_{RY_5s_bp2}；

采用第三带通滤波器对步骤一获得的加速度数据a_{FZ_5s}、a_{FY_5s}、a_{RZ_5s}和a_{RY_5s}进行滤波，获得滤波后的加速度数据为a_{FZ_5s_bp3}、a_{FY_5s_bp3}、a_{RZ_5s_bp3}和a_{RY_5s_bp3}；

步骤一三、分别对步骤一二中采用第一带通滤波器、第二带通滤波器以及第三带通滤波器滤波后的加速度数据计算加速度均方根，获得均方根值分别为：rms_{FZ_bp1}、rms_{FY_bp1}、rms_{RZ_bp1}和rms_{RY_bp1}；rms_{FZ_bp2}、rms_{FY_bp2}、rms_{RZ_bp2}和rms_{RY_bp2}以及rms_{FZ_bp3}、rms_{FY_bp3}、rms_{RZ_bp3}和rms_{RY_bp3}；

步骤二、采用平稳性指标计算方法对步骤一一获得的加速度数据a_{FZ_5s}、a_{FY_5s}、a_{RZ_5s}和a_{RY_5s}进行分析，获得车体前端和后端的平稳性指标，分别为：W_FZ、W_FY、W_RZ和W_RY；

步骤三、将所述车辆运行状态分为车辆晃动、车辆抖动、车辆抗蛇行减振器故障、车辆其他悬挂部件故障、车辆正常五个类别，并根据步骤一的预处理数据和步骤二的平稳性指标对各个类别进行判断，获得车辆的运行状态；

根据步骤一的预处理结果及步骤二的平稳指标，判断车辆的运行状态；

所述车辆晃动的判断依据为：当rms_{FY_bp1}和rms_{RY_bp1}任一处连续10次超过0.03g，g＝9.81m/s²，同时W_FY和W_RY均连续10次超过3.0；

所述车辆抖动的判断依据为：当rms_{FZ_bp3}、rms_{FY_bp3}、rms_{RZ_bp3}和rms_{RY_bp3}任一处连续10次超过0.02g，同时W_FY和W_RY均连续10次超过2.75；

所述辆抗蛇行减振器故障的判断依据为：当rms_{FZ_bp2}、rms_{FY_bp2}、rms_{RZ_bp2}和rms_{RY_bp2}任一处连续10次超过0.02g，同时W_FZ、W_FY、W_RZ和W_RY任一处连续10次超过2.5；

所述车辆其他悬挂部件故障的判断依据为：当rms_{FZ_bp1}、rms_{FY_bp1}、rms_{RZ_bp1}和rms_{RY_bp1}均连续10次不超过0.03g，同时rms_{FZ_bp2}、rms_{FY_bp2}、rms_{RZ_bp2}和rms_{RY_bp2}均连续10次不超过0.02g，同时rms_{FZ_bp3}、rms_{FY_bp3}、rms_{Rz_bp3}和rms_{RY_bp3}均连续10次不超过0.02g，同时W_FZ、W_FY、W_RZ和W_RY均连续10次超过3.0；

如果均不满足所述车辆晃动、车辆抖动、车辆抗蛇行减振器故障以及车辆其他悬挂部件故障的判断时，则车辆运行状态正常。