[发明专利]一种列车空气制动系统EP阀的故障注入方法及注入器

权利要求书

1.一种列车空气制动系统EP阀的故障注入方法，其特征在于，包括：

根据列车空气制动系统原理搭建制动系统仿真模型，所述制动系统仿真模型包括EP阀正常模型；

设定EP阀的故障类型、故障注入位置和故障程度，并根据所述故障类型、所述故障注入位置和所述故障程度以及所述EP阀正常模型生成EP阀故障模型；

基于预设注入方式和所述EP阀故障模型生成故障信息，所述预设注入方式包括指定故障注入方式和随机故障注入方式；

基于所述故障信息执行故障注入。

2.根据权利要求1所述的列车空气制动系统EP阀的故障注入方法，其特征在于，所述故障类型是根据EP阀的电磁阀关系确定的，所述故障类型包括弹簧损坏故障、电磁阀泄露故障或者EP阀管道堵塞故障。

3.根据权利要求2所述的列车空气制动系统EP阀的故障注入方法，其特征在于，在所述故障类型为弹簧损坏故障的情况下，所述故障注入位置包括进气阀内的弹簧或者排气阀内的弹簧，所述故障模型满足如下关系式：

f(·)_k＝a_k×k；

式中，f(·)_k表示依据不同对象不同弹簧的刚度变化特点生成的特定故障程度信号，k表示特定弹簧刚度，a_k表示弹簧损坏的故障程度。

4.根据权利要求2所述的列车空气制动系统EP阀的故障注入方法，其特征在于，在所述故障类型为电磁阀泄露故障的情况下，所述故障注入位置包括开关电磁阀的进气口和排气口之间的位置，或者，开关电磁阀的排气口的出口位置，所述故障模型满足如下关系式：

f(·)_o＝a_o×o；

式中，f(·)_o表示根据不同泄露位置的不同泄露程度生成的特定故障程度信号，o表示限制面积，a_o表示管道泄露的故障程度。

5.根据权利要求2所述的列车空气制动系统EP阀的故障注入方法，其特征在于，在所述故障类型为EP阀管道堵塞故障的情况下，所述故障注入位置包括进气阀和排气阀之间的管道位置，或者，通往制动缸的管道位置，所述故障模型满足如下关系式：

f(·)_d＝a_d×d；

式中，f(·)_d表示根据不同堵塞位置的不同堵塞程度生成的特定故障程度信号，d表示管道直径，a_d表示管道堵塞的故障程度。

6.根据权利要求1所述的列车空气制动系统EP阀的故障注入方法，其特征在于，在预设注入方式包括随机故障注入方式的情况下，所述基于预设注入方式和所述EP阀故障模型生成故障信息，包括：

将随机故障划分为三层，分别为第一层、第二层以及第三层，其中，所述第一层与故障类型对应，第二层与故障注入位置对应，第三层与故障程度对应；

在第一层中模拟故障类型对应的第一概率分布，基于所述第一概率分布随机生成目标故障类型；

结合所述目标故障类型，在第二层中模拟故障注入位置对应的第二概率分布，基于所述第二概率分布随机生成目标故障注入位置；

结合所述目标故障注入位置，在第三层中模拟故障程度对应的第三概率分布，并基于所述第三概率分布随机生成目标故障程度；

基于所述目标故障类型、所述目标故障注入位置和所述目标故障程度确定随机故障注入信息。

7.根据权利要求1所述的列车空气制动系统EP阀的故障注入方法，其特征在于，所述第一概率分布、所述第二概率分布以及所述第三概率分布满足如下关系：

所述第一概率分布、所述第二概率分布、所述第三概率分布相同；或者，

所述第一概率分布、所述第二概率分布、所述第三概率分布互不相同；或者，

所述第一概率分布与所述第二概率分布相同，且所述第一概率分布与所述第三概率分布不同；或者，

所述第一概率分布与所述第三概率分布相同，且所述第一概率分布与所述第二概率分布不同；或者，

所述第二概率分布与所述第三概率分布相同，且所述第一概率分布与所述第二概率分布不同。

8.一种列车空气制动系统EP阀的故障注入器，其特征在于，包括：用户设定界面、故障注入控制单元以及EP阀模型库，所述用户设定界面分别与所述故障注入控制单元以及EP阀模型库连接；

所述用户设定界面用于根据列车空气制动系统原理搭建制动系统仿真模型，所述制动系统仿真模型包括EP阀正常模型；设定EP阀的故障类型、故障注入位置和故障程度，并根据所述故障类型、所述故障注入位置和所述故障程度以及所述EP阀正常模型生成EP阀故障模型；基于预设注入方式和所述EP阀故障模型生成故障信息，所述预设注入方式包括指定故障注入方式和随机故障注入方式；

所述故障注入控制单元用于基于所述故障信息执行故障注入；

所述EP阀模型库用于存储所述EP阀故障模型。