專利名稱：用于監(jiān)控軌道車輛的行駛狀態(tài)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于監(jiān)控軌道車輛的行駛狀態(tài)的根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求12的前序部分所述的一種方法和一種裝置，其中，通過(guò)至少一個(gè)提供一個(gè)相應(yīng)測(cè)量信號(hào)的傳感器檢測(cè)至少一個(gè)表明該軌道車輛的至少一個(gè)輪對(duì)的振動(dòng)狀態(tài)的特征的測(cè)量變量，如輪對(duì)的運(yùn)動(dòng)、速度或者加速度或者作用到該輪對(duì)上的力。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，在軌道車輛交通中越來(lái)越多地使用診斷-和監(jiān)控系統(tǒng)，利用它們檢測(cè)軌道車輛的構(gòu)件和組件的狀態(tài)變化，從而識(shí)別出這些構(gòu)件和組件的問(wèn)題。尤其是在軌道車輛的輪對(duì)中，在運(yùn)行安全性方面，探測(cè)到損壞和裂隙是很重要的。根據(jù)本領(lǐng)域的EP 1 274 979 Bi，監(jiān)控至少一個(gè)車輛組件的振動(dòng)狀態(tài)，為此檢測(cè)至少一個(gè)振動(dòng)信號(hào)、進(jìn)行一次傅里葉變換并且與至少一個(gè)參考值進(jìn)行比較，其中，針對(duì)至少一個(gè)特性值(頻率特性值、阻尼特性值、振幅特性值)對(duì)配屬于該車輛組件的一個(gè)自振組件的頻率峰值進(jìn)行監(jiān)控。換句話說(shuō)，根據(jù)已知的文獻(xiàn)，車輛組件經(jīng)過(guò)一種模態(tài)分析，并且為了識(shí)別出損壞，在車載診斷的范疇中對(duì)如固有頻率和阻尼這樣的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。然而，已知的方法卻無(wú)差別地對(duì)測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程進(jìn)行評(píng)估。尤其是在完全不同的邊界條件下行駛時(shí)，在例如不同的靜摩擦-或滑動(dòng)摩擦的情況下，共同對(duì)獲得的信號(hào)進(jìn)行評(píng)估。據(jù)此，從傅里葉變換中得出的特性值、例如固有頻率及其最大振幅的值會(huì)發(fā)生較大偏差，這就加大了明確并且可靠評(píng)估出頻率特性的難度。尤其是激勵(lì)頻譜在運(yùn)行時(shí)是不同的，以至于在任何單獨(dú)的時(shí)間點(diǎn)都不清楚涉及的車輛組件的自振在所測(cè)信號(hào)上占多大份額。盡管已知的方法提出，將從測(cè)量中得出的頻率特性與和行駛路段相關(guān)的參考頻率特性(新建路段、老舊路段、擴(kuò)建路段)進(jìn)行比較，但是這種做法帶有一些缺點(diǎn)。因?yàn)橐环矫姹仨毧紤]對(duì)于所有在常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)中的軌道車輛可以行駛的路段。另一方面，就不能由于外部影響改變行駛路段的特性，或者參考數(shù)據(jù)必須總是保持在最新?tīng)顟B(tài)。然而這就需要不適當(dāng)?shù)母咄度耄虼嗽趯?shí)踐中可能不能遵守采用已知方法的前提條件。因此，用于對(duì)軌道車輛組件進(jìn)行診斷-和狀態(tài)監(jiān)控的已知方法建立在連續(xù)并且持續(xù)地測(cè)量和評(píng)估測(cè)量變量的基礎(chǔ)之上。其中，測(cè)量變量的邊界條件卻在持續(xù)變化。對(duì)從時(shí)間信號(hào)中檢測(cè)的頻率特性進(jìn)行分析的投入非常大，因?yàn)楸仨氃谂c行駛路段相關(guān)的參考信號(hào)的幫助下對(duì)邊界條件的影響進(jìn)行評(píng)估。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明的目的在于，這樣進(jìn)一步改進(jìn)一種此類的方法或者一種此類的裝置，即，使該方法或該裝置的信號(hào)處理技術(shù)的投入更小、并且能更可靠地發(fā)現(xiàn)軌道車輛的輪對(duì)上的損壞和問(wèn)題。該目的通過(guò)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求12所述的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明提出一種方法和一種裝置，其中，該裝置設(shè)計(jì)用于執(zhí)行該方法的以下步驟-識(shí)別出在測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中的至少一個(gè)重大事件或者多個(gè)重大事件的組合，其中，測(cè)量變量超過(guò)一個(gè)預(yù)定的最小值，以及識(shí)別出這個(gè)重大事件發(fā)生的事件時(shí)間
占，-從這個(gè)事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始從測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中形成頻率特性，其中，形成從這個(gè)事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始后一段被定義的持續(xù)時(shí)間內(nèi)的頻率特性，-將形成的頻率特性與至少一個(gè)存儲(chǔ)的參考頻率特性進(jìn)行比較，-根據(jù)形成的頻率特性與至少一個(gè)存儲(chǔ)的參考頻率特性的偏差情況評(píng)估輪對(duì)的振動(dòng)狀態(tài)。該評(píng)估的目的則在于，根據(jù)該輪對(duì)的一個(gè)可能變化的或者明顯的振動(dòng)狀態(tài)推斷出被監(jiān)控的輪對(duì)的損壞。根據(jù)本發(fā)明的解決方案的優(yōu)點(diǎn)尤其在于，計(jì)算方面的投入相對(duì)較低，這是因?yàn)椴挥眠B續(xù)不斷地對(duì)一個(gè)測(cè)量信號(hào)的整個(gè)時(shí)間變化過(guò)程進(jìn)行傅里葉-變換和分析，而是只對(duì)系統(tǒng)對(duì)于個(gè)別重大事件的應(yīng)答進(jìn)行傅里葉-變換和分析。由于預(yù)先對(duì)重大個(gè)別事件作出了定義，因此僅僅形成或者分析那些很可能提供關(guān)于被監(jiān)控的輪對(duì)的狀態(tài)的可靠的說(shuō)明的頻率特性，并且該頻率特性尤其是指出了在輪對(duì)上的裂隙形成的情況。這些重大事件，例如在輪對(duì)的加速度很高、也就是說(shuō)超過(guò)一個(gè)預(yù)定的最低值的情況下輪對(duì)發(fā)生垂直的振動(dòng)激勵(lì)，會(huì)導(dǎo)致以下后果，即，使輪對(duì)被激勵(lì)形成完全可以識(shí)別到的自振動(dòng)。在垂直方向上有足夠高的撞擊激勵(lì)時(shí)，例如由于軌道嚴(yán)重不平坦，輪對(duì)在短時(shí)間內(nèi)幾乎完全脫離了軌道，使得當(dāng)時(shí)被行駛的行駛路段對(duì)自振特性的影響被估計(jì)為很小。尤其是輪對(duì)就可以幾乎自由地以它的獨(dú)有的自振性能發(fā)生振動(dòng)。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法的確可以與行駛路段無(wú)關(guān)地起作用。尤其是可以取消投入高地檢測(cè)和存儲(chǔ)與行駛路段相關(guān)的參考數(shù)據(jù)?；镜陌l(fā)明理念即在于，只有在發(fā)生重大個(gè)別事件以后才進(jìn)行頻率特性和頻率分析。重大個(gè)別事件在這里被定義為下述事件，即，其中，由至少一個(gè)傳感器接收到的時(shí)間信號(hào)(如路徑信號(hào)、速度信號(hào)、加速度信號(hào)、受力信號(hào)或壓力信號(hào))在事件時(shí)間點(diǎn)超過(guò)或者低于一個(gè)各自預(yù)設(shè)的閾值，或者具有另一個(gè)獨(dú)特的特征。換句話說(shuō)，在軌道車輛的要進(jìn)行監(jiān)控的輪對(duì)中，借助于一個(gè)或者多個(gè)傳感器持續(xù)不斷地對(duì)表明輪對(duì)的振動(dòng)狀態(tài)的特征的變量的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。但是，直到該測(cè)量信號(hào)超過(guò)一個(gè)預(yù)定的最小值時(shí)，才形成相應(yīng)的頻率特性或者頻率分析。通過(guò)在將重大個(gè)別事件的發(fā)生作為時(shí)間起點(diǎn)以及緊接著與至少一個(gè)參考頻率特性進(jìn)行一次對(duì)比之后在一段定義的持續(xù)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行頻率分析，能夠在計(jì)算方面的投入僅很小的情況下可靠地推斷出輪對(duì)的變化和損壞。例如當(dāng)一個(gè)輪對(duì)的轉(zhuǎn)軸具有裂隙時(shí)，那么該輪對(duì)的動(dòng)態(tài)柔性就增加，這就在系統(tǒng)較“軟弱”，系統(tǒng)的固有頻率相對(duì)于軸未損壞時(shí)更小，以及阻尼通常更大這些現(xiàn)象中表現(xiàn)出來(lái)。此外，固有頻率的頻率峰值、也就是說(shuō)頻率特性中固有頻率的振幅更大。這種自振形式的特性值可以從與參考頻率特性進(jìn)行比較的形成的頻率特性中讀出。由于從表明各個(gè)測(cè)量值的特征的信號(hào)的某個(gè)一定的最小振幅開(kāi)始，就把注意力集中到已定義的個(gè)別事件上，從而確保了，輪對(duì)總是受到類似的邊界條件的影響。其中如下地選擇最小值，即可以期待足夠次數(shù)的重大事件。然而對(duì)輪對(duì)的較小激勵(lì)(它們反正不可能激勵(lì)自振)卻仍然不考慮在內(nèi)，使得在評(píng)估信號(hào)時(shí)的計(jì)算方面的投入相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)大幅降低。通過(guò)在從屬權(quán)利要求中所述的措施，可以對(duì)權(quán)利要求1和權(quán)利要求12中所述的發(fā)明進(jìn)行有利的改進(jìn)和改善。特別優(yōu)選的是，將輪對(duì)在垂直方向上的加速度考慮作為表明軌道車輛的輪對(duì)的振動(dòng)狀態(tài)的特征的測(cè)量變量，其中，通過(guò)測(cè)得的輪對(duì)的加速度超過(guò)一個(gè)被定義的最小值來(lái)識(shí)別出在加速度的隨時(shí)間變化過(guò)程中的一個(gè)重大事件。那么設(shè)想的前提是，輪對(duì)暫時(shí)幾乎不與軌道接觸，并且由此幾乎可以自由振動(dòng)，由此，可以不受干擾地形成自振形式，也就是說(shuō)不必與鄰接的結(jié)構(gòu)發(fā)生影響到輪對(duì)的剛性和阻尼的接觸。例如，對(duì)于垂直加速度的預(yù)定最小值為至少10g(10m/s2)。利用一個(gè)這種用于垂直加速度的預(yù)定的最小值來(lái)確定事件時(shí)間點(diǎn)，從這個(gè)事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始形成并且分析頻率特性，或者說(shuō)將其與至少一個(gè)參考頻率特性進(jìn)行比較，尤其是能夠可靠地探測(cè)到輪對(duì)(車輪和/或軸)中的裂隙。此外，特別優(yōu)選地通過(guò)一次快速傅里葉變換(FFT)從測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中產(chǎn)生頻率特性。借此能夠以具有合理的計(jì)算技術(shù)方面的投入達(dá)到可靠的結(jié)果。例如，被定義的持續(xù)時(shí)間(在這段時(shí)間內(nèi)形成測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化的頻率特性)是恒定不變的時(shí)間段，例如在5到500毫秒之間。因?yàn)橐粋€(gè)這種相對(duì)較短的時(shí)間窗口就足以進(jìn)行一次有說(shuō)服力的傅里葉變換，并且得到一個(gè)有說(shuō)服力的頻率特性，從中可以看出或者說(shuō)確定這些模態(tài)參數(shù)，如固有頻率、固有頻率的振幅、阻尼度De以及動(dòng)態(tài)剛性 S( )或者動(dòng)態(tài)柔性Ν(ω)。可替換地，被定義的持續(xù)時(shí)間(在這段時(shí)間內(nèi)形成測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化的頻率特性)從事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始，并且當(dāng)振動(dòng)的有特定特征的特性、如振動(dòng)衰減的特定的量出現(xiàn)時(shí)或者當(dāng)另一個(gè)或下一個(gè)重大事件發(fā)生時(shí)，持續(xù)時(shí)間結(jié)束。因此，在這種情況下，持續(xù)時(shí)間雖然被定義了起點(diǎn)和終點(diǎn)，但是卻不總是一樣長(zhǎng)。此外建議的是，參考頻率特性是期望的頻率特性，它通過(guò)模型計(jì)算法計(jì)算出來(lái)或者基于示范性的樣本輪對(duì)產(chǎn)生?？商鎿Q地，參考頻率特性可以是在軌道車輛運(yùn)行期間從測(cè)量變量的隨時(shí)間變化過(guò)程中形成的、被監(jiān)控的輪對(duì)的頻率特性，或者是被監(jiān)控的輪對(duì)或者多個(gè)其它輪對(duì)的多個(gè)頻率特性的平均值。同樣地，為了在時(shí)間上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性評(píng)估，可以將該頻率特性與在軌道車輛運(yùn)行期間從測(cè)量變量的隨時(shí)間變化過(guò)程中形成的、被監(jiān)控的輪對(duì)的多個(gè)參考頻率特性進(jìn)行比較。因此，輪對(duì)的這樣獲得的參考頻率特性是一種獨(dú)特的“輪對(duì)手印 (Radsatz-Fingerabdruck) ”，為每個(gè)輪對(duì)優(yōu)選地特殊地確定它們的參考頻率特性，并且為了進(jìn)行分析而存儲(chǔ)起來(lái)，用于與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且緊接著從比較結(jié)果出發(fā)進(jìn)行評(píng)估或者說(shuō)計(jì)算。所有這些方法都適用于通過(guò)計(jì)算或者借助統(tǒng)計(jì)性分析檢測(cè)這個(gè)或者這些參考頻率特性的數(shù)據(jù)。形成的頻率特性與至少一個(gè)參考頻率特性進(jìn)行的比較優(yōu)選地借助至少一個(gè)模態(tài)參數(shù)得以實(shí)現(xiàn)，如固有頻率《e、固有頻率的的振幅coe、阻尼度(LehrscheDampfung)De 或者柔性N或剛性S。
在將形成的頻率特性與至少一個(gè)參考頻率特性進(jìn)行比較時(shí)，優(yōu)選地考慮到輪對(duì)的當(dāng)前磨損狀態(tài)的影響和輪對(duì)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速。由此能夠利用較少的信號(hào)處理投入進(jìn)一步改進(jìn)輸出結(jié)果的準(zhǔn)確度。


下面，連同對(duì)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明，借助附圖更詳盡地示出其它的、改進(jìn)本發(fā)明的措施。圖中示出圖1是一種用于監(jiān)控軌道車輛的行駛狀態(tài)的裝置的示意性框圖，其符合一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，圖2是軌道車輛的被監(jiān)控的輪對(duì)的加速度-時(shí)間-圖表，其作為發(fā)生一次重大事件的結(jié)果；圖3是參考頻率特性的加速度-頻率-圖表。
具體實(shí)施例方式在符合規(guī)定的運(yùn)行狀態(tài)下，軌道車輛的輪對(duì)在有軌行駛路段上滾動(dòng)。根據(jù)軌道車輛的行駛速度和狀態(tài)，輪對(duì)受到一次振動(dòng)激勵(lì)。這次振動(dòng)激勵(lì)導(dǎo)致輪對(duì)或者說(shuō)它們的部件發(fā)生振動(dòng)，一方面是在空間中的絕對(duì)振動(dòng)，并且另一方面是相對(duì)于鄰接結(jié)構(gòu)或者相互之間的相對(duì)振動(dòng)。一個(gè)輪對(duì)在此典型地由兩個(gè)通過(guò)一根軸連接的車輪組成，如圖1所示。根據(jù)圖1，在一輛(在此未進(jìn)一步示出的)軌道車輛的一個(gè)輪對(duì)1上安放了一個(gè)或者多個(gè)傳感器2，它們優(yōu)選地作為加速度傳感器檢測(cè)該輪對(duì)1或者它的一個(gè)部件例如在垂直方向上的加速度并且產(chǎn)生相應(yīng)測(cè)量信號(hào)。通過(guò)檢測(cè)傳感器2的測(cè)量值，并且將其傳輸?shù)叫盘?hào)檢測(cè)單元3上，在那里會(huì)形成該輪對(duì)的垂直加速度的一個(gè)隨時(shí)間變化的加速度過(guò)程。信號(hào)檢測(cè)單元3還識(shí)別出這個(gè)隨時(shí)間變化的加速度過(guò)程中的所謂的“重大事件”，以及所屬的事件時(shí)間點(diǎn)、。在測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中發(fā)生的“重大事件”要被理解為這樣一種事件， 其中測(cè)量變量或者測(cè)量信號(hào)超過(guò)一個(gè)預(yù)定的最小值。在所示情況下，例如繼續(xù)監(jiān)控這些測(cè)量信號(hào)，看所測(cè)得的垂直加速度是否超過(guò)一個(gè)加速度最小值Bmin或者一個(gè)加速度最小振幅 afflin0例如，為垂直加速度的預(yù)定的加速度最小值^lin至少為+IOg或者-10g(m/s2)。在所示情況下，重大事件最大加速度MAX1 (根據(jù)它判定輪對(duì)在垂直方向上是正在加速還是正在減速)可以是正數(shù)或者負(fù)數(shù)，并且它的數(shù)值大于一個(gè)最小振幅^lin，如圖2所示。例如當(dāng)被監(jiān)控的輪對(duì)行駛過(guò)一個(gè)接縫或者軌道行駛路段的一段不平坦路段，并且由此特別是激勵(lì)形成一個(gè)超過(guò)一個(gè)特定范圍的垂直振動(dòng)時(shí)，就是這種情況，正如圖2中所示的那樣。當(dāng)預(yù)定的最小值^lin足夠大時(shí)，可以認(rèn)為，輪對(duì)1被激勵(lì)進(jìn)行明顯可以探測(cè)到的和諧自振，其具有獨(dú)特的固有頻率《e。由于材料的阻尼效果，以及通過(guò)與鄰接的結(jié)構(gòu)的連接方式達(dá)到的阻尼效果，被激勵(lì)的自振的振動(dòng)振幅隨著時(shí)間衰減，如圖2的加速度時(shí)間信號(hào)的變化曲線所示，或者由另一個(gè)重大事件重新激發(fā)出自振?？商鎿Q地，可以檢測(cè)任何其它的變量或者多個(gè)其它變量的組合作為時(shí)間信號(hào)，它適合用來(lái)表明輪對(duì)以自振形式進(jìn)行的振動(dòng)的特征作為對(duì)一個(gè)陌生激勵(lì)的應(yīng)答。作為測(cè)量變量在此除了垂直加速度之外例如還可以考慮任意方向的加速度、運(yùn)動(dòng)路徑和/或輪對(duì)的速度或者它的部件。同樣也可以考慮的是，輪對(duì)的振動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)力或者壓力，就可以通過(guò)一個(gè)力接收器或壓力接收器對(duì)它們進(jìn)行測(cè)量，并且可以表示為隨時(shí)間變化的力信號(hào)或壓力信號(hào)。對(duì)于選擇測(cè)量變量或者選擇多個(gè)測(cè)量變量的組合方式至關(guān)重要的是，要能夠盡量最好地表示出被監(jiān)控的輪對(duì)的特性、自振情況。緊接著，頻率分析單元4從加速度信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中(從事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始， 經(jīng)過(guò)一段被定義的持續(xù)時(shí)間ta)形成頻率特性。優(yōu)選地，被定義的持續(xù)時(shí)間ta表明從事件時(shí)間點(diǎn)、開(kāi)始后一段恒定不變的時(shí)間段，例如從事件時(shí)間點(diǎn)、后5到500毫秒之間，正如例如從圖2中得出的那樣?？商鎿Q地，被定義的持續(xù)時(shí)間(在這段時(shí)間內(nèi)形成測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化的頻率特性)從事件時(shí)間點(diǎn)、開(kāi)始，當(dāng)振動(dòng)的一個(gè)有特定特征的特性(如振動(dòng)衰減了一個(gè)特定的量)出現(xiàn)時(shí)，或者另一個(gè)或下一個(gè)重大事件發(fā)生時(shí)，持續(xù)時(shí)間結(jié)束。例如通過(guò)將時(shí)間信號(hào)進(jìn)行一次傅里葉變換來(lái)形成頻率特性。然后從這個(gè)頻率特性中可以以已知的方式確定出由重大事件激勵(lì)的自振的特性值，也就是說(shuō)自振的幾何形式 (在存在許多傳感器的情況下，它們被安置分布在整個(gè)輪對(duì)上)；還以已知的方式確定出屬于這個(gè)自振形式的模態(tài)參數(shù)固有頻率ω e、固有頻率coe的振幅、阻尼度De以及剛性義或柔性Ne。在此，不必確定出自振的全部特性值，幾個(gè)可能就足夠了。此外設(shè)有比較單元5，用于將從時(shí)間信號(hào)中形成的頻率特性與至少一個(gè)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元7中的參考頻率特性進(jìn)行比較。其中，參考頻率特性是一個(gè)期望的頻率特性，它通過(guò)模型計(jì)算法計(jì)算出來(lái)或者在一個(gè)示范性的樣本輪對(duì)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，例如借助一次實(shí)驗(yàn)性模態(tài)分析?？商鎿Q地，參考頻率特性也可以是在軌道車輛運(yùn)行期間從測(cè)量變量的隨時(shí)間變化過(guò)程中事先形成的、被監(jiān)控的輪對(duì)的頻率特性，或者它表明被監(jiān)控的輪對(duì)或者多個(gè)其它輪對(duì)的多個(gè)頻率特性的平均值。同樣地，為了在這段時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性評(píng)估，這個(gè)從符合圖2 的時(shí)間變化曲線中形成的頻率特性也可以與多個(gè)在軌道車輛的之前的運(yùn)行期間從測(cè)量變量的隨時(shí)間變化過(guò)程中形成的被監(jiān)控的輪對(duì)的頻率特性進(jìn)行比較。圖3中示出了一個(gè)這種參考頻率特性，它在頻率為大約0. 27kHz時(shí)均具有最大值， 這個(gè)最大值表示輪對(duì)的其中一個(gè)固有頻率《e。從運(yùn)行中獲得的測(cè)量值中形成的頻率特性與所述參考頻率特性進(jìn)行的比較優(yōu)選地借助至少一個(gè)模態(tài)參數(shù)得以實(shí)現(xiàn)，如固有頻率《e、 固有頻率ω e的振幅、阻尼度De或者柔性Ne或剛性％。當(dāng)對(duì)輪對(duì)的力激勵(lì)是撞擊形式時(shí)，這理想化地表示一種質(zhì)量為m的單質(zhì)量振動(dòng)器，它通過(guò)一個(gè)彈簧剛性為c并且?guī)в凶枘嵝Ч麨镈的減震器的彈簧連接在車廂上，在單振過(guò)程后進(jìn)行一個(gè)穩(wěn)態(tài)的、正弦形式的振動(dòng)，其固有頻率為
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)控軌道車輛的行駛狀態(tài)的方法，其中，通過(guò)至少一個(gè)提供一個(gè)相應(yīng)測(cè)量信號(hào)的傳感器( 檢測(cè)至少一個(gè)表明所述軌道車輛的至少一個(gè)輪對(duì)的振動(dòng)狀態(tài)的特征的測(cè)量變量，如所述輪對(duì)的運(yùn)動(dòng)、速度或者加速度或者作用到所述輪對(duì)上的力，其特征在于以下步驟-識(shí)別出在所述測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中的至少一個(gè)重大事件或者多個(gè)重大事件的組合，其中，所述測(cè)量變量超過(guò)或低于一個(gè)預(yù)定的閾值，以及識(shí)別出所述重大事件發(fā)生的事件時(shí)間點(diǎn)，-從所述事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始從所述測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中形成頻率特性，其中，形成從所述事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始后一段被定義的持續(xù)時(shí)間(ta)內(nèi)的頻率特性，-將所述形成的頻率特性與至少一個(gè)存儲(chǔ)的參考頻率特性進(jìn)行比較，-根據(jù)所述形成的頻率特性與所述至少一個(gè)存儲(chǔ)的參考頻率特性的偏差情況評(píng)估所述輪對(duì)的所述振動(dòng)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述輪對(duì)(1)在垂直方向上的加速度考慮作為表明所述軌道車輛的所述輪對(duì)的所述振動(dòng)狀態(tài)的特征的所述測(cè)量變量，其中，通過(guò)所測(cè)得的所述輪對(duì)(1)的加速度超過(guò)一個(gè)被定義的最小值Oimin)來(lái)識(shí)別出在加速度的隨時(shí)間變化過(guò)程中的一個(gè)重大事件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，為垂直加速度定義的最小值Oimin)為至少IOg0
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)一次快速傅里葉變換 (FFT)從所述測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中產(chǎn)生所述頻率特性。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述被定義的持續(xù)時(shí)間內(nèi)形成所述測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程的頻率特性，所述被定義的持續(xù)時(shí)間(ta)是恒定不變的時(shí)間段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述被定義的持續(xù)時(shí)間內(nèi)形成所述測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程的頻率特性，所述被定義的持續(xù)時(shí)間(ta)從所述事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始，并且當(dāng)振動(dòng)的有特定特征的特性、如振動(dòng)衰減的特定的量出現(xiàn)時(shí)或者當(dāng)另一個(gè)或下一個(gè)重大事件發(fā)生時(shí)，所述被定義的持續(xù)時(shí)間結(jié)束。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述參考頻率特性是期望的頻率特性，所述期望的頻率特性通過(guò)模型計(jì)算法計(jì)算出來(lái)或者基于示范性的樣本輪對(duì)產(chǎn)生。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述參考頻率特性是在所述軌道車輛運(yùn)行期間從所述測(cè)量變量的隨時(shí)間變化過(guò)程中形成的、被監(jiān)控的所述輪對(duì)(1)的至少一個(gè)頻率特性，或者是被監(jiān)控的所述輪對(duì)(1)或者多個(gè)其它輪對(duì)的多個(gè)頻率特性的平均值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，為了在時(shí)間上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性評(píng)估，將所述頻率特性與在所述軌道車輛運(yùn)行期間從所述測(cè)量變量的隨時(shí)間變化過(guò)程中形成的、被監(jiān)控的所述輪對(duì)(1)的多個(gè)參考頻率特性進(jìn)行比較。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)至少一個(gè)模態(tài)參數(shù)、如固有頻率、阻尼度或者柔性，來(lái)實(shí)現(xiàn)將形成的頻率特性與所述至少一個(gè)參考頻率特性進(jìn)行比較。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在將所述頻率特性與所述至少一個(gè)參考頻率特性進(jìn)行比較時(shí)，考慮到了所述輪對(duì)的當(dāng)前磨損狀態(tài)的影響和所述輪對(duì) ⑴的當(dāng)前的轉(zhuǎn)速。
12.一種用于監(jiān)控軌道車輛的行駛狀態(tài)的裝置，其中，通過(guò)至少一個(gè)提供一個(gè)相應(yīng)測(cè)量信號(hào)的傳感器( 檢測(cè)至少一個(gè)表明所述軌道車輛的至少一個(gè)輪對(duì)(1)的振動(dòng)狀態(tài)的特征的測(cè)量變量，如所述輪對(duì)的運(yùn)動(dòng)、速度或者加速度或者作用到所述輪對(duì)上的力，其特征在于信號(hào)檢測(cè)-和評(píng)估裝置(8)，所述信號(hào)檢測(cè)-和評(píng)估裝置這樣設(shè)計(jì)，即所述信號(hào)檢測(cè)-和評(píng)估裝置至少執(zhí)行以下步驟一識(shí)別出在所述測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中的至少一個(gè)重大事件或者多個(gè)重大事件的組合，其中，所述測(cè)量變量超過(guò)一個(gè)預(yù)定的最小值，以及識(shí)別出所述重大事件發(fā)生的事件時(shí)間點(diǎn)，-從所述事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始從所述測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中形成頻率特性，其中，形成從所述事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始后一段被定義的持續(xù)時(shí)間(ta)內(nèi)的頻率特性，-將所述形成的頻率特性與至少一個(gè)存儲(chǔ)的參考頻率特性進(jìn)行比較，-根據(jù)所述形成的頻率特性與所述至少一個(gè)存儲(chǔ)的參考頻率特性的偏差情況評(píng)估所述輪對(duì)的所述振動(dòng)狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述信號(hào)檢測(cè)-和評(píng)估裝置至少包括以下部分-信號(hào)檢測(cè)單元(3)，所述信號(hào)檢測(cè)單元識(shí)別出在所述測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中的重大事件以及所屬的事件時(shí)間點(diǎn)，-頻率分析單元，所述頻率分析單元從所述事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始從所述測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中經(jīng)過(guò)所述被定義的持續(xù)時(shí)間(ta)形成頻率特性，-比較單元(5)，用于將所述形成的頻率特性與所述至少一個(gè)存儲(chǔ)的參考頻率特性進(jìn)行比較，-評(píng)估單元(6)，用于根據(jù)所述形成的頻率特性與所述至少一個(gè)存儲(chǔ)的參考頻率特性的偏差情況評(píng)估所述輪對(duì)的所述振動(dòng)狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述信號(hào)檢測(cè)-和評(píng)估裝置( 還包括取平均值單元，所述取平均值單元對(duì)被監(jiān)控的所述輪對(duì)或者多個(gè)其它輪對(duì)的多個(gè)頻率特性取平均值，并且從中形成所述參考頻率特性。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)傳感器(2)設(shè)計(jì)用于檢測(cè)所述輪對(duì)(1)在垂直方向上的加速度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控軌道車輛的行駛狀態(tài)的方法，其中，通過(guò)至少一個(gè)提供一個(gè)相應(yīng)測(cè)量信號(hào)的傳感器(2)檢測(cè)至少一個(gè)表明該軌道車輛的至少一個(gè)輪對(duì)的振動(dòng)狀態(tài)的特征的測(cè)量變量，如輪對(duì)的運(yùn)動(dòng)、速度或者加速度或者作用到該輪對(duì)上的力。根據(jù)本發(fā)明的方法提出以下步驟識(shí)別出在測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中的至少一個(gè)重大事件或者多個(gè)重大事件的組合，其中，測(cè)量變量超過(guò)一個(gè)預(yù)定的最小值，以及識(shí)別出這個(gè)重大事件發(fā)生的事件時(shí)間點(diǎn)，從這個(gè)事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始從測(cè)量信號(hào)的隨時(shí)間變化過(guò)程中形成頻率特性，其中，形成從這個(gè)事件時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始后一段被定義的持續(xù)時(shí)間(ta)內(nèi)的頻率特性，將形成的頻率特性與至少一個(gè)存儲(chǔ)的參考頻率特性進(jìn)行比較，根據(jù)形成的頻率特性與至少一個(gè)存儲(chǔ)的參考頻率特性的偏差情況評(píng)估輪對(duì)的振動(dòng)狀態(tài)。
文檔編號(hào)G01M17/10GK102549406SQ201080041682
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者烏爾夫·弗里森, 弗蘭克·京特, 斯特凡·澤德?tīng)栠~爾, 約爾格-約翰內(nèi)斯·瓦赫 申請(qǐng)人:克諾爾-布里姆斯軌道車輛系統(tǒng)有限公司