專利名稱：一種因輪軌沖擊作用導(dǎo)致輪軌瞬間失去接觸的動態(tài)識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交通運輸領(lǐng)域，具體地講，涉及一種因輪軌沖擊作用導(dǎo)致輪軌瞬間失去接觸的動態(tài)識別方法。
背景技術(shù)：
機車車輛在服役過程中，車輪緊急制動抱死時，若車輪在鋼軌表面存在冰雪、樹葉等松軟物體上運行時，車輪旋轉(zhuǎn)運動由滾動變成滑動或滑轉(zhuǎn)運動，輪軌必將產(chǎn)生滑動摩擦。相對于相對滾動摩擦而言，滑動摩擦劇烈，劇烈的滑動摩擦產(chǎn)生高溫使得車輪踏面出現(xiàn)擦傷、剝離、裂損和掉塊等車輪缺陷，這些缺陷對輪軌系統(tǒng)帶來間隙性的打擊和傷害。已有的理論計算和試驗測試表明，存在缺陷的車輪產(chǎn)生的輪軌沖擊力是輪軌靜載的數(shù)倍，其中高頻部分直接對軌道和車輪產(chǎn)生不利影響，從而降低車輛和線路的使用壽命、增加能耗和提高維護成本，嚴(yán)重的是導(dǎo)致軸溫升高出現(xiàn)車軸熱切；另一方面加速車軸、踏面裂紋擴展導(dǎo)致車軸冷切。同時需要特別注意的是，當(dāng)機車車輛運行速度達到一定值，缺陷尺寸達到一定值時，輪軌沖擊過后會引起輪軌瞬間失去接觸，有的會使輪軌多次間隙性失去接觸，輪軌失去接觸意味著輪軌垂向作用力為零，瞬間脫軌系數(shù)為無窮大，如快速行駛在彎道線路、軌道超高線路等存在大橫向力的路段，車輛發(fā)生的脫軌的可能十分大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于因輪軌沖擊導(dǎo)致輪軌瞬間失去接觸的特大隱患，提供一種因輪軌沖擊作用導(dǎo)致輪軌瞬間失去接觸的動態(tài)識別方法，避免車輛發(fā)生脫軌的可能性出現(xiàn)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種因輪軌沖擊作用導(dǎo)致輪軌瞬間失去接觸的動態(tài)識別方法，通過以下方法實現(xiàn)
(1)將振動加速度傳感器安裝于車輪軸箱上方，并通過后臺的采集器采集振動加速度傳感器測量到的軸箱振動加速度信息；
(2)對軸箱振動加速度信息進行時頻特征提取，得到時頻分布特征；
(3)繪制時頻分布特征的等高線圖，判斷輪軌是否瞬間失去接觸。為了保證振動加速度傳感器的精確測量，所述步驟(I)中振動加速度傳感器的量程為±50g，頻率響應(yīng)不低于2kHz，且采集器的采樣頻率不低于10kHz。進一步的得到視頻分布特征，所述步驟(2)的具體實現(xiàn)步驟如下
(2a)選擇頻率切片函數(shù)，其中頻率坐標(biāo)fx,IS0F, , fc表示變換的中心頻
率，F(xiàn)s表示頻率分辨率，N1表示偏離中心頻率的分辨率的個數(shù)，因此頻率選擇函數(shù)的基函數(shù)為根據(jù) < 的大小,頻率選擇函數(shù)計算包括如下三種情況
情況一當(dāng)I且< M +1時，頻率選擇函數(shù)P為
Z^z^s(l^-Nric)\iP^Zl].,
情況二 Sic藝iVj +1且< S N —Nx時,頻率選擇函數(shù)P為:
P1 =^((^ + 1):(^+^-^))
Ζη = zeros(l ,M-ir - TV1) 11. P — [, | 5 ￠..,]；
情況三:色ic> N-NlIic < #時,頻率選擇函數(shù)P為
= P (I '.(N1+! + N-ir))
Z2 = zeros(l,N-(N1 + \ + N-ic)) ιι.ρ = [^,^j ；
其中，i*d為頻率分辨因子，(為中心頻率對應(yīng)的坐標(biāo)，滿足- fss{Q ;
(2b)對軸箱振動加速度進行傅立葉變換，變換公式如下
權(quán)利要求
1.一種因輪軌沖擊作用導(dǎo)致輪軌瞬間失去接觸的動態(tài)識別方法，其特征在于，通過以下方法實現(xiàn)(1)將振動加速度傳感器安裝于車輪軸箱上方，并通過后臺的采集器采集振動加速度傳感器測量到的軸箱振動加速度信息；(2)對軸箱振動加速度信息進行時頻特征提取，得到時頻分布特征；(3)繪制時頻分布特征的等高線圖，判斷輪軌是否瞬間失去接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種因輪軌沖擊作用導(dǎo)致輪軌瞬間失去接觸的動態(tài)識別方法，其特征在于，所述步驟(I)中振動加速度傳感器的量程為土 50g，頻率響應(yīng)不低于2kHz，且采集器的采樣頻率不低于IOkHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種因輪軌沖擊作用導(dǎo)致輪軌瞬間失去接觸的動態(tài)識別方法，其特征在于，所述步驟(2)的具體實現(xiàn)步驟如下(2a) 選擇頻率切片函數(shù)，其中頻率坐標(biāo)
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種因輪軌沖擊作用導(dǎo)致輪軌瞬間失去接觸的動態(tài)識別方法，其特征在于，所述步驟(3)的具體實現(xiàn)方法如下(3a)繪制振動加速度的時頻分布特征的等高線圖；(3b)尋找該等高線圖最大能量峰值對應(yīng)的時間段；(3c)在最大能量時間段內(nèi)依次尋找第二大能量峰值，若在同一時間段內(nèi)出現(xiàn)局部能量隨頻率增加的衰減，則存在輪軌發(fā)生脫離的現(xiàn)象。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種因輪軌沖擊作用導(dǎo)致輪軌瞬間失去接觸的動態(tài)識別方法，屬于交通信息安全技術(shù)，本發(fā)明中首先將振動加速度傳感器安裝于車輪軸箱上方，并通過后臺的采集器采集振動加速度傳感器測量到的軸箱振動加速度信息，再對軸箱振動加速度進行時頻特征提取，得到時頻分布特征，最后繪制時頻分布特征的等高線圖，判斷輪軌是否瞬間失去接觸。通過上述方案，本發(fā)明達到了即時檢測到因輪軌沖擊導(dǎo)致輪軌瞬間失去接觸的這種特大隱患的目的，避免了車輛發(fā)生脫軌的可能性出現(xiàn)，技術(shù)成熟，可靠性高，成本低，通道數(shù)量少，系統(tǒng)簡單，抗干擾性高，其社會經(jīng)濟效益十分明顯。
文檔編號G01H17/00GK102914364SQ201210399620
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者林建輝, 丁建明, 伍川輝, 劉璐, 易彩, 陳春俊, 張兵, 蘇燕辰 申請人:西南交通大學(xué)