机车轴承温度修正方法、系统及设备

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通机车安全监测技术领域，具体涉及一种机车轴承温度修正方法、系统及设备。

背景技术

随着传感器技术和通信技术的不断发展，机车的监测技术也得到了广泛的发展和应用，尤其是涉及机车运行安全的轴承监测，已基本成为新造机车的标配。目前机车轴承监测主要以监测轴承温度、振动和冲击为主，用以分析轴承的运行状态，保障行车安全。其中，轴承温度是最为直观的监测参数，现有监测系统通常会针对机车轴承的绝对温度和相对温升两类情况分别进行分级报警，必要时需要对机车进行停车处理。由此可见，对机车轴承温度的监测和诊断对行车安全和效率至关重要。

为实现对机车轴承温度的监测，通常需要在机车轮驱装置上设置机车轴温测点，采用温度传感器对机车轴承温度进行实时监测。然而由于机车运行环境多样、情况复杂多变，采用温度传感器所获取到的机车轴承的监测温度可能会与实际情况出现偏差，从而导致基于该监测温度所进行的故障诊断出现误报或漏报的情况，对机车运行带来负面影响。

发明内容

本发明实施例提供一种机车轴承温度修正方法、系统及设备，用以解决现有方法获取到机车轴承温度存在误差，易导致误报或漏报的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种机车轴承温度修正方法，包括：

获取当前时刻机车轴承的监测温度；

根据当前时刻机车运行位置处的日照强度以及日照与机车的夹角确定日照修正量；

根据当前时刻机车运行位置处的风速、机车运行速度以及风向与机车的夹角确定风速修正量；

根据日照修正量和风速修正量对监测温度进行修正，得到校正后的机车轴承温度。

一种实施例中，日照修正量与当前时刻机车运行位置处的日照强度正相关；日照修正量与日照与机车的夹角正相关。

一种实施例中，风速修正量与当前时刻机车运行位置处的风速和机车运行速度正相关；风速修正量与风向与机车的夹角正相关。

一种实施例中，根据当前时刻机车运行位置处的日照强度以及日照与机车的夹角确定日照修正量，包括：

根据当前时刻机车运行位置处的日照强度以及日照与机车的夹角确定日照修正系数；

获取日照最大修正值；

按照如下表达式确定日照修正量：δ

一种实施例中，根据当前时刻机车运行位置处的风速、机车运行速度以及风向与机车的夹角确定风速修正量，包括：

根据当前时刻机车运行位置处的风速、机车运行速度以及风向与机车的夹角确定风速修正系数；

获取风速最大修正值；

按照如下表达式确定风速修正量：δ

一种实施例中，根据日照修正量和风速修正量对监测温度进行修正，包括：

以监测温度减去日照修正量；

以监测温度加上风速修正量。

一种实施例中，所述方法还包括：

采用预设的加权系数确定距离当前时刻最近的预设次数个日照修正量的加权平均值，得到日照平均修正量；

采用预设的加权系数确定距离当前时刻最近的预设次数个风速修正量的加权平均值，得到风速平均修正量；

根据日照平均修正量和风速平均修正量对监测温度进行修正。

第二方面，本发明实施例提供一种机车轴承温度修正系统，包括：车载感知计算机、地面服务系统、机车人机交互接口和地面服务系统终端；

车载感知计算机与地面服务系统间通过无线传输通道进行通信；

机车人机交互接口与车载感知计算机连接，用于接收并输出报警信息；

地面服务系统终端与地面服务系统连接，用于接收并输出报警信息；

车载感知计算机或者地面服务系统执行如第一方面任一项的机车轴承温度修正方法。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器和存储器；

存储器存储计算机执行指令；

至少一个处理器执行存储器存储的计算机执行指令，使得至少一个处理器执行如第一方面任一项所述的机车轴承温度修正方法。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面任一项所述的机车轴承温度修正方法。

本发明实施例提供的机车轴承温度修正方法、系统及设备，通过获取当前时刻机车轴承的监测温度；根据当前时刻机车运行位置处的日照强度以及日照与机车的夹角确定日照修正量；根据当前时刻机车运行位置处的风速、机车运行速度以及风向与机车的夹角确定风速修正量；根据日照修正量和风速修正量对监测温度进行修正，得到校正后的机车轴承温度。充分利用机车运行环境信息对机车轴承的监测温度进行修正，能够提高机车轴承温度的准确性；基于校正后的机车轴承温度进行故障诊断，能够有效减少误报、漏报的发生，进一步保证机车的安全、高效运行。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明一实施例提供的机车轴承温度修正方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的机车轴承温度修正系统的架构示意图；

图3为本发明一实施例的提供的电子设备的结构示意图。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图1为本发明一实施例提供的机车轴承温度修正方法的流程图。如图1所示，本实施例提供的机车轴承温度修正方法可以包括：

S101、获取当前时刻机车轴承的监测温度。

本实施例中例如可以通过用于监测机车轴承温度的温度传感器来实时获取机车轴承的监测温度。可以理解的是，受机车运行环境的影响，获取到的监测温度可能会存在一定的偏差。

S102、根据当前时刻机车运行位置处的日照强度以及日照与机车的夹角确定日照修正量。

例如，可以根据机车的运行线路(坡度、曲线、隧道等)、速度、方向、公里标以及全球定位系统(Global Positioning System，GPS)/北斗位置信息综合确定当前机车运行具体位置及运行方向。然后再根据当前时刻机车的具体位置确定日照强度，结合当前季节、日出日落时间、机车运行位置确定机车所受日照角度，进一步地根据日照角度以及机车运行方向确定日照与机车的夹角。最后根据当前时刻机车运行位置处的日照强度以及日照与机车的夹角确定日照修正量。需要说明的是，本实施例中的日照与机车的夹角其取值范围为0-90度，当日光垂直照射机车时，日照与机车的夹角最大为90度；其余情况下，日照与机车的夹角均为锐角。

可以理解的是，日照强度越大，对于监测温度的影响越大，需要的日照修正量也越大；日照与机车的夹角越大时，对于监测温度的影响越大，需要的日照修正量也越大。因此，在一种可选的实施方式中，日照修正量与当前时刻机车运行位置处的日照强度正相关；日照修正量与日照与机车的夹角正相关。即日照强度越大，则日照修正量也越大；夹角越大，则日照修正量也越大。

S103、根据当前时刻机车运行位置处的风速、机车运行速度以及风向与机车的夹角确定风速修正量。

例如，可以根据机车的运行线路(坡度、曲线、隧道等)、速度、方向、公里标以及全球定位系统(Global Positioning System，GPS)/北斗位置信息综合确定当前机车运行具体位置及运行方向，获取当前机车运行位置处的风速和风向；根据机车的运行方向与风向来确定风向与机车的夹角，最后根据当前时刻机车运行位置处的风速、机车运行速度以及风向与机车的夹角确定风速修正量。需要说明的是，本实施例中的风向与机车的夹角其取值范围为0-180度，当风向与机车的运行方向相同时，风向与机车的夹角为0度；当风向与机车的运行方向相反时，风向与机车的夹角为180度；其余情况下风向与机车的夹角处于0-180度之间。

可以理解的是，风速或者机车运行速度越快，对于监测温度的影响越大，需要的风速修正量也越大；风向与机车的夹角越大时，对于监测温度的影响越大，需要的风速修正量也越大。因此，在一种可选的实施方式中，风速修正量与当前时刻机车运行位置处的风速和机车运行速度正相关；风速修正量与风向与机车的夹角正相关。

需要说明的是，本实施例中对于步骤S102和步骤S103的执行顺序不作限制。

S104、根据日照修正量和风速修正量对监测温度进行修正，得到校正后的机车轴承温度。

在确定了日照修正量和风速修正量之后，便可以根据日照修正量和风速修正量对监测温度进行修正，以消除机车运行环境中日照和风等因素对于机车轴承的监测温度的影响，使得校正后的机车轴承温度更加准确。基于校正后的机车轴承温度进行故障诊断，能够有效减少误报、漏报的发生，进一步保证机车的安全、高效运行。

可以理解的是，日照通常会导致获得的监测温度高于实际值，而风通常会导致获得的监测温度低于实际值，因此，在一种可选的实施方式中，根据日照修正量和风速修正量对监测温度进行修正，具体可以包括：以监测温度减去日照修正量；以监测温度加上风速修正量。即对于日照侧，以当前轴温减去日照修正量作为最终温度；对于迎风侧，以当前轴温加上风速修正量作为最终温度。

本实施例提供的机车轴承温度修正方法，通过获取当前时刻机车轴承的监测温度；根据当前时刻机车运行位置处的日照强度以及日照与机车的夹角确定日照修正量；根据当前时刻机车运行位置处的风速、机车运行速度以及风向与机车的夹角确定风速修正量；根据日照修正量和风速修正量对监测温度进行修正，得到校正后的机车轴承温度。充分利用机车运行环境信息对机车轴承的监测温度进行修正，能够提高机车轴承温度的准确性；基于校正后的机车轴承温度进行故障诊断，能够有效减少误报、漏报的发生，进一步保证机车的安全、高效运行。

在上述实施例的基础上，下面分别采用具体的实施例来说明如何确定日照修正量和风速修正量。

在上述实施例的基础上，本实施例提供的机车轴承温度修正方法中，根据当前时刻机车运行位置处的日照强度以及日照与机车的夹角确定日照修正量，具体可以包括：

根据当前时刻机车运行位置处的日照强度以及日照与机车的夹角确定日照修正系数；

获取日照最大修正值；

按照如下表达式确定日照修正量：δ

若当前位置为晴天，则根据当前季节、日出日落时间、机车运行位置确定机车所受日照角度；根据运行线路、日照与机车运行方向夹角以及当前时间确定日照修正系数a，日照最大修正值记为Δ

在上述实施例的基础上，本实施例提供的机车轴承温度修正方法中，根据当前时刻机车运行位置处的风速、机车运行速度以及风向与机车的夹角确定风速修正量，具体可以包括：

根据当前时刻机车运行位置处的风速、机车运行速度以及风向与机车的夹角确定风速修正系数；

获取风速最大修正值；

按照如下表达式确定风速修正量：δ

在上述任一实施例的基础上，考虑到气象环境对于轴承温度的影响具有连续性，因此需要考虑一段时间内环境因素的持续性影响。例如可以采用最近的预设次数个修正量的加权和来确定最终修正值，预设次数的具体取值可以由当前机车运行速度决定。机车运行速度越快时，则预设次数的取值越大。

在上述任一实施例的基础上，本实施例提供的机车轴承温度修正方法还可以包括：采用预设的加权系数确定距离当前时刻最近的预设次数个日照修正量的加权平均值，得到日照平均修正量；采用预设的加权系数确定距离当前时刻最近的预设次数个风速修正量的加权平均值，得到风速平均修正量；根据日照平均修正量和风速平均修正量对监测温度进行修正。

当预设次数为n时，日照平均修正量δ′

δ

风速平均修正量δ′

δ′

其中，a

本实施例提供的机车轴承温度修正方法，在上述任一实施例的基础上，进一步地采用预设的加权系数确定距离当前时刻最近的预设次数个日照修正量的加权平均值，得到日照平均修正量；采用预设的加权系数确定距离当前时刻最近的预设次数个风速修正量的加权平均值，得到风速平均修正量；根据日照平均修正量和风速平均修正量对监测温度进行修正。充分考虑了气象环境对于轴承温度影响的连续性，能够进一步提高校正后的机车轴承温度的准确性。

图2为本发明一实施例提供的机车轴承温度修正系统的架构示意图。如图2所示，本实施例提供的机车轴承温度修正系统可以包括：车载感知计算机、地面服务系统、机车人机交互接口和地面服务系统终端；车载感知计算机与地面服务系统间通过无线传输通道进行通信；机车人机交互接口与车载感知计算机连接，用于接收并输出报警信息；地面服务系统终端与地面服务系统连接，用于接收并输出报警信息。

本实施例中的车载感知计算机可以具备MVB、以太网、RS485数据传输接口，以及北斗或GPS定位功能；车载感知计算机能获取包括机车车号、当前时间、机车运行线路、机车运行位置、轴承温度等数据。车载感知计算机具备3G/4G/5G、WLAN等无线通信功能，与地面服务系统建立稳定的数据连接，发送机车车号、线路、位置等信息。车载感知计算机与地面服务系统间通过加密认证算法是实现双方的安全认证。

本实施例中的地面服务系统接收车载感知计算机发送的机车车号、线路、位置等信息，匹配系统聚合的气象环境信息，并将信息及修正分析结果及修正后的轴温报警和温升报警信息发送至车载感知计算机，并同步在地面服务系统中记录修正分析结果及报警信息，向接入地面服务系统的终端推送报警信息。

车载感知计算机根据接收修正分析结果及修正后的轴温报警和温升报警信息。车载感知计算机将修正后的报警信息发送至机车人机交互接口中显示并提醒。

上述方法实施例所提供的机车轴承温度修正方法可在地面服务系统实现，亦可在车载感知计算机中实现，因此车载感知计算机或者地面服务系统可以执行如第一方面任一项的机车轴承温度修正方法。优选的，参数调整的增量学习可以在地面服务系统中实现。

综上所述，本申请所提供机车轴承温度修正方法及系统可综合运用机车运行环境信息，主要是气象信息来修正轴温监测结果，减少受外部环境影响导致的误报、漏报的发生，提高提高轴温报警准确性，从而进一步保证机车的安全、高效运行。

本发明实施例还提供一种电子设备，请参见图3所示，本发明实施例仅以图3为例进行说明，并不表示本发明仅限于此。图3为本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的电子设备30可以包括：存储器301、处理器302和总线303。其中，总线303用于实现各元件之间的连接。

存储器301中存储有计算机程序，计算机程序被处理器302执行时可以实现上述任一方法实施例的技术方案。

其中，存储器301和处理器302之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可以通过一条或者多条通信总线或信号线实现电性连接，如可以通过总线303连接。存储器301中存储有实现机车轴承温度修正方法的计算机程序，包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器301中的软件功能模块，处理器302通过运行存储在存储器301内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。

存储器301可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称：RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称：ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，简称：PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称：EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，简称：EEPROM)等。其中，存储器301用于存储程序，处理器302在接收到执行指令后，执行程序。进一步地，上述存储器301内的软件程序以及模块还可包括操作系统，其可包括各种用于管理系统任务(例如内存管理、存储设备控制、电源管理等)的软件组件和/或驱动，并可与各种硬件或软件组件相互通信，从而提供其他软件组件的运行环境。

处理器302可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器302可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称：CPU)、网络处理器(Network Processor，简称：NP)等。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。可以理解，图3的结构仅为示意，还可以包括比图3中所示更多或者更少的组件，或者具有与图3所示不同的配置。图3中所示的各组件可以采用硬件和/或软件实现。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行以实现上述任一方法实施例的技术方案。

本公开中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

本公开的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变形而不脱离本公开的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本公开权利要求及其等同技术的范围，则本公开的意图也包含这些改动和变形在内。