单轨道岔故障在线诊断方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及单轨道岔故障在线诊断方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

截至目前，世界范围内已有多个国家建成运营单轨交通系统，在我国已建成运营的有重庆轨道交通二号线、三号线。重庆轨道交通七号线及芜湖市跨座式单轨一号线和二号线一期正在建设中。

目前国内单轨道岔通常采用传感器向信号系统反馈道岔的位置及锁闭信息，对道岔故障进行在线诊断的设备布局尚不完善，导致目前的单轨道岔依旧主要以人工检测为主，自动化程度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供单轨道岔故障在线诊断方法、装置、设备及可读存储介质，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一方面，本申请实施例提供了单轨道岔故障在线诊断方法，所述方法包括：收集单轨道岔数据，所述单轨道岔数据至少来自2个单轨道岔，所述单轨道岔数据包括各器件的状态参数；将单轨道岔数据上传至远程数据库中；根据数据库中所述单轨道岔数据诊断所述各器件参数是否存在异常，若存在异常，进行报警并提取异常器件的特征参数；将异常器件的特征参数发送至相应的终端。

所述各器件的状态参数包括：车辆通过单轨道岔时道岔梁的振幅、车辆通过单轨道岔时道岔梁的频率、单轨道岔上的锁销的图片信息、单轨道岔上的接缝板图片信息、单轨道岔上的锁定槽处螺栓的图片信息、单轨道岔处的锁定电机的温度、单轨道岔处的锁定电机的转速、单轨道岔处的锁定电机的振动幅度、单轨道岔处的驱动电机的温度、单轨道岔处的驱动电机的转速和单轨道岔处的驱动电机的振动幅度。

所述特征参数为检测出异常的器件的所在单轨道岔的位置参数和异常参数类型；所述相应的终端为负责出现异常的单轨道岔维修的车站设备房及综合维修服务中心；

可选地，所述收集单轨道岔数据，包括：

通过设置在单轨道岔处的加速度传感器获取车辆通过单轨道岔时道岔梁的振幅和频率；

通过设置在单轨道岔处的图像采集装置获取被监测的单轨道岔上的锁销的图片信息、接缝板图片信息和锁定槽处螺栓的图片信息；

所述图像采集装置可为数字摄像头或模拟摄像头；

通过设置在单轨道岔处的温度传感器、转速传感器和振动传感器分别获取设置在单轨道岔处的锁定电机和驱动电机的温度参数、转速和振动幅度。

所述单轨道岔处的锁定电机和驱动电机的温度参数、转速和振动幅度用于检测锁定电机和驱动电机是否在正常的工况中进行工作，有助于及时发现锁定电机和驱动电机的异常状态，防止因锁定电机和驱动电机停止工作而导致交通安全事故。

可选地，所述诊断所述各器件参数是否存在异常，包括：

获取每个单轨道岔处车辆通过时道岔梁的振幅和频率，并将所述振幅和频率与预设值进行对比，若所述振幅和频率中任意一个数值大于预设值判定为道岔梁存在异常；

车辆通过道岔时道岔梁的振幅和频率用于检测道岔梁的刚度和强度，防止道岔梁刚度和强度异常引发安全事故。

获取每个单轨道岔处锁销的图片信息、接缝板图片信息和锁定槽处螺栓的图片信息；

检测锁销的图片信息上锁销上的伸入量标志线是否在预设界限内，若超出界限判定为锁销存在异常；

通过检测锁销的伸入或伸出量，检测道岔转动是否到位；

检测接缝板图片信息上接缝板与预设水平参考线的夹角，若接缝板与预设水平参考线的夹角大于预设夹角值判定为接缝板存在异常；

用于检测接缝板的平行状态，是否处于安全设置范围内。

检测锁定槽处螺栓的图片信息上螺栓上的标志线与锁定槽上的标志线是否对齐，若没有对齐判定为锁定槽处螺栓存在异常；

用于检测锁定槽处螺栓是否松动。

获取每个单轨道岔处锁定电机和驱动电机的温度、转速和振动幅度，将所述温度、转速和振动幅度分别与预设参考范围进行对比，若超出预设参考范围收集异常参数，判定与所述异常参数相对应的锁定电机或驱动电机存在异常。

可选地，所述进行报警并提取异常器件的特征参数后，还包括：

将提取的异常器件的特征参数进行收集并归档。

第二方面，本申请实施例提供了一种单轨道岔故障在线诊断装置，所述系统包括数据收集模块、第一通讯模块、诊断模块和第二通讯模块。

数据收集模块，用于收集单轨道岔数据，所述单轨道岔数据至少来自2个单轨道岔，所述单轨道岔数据包括各器件的状态参数；

第一通讯模块，用于将单轨道岔数据上传至远程数据库中；

诊断模块，用于根据数据库中所述单轨道岔数据诊断所述各器件参数是否存在异常，若存在异常，进行报警并提取异常器件的特征参数；

第二通讯模块，用于将异常器件的特征参数发送至相应的终端。

优选地，所述数据收集模块包括：

第一数据收集单元，用于通过设置在单轨道岔处的加速度传感器获取车辆通过单轨道岔时道岔梁的振幅和频率；

第二数据收集单元，用于通过设置在单轨道岔处的图像采集装置获取被监测的单轨道岔；

第三数据收集单元，用于通过设置在单轨道岔处的温度传感器、转速传感器和振动传感器分别获取设置在单轨道岔处的锁定电机和驱动电机的温度参数、转速和振动幅度。

优选地，所述诊断模块包括：

第一数据获取单元，用于获取每个单轨道岔处车辆通过时道岔梁的振幅和频率；

第一计算单元，用于将所述振幅和频率与预设值进行对比，若所述振幅和频率中任意一个数值大于预设值判定为道岔梁存在异常；

第二数据获取单元，用于获取每个单轨道岔处锁销的图片信息、接缝板图片信息和锁定槽处螺栓的图片信息；

第二计算单元，用于检测锁销的图片信息上锁销上的伸入量标志线是否在预设界限内，若超出界限判定为锁销存在异常；用于检测接缝板图片信息上接缝板与预设水平参考线的夹角，若接缝板与预设水平参考线的夹角大于预设夹角值判定为接缝板存在异常；用于检测锁定槽处螺栓的图片信息上螺栓上的标志线与锁定槽上的标志线是否对齐，若没有对齐判定为锁定槽处螺栓存在异常；

第三数据获取单元，用于获取每个单轨道岔处锁定电机和驱动电机的温度、转速和振动幅度；

第三计算单元，用于将所述温度、转速和振动幅度分别与预设参考范围进行对比，若超出预设参考范围收集异常参数，判定与所述异常参数相对应的锁定电机或驱动电机存在异常。

优选地，所述诊断模块包括：

第四数据收集单元，用于将提取的异常器件的特征参数进行收集并归档。

第三方面，本申请实施例提供了单轨道岔故障在线诊断设备，所述设备包括存储器和处理器。存储器用于存储计算机程序；处理器用于执行所述计算机程序时实现上述单轨道岔故障在线诊断方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述单轨道岔故障在线诊断方法的步骤。

本发明的有益效果为：

通过对每个单轨道岔内的道岔梁、锁销、接缝板、锁定槽处的螺栓、锁定电机和驱动电机的相关参数进行远程实时对比诊断并将诊断为异常器件的特征参数发送至相应的终端，有效提高了单轨岔道的安全可靠性同时由于诊断均由远程计算器自动进行有效提高了单轨岔道诊断的自动化水平和诊断检测准确率、降低人工检测作业难度避免安全事故的发生。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例中所述的单轨道岔故障在线诊断方法流程示意图；

图2是本发明实施例中所述的一种单轨道岔故障在线诊断装置结构示意图；

图3是本发明实施例中所述的单轨道岔故障在线诊断设备结构示意图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号或字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了单轨道岔故障在线诊断方法，该方法包括步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4。

步骤S1.收集单轨道岔数据，所述单轨道岔数据至少来自2个单轨道岔，所述单轨道岔数据包括各器件的状态参数；

所述所述各器件的状态参数包括：车辆通过单轨道岔时道岔梁的振幅、车辆通过单轨道岔时道岔梁的频率、单轨道岔上的锁销的图片信息、单轨道岔上的接缝板图片信息、单轨道岔上的锁定槽处螺栓的图片信息、单轨道岔处的锁定电机的温度、单轨道岔处的锁定电机的转速、单轨道岔处的锁定电机的振动幅度、单轨道岔处的驱动电机的温度、单轨道岔处的驱动电机的转速和单轨道岔处的驱动电机的振动幅度；

步骤S2.将单轨道岔数据上传至远程数据库中；

步骤S3.根据数据库中所述单轨道岔数据诊断所述各器件参数是否存在异常，若存在异常，进行报警并提取异常器件的特征参数；

步骤S4.将异常器件的特征参数发送至相应的终端；

所述异常器件的特征参数为检测出异常的器件的所在单轨道岔的位置参数和异常参数类型；所述相应的终端为负责出现异常的单轨道岔维修的车站设备房及综合维修服务中心。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S1中，还包括步骤S11、步骤S12和步骤S13。

步骤S11.通过设置在单轨道岔处的加速度传感器获取车辆通过单轨道岔时道岔梁的振幅和频率；

车辆通过道岔时道岔梁的振幅和频率用于检测道岔梁的刚度强度，防止道岔梁的刚度或强度异常引发安全事故；

步骤S12.通过设置在单轨道岔处的图像采集装置获取被监测的单轨道岔上的锁销的图片信息、接缝板图片信息和锁定槽处螺栓的图片信息；

所述图像采集装置可为数字摄像头或模拟摄像头；

步骤S13.通过设置在单轨道岔处的温度传感器、转速传感器和振动传感器分别获取设置在单轨道岔处的锁定电机和驱动电机的温度参数、转速和振动幅度；

所述单轨道岔处的锁定电机和驱动电机的温度参数、转速和振动幅度用于检测锁定电机和驱动电机是否在正常的工况中进行工作，有助于及时发现锁定电机和驱动电机的异常状态，防止因锁定电机和驱动电机停止工作而导致交通安全事故。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S3，还可以包括步骤S311、步骤S312、步骤S313、步骤S314、步骤S315、步骤S316、步骤S317和步骤S318。

步骤S311.获取每个单轨道岔处车辆通过时道岔梁的振幅和频率；

车辆通过道岔时道岔梁的振幅和频率用于检测道岔梁的刚度和强度，防止道岔梁的刚度或强度异常引发安全事故；

步骤S312.将所述振幅和频率与预设值进行对比，若所述振幅和频率中任意一个数值大于预设值判定为道岔梁存在异常；

步骤S313.获取每个单轨道岔处锁销的图片信息、接缝板图片信息和锁定槽处螺栓的图片信息；

步骤S314.检测锁销的图片信息上锁销上的伸入量标志线是否在预设界限内，若超出界限判定为锁销存在异常；

通过检测锁销的深入或伸出不完全，来检测道岔转动是否到位；

步骤S315.检测接缝板图片信息上接缝板与预设水平参考线的夹角，若接缝板与预设水平参考线的夹角大于预设夹角值判定为接缝板存在异常；

用于检测接缝板的平行状态，是否处于安全设置范围内；

步骤S316.检测锁定槽处螺栓的图片信息上螺栓上的标志线与锁定槽上的标志线是否对齐，若没有对齐判定为锁定槽处螺栓存在异常；

用于检测锁定槽处螺栓是否松动；

步骤S317.获取每个单轨道岔处锁定电机和驱动电机的温度、转速和振动幅度；

步骤S318.将所述温度、转速和振动幅度分别与预设参考范围进行对比，若超出预设参考范围收集异常参数，判定与所述异常参数相对应的锁定电机或驱动电机存在异常。

可选地，所述步骤S3，还可以包括步骤S321。

步骤S421.将提取的异常器件的特征参数进行收集并归档，便于后期调研。

截至目前，世界范围内已有多个国家建成运营单轨交通系统，在我国已建成运营的有重庆轨道交通二号线、三号线。重庆轨道交通七号线及芜湖市跨座式单轨一号线和二号线一期正在建设中，目前国内单轨道岔通常采用传感器向信号系统反馈道岔的位置及锁闭信息，对道岔故障进行在线诊断的设备布局尚不完善，导致目前的单轨道岔依旧主要以人工检测为主，自动化程度较低，本发明通过对每个单轨道岔内的道岔梁、锁销、接缝板、锁定槽处的螺栓、锁定电机和驱动电机的相关参数进行远程实时对比诊断并将诊断为异常器件的特征参数发送至相应的终端，有效提高了单轨岔道的安全可靠性同时由于诊断均由远程计算器自动进行有效提高了单轨岔道诊断的自动化水平和诊断检测准确率、降低人工检测作业难度避免安全事故的发生。

实施例2

如图2所示，本实施例提供了一种单轨道岔故障在线诊断装置，所述系统包括数据收集模块601、第一通讯模块602、诊断模块603和第二通讯模块604。

数据收集模块601，用于收集单轨道岔数据，所述单轨道岔数据至少来自2个单轨道岔，所述单轨道岔数据包括各器件的状态参数；

第一通讯模块602，用于将单轨道岔数据上传至远程数据库中；

诊断模块603，用于根据数据库中所述单轨道岔数据诊断所述各器件参数是否存在异常，若存在异常，进行报警并提取异常器件的特征参数；

第二通讯模块604，用于将异常器件的特征参数发送至相应的终端。

在本公开的一种具体实施方式中，所述数据收集模块601包括：

第一数据收集单元6011，用于通过设置在单轨道岔处的加速度传感器获取车辆通过单轨道岔时道岔梁的振幅和频率；

第二数据收集单元6012，用于通过设置在单轨道岔处的图像采集装置获取被监测的单轨道岔；

第三数据收集单元6013，用于通过设置在单轨道岔处的温度传感器、转速传感器和振动传感器分别获取设置在单轨道岔处的锁定电机和驱动电机的温度参数、转速和振动幅度。

在本公开的一种具体实施方式中，所述诊断模块603包括：

第一数据获取单元6031，用于获取每个单轨道岔处车辆通过时道岔梁的振幅和频率；

第一计算单元6034，用于将所述振幅和频率与预设值进行对比，若所述振幅和频率中任意一个数值大于预设值判定为道岔梁存在异常；

第二数据获取单元6032，用于获取每个单轨道岔处锁销的图片信息、接缝板图片信息和锁定槽处螺栓的图片信息；

第二计算单元6035，用于检测锁销的图片信息上锁销上的伸入量标志线是否在预设界限内，若超出界限判定为锁销存在异常；用于检测接缝板图片信息上接缝板与预设水平参考线的夹角，若接缝板与预设水平参考线的夹角大于预设夹角值判定为接缝板存在异常；用于检测锁定槽处螺栓的图片信息上螺栓上的标志线与锁定槽上的标志线是否对齐，若没有对齐判定为锁定槽处螺栓存在异常；

第三数据获取单元6033，用于获取每个单轨道岔处锁定电机和驱动电机的温度、转速和振动幅度；

第三计算单元6036，用于将所述温度、转速和振动幅度分别与预设参考范围进行对比，若超出预设参考范围收集异常参数，判定与所述异常参数相对应的锁定电机或驱动电机存在异常。

在本公开的一种具体实施方式中，所述诊断模块603包括：

第四数据收集单元6037，用于将提取的异常器件的特征参数进行收集并归档。

需要说明的是，关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

实施例3

相应于上面的方法实施例，本公开实施例还提供了单轨道岔故障在线诊断设备，下文描述的单轨道岔故障在线诊断设备与上文描述的单轨道岔故障在线诊断方法可相互对应参照。

图3是根据一示例性实施例示出的单轨道岔故障在线诊断设备800的框图。如图3所示，该单轨道岔故障在线诊断设备800可以包括：处理器801，存储器802。该单轨道岔故障在线诊断设备800还可以包括多媒体组件803，输入/输出(I/O)接口804，以及通信组件805中的一者或多者。

其中，处理器801用于控制该单轨道岔故障在线诊断设备800的整体操作，以完成上述的单轨道岔故障在线诊断方法中的全部或部分步骤。存储器802用于存储各种类型的数据以支持在该单轨道岔故障在线诊断设备800的操作，这些数据例如可以包括用于在该单轨道岔故障在线诊断设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器802可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(StaticRandom Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件803可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器802或通过通信组件805发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口804为处理器801和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件805用于该单轨道岔故障在线诊断设备800与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件805可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。

在一示例性实施例中，单轨道岔故障在线诊断设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal ProcessingDevice，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的单轨道岔故障在线诊断方法。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的单轨道岔故障在线诊断方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器802，上述程序指令可由单轨道岔故障在线诊断设备800的处理器801执行以完成上述的单轨道岔故障在线诊断方法。

实施例4

相应于上面的方法实施例，本公开实施例还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的单轨道岔故障在线诊断方法可相互对应参照。

一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的单轨道岔故障在线诊断方法的步骤。

该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。