一种道岔心轨外锁闭装置振源识别测试方法与流程

本发明涉及道岔心轨外锁闭装置、振动信号、振源识别、振动传感器、故障诊断等领域，特别是关于一种道岔心轨外锁闭装置振源识别测试方法。

背景技术：

1、道岔外锁闭装置是用于铁路道岔的机械装置，是道岔转换设备的重要组成部分。道岔转换设备主要作用是转换、锁闭道岔，并对其位置进行监督。转换设备是保障行车安全、提高运输效率的关键设施。心轨外锁闭装置通过转辙机的转换，将道岔的心轨和翼轨直接进行锁闭。道岔心轨外锁闭装置若产生故障，将直接影响道岔的解锁、转换和锁闭功能，若道岔不能保持良好的锁闭状态，将影响列车正常运行，引发列车脱轨、挤岔的风险。

2、列车经过道岔心轨时，心轨外锁闭装置会产生振动冲击。对于异常振动导致心轨外锁闭的锁闭杆出现磨损与断裂等振动故障，识别振源传递路径需要在心轨锁闭状态下，而心轨锁闭状态下，电机不动作，无法通过电流、功率等参数进行振源识别。在心轨外锁闭装置的锁闭杆由于异常振动而磨损与断裂等振动故障中，振动传递路径主要包括三种：心轨-锁钩-锁闭杆、翼轨-锁闭框-锁闭杆、托板-转辙机-动作连接杆-锁闭杆，对于锁闭杆产生振动故障的振源主要传递路径识别，目前主要靠人工经验进行，会导致道岔故障的误判问题。

3、现有道岔故障诊断技术主要基于深度学习的神经网络算法，采集道岔电流、功率等的曲线，得到正常电流、功率曲线和典型故障模式下的特征参数，构建神经网络结构，将待评估电流数据输入该神经网络结构进行故障诊断。该方法需要提取大量历史数据中正常样本与故障样本的特征参数，对数据质量的要求较高，仅依靠神经网络不能有效获取数据的局部特性，会导致诊断出现偏差。

4、锁闭状态与转换状态是道岔的两种工作过程，采集电流、功率主要在道岔转换过程中进行，而心轨外锁闭装置锁闭杆的振动主要出现在锁闭状态下，在锁闭状态下列车通过道岔，对心轨锁闭杆产生振动和冲击，造成锁闭杆产生异常磨损与断裂等振动故障。对于这种心轨外锁闭装置振动故障，目前通过采集电流、功率等，无法对锁闭杆振动故障的振源进行有效识别。

5、相关专利文献如：

6、[1]林钲围,何丹,黄超.一种道岔故障诊断方法、系统、设备和介质[p].北京市:cn116451121a,2023-07-18.

7、[2]滕飞,乔露,罗金屯等.道岔转辙机故障诊断方法、装置、设备及可读存储介质[p].四川省:cn115453227a,2022-12-09.

8、[3]赵艳菊,邓小军,刘韶庆等.一种高速动车组噪声源识别测试方法[p].山东省:cn103630232b,2017-10-31.

9、文献[1]、[2]中的电流、功率只能在道岔转换过程中采集，道岔转换中，列车不经过道岔。而道岔振动主要来自于锁闭状态下车辆经过道岔时刻。

10、文献[1]、[2]需要历史数据建立故障库。

11、文献[1]、[2]中提取的历史数据特征参数，对数据质量要求较高，构建的神经网络模型的精度对泛化诊断能力有影响。

12、文献[3]采用传递函数分析，计算各个振源对响应的贡献量来识别振源，在传递路径中也布置了振动传感器，所使用振动传感器数量较多。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种测试经济方便、采集过程不影响列车运行，能够采集不同速度不同车次通过时的道岔振动加速度，采集过程覆盖多种列车运行工况，能够快速识别道岔心轨外锁闭装置锁闭杆振源的方法。

2、本发明的目的是这样实现的，涉及一种道岔心轨外锁闭装置振源识别测试方法，其特征是：包括：锁闭杆、锁钩、锁闭框、翼轨、心轨、动作连接杆、转辙机、托板、振动传感器及数据采集仪；托板与转辙机、转辙机与动作连接杆、动作连接杆与锁闭杆之间分别通过螺栓连接；锁闭框与翼轨之间也通过螺栓连接，锁钩与锁闭杆通过摩擦接触连接，锁闭框与锁闭杆也为摩擦接触连接；振动传感器与数据采集仪之间通过传感器线连接；锁闭杆振动传递路径至少包括三路：一路是心轨依次经过锁钩到锁闭杆，第二路是翼轨经过锁闭框到锁闭杆；第三路是托板依次经转辙机、动作连接杆到锁闭杆；通过在振源输路的三路路径节点上分布振动传感器，数据采集仪采集分布振动传感器的振动信号，每个振动传感器构成的检测点在锁闭状态下，得到列车经过道岔时的垂向振动加速度曲线。

3、所述的三路路径节点上布置振动传感器是在心轨、翼轨、托板、锁闭杆等部位安装，在锁闭状态下列车经过时，各采集测点的垂向振动加速度数据经处理，得到道岔心轨外锁闭装置互相关曲线来识别振源。

4、各采集测点的垂向振动加速度数据经处理，并通过采用互相关分析，利用反应振源和响应波形相似程度的互相关函数来进行振源识别。

5、本发明的优点是：

6、1.能够直接在道岔锁闭状态下实现采集工作，只需要在测点安装振动传感器，无须安装其他装置，测试经济方便。

7、2.采集过程不影响列车运行，能够采集不同速度不同车次通过时的道岔振动加速度，采集过程覆盖多种列车运行工况。

8、3.无需历史数据，直接通过测试数据进行互相关分析，能够快速识别出振源方位，使现场维护人员能够掌握维护的重点方向，提高维护效率。

9、4.相关算法都已经发展成熟，降低了分析难度，减少了对分析人员的专业要求。

10、下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。

技术特征：

1.一种道岔心轨外锁闭装置振源识别测试方法，其特征是：包括：锁闭杆(1)、锁钩(2)、锁闭框(3)、翼轨(4)、心轨(5)、动作连接杆(6)、转辙机(7)及托板(8)、振动传感器(9)及数据采集仪(10)；托板(8)与转辙机(7)、转辙机(7)与动作连接杆(6)、动作连接杆(6)与锁闭杆(1)之间分别通过螺栓连接；锁闭框(3)与翼轨(4)之间也通过螺栓连接，锁钩(2)与锁闭杆(1)通过摩擦接触连接，锁闭框(3)与锁闭杆(1)也为摩擦接触连接，振动传感器(9)与数据采集仪(10)通过传感器线连接；锁闭杆(1)振动传递路径至少包括三路：一路是心轨(5依次经过锁钩(2)到锁闭杆(1)，第二路是翼轨(4)经过锁闭框(3)到锁闭杆(1)，第三路是托板(8)依次经转辙机(7)、动作连接杆(6)到锁闭杆(1)；通过在振源输路的三路路径节点上分布振动传感器(9)，数据采集仪(10)采集分布振动传感器(9)的振动信号，每个振动传感器(9)构成的检测点在锁闭状态下，得到列车经过时的垂向振动加速度曲线。

2.根据权利要求1所述的一种道岔心轨外锁闭装置振源识别测试方法，其特征是：三路路径节点上分布振动传感器(9)或是在心轨(5)、翼轨(4)、托板(8)、锁闭杆(1)等部位安装，在锁闭状态下列车经过时，各采集测点的垂向振动加速度数据经处理，得到道岔心轨外锁闭装置互相关函数来识别振源。

3.根据权利要求2所述的一种道岔心轨外锁闭装置振源识别测试方法，其特征是：各采集测点的垂向振动加速度数据经处理并通过采用互相关分析，利用反应振源和响应波形相似程度的互相关函数来进行振源识别。

4.根据权利要求3所述的一种道岔心轨外锁闭装置振源识别测试方法，其特征是：利用反应振源和响应波形相似程度的互相关函数来进行振源识别，具体步骤如下：

5.根据权利要求3所述的一种道岔心轨外锁闭装置振源识别测试方法，其特征是：各采集测点的垂向振动加速度数据可进行n次独立振动测试，每个测点获得n组加速度时程曲线，按照流程获得每次测试的互相关曲线，分别比较同一次测试中的互相关曲线最大值，得到n次比较结果。

6.根据权利要求5所述的一种道岔心轨外锁闭装置振源识别测试方法，其特征是：分别比较同一次测试中的互相关曲线最大值，得到n次比较结果结果判定如下：

技术总结本发明涉及一种道岔心轨外锁闭装置振源识别测试方法，包括：锁闭杆（1）、锁钩（2）、锁闭框（3）、翼轨（4）、心轨（5）、动作连接杆（6）、转辙机（7）及托板（8）、振动传感器（9）及数据采集仪（10）；托板（8）与转辙机（7）、转辙机（7）与动作连接杆（6）、动作连接杆（6）与锁闭杆（1）之间分别通过螺栓连接；锁闭框（3）与翼轨（4）之间也通过螺栓连接，锁钩（2）与锁闭杆（1）通过摩擦接触连接，锁闭框（3）与锁闭杆（1）也为摩擦接触连接，振动传感器（9）与数据采集仪（10）通过传感器线连接；这种方法，测试经济方便、采集过程不影响列车运行，能够采集不同速度不同车次通过时的道岔振动加速度。技术研发人员：郑帅,谢明军,何建峰,陈磊,裴晨飞,杨满昌,张颖,陈永受保护的技术使用者：西安铁路信号有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5