專利名稱：一種列車車輛制動壓力狀態的檢測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及列車車輛，更具體地說，涉及一種列車車輛制動壓力狀態的檢測方法
及裝置。
背景技術：
列車車輛的制動裝置的作用對鐵路運輸現代化發展起著重要作用。隨著鐵路的提速和鐵路信息化建設的不斷發展，提速后的列車對制動系統的穩定性及可靠性提出了更加嚴格的要求。作為列車車輛空氣制動機的一部分，制動缸是將壓縮空氣的壓力轉換為機械推力的部件。列車車輛制動時，通過三通閥或分配閥的作用，制動缸接受副風缸送來的壓縮空氣，將制動缸活塞向外推出，使閘瓦壓緊車輪，產生制動作用；緩解時，制動缸內的壓縮空氣經三通閥或分配閥排向大氣，制動缸緩解彈簧使制動缸活塞復位，基礎制動裝置也隨之復位，于是閘瓦離開車輪，實現緩解作用。目前我國鐵路車輛運用工作中對編組列車的車輛制動機裝置的檢測主要有兩種試驗方式機車風壓試風、地面試風裝置試風。這兩種試驗方式都屬于靜態檢測方式，定性分析了整列車的制動系統的技術性能。而對每一輛車的制動裝置的檢查主要還是靠人工進行。由車輛檢車員對每一輛車的制動機裝置通過聽、敲、看、摸等手段進行檢查，對檢查發現的制動機故障能及時處理的進行處理，無法及時處理的按規定進行關閉截斷塞門或甩車處理；這種檢測方式的有效性取決于列檢人員的技術水平、責任心和工作狀態，檢測的質量很難長期保持高水平。而且上述檢測都屬于靜態定點、定時檢測，只能反映特定時刻的制動系統大致性能情況，不夠準確和全面，對于列車運行過程中每輛車制動系統性能的變化更無法做到實時掌握。列車在運行過程中產生的一些事故具有不可復現性。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述只能反映特定時刻的制動系統情況、不能檢測列車運行時的制動系統情況、效率較低的缺陷，提供一種能夠在列車運行時實時地檢測制動系統情況、效率較高的一種列車車輛制動壓力狀態的檢測方法及裝置。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種列車車輛制動壓力狀態的檢測方法，包括如下步驟
A)取得制動缸內的當前壓力值并存儲；延遲第一設定時間后，再次取得所述制動缸內的當前壓力值；
B)運算上述先后兩次取得的壓力值得到所述制動缸當前壓力變化率；
C)通過所述當前壓力變換率得到所述制動缸的壓力狀態，并與所述制動缸之前壓力狀態比較；如相同，執行步驟D);否則，執行步驟E)；
D)保存所述制動缸壓力狀態，丟棄取得的當前壓力值并返回步驟A)；
E)保存所述制動缸壓力狀態，保存取得的當前壓力值并返回步驟A)。在本發明所述的列車車輛制動壓力狀態的檢測方法中，所述步驟C)中進一步包括:
Cl)判斷所述當前壓力變化率是否大于等于第一設定值，如是，所述制動缸狀態為上升；否則，執行步驟C2);
C2)判斷所述當前壓力變化率是否小于第一設定值大于第二設定值，如是，所述制動缸壓力狀態為平穩；否則，執行步驟C3 ；
C3)判斷所述當前壓力變化率是否小于第二設定值，如是，所述制動缸壓力狀態為下降。
在本發明所述的列車車輛制動壓力狀態的檢測方法中，當判斷所述制動缸壓力狀態平穩時，所述方法還包括如下步驟
Fl)取得制動缸內的當前壓力值并存儲；延遲第二設定時間后，再次取得所述制動缸內的當前壓力值；
F2)運算上述先后兩次取得的壓力值得到所述制動缸當前壓力變化率；
F3)比較當前制動缸的壓力變化值是否大于第三設定值，如是，保存在步驟Fl)中記錄的制動缸當前壓力值；否則，放棄所述步驟Fl)中記錄的制動缸當前壓力值。在本發明所述的列車車輛制動壓力狀態的檢測方法中，所述步驟E)進一步包括 El)將所述當前壓力值及采集該當前壓力值的時間值按照設定的RFID標簽格式打包； E2)通過RFID標簽發送所述數據包。在本發明所述的列車車輛制動壓力狀態的檢測方法中，所述步驟A)中的壓力值通過安裝在所述制動缸缸口的壓力傳感器取得。在本發明所述的列車車輛制動壓力狀態的檢測方法中，所述壓力變化值通過兩次采集的壓力值差除以所述兩次采集的時間差而得。本發明還涉及一種實現上述方法的裝置，包括
當前壓力值取得單元用于取得制動缸內的當前壓力值并存儲；并在設定時間后，再次取得所述制動缸內的當前壓力值；
當前壓力變化率取得單元用于運算上述先后兩次取得的壓力值得到所述制動缸當前壓力變化率；
當前壓力狀態判斷單元用于通過所述當前壓力變換率得到所述制動缸的壓力狀態，并與所述制動缸之前壓力狀態比較，得到當前壓力狀態；
壓力狀態保存及壓力記錄單元用于保存所述制動缸壓力狀態，丟棄或保存取得的當前壓力值。在本發明所述的裝置中，所述當前壓力狀態判斷單元進一步包括
第一設定值比較模塊用于判斷所述當前壓力變化率是否大于第一設定值，如是，所述制動缸狀態為上升；
第二設定值比較模塊用于判斷所述當前壓力變化率是否小于第一設定值大于第二設定值，如是，所述制動缸壓力狀態為平穩；如果當前壓力變化率小于等于第二設定值，所述制動缸壓力狀態為下降。在本發明所述的裝置中，還包括
第三設定值比較模塊用于比較其壓力缸的壓力狀態已被判斷為平穩的當前制動缸的壓力變化率是否大于第三設定值。
在本發明所述的裝置中，所述壓力狀態保存及壓力記錄單元還進一步包括 數據打包模塊用于將所述當前壓力值及采集該當前壓力值的時間值按照設定的
RFID標簽格式打包；
數據發送模塊用于RFID標簽發送所述數據包。實施本發明的列車車輛制動壓力狀態的檢測方法及裝置，具有以下有益效果由于自動地、不斷地比較在設定的單位時間內取得的列車車輛制動缸內的壓力狀態，當其壓力狀態發生變化時將當前取得的壓力值及其采集時間存儲并按照設定發送，便于后續的處理步驟；所以，不管列車在運行還是停止，都可以實時地取得其制動缸內的壓力狀況，也就得到了列車剎車系統的情況；同時，上述壓力狀況不出現變換時并不采集或傳輸壓力數據，所以就整個系統而言，其效率較高。
圖I是本發明列車車輛制動壓力狀態的檢測方法及裝置實施例中檢測方法流程 圖2是所述實施例中壓力狀態判斷流程 圖3是所述實施例中壓力狀態不變時對其進一步判斷的流程 圖4是所述實施例中裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明實施例作進一步說明。如圖I所示，在本發明的列車車輛制動壓力狀態的檢測方法及裝置實施例中，其檢測方法包括如下步驟
步驟Sll在設定時間內，先后兩次取得制動缸壓力值并存儲通常而言，列車制動系統包括空氣壓縮機、總風缸、制動管、制動缸、副風缸、三通閥等部件，制動缸將空氣壓力轉化為機械推力，從而實現制動。試驗證明，制動缸內的壓力變化能夠反映出貨車的各項制動操作，即通過制動缸內的壓力值及其變化可以間接地反映出車輛制動系統的狀態；無論是機械故障還是物理損壞等問題，都可以由制動缸壓力值及其變化曲線直接反映出來，通過在制動缸測試口位置安裝壓力監測裝置，可以實現對制動缸內壓力數據的采集。然后將數據發送給壓力數據分析裝置進行分析處理，即可判斷出當前制動系統是否正常。所以，對于列車車輛的制動系統而言，在大多數時候，其制動能力直接與制動系統中的制動缸中壓力相關。也就是說，列車車輛上的制動缸上的壓力狀態在很大程度上表示了其制動能力或制動系統的狀態。在本實施例中，通過檢測制動缸中的壓力狀態及壓力值來檢測列車車輛的制動系統狀態。為了判斷列車車輛制動缸中的壓力狀態，首先需要取得該壓力缸中的壓力狀態，在本步驟中，通過延遲第一設 定時間，先后兩次取得制動缸的壓力值并存儲這兩個取得的壓力值。具體來講，先取得一次當前制動缸的壓力值并存儲，然后在延遲設定的第一設定時間之后，再次取得該制動缸的當前壓力值并存儲。對于系統而言，當然這兩個壓力值是不同的(即使其數值完全一樣)、分開存儲的；例如，可以將第一次取得的命名為第一壓力值，第二次取得的命名為第二壓力值，并分開存儲。在本實施例中，上述制動缸的壓力值是通過安裝在制動缸外部靠近該制動缸缸口位置的壓力傳感器取得的(該壓力傳感器取得的是制動缸內的壓力值)，該壓力傳感器與一個RFID標簽連接，壓力傳感器取得壓力值后傳輸到上述RFID標簽，通過RFID標簽傳輸到系統中。該系統可以設置在列車車輛上，也可以設置在上述列車車輛經過的路邊；可以是每個車輛一個，也可以是多個車輛共用一個。上述壓力傳感器之所以設置在上述制動缸缸口位置，是由于在該位置上得到的壓力值可以較為準確地反應出制動缸整體的壓力情況。步驟S12使用上述壓力值運算得 到壓力變化率在本步驟中，當上述兩個間隔一定時間的壓力值取得之后，通過對這兩個壓力的比較及計算，得到在這個間隔時間內該制動缸內的壓力變化率。在本實施例中，通過將上述兩個壓力值相減，再將得到的差值與上述時間間隔相除，就得到該制動缸在該時段上的壓力變化率。步驟S13依據上述壓力變化率，得到當前壓力狀態在本步驟中，通過上述步驟中得到的壓力變化率，得到當前制動缸的壓力狀態。在本實施例中，上述壓力狀態包括上升、穩定和下降三個狀態；其中，上升表示制動缸正在增加壓力；穩定表示制動缸的壓力變化不大；而下降表示在制動缸的壓力正在下降。在這三種情況下，值得注意的是下降這種狀態，如果列車車輛不是正好處于剎車狀態，這就表示制動缸的狀態不正常，可能有漏氣或其他情況使得氣壓在降低，而一個降低的氣壓的制動缸可能在剎車時不能正常動作或不能有效地動作。至于如何依據壓力變化率得到當前壓力狀態，在稍后有更詳細的描述。步驟S14當前壓力狀態與之前的壓力狀態比較是否有變化？如是，執行步驟S15，否則，執行步驟S16 ;在本步驟中，將在步驟S13中得到的該制動缸的壓力變化狀態與其在之前存儲下來的壓力狀態比較，如果這兩個狀態相同，就跳轉到步驟S16 ;如果這兩個狀態不相同，就執行下一步驟S15。值得一提的是，如果系統剛開始工作，那么不會有之前的壓力狀態，存儲之前壓力狀態的存儲區域是空白的，這樣，上述步驟中得到的壓力狀態顯然不會是空白的值，所以，在這種情況下，系統會執行步驟S15。步驟S15保存壓力狀態及取得的制動缸當前壓力值在本步驟中，保存上述取得的壓力狀態就是將該壓力狀態(實際上，在本實施例中，是表示壓力狀態的代碼或編碼)存儲在設定的存儲位置上，該存儲位置是專門用于存儲壓力狀態的；在步驟S14中所記載的之前的壓力狀態，也是由這個位置讀取出去并于當時得到的壓力狀態比較的，在系統開始工作時，這個存儲位置將被初始化，而在系統工作構成中，該位置不斷地被當時得到的壓力狀態覆蓋，以保存當前的制動缸壓力狀態。而對于當前制動缸壓力值而言，通常存儲的是上述后一個取得的壓力值，該壓力值被存儲后還將被傳輸到后續的處理設備中去。在本實施例中，將存儲的當前壓力值及采集該當前壓力值的時間值按照設定的RFID標簽格式打包并通過RFID標簽發送上述數據包。此外，在本實施例中，當本步驟完成后，返回步驟S11，進行下一次的制動缸壓力狀態監測，這樣不斷地循環，使得列車車輛的制動系統在出現問題時可以及時地、自動地被發現。步驟S16保存壓力狀態，丟棄取得的制動缸當前壓力值在本步驟中，僅僅保存上述制動缸的壓力狀態，而丟棄當前取得的制動缸壓力值，并返回步驟S11，開始下一循環的監測。在本實施例中，上述步驟S15，表示制動缸的狀態發生變化，需要將氣壓數據及時間參數發送到后級設備處理、記錄，以提醒工作人員注意或為故障查詢提供基礎；而步驟S16表示制動缸的狀態沒有發生變化，不需要記錄數據；在一次檢測中，上述步驟S15和步驟S16只會出現一個。
其中，請參見圖2，在上述步驟中，判斷制動缸的壓力狀態的步驟由包括如下步驟
步驟S21壓力變化率大于第一設定值？如是，跳轉到步驟S24 ;否則，執行步驟S22 ；步驟S22壓力變化率小于第一設定值且大于第二設定值？如是，跳轉到步驟S25;否貝U，執行步驟S23 ；
步驟S23壓力變化率小于或等于第二設定值？如是，執行步驟S26;
步驟S24判 斷壓力狀態為上升在本步驟中，判斷該制動缸的壓力狀態為上升；
步驟S25判斷壓力狀態為穩定在本步驟中，判斷該制動缸的壓力狀態為穩定；
步驟S26判斷壓力狀態為下降在本步驟中，判斷該制動缸的壓力狀態為下降；在本實施例中，對于一個列車車輛制動缸而言，在一次檢測中，只能出現上述三種情況中的一種，也就是說，當取得一個制動缸的壓力變化率，該壓力變化率所表示的制動缸壓力狀態是且只能是上升、穩定或下降中的一種。上面所述的第一設定值和第二設定值分別是事先設定上升狀態臨界值和下降狀態臨界值。當一個制動缸的壓力變化率大于等于上述上升狀態臨界值時，該制動缸的氣壓狀態為上升；當一個制動缸的壓力變化率小于上述上升狀態臨界值但大于上述下降狀態臨界值時，該制動缸的氣壓狀態為穩定；當一個制動缸的壓力變化率小于等于上述下降狀態臨界值時，該制動缸的氣壓狀態為下降。在本實施例中，還可能包括一種較為特殊的情況，即列車制動缸出現緩慢漏氣的情況。這時，在第一設定時間內檢測到的氣壓不會出現較大的差異，這可能被誤判為氣壓是穩定的。為此，在判斷氣壓穩定后，還應該檢測第二設定時間內，該氣壓值變化率是否大于第三設定值。如果制動缸出現緩慢漏氣的情況時，最終，制動缸內的氣壓值變化率會大于第三設定值的。如圖3所示，這一步驟包括如下步驟
步驟S31取得當前制動缸壓力變化率在本步驟中，由于已經判斷制動缸的氣壓狀態是穩定，但是，由于不知道是否存在緩慢漏氣的情況，因此需要對其氣壓值變化率進行一個補充判斷，保證制動缸的氣壓值變化率在一個認可的范圍內；如果其氣壓值變化率大于設定的變化率時，應該認為出現緩慢漏氣情況，將記錄當前壓力值并將其發送出去，便于后續步驟的處理或提醒工作人員的注意。所以，在本步驟中，取出在本次檢測中取得的當前制動缸壓力值，并在延遲第二設定時間之后，在次取得當前制動缸的壓力值，使其相減，并除與第二延遲時間，得到當前制動缸壓力變化率。值得一提的是，在本實施例中，上述第二延遲時間可以和第一延遲時間相同，也可以不同；也就是說，上述制動缸的壓力變化率可以直接由前面的步驟中得到；也可以在本步驟中重新取得。重新取得該變化率的好處是其數據的時效性更強，判斷更加接近事實。步驟S32該壓力之小于第三設定值？如是，執行步驟S33 ;否則，跳轉到步驟S34 ；在本步驟中，上述第三設定值是事先設定的、可以維持剎車系統正常工作的制動缸壓力變化率的閥值；當前制動缸壓力變化率大于或等于該值時，判為不存在緩慢漏氣情況，執行步驟S34 ;當前壓力值小于該值時，判為出現緩慢漏氣情況，執行步驟S33。步驟S33存儲上述當前壓力值在本步驟中，存儲上述當前壓力值，并將該壓力值及其采集時間按照上述步驟Sl5中數據發送的方法將其打包并發送。步驟S34放棄當前壓力值在本步驟中，放棄當前壓力值，并準備進行下一循環的檢測。
在對列車制動缸壓力采集過程中，壓力采集越密集越能真實的還原出壓力變化曲線,但采集越密集則需要存儲的數據量越大,需要傳輸的數據量也越大，因此本實施例列車車輛制動缸壓力監測的好處是可以通過最少的壓力數據點，來較為完整的表示出制動缸內壓力的變化。在本實施例中，還涉及一種實現上述方法的裝置，該裝置的結構示意圖如圖4所示，該裝置包括當前壓力值取得單元41、當前壓力變化率取得單元42、當前壓力狀態判斷單元43、壓力狀態保存及壓力記錄單元44以及第三設定值比較模塊45 ;其中，當前壓力值 取得單元41用于取得制動缸內的當前壓力值并存儲；并在設定時間后，再次取得所述制動缸內的當前壓力值；當前壓力變化率取得單元42用于運算上述先后兩次取得的壓力值得到所述制動缸當前壓力變化率；當前壓力狀態判斷單元43用于通過所述當前壓力變換率得到所述制動缸的壓力狀態，并與所述制動缸之前壓力狀態比較，得到當前壓力狀態；壓力狀態保存及壓力記錄單元44用于保存所述制動缸壓力狀態，丟棄或保存取得的當前壓力值；第三設定值比較模塊45用于比較其壓力缸的壓力狀態已被判斷為平穩的當前制動缸的壓力變化率值是否大于第三設定值。在本實施例中，當前壓力狀態判斷單元43進一步包括第一設定值比較模塊431，其用于判斷所述當前壓力變化率是否大于第一設定值，如是，則判斷制動缸狀態為上升；第二設定值比較模塊432，其用于判斷所述當前壓力變化率是否小于第一設定值且大于第二設定值，如是，則判斷制動缸壓力狀態為平穩；同時，第二設定值比較模塊432還用于判斷所述當前壓力變化率是否小于或等于第二設定值，如是，則判斷制動缸壓力狀態為下降。而壓力狀態保存及壓力記錄單元44還進一步包括數據打包模塊441，用于將所述當前壓力值及采集該當前壓力值的時間值按照設定的RFID標簽格式打包；數據發送模塊442，用于RFID標簽發送所述數據包。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.ー種列車車輛制動壓カ狀態的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟 A)取得制動缸內的當前壓カ值并存儲；延遲第一設定時間后，再次取得所述制動缸內的當前壓力值； B)運算上述先后兩次取得的壓カ值得到所述制動缸當前壓カ變化率； C)通過所述當前壓カ變化率得到所述制動缸的壓力狀態，并與所述制動缸之前壓カ狀態比較；如相同，執行步驟D);否則，執行步驟E)； D)保存所述制動缸壓カ狀態，丟棄取得的當前壓カ值并返回步驟A); E)保存所述制動缸壓カ狀態，保存取得的當前壓カ值并返回步驟A)。
2.根據權利要求I所述的列車車輛制動壓カ狀態的檢測方法，其特征在于，所述步驟C)中進一步包括 Cl)判斷所述當前壓カ變化率是否大于等于第一設定值，如是，所述制動缸狀態為上升；否則，執行步驟C2); C2)判斷所述當前壓カ變化率是否小于第一設定值大于第二設定值，如是，所述制動缸壓カ狀態為平穩；否則，執行步驟C3 ； C3)判斷所述當前壓カ變化率是否小于第二設定值，如是，所述制動缸壓カ狀態為下降。
3.根據權利要求2所述的列車車輛制動壓カ狀態的檢測方法，其特征在干，當判斷所述制動缸壓カ狀態平穩時，所述方法還包括如下步驟 Fl)取得制動缸內的當前壓カ值并存儲；延遲第二設定時間后，再次取得所述制動缸內的當前壓力值； F2)運算上述先后兩次取得的壓カ值得到所述制動缸當前壓カ變化率； F3)比較當前制動缸的壓カ變化值是否大于第三設定值，如是，保存在步驟Fl)中記錄的制動缸當前壓カ值；否則，放棄所述步驟Fl)中記錄的制動缸當前壓カ值。
4.根據權利要求3所述的列車車輛制動壓カ狀態的檢測方法，其特征在干，所述步驟E)進ー步包括 El)將所述制動缸當前壓カ值及采集該當前壓カ值的時間值按照設定的RFID標簽格式打包； E2)通過RFID標簽發送所述數據包。
5.根據權利要求4所述的列車車輛制動壓カ狀態的檢測方法，其特征在于，所述步驟A)中的壓カ值通過安裝在所述制動缸缸ロ的壓カ傳感器取得。
6.根據權利要求5所述的列車車輛制動壓カ狀態的檢測方法，其特征在干，所述壓カ變化值通過兩次采集的壓カ值差除以所述兩次采集的時間差而得。
7.ー種實現權利要求I所述檢測方法的裝置，其特征在于，包括 當前壓カ值取得単元用于取得制動缸內的當前壓カ值并存儲；并在設定時間后，再次取得所述制動缸內的當前壓カ值； 當前壓カ變化率取得単元用于運算上述先后兩次取得的壓カ值得到所述制動缸當前壓カ變化率； 當前壓カ狀態判斷単元用于通過所述當前壓カ變換率得到所述制動缸的壓力狀態，并與所述制動缸之前壓カ狀態比較，得到當前壓カ狀態；壓カ狀態保存及壓カ記錄單元用于保存所述制動缸壓カ狀態，丟棄或保存取得的當前壓カ值。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述當前壓カ狀態判斷単元進ー步包括 第一設定值比較模塊用于判斷所述當前壓カ變化率是否大于等于第一設定值，如是，所述制動缸狀態為上升； 第二設定值比較模塊用于判斷所述當前壓カ變化率是否小于第一設定值大于第二設定值，如是，所述制動缸壓カ狀態為平穩；如果當前壓カ變化率小于等于第二設定值，所述制動缸壓カ狀態為下降。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括 第三設定值比較模塊用于比較其壓カ缸的壓カ狀態已被判斷為平穩的當前制動缸的壓カ變化率是否大于第三設定值。
10.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述壓カ狀態保存及壓カ記錄單元還進ー步包括 數據打包模塊用于將所述當前壓カ值及采集該當前壓カ值的時間值按照設定的RFID標簽格式打包； 數據發送模塊用于RFID標簽發送所述數據包。
全文摘要
本發明涉及一種列車車輛制動壓力狀態的檢測方法，包括如下步驟取得制動缸內的當前壓力值并存儲；延遲第一設定時間后，再次取得所述制動缸內的當前壓力值；運算上述先后兩次取得的壓力值得到所述制動缸當前壓力變化率；通過所述當前壓力變換率得到所述制動缸的壓力狀態，并與所述制動缸之前壓力狀態比較；如相同，保存所述制動缸壓力狀態，丟棄取得的當前壓力值；否則，執行步驟保存所述制動缸壓力狀態，保存取得的當前壓力值；本發明還涉及一種實現上述方法的裝置。實施本發明的列車車輛制動壓力狀態的檢測方法及裝置，具有以下有益效果可以實時地取得其制動缸內的壓力狀況，其效率較高。
文檔編號B60T17/18GK102627105SQ20121010986
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月13日 優先權日2012年4月13日
發明者代小青, 呂卉, 成世毅, 賴遠橋, 陳良師, 黎景明 申請人:深圳市遠望谷信息技術股份有限公司