動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的監(jiān)測(cè)方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明設(shè)及一種動(dòng)車組 運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 油液監(jiān)測(cè)技術(shù)（Oilmonitoring)起源于20世紀(jì)40年代。二戰(zhàn)期間，美國(guó)空軍為 了保障航母作戰(zhàn)的海軍航空兵艦載機(jī)的作戰(zhàn)能力，將原用于化學(xué)分析的原子光譜分析技術(shù) 引入對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中磨損金屬元素含量的檢測(cè)，W監(jiān)測(cè)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦副的磨損狀 態(tài)、預(yù)判失效故障、指導(dǎo)臨修措施，在提高戰(zhàn)機(jī)戰(zhàn)斗力上起到重要作用。從此，油液監(jiān)測(cè)技術(shù) 得W迅速發(fā)展并擴(kuò)展到各個(gè)領(lǐng)域。
[0003] 我國(guó)鐵路從上世紀(jì)70年代起，為解決當(dāng)時(shí)存在的牽引動(dòng)力危機(jī)問(wèn)題，在原鐵道部 機(jī)務(wù)局的直接主持下，開展了內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)油液監(jiān)測(cè)的工業(yè)化研究和應(yīng)用工作，全路展 開，取得顯著成績(jī)。
[0004] 當(dāng)前，代表中國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化水平的高速鐵路正處在快速發(fā)展期，CRH系列動(dòng)車組全 路運(yùn)用量已超過(guò)1500列，受到世界矚目。為保障高速動(dòng)車安全高效運(yùn)行，相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)已 得到初步運(yùn)用。但只停留在化驗(yàn)檢測(cè)層面，不像飛機(jī)和普通機(jī)車上已經(jīng)具有成熟的管理流 程和監(jiān)測(cè)闊值標(biāo)準(zhǔn)。使得化驗(yàn)出很多數(shù)據(jù)，但油液指標(biāo)是否合格，部件運(yùn)行狀態(tài)是否正常， 沒(méi)有判斷依據(jù)。并且對(duì)樣品采集，送樣、化驗(yàn)、分析診斷沒(méi)有明確的流程規(guī)定，所得到的化驗(yàn) 數(shù)據(jù)沒(méi)有妥善保存。使得油液監(jiān)測(cè)不能對(duì)車輛關(guān)鍵用油部件檢修提供支持，存在很大的安 全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)〇化]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種算法科學(xué)、合理的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè) 方法，為動(dòng)車組安全提供支持。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨 損監(jiān)測(cè)方法，包括W下步驟：
[0008] 步驟一、在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)采集該動(dòng)車組油液中的光譜鐵元素含量數(shù)據(jù)；
[0009] 步驟二、基于機(jī)械磨損理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選擇數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型，并結(jié)合該動(dòng)車組的磨 損規(guī)律，確定該動(dòng)車組的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的監(jiān)測(cè)闊值，進(jìn)而判斷該動(dòng)車組的設(shè)備磨損狀況。
[0010] 通過(guò)動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)油液中的光譜鐵元素含量確定該動(dòng)車組的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè) 闊值，從而判斷該動(dòng)車組的設(shè)備磨損狀況，使得監(jiān)測(cè)結(jié)果更具科學(xué)性和真實(shí)性，為動(dòng)車組的 安全運(yùn)行提供有力的參考依據(jù)。
[0011] 優(yōu)選的是，所述的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法中，所述步驟二中確定該動(dòng) 車組的動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)闊值的方法為：
[0012] 基于機(jī)械磨損理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選擇數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型，建立步驟一中的油液中的光譜 鐵元素含量數(shù)據(jù)與該動(dòng)車組的換油周期內(nèi)走行里程的散點(diǎn)圖，并擬合出該散點(diǎn)圖的線性回 歸方程，利用最小二乘法計(jì)算該線性回歸方程的兩個(gè)數(shù)學(xué)參量，進(jìn)而得到該線性回歸方程 的標(biāo)準(zhǔn)差，W該線性回歸方程作為第一基準(zhǔn)線，并結(jié)合該線性回歸方程的標(biāo)準(zhǔn)差得到第一 警告線和第一危險(xiǎn)線，由此確定該動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的第一正常區(qū)、第一警告區(qū)和第一危險(xiǎn)區(qū)。 通過(guò)線性回歸方程及標(biāo)準(zhǔn)差得到第一警告線和第一危險(xiǎn)線，進(jìn)而確定動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的第一 正常區(qū)、第一警告區(qū)和第一危險(xiǎn)區(qū)，方法簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確率高。
[0013]優(yōu)選的是，所述的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法中，所述步驟二中的線性回 歸方程的表達(dá)式為：
[0014] Y=aX+b,
[0015] 其中，Y為油液中的光譜鐵含量數(shù)據(jù)，單位為ppm,X為該動(dòng)車組的換油周期內(nèi)走行 里程，單位為km，a為直線的斜率，b為直線的截距，直線的斜率a的表達(dá)式為：
[0017]其中，Xi為第i個(gè)實(shí)測(cè)換油周期內(nèi)走行里程，Yi為第i個(gè)油液中的光譜鐵含量的 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，X為換油周期內(nèi)走行里程的數(shù)學(xué)期望值，？為油液中的光譜鐵含量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 的期望值，n為樣本總數(shù)，直線的截距b的表達(dá)式為： 陽(yáng)01引b =義- a義,
[0019]W該動(dòng)車組的換油周期內(nèi)走行里程為自變量，油液中的光譜鐵含量數(shù)據(jù)為因變 量，建立線性回歸方程，更能實(shí)時(shí)反應(yīng)該動(dòng)車組的運(yùn)行狀態(tài)。
[0020] 優(yōu)選的是，所述的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法中，所述線性回歸方程的標(biāo) 準(zhǔn)差的表達(dá)式為：
[0022] 優(yōu)選的是，所述的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法中，所述第一警告線的表達(dá) 式為：Yi=Y+2S，所述第一危險(xiǎn)線的表達(dá)式為：Y2=Y+3S，在YiW下的光譜鐵元素含量數(shù)據(jù) 為正常數(shù)據(jù)，在Yi和Y2之間的光譜鐵元素含量數(shù)據(jù)為警告數(shù)據(jù)，在Y2W上的光譜鐵元素含 量數(shù)據(jù)為危險(xiǎn)數(shù)據(jù)。通過(guò)第一基準(zhǔn)線、第一警告線和第一危險(xiǎn)線劃分的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè) 備是否正常的判斷區(qū)域，與實(shí)際結(jié)果更加接近，可靠性更高。
[0023]優(yōu)選的是，所述的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法中，所述步驟二中確定該動(dòng) 車組的靜態(tài)的監(jiān)測(cè)闊值的方法為：
[0024]利用光譜分析儀測(cè)讀該動(dòng)車組的油液中的光譜鐵元素含量數(shù)據(jù)，得到回歸基礎(chǔ) 值，進(jìn)而得到該回歸基礎(chǔ)值的標(biāo)準(zhǔn)差，W該回歸基礎(chǔ)值作為第二基準(zhǔn)線，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)差得到 第二警告線和第二危險(xiǎn)線，由此確定該動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的第二正常區(qū)、第二警告區(qū)和第二危 險(xiǎn)區(qū)。通過(guò)回歸基礎(chǔ)值及標(biāo)準(zhǔn)差得到第二警告線和第二危險(xiǎn)線，進(jìn)而確定動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的 第二正常區(qū)、第二警告區(qū)和第二危險(xiǎn)區(qū)，方法簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確率高。
[00巧]優(yōu)選的是，所述的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法中，所述步驟二中的回歸基 礎(chǔ)值的表達(dá)式為：
[0027] 其中，Y為回歸基礎(chǔ)值，Yi為油液中第i個(gè)光譜鐵含量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，n為樣本總數(shù)。
[0028] 對(duì)于在動(dòng)車組的設(shè)備穩(wěn)定正常磨損期，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)基本為一條平行時(shí) 間軸的直線，采用計(jì)算平均值得到回歸基礎(chǔ)值，結(jié)果更加真實(shí)可靠。
[0029] 優(yōu)選的是，所述的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法中，所述回歸基礎(chǔ)值的標(biāo)準(zhǔn) 差的表達(dá)式為：
[0031] 優(yōu)選的是，所述的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法中，所述第二警告線的表達(dá) 式為：Yi=C+2S，所述第二危險(xiǎn)線的表達(dá)式為井2=C+3S，在YiW下的光譜鐵元素含量數(shù)據(jù) 為正常數(shù)據(jù)，在Yi和Y2之間的光譜鐵元素含量數(shù)據(jù)為警告數(shù)據(jù)，在Y2W上的光譜鐵元素含 量數(shù)據(jù)為危險(xiǎn)數(shù)據(jù)。通過(guò)第二基準(zhǔn)線、第二警告線和第二危險(xiǎn)線劃分的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè) 備是否正常的判斷區(qū)域，與實(shí)際結(jié)果更加接近，可靠性更高。
[0032] 本發(fā)明至少包括W下有益效果：通過(guò)動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)油液中的光譜鐵元素含量確定 該動(dòng)車組的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)闊值，從而判斷該動(dòng)車組的設(shè)備磨損狀況，使得監(jiān)測(cè)結(jié)果更 具科學(xué)性和真實(shí)性，為動(dòng)車組的安全運(yùn)行提供了有力的參考依據(jù)。該方法對(duì)動(dòng)車組主要部 件基于油液分析的磨損狀況由"檢測(cè)"過(guò)渡到真正意義上的"監(jiān)測(cè)"，可W彌補(bǔ)動(dòng)車組油液監(jiān) 測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)主機(jī)廠的設(shè)計(jì)也具有一定的參考意義。
[0033] 本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本 發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1為本發(fā)明所述的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法的實(shí)施例1的示意圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明所述的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法的實(shí)施例2的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，W令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書文 字能夠據(jù)W實(shí)施。
[0037] 應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如"具有"、"包含及"包括"術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多 個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0038] 對(duì)于動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)，根據(jù)摩擦學(xué)理論和經(jīng)驗(yàn)，采用一元線性回歸 數(shù)學(xué)模型，在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)大樣本的基礎(chǔ)上回歸磨損規(guī)律，建立定量監(jiān)測(cè)闊值。設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)結(jié) 論分為"正常"、"警告"、"危險(xiǎn)個(gè)基本檔次。"正常"，表示該動(dòng)車組的設(shè)備處于正常磨損 狀態(tài)，可繼續(xù)使用；"警告"，表示該動(dòng)車組的設(shè)備有異常磨損出現(xiàn)，注意各種手段的觀察結(jié) 果，必要時(shí)，臨時(shí)增加或加大密度抽取油樣，進(jìn)行觀測(cè)："危險(xiǎn)"，表示該動(dòng)車組的設(shè)備異常磨 損嚴(yán)重，溯臨拆機(jī)檢修或換件，同段運(yùn)轉(zhuǎn)、檢修、技術(shù)部口會(huì)診，根據(jù)各方信息，進(jìn)行技術(shù)決 策。
[0039]本發(fā)明提供一種動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法，包括W下步驟：步驟一、在設(shè) 定的時(shí)間段內(nèi)采集該動(dòng)車組油液中的光譜鐵元素含量數(shù)據(jù)；步驟二、基于機(jī)械磨損理論和 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選擇數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型，并結(jié)合該動(dòng)車組的磨損規(guī)律，確定該動(dòng)車組的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的 監(jiān)測(cè)闊值，進(jìn)而判斷該動(dòng)車組的設(shè)備磨損狀況。 陽(yáng)040] 實(shí)施例1
[0041] 如圖1所示，對(duì)于具有完整運(yùn)行信息，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)符合油液監(jiān)測(cè)要求記錄的光譜 數(shù)據(jù)，應(yīng)采用W線劃闊的方法，橫坐標(biāo)為該動(dòng)車組在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)的換油周期內(nèi)走行里 程，縱坐標(biāo)為該動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的齒輪箱油液中的光譜鐵元素含量，空屯、圈為采集到的光譜 鐵元素含量的真實(shí)數(shù)據(jù)，=條斜線從上到下依次為第一危險(xiǎn)線、第一警告線和第一基準(zhǔn)線。 本發(fā)明提供一種動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法，包括W下步驟：步驟一、在設(shè)定的時(shí)間 段內(nèi)采集該動(dòng)車組油液中的光譜鐵元素含量數(shù)據(jù)；步驟二、基于機(jī)械磨損理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 選擇數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型，并結(jié)合該動(dòng)車組的磨損規(guī)律，確定該動(dòng)車組動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)闊值，進(jìn)而判斷 該動(dòng)車組的設(shè)備磨損狀況。
[0042] 所述的動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的設(shè)備磨損監(jiān)測(cè)方法中，所述步驟二中確定該動(dòng)車組的動(dòng)態(tài) 的監(jiān)測(cè)闊值的方法為：
[0043] 基于機(jī)械磨損理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選擇數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型，建立步驟一中的油液中的光譜 鐵元素含量數(shù)據(jù)與該動(dòng)車組的換油周期內(nèi)走行里程的散點(diǎn)圖，并擬合出該散點(diǎn)圖的線性回 歸方程，利用最小二乘法計(jì)算該線性回歸方程的兩個(gè)數(shù)學(xué)參量，進(jìn)而得到該線性回歸方程 的標(biāo)準(zhǔn)差，W該線性回歸方程作為第一基準(zhǔn)線，并結(jié)合該線性回歸方程的標(biāo)準(zhǔn)差得到第一 警告線和第一危險(xiǎn)線，由此確定該動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的第一正常區(qū)、第一警告區(qū)和第一危險(xiǎn)區(qū)。
[0044] 所述步驟二中的線性回歸方程的表達(dá)式為：
[0045]Y=aX+b，本實(shí)施例中為y= 0. 777x巧.739，
[0046]其中，Y為油液中的光譜鐵含量數(shù)據(jù)，單位為ppm,X為該動(dòng)車組的換油周期內(nèi)走行 里程，單位為km，a為直線的斜率，b為直線的截距，直線的斜率a