本發(fā)明涉及軌道車輛制動(dòng)系統(tǒng)，具體而言，尤其涉及一種動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)、方法及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代軌道交通系統(tǒng)中，軌道車輛的制動(dòng)系統(tǒng)是保障行車安全的關(guān)鍵組成部分。傳統(tǒng)的軌道車輛制動(dòng)系統(tǒng)通常采用機(jī)械式或電子控制的制動(dòng)方式，這些制動(dòng)系統(tǒng)的性能在很大程度上依賴于制動(dòng)器的制動(dòng)力。制動(dòng)力的準(zhǔn)確檢測(cè)和控制對(duì)于確保車輛在不同運(yùn)行條件下的安全性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

2、傳統(tǒng)的軌道車輛制動(dòng)系統(tǒng)通常采用機(jī)械式或電子控制的制動(dòng)方式，這些制動(dòng)系統(tǒng)的性能在很大程度上依賴于制動(dòng)器的制動(dòng)力。傳統(tǒng)的制動(dòng)力檢測(cè)方法依賴于簡(jiǎn)單的機(jī)械或人工測(cè)量或初級(jí)的傳感器反饋，現(xiàn)有系統(tǒng)未能充分考慮環(huán)境因素對(duì)制動(dòng)力的影響，如溫度變化可能導(dǎo)致制動(dòng)器性能的不穩(wěn)定。

3、現(xiàn)有的制動(dòng)力檢測(cè)方法主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

4、(1)精度不足：傳統(tǒng)的制動(dòng)力檢測(cè)方法往往依賴于簡(jiǎn)單的機(jī)械測(cè)量或初級(jí)的傳感器反饋，這些方法在精度上存在局限，難以滿足高精度制動(dòng)控制的需求；

5、(2)效率低下：人工測(cè)量制動(dòng)力的方法不僅耗時(shí)耗力，而且在實(shí)際操作中難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和快速響應(yīng)；

6、(3)環(huán)境適應(yīng)性差：許多現(xiàn)有系統(tǒng)未能充分考慮環(huán)境因素對(duì)制動(dòng)力的影響，如溫度變化可能導(dǎo)致制動(dòng)器性能的不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)上述提出的技術(shù)問(wèn)題，提供一種用于軌道車輛的動(dòng)力制動(dòng)器的制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明通過(guò)采用高精度的傳感器和先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，提高制動(dòng)力的測(cè)量精度；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)制動(dòng)器的壓力變化，并結(jié)合溫度補(bǔ)償因子和歷史性能數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確計(jì)算出制動(dòng)力，從而確保了制動(dòng)系統(tǒng)的性能和安全性。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

3、一種動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)，用于軌道車輛，包括：制動(dòng)器壓力傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、制動(dòng)力計(jì)算模塊、制動(dòng)力評(píng)估模塊、控制模塊、顯示模塊以及通信模塊，其中：

4、所述制動(dòng)器壓力傳感器模塊，連接軌道車輛上的制動(dòng)部件，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)制動(dòng)部件的壓力數(shù)據(jù)；

5、所述數(shù)據(jù)采集模塊，連接制動(dòng)器壓力傳感器模塊，用于接收制動(dòng)器壓力傳感器模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的壓力數(shù)據(jù)；

6、所述數(shù)據(jù)處理模塊，連接數(shù)據(jù)采集模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊接收到的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

7、所述制動(dòng)力計(jì)算模塊，連接數(shù)據(jù)處理模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊處理后的壓力數(shù)據(jù)計(jì)算制動(dòng)力的大??；

8、所述制動(dòng)力評(píng)估模塊，連接制動(dòng)力計(jì)算模塊，用于評(píng)估制動(dòng)力計(jì)算模塊計(jì)算的制動(dòng)力的大小是否符合預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)；

9、所述控制模塊，連接制動(dòng)力評(píng)估模塊，用于根據(jù)制動(dòng)力評(píng)估模塊的評(píng)估結(jié)果調(diào)整制動(dòng)器的壓力；

10、所述顯示模塊，連接控制模塊，用于向操作人員展示制動(dòng)力的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和評(píng)估結(jié)果；

11、所述通信模塊，用于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器壓力傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、制動(dòng)力計(jì)算模塊、制動(dòng)力評(píng)估模塊、控制模塊、顯示模塊與軌道車輛控制中心的數(shù)據(jù)交換。

12、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括制動(dòng)器壓力傳感器模塊和溫度傳感器，制動(dòng)器壓力傳感器模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軌道車輛上的制動(dòng)部件的壓力參數(shù)，溫度傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軌道車輛上的制動(dòng)部件的溫度參數(shù)。

13、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括濾波器和算法庫(kù)，其中，濾波器用于消除噪聲，算法庫(kù)用于提高數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。

14、進(jìn)一步地，在所述制動(dòng)力計(jì)算模塊中：

15、根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊處理后的壓力數(shù)據(jù)計(jì)算制動(dòng)力的大小，其計(jì)算公式如下：

16、f＝k·p·(1+α·tc)-b，

17、其中，f表示制動(dòng)力；k表示制動(dòng)系數(shù)；p表示制動(dòng)壓力；α表示溫度系數(shù)，用于根據(jù)溫度變化調(diào)整制動(dòng)力計(jì)算；tc表示當(dāng)前環(huán)境溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度的差值；b表示系統(tǒng)誤差修正值。

18、進(jìn)一步地，在所述制動(dòng)力評(píng)估模塊中：

19、評(píng)估制動(dòng)力計(jì)算模塊計(jì)算的制動(dòng)力的大小是否符合預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估過(guò)程包括：

20、設(shè)定安全閾值；

21、將計(jì)算得到的制動(dòng)力與預(yù)設(shè)的安全閾值進(jìn)行比較，比較過(guò)程如下：

22、如果計(jì)算得到的制動(dòng)力低于安全閾值，則通過(guò)控制模塊根據(jù)以下邏輯評(píng)估制動(dòng)力是否符合預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)調(diào)整制動(dòng)器壓力，邏輯如下：

23、如果f＞fmax，則表示制動(dòng)器壓力過(guò)高，需要降低制動(dòng)器壓力；

24、如果fmin≤f≤fmax，則表示制動(dòng)力在安全范圍內(nèi)；不需要調(diào)整制動(dòng)器壓力；

25、如果f＜fmin，則表示制動(dòng)器壓力過(guò)低，需要增加制動(dòng)器壓力。

26、進(jìn)一步地，在所述控制模塊中：

27、根據(jù)制動(dòng)力評(píng)估結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整制動(dòng)器壓力，其調(diào)整公式如下：

28、pnew＝p+δp，

29、其中，pnew表示調(diào)整后的制動(dòng)器壓力；δp表示壓力調(diào)整量，rt表示系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，δf表示制動(dòng)力偏差；β表示系統(tǒng)響應(yīng)系數(shù)。

30、進(jìn)一步地，所述控制模塊根據(jù)制動(dòng)力偏差δf和系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間rt調(diào)整制動(dòng)器壓力，以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)；系統(tǒng)響應(yīng)系數(shù)β用于根據(jù)系統(tǒng)特性調(diào)整壓力調(diào)整量。

31、進(jìn)一步地，在所述控制模塊中，還包括：

32、根據(jù)制動(dòng)力與預(yù)設(shè)安全閾值的差值來(lái)計(jì)算調(diào)整量，計(jì)算公式如下：

33、δf＝f-ftarget，

34、其中，ftarget表示目標(biāo)制動(dòng)力；

35、根據(jù)計(jì)算的計(jì)算調(diào)整量δf和預(yù)設(shè)的比例系數(shù)c計(jì)算調(diào)整量δp，計(jì)算公式如下：

36、δp＝c·δf+γ·δphist

37、其中，c表示預(yù)設(shè)的比例系數(shù)；γ表示重復(fù)出行次數(shù)；δphist表示歷史調(diào)整量；

38、進(jìn)一步地，在所述顯示模塊中：

39、顯示模塊計(jì)算制動(dòng)力的變化趨勢(shì)，計(jì)算公式如下：

40、

41、其中，t表示制動(dòng)力的變化率，fprev表示上一次測(cè)量的制動(dòng)力，δt表示兩次測(cè)量之間的時(shí)間間隔；

42、顯示模塊在展示制動(dòng)力變化趨勢(shì)時(shí)，計(jì)算變化率的加權(quán)平均值tavg，計(jì)算公式如下：

43、

44、其中，wi表示第i次測(cè)量的權(quán)重，根據(jù)時(shí)間間隔或其他因素確定，ti表示第i次測(cè)量的制動(dòng)力變化率。

45、進(jìn)一步地，所述制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)，還包括自診斷模塊，自診斷模塊連接控制模塊，用于監(jiān)測(cè)制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)并預(yù)測(cè)潛在故障。

46、進(jìn)一步地，在所述自診斷模塊中：

47、計(jì)算制動(dòng)力的標(biāo)準(zhǔn)偏差，計(jì)算公式如下：

48、

49、其中，r表示制動(dòng)力的標(biāo)準(zhǔn)偏差；fi表示第i次測(cè)量的制動(dòng)力；表示n次測(cè)量的平均制動(dòng)力，n表示測(cè)量次數(shù)。

50、預(yù)測(cè)制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)的故障概率，預(yù)測(cè)公式如下：

51、pf＝1-exp(-λ·t)

52、其中，λ表示故障率參數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的平均次數(shù)；t表示自上次故障以來(lái)的時(shí)間。

53、進(jìn)一步地，所述制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)，還包括制動(dòng)力預(yù)測(cè)模塊，制動(dòng)力預(yù)測(cè)模塊連接控制模塊，用于預(yù)測(cè)未來(lái)的制動(dòng)力fpred。

54、進(jìn)一步地，在所述制動(dòng)力預(yù)測(cè)模塊中：

55、預(yù)測(cè)未來(lái)的制動(dòng)力fpred的預(yù)測(cè)公式如下：

56、fpred＝f+μ·(fprev-f)+ε

57、其中，μ表示預(yù)測(cè)系數(shù)，用于根據(jù)歷史變化趨勢(shì)調(diào)整預(yù)測(cè)值；ε表示預(yù)測(cè)誤差項(xiàng)，包括隨機(jī)變量或系統(tǒng)噪聲。

58、所述制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)，還包括反饋校正模塊，反饋校正模塊連接控制模塊，利用控制模塊實(shí)時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)，對(duì)制動(dòng)力計(jì)算模塊的算法參數(shù)進(jìn)行在線優(yōu)化，以適應(yīng)軌道車輛在不同運(yùn)行狀態(tài)下的制動(dòng)性能變化，從而確保制動(dòng)力檢測(cè)的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的自適應(yīng)性。

59、本發(fā)明還提供了一種基于所述動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力檢測(cè)方法，包括：

60、s1、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)制動(dòng)部件的壓力數(shù)據(jù)；

61、s2、對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的制動(dòng)部件的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

62、s3、根據(jù)處理后的壓力數(shù)據(jù)，計(jì)算制動(dòng)力的大小；

63、s4、根據(jù)計(jì)算的制動(dòng)力的大小，評(píng)估制動(dòng)力的大小是否符合預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，得到不符合預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)估結(jié)果；

64、s5、根據(jù)不符合預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)估結(jié)果，調(diào)整制動(dòng)器的壓力；

65、s6、向操作人員展示制動(dòng)力的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和評(píng)估結(jié)果。

66、本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，存儲(chǔ)在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，包括實(shí)現(xiàn)所述動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力檢測(cè)方法的算法，如下：

67、制動(dòng)器壓力數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與處理算法；

68、制動(dòng)力的實(shí)時(shí)計(jì)算與評(píng)估算法；

69、制動(dòng)器壓力的自動(dòng)調(diào)整算法；

70、制動(dòng)力變化趨勢(shì)的實(shí)時(shí)展示算法；

71、系統(tǒng)自診斷與故障預(yù)測(cè)算法；

72、以及制動(dòng)力預(yù)測(cè)算法。

73、進(jìn)一步地，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還提供了一個(gè)用戶自定義接口，允許用戶根據(jù)特定的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，定制制動(dòng)力檢測(cè)和評(píng)估的參數(shù)設(shè)置

74、較現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

75、1、本發(fā)明提供的一種動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)采用高精度的傳感器和先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，顯著提高了制動(dòng)力的測(cè)量精度。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)制動(dòng)器的壓力變化，并結(jié)合溫度補(bǔ)償因子和歷史性能數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確計(jì)算出制動(dòng)力，從而確保了軌道車輛制動(dòng)器的性能和安全性。

76、2、與傳統(tǒng)的人工測(cè)量和初級(jí)傳感器反饋相比，本發(fā)明提供的一種動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)力的智能化評(píng)估和自動(dòng)化調(diào)整，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)評(píng)估制動(dòng)力是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)，并在必要時(shí)自動(dòng)調(diào)整制動(dòng)器壓力，減少了人工干預(yù)，提高了制動(dòng)控制的效率和響應(yīng)速度。

77、3、本發(fā)明提供的一種動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)，具備自診斷功能，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)，預(yù)測(cè)并及時(shí)響應(yīng)潛在的故障。

78、4、本發(fā)明提供的一種動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)采用模塊化設(shè)計(jì)和支持多種通信協(xié)議，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)交換的可靠性和穩(wěn)定性。這些特點(diǎn)使得系統(tǒng)能夠在各種環(huán)境條件下穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)了維護(hù)周期，降低了運(yùn)營(yíng)成本。

79、基于上述理由本發(fā)明可在軌道車輛制動(dòng)系統(tǒng)等領(lǐng)域廣泛推廣。