轮对轮径差检测方法及装置与流程

1.本技术涉及铁路交通技术领域，特别是涉及一种轮对轮径差检测方法及装置。


背景技术：

2.铁路实施第六次提速后，给车辆运输部门提出了更高的要求。由于货物列车运营速度越来越高，使铁路货车检修质量面临着更加严峻考验。目前铁路货车轮对在运用中的常见故障所占比例仍居高不下，这势必会制约铁路货车的提速，影响行车安全。
3.轮对轮径差是指由于车轮在服役过程中因同一轮对左右车轮磨耗程度不一致而导致车轮名义滚动圆直径不一致的现象。轮径差影响车辆运行安全性和稳定性，甚至影响行车安全。目前，对于轮径差的检测和评价是依据左右侧车轮踏面名义滚动圆处车轮直径，此方法仅依靠名义滚动圆一点处的磨耗情况来评价，然而车轮磨耗分布于踏面名义滚动圆左右侧一定范围内，仅靠局部磨耗情况评价轮径差难以反映踏面全局磨耗的影响，存在检测结果不准确的问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种轮对轮径差检测方法及装置。
5.第一方面，本技术提供了一种轮对轮径差检测方法。所述方法包括：
6.测量所述轮对的车轮踏面，获取所述轮对的踏面曲线数据；所述踏面曲线数据包括左轮踏面曲线数据和右轮踏面曲线数据；
7.基于所述踏面曲线数据，确定踏面磨耗分布数据；所述踏面磨耗分布数据包括左轮踏面磨耗分布数据和右轮踏面磨耗分布数据；
8.处理所述踏面磨耗分布数据，得到踏面的轮径差分布数据，并基于所述轮径差分布数据的权重系数，输出轮径差检测结果；所述轮径差分布数据包括各滚动圆接触位置处的轮径差数据。
9.在其中一个实施例中，所述基于所述踏面曲线数据，确定踏面磨耗分布数据的步骤包括：
10.获取所述轮对的标准踏面曲线数据；
11.对比所述左轮踏面曲线数据和所述标准踏面曲线数据，得到所述左轮踏面磨耗分布数据；
12.对比所述右轮踏面曲线数据和所述标准踏面曲线数据，得到所述右轮踏面磨耗分布数据。
13.在其中一个实施例中，所述根据所述踏面磨耗分布数据，确定踏面的轮径差分布数据的步骤包括：
14.获取所述左轮踏面磨耗分布数据与所述右轮踏面磨耗分布数据的差值，并基于所述差值确认所述轮径差分布数据。
15.在其中一个实施例中，所述基于所述轮径差分布数据的权重系数，输出轮径差检
测结果的步骤中：
16.获取所述轮对的左右轮轮轨接触位置数据；
17.根据所述左右轮轮轨接触位置数据，确定轮轨接触位置频次分布数据；所述轮轨接触位置频次分布数据包括所述各滚动圆接触位置处的轮轨接触位置频次；
18.将所述轮轨接触位置频次分布数据作为所述权重系数。
19.在其中一个实施例中，还包括步骤：
20.确定所述轮轨接触位置频次分布数据与所述轮径差分布数据的映射关系。
21.在其中一个实施例中，还包括步骤：
22.根据所述映射关系，将所述轮径差数据与相应的所述轮轨接触位置频次相乘，得到加权轮径差分布数据；所述加权轮径差分布数据包括所述各滚动圆接触位置处的加权轮径差数据；
23.对所述加权轮径差分布数据求和，得到所述轮径差检测结果。
24.第二方面，本技术还提供了一种轮对轮径差检测装置。所述装置包括：
25.数据获取模块，用于测量所述轮对的车轮踏面，获取所述轮对的踏面曲线数据；所述踏面曲线数据包括左轮踏面曲线数据和右轮踏面曲线数据；
26.踏面磨耗确定模块，用于基于所述踏面曲线数据，确定踏面磨耗分布数据；所述踏面磨耗分布数据包括左轮踏面磨耗分布数据和右轮踏面磨耗分布数据；
27.轮径差检测模块，用于处理所述踏面磨耗分布数据，得到踏面的轮径差分布数据，并基于所述轮径差分布数据的权重系数，输出轮径差检测结果；所述轮径差分布数据包括各滚动圆接触位置处的轮径差数据。
28.第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
29.测量所述轮对的车轮踏面，获取所述轮对的踏面曲线数据；所述踏面曲线数据包括左轮踏面曲线数据和右轮踏面曲线数据；
30.基于所述踏面曲线数据，确定踏面磨耗分布数据；所述踏面磨耗分布数据包括左轮踏面磨耗分布数据和右轮踏面磨耗分布数据；
31.处理所述踏面磨耗分布数据，得到踏面的轮径差分布数据，并基于所述轮径差分布数据的权重系数，输出轮径差检测结果；所述轮径差分布数据包括各滚动圆接触位置处的轮径差数据。
32.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其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以下步骤：
33.测量所述轮对的车轮踏面，获取所述轮对的踏面曲线数据；所述踏面曲线数据包括左轮踏面曲线数据和右轮踏面曲线数据；
34.基于所述踏面曲线数据，确定踏面磨耗分布数据；所述踏面磨耗分布数据包括左轮踏面磨耗分布数据和右轮踏面磨耗分布数据；
35.处理所述踏面磨耗分布数据，得到踏面的轮径差分布数据，并基于所述轮径差分布数据的权重系数，输出轮径差检测结果；所述轮径差分布数据包括各滚动圆接触位置处的轮径差数据。
36.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算
机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
37.测量所述轮对的车轮踏面，获取所述轮对的踏面曲线数据；所述踏面曲线数据包括左轮踏面曲线数据和右轮踏面曲线数据；
38.基于所述踏面曲线数据，确定踏面磨耗分布数据；所述踏面磨耗分布数据包括左轮踏面磨耗分布数据和右轮踏面磨耗分布数据；
39.处理所述踏面磨耗分布数据，得到踏面的轮径差分布数据，并基于所述轮径差分布数据的权重系数，输出轮径差检测结果；所述轮径差分布数据包括各滚动圆接触位置处的轮径差数据。
40.上述轮对轮径差检测方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过基于获取的轮对的踏面曲线数据，确定踏面磨耗分布数据，从而处理踏面磨耗分布数据，得到踏面的轮径差分布数据，继而基于轮径差分布数据的权重系数，输出轮径差检测结果，能够综合踏面全局磨耗情况对轮径差进行检测，更全面地反映车轮磨耗对轮径差的影响，实现了检测结果准确性的提高。
附图说明
41.图1为一个实施例中轮对轮径差检测方法的流程示意图；
42.图2为一个实施例中左轮踏面曲线示意图；
43.图3为一个实施例中右轮踏面曲线示意图；
44.图4为一个实施例中左轮踏面磨耗分布的示意图；
45.图5为一个实施例中右轮踏面磨耗分布的示意图；
46.图6为一个实施例中轮径差分布的示意图；
47.图7为一个实施例中左右轮轮轨接触位置的示意图；
48.图8为一个实施例中轮轨接触位置频次分布数据与轮径差分布数据的映射关系示意图；
49.图9为一个实施例中轮对轮径差检测装置的结构示意图。
具体实施方式
50.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
51.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种轮对轮径差检测方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括终端和服务器的系统，并通过终端和服务器的交互实现。本实施例中，该方法可以包括以下步骤：
52.步骤s110，测量轮对的车轮踏面，获取轮对的踏面曲线数据；踏面曲线数据包括左轮踏面曲线数据和右轮踏面曲线数据；
53.步骤s120，基于踏面曲线数据，确定踏面磨耗分布数据；踏面磨耗分布数据包括左轮踏面磨耗分布数据和右轮踏面磨耗分布数据；
54.步骤s130，处理踏面磨耗分布数据，得到踏面的轮径差分布数据，并基于轮径差分
布数据的权重系数，输出轮径差检测结果；轮径差分布数据包括各滚动圆接触位置处的轮径差数据。
55.具体来说，首先分别测量同一轮对的左右车轮踏面，获取轮对的踏面曲线数据，踏面曲线数据包括左轮踏面曲线数据和右轮踏面曲线数据；在一些示例中，踏面曲线为车轮车轴的横向位置与垂向位置的关系曲线，其中横向位置的范围在名义滚动圆位置左右侧一定范围内，在一个具体地示例中，通过测量获取的左轮踏面曲线数据如图2所示，右轮踏面曲线数据如图3所示，其中，图中x轴表示横向位置，x＝0表示名义滚动圆位置，y轴表示垂向位置，横向位置与垂向位置的单位均为毫米(mm)；
56.进一步地，根据踏面曲线数据，可以确定踏面磨耗分布数据，踏面磨耗分布数据包括左轮踏面磨耗分布数据和右轮踏面磨耗分布数据；进一步地，对左轮踏面磨耗分布数据和右轮踏面磨耗分布数据进行处理，获得踏面的轮径差分布数据，其中，轮径差分布数据包括各滚动圆接触位置处的轮径差数据，即名义滚动圆位置左右侧一定范围内各滚动圆处的轮径差数据；
57.进一步地，根据上述轮径差分布数据，且基于轮径差分布数据的权重系数(加权系数)，即可得到轮径差检测结果。在一些示例中，权重系数可以由车轮轮轨接触位置的分布频次来确定，也可以根据实际需求进行调整，并不限于轮轨接触位置频次，但要求权重系数应当与车轮廓形坐标相关，以便建立不同滚动圆位置处权重系数与轮径差的映射关系。
58.上述轮对轮径差检测方法，通过基于获取的轮对的踏面曲线数据，确定踏面磨耗分布数据，从而处理踏面磨耗分布数据，得到踏面的轮径差分布数据，继而基于轮径差分布数据的权重系数，输出轮径差检测结果，能够综合踏面全局的磨耗情况对轮径差进行检测，更全面地反映车轮踏面擦伤对轮径差的影响，有效提高了检测结果的准确性。
59.在一个实施例中，基于踏面曲线数据，确定踏面磨耗分布数据的步骤包括：
60.获取轮对的标准踏面曲线数据；
61.对比左轮踏面曲线数据和标准踏面曲线数据，得到左轮踏面磨耗分布数据；
62.对比右轮踏面曲线数据和标准踏面曲线数据，得到右轮踏面磨耗分布数据。
63.具体地，获取与上述轮对踏面外形同型号的标准踏面曲线数据，进一步地，对比左轮踏面曲线数据和标准踏面曲线数据，得到左轮踏面磨耗分布数据；对比右轮踏面曲线数据和标准踏面曲线数据，得到右轮踏面磨耗分布数据；在一个具体地示例中，将标准踏面曲线数据中每一横向位置值对应的垂向位置值与图2中实测左轮踏面曲线数据中每一横向位置值对应的垂向位置值对应相减，得到左轮踏面磨耗分布数据如图4所示；将标准踏面曲线数据中每一横向位置值对应的垂向位置值与图3中实测右轮踏面曲线数据中每一横向位置值对应的垂向位置值对应相减，得到右轮踏面磨耗分布数据如图5所示。
64.在一个实施例中，根据踏面磨耗分布数据，确定踏面的轮径差分布数据的步骤包括：
65.获取左轮踏面磨耗分布数据与右轮踏面磨耗分布数据的差值，并基于差值确认轮径差分布数据。
66.在一个具体地示例中，将图4所示的左轮踏面磨耗分布数据中每一横向位置值对应的垂向位置值与图5所示的右轮踏面磨耗分布数据中每一横向位置值对应的垂向位置值对应相减，得到轮径差分布数据，如图6所示，其中，x轴表示接触位置，y轴表示轮径差，接触
位置与轮径差的单位均为毫米(mm)，图中每一接触位置处对应的轮径差值即表示各滚动圆接触位置处的轮径差值；需要说明地是，在一些示例中，轮径差分布数据也可以通过右轮踏面磨耗分布数据中每一横向位置值对应的垂向位置值与左轮踏面磨耗分布数据中每一横向位置值对应的垂向位置值对应相减而得到。
67.在一个实施例中，基于轮径差分布数据的权重系数，输出轮径差检测结果的步骤中：
68.获取轮对的左右轮轮轨接触位置数据；
69.根据左右轮轮轨接触位置数据，确定轮轨接触位置频次分布数据；轮轨接触位置频次分布数据包括各滚动圆接触位置处的轮轨接触位置频次；
70.将轮轨接触位置频次分布数据作为权重系数。
71.具体来说，获取轮对的左右轮轮轨接触位置数据，并进一步根据该数据确定轮轨接触位置频次分布数据，在一个具体地示例中，左右轮轮轨接触位置如图7所示，其中，x轴表示时间(s)，y轴表示接触位置(mm)，本例中仅选取直线及左、右曲线(400m半径曲线)，实际应用中可依据具体线路实际情况进行设置；在图7中，统计左右轮轮轨接触位置曲线落入每一接触位置处的数值点的数目，得到轮轨接触位置频次分布数据；进一步地，将得到的轮轨接触位置频次分布数据作为权重系数。
72.本实施例中，依据轮轨接触位置的分布情况设置不同权重检测轮径差，可以更真实地反映不同轮轨动态接触位置的影响。
73.在一个实施例中，还包括步骤：
74.确定轮轨接触位置频次分布数据与轮径差分布数据的映射关系。
75.具体地，将获得的轮轨接触位置频次分布数据包括的各滚动圆接触位置处的轮轨接触位置频次与轮径差分布数据包括的各滚动圆接触位置处的轮径差数据一一对应，获得映射关系如图8所示，其中，x轴表示接触位置(mm)，左边y轴表示频率，右边y轴表示轮径差(mm)，每一滚动圆接触位置对应的频率值即为轮轨接触位置频次。
76.在一个实施例中，还包括步骤：
77.根据映射关系，将轮径差数据与相应的轮轨接触位置频次相乘，得到加权轮径差分布数据；加权轮径差分布数据包括各滚动圆接触位置处的加权轮径差数据；
78.对加权轮径差分布数据求和，得到轮径差检测结果。
79.具体来说，根据图8所示的轮轨接触位置频次分布数据与轮径差分布数据的映射关系，分别将各滚动圆接触位置处的轮径差数据与对应的轮轨接触位置频次(频率值)依次相乘，得到加权轮径差分布数据，其中，加权轮径差分布数据包括各滚动圆接触位置处的加权轮径差数据；进一步地，对加权轮径差分布数据求和，即将各滚动圆接触位置处的加权轮径差数据相加求和，得到轮径差检测结果，在一个具体地示例中，仅依靠名义滚动圆一点处的磨耗情况确定轮径差的传统方法得到的轮径差和本方案中得到的轮径差如下表所示：
[0080] 传统方法本方案差值轮径差/mm0.5870.2860.301
[0081]
其中，传统方法获得的轮径差为0.587mm，而采用本技术中的技术方案所获得的轮径差为0.286mm，两种方法所对应的轮径差的差值为0.301mm。可见，仅通过一个固定位置计算得到轮径差的传统方法与本方案在轮径差结果上存在一定差值，而车辆实际运行过程中
轮轨接触位置是动态变化的，本方案通过各滚动圆接触位置加权计算轮径差，结果更符合实际情况。
[0082]
上述轮对轮径差检测方法，通过根据轮径差分布数据以及相应的权重系数得到轮径差检测结果，可以更全面地反映车轮踏面全局磨耗情况对轮径差的影响，同时更真实地反映不同轮轨动态接触位置对轮径差的影响，大大提高了检测结果的准确性及可信性。
[0083]
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0084]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的轮对轮径差检测方法的轮对轮径差检测装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于轮对轮径差检测方法的限定，在此不再赘述。
[0085]
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种轮对轮径差检测装置，包括：数据获取模块910、踏面磨耗确定模块920和轮径差检测模块930，其中：
[0086]
数据获取模块910，用于测量轮对的车轮踏面，获取轮对的踏面曲线数据；踏面曲线数据包括左轮踏面曲线数据和右轮踏面曲线数据；
[0087]
踏面磨耗确定模块920，用于基于踏面曲线数据，确定踏面磨耗分布数据；踏面磨耗分布数据包括左轮踏面磨耗分布数据和右轮踏面磨耗分布数据；
[0088]
轮径差检测模块930，用于处理踏面磨耗分布数据，得到踏面的轮径差分布数据，并基于轮径差分布数据的权重系数，输出轮径差检测结果；轮径差分布数据包括各滚动圆接触位置处的轮径差数据。
[0089]
在其中一个实施例中，踏面磨耗确定模块920还用于：
[0090]
获取轮对的标准踏面曲线数据；
[0091]
对比左轮踏面曲线数据和标准踏面曲线数据，得到左轮踏面磨耗分布数据；
[0092]
对比右轮踏面曲线数据和标准踏面曲线数据，得到右轮踏面磨耗分布数据。
[0093]
在其中一个实施例中，轮径差检测模块930还用于：
[0094]
获取左轮踏面磨耗分布数据与右轮踏面磨耗分布数据的差值，并基于差值确认轮径差分布数据。
[0095]
在其中一个实施例中，轮径差检测模块930还用于：
[0096]
获取轮对的左右轮轮轨接触位置数据；
[0097]
根据左右轮轮轨接触位置数据，确定轮轨接触位置频次分布数据；轮轨接触位置频次分布数据包括各滚动圆接触位置处的轮轨接触位置频次；
[0098]
将轮轨接触位置频次分布数据作为权重系数。
[0099]
在其中一个实施例中，轮径差检测模块930还用于：
[0100]
确定轮轨接触位置频次分布数据与轮径差分布数据的映射关系。
[0101]
在其中一个实施例中，轮径差检测模块930还用于：
[0102]
根据映射关系，将轮径差数据与相应的轮轨接触位置频次相乘，得到加权轮径差分布数据；加权轮径差分布数据包括各滚动圆接触位置处的加权轮径差数据；
[0103]
对加权轮径差分布数据求和，得到轮径差检测结果。
[0104]
上述轮对轮径差检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0105]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储踏面曲线数据、踏面磨耗分布数据、轮径差分布数据等。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种轮对轮径差检测方法。
[0106]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、移动蜂窝网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种轮对轮径差检测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0107]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0108]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0109]
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0110]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，
ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
[0111]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0112]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。