一种列车脱轨监测方法及系统与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种列车脱轨监测方法及系统。


背景技术：

2.列车的车轮在发生脱轨后，若继续保持原速度运行，则由于对车辆的持续撞击进一步扩大了对车辆部件的损伤。若在脱轨后通过监测系统输出脱轨报警信息，提示司机或车辆运行系统采取刹车降速措施，可以有效减小车辆由于脱轨产生的部件损伤。
3.目前，列车脱轨监测领域主要的问题是识别车轮脱轨的准确性。传统的手段主要是运用位移传感器或者图像识别车轮是否偏离钢轨。但是，列车运行的环境较复杂，涉及到列车速度、钢轨状态等工况因素，传统方法由于信号成分复杂或现场环境原因，对车轮脱轨后的特征识别不准。
4.因此，提供一种根据列车基本数据对列车是否脱轨进行联合诊断，从而避免由于单个特征异常造成列车脱轨的误识别，可以有效提高识别列车是否脱轨的准确性的列车脱轨监测方法及系统是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种列车脱轨监测方法及系统，该方法逻辑清晰，安全、有效、可靠且操作简便，可以有效避免传统检测方法所检测出的单个特征异常误判断列车脱轨所造成的不良后果，又能进一步提高列车脱轨识别的准确性。
6.基于以上目的，本发明提供的技术方案如下：
7.一种列车脱轨监测方法，包括如下步骤：
8.实时获取待测列车的轴箱冲击值和轴箱振动值；
9.根据所述轴箱冲击值，判断待测列车是否满足第一预设条件；
10.若待测列车满足第一预设条件，则根据所述轴箱振动值，判断待测列车是否满足第二预设条件；
11.若待测列车满足第二预设条件，则输出待测列车脱轨信息。
12.优选地，所述根据所述轴箱冲击值，判断待测列车是否满足第一预设条件具体为：判断待测列车的所述轴箱冲击值是否满足车轮碰撞特征；
13.所述根据所述轴箱振动值，判断待测列车是否满足第二预设条件具体为：根据待测列车的所述轴箱振动值，判断待测列车的车轮垂向相对位移是否满足车轮跌落位移特征。
14.优选地，所述判断待测列车的所述轴箱冲击值是否满足车轮碰撞特征包括如下步骤：
15.判断当前时刻的所述轴箱冲击值是否大于预设冲击阈值；
16.判断当前时刻的所述轴箱冲击值与前一时刻的所述轴箱冲击值相比是否突出；
17.判断当前时刻的所述轴箱冲击值之后是否存在连续突出冲击，且相邻两个突出冲
击之间的时间间隔满足轨枕间距/实时车速。
18.优选地，所述预设冲击阈值具体为：列车正常运行时，车轮与轨道之间的冲击量值。
19.优选地，所述判断当前时刻的所述轴箱冲击值与前一时刻的所述轴箱冲击值相比是否突出，包括如下步骤：
20.获取当前时刻之前第一预设时间的第一冲击值；
21.比较所述第一冲击值与当前时刻的所述轴箱冲击值；
22.若所述第一冲击值小于当前时刻的所述轴箱冲击值，则判断当前时刻的轴箱冲击相比于第一突出冲击突出。
23.优选地，所述判断当前时刻的所述轴箱冲击值之后是否存在连续突出冲击，且相邻两个突出冲击之间的时间间隔满足轨枕间距/实时车速，包括如下步骤：
24.判断当前时刻之后是否存在连续突出冲击信息；
25.若是，则根据所述连续突出冲击信息获取多个第二突出冲击；
26.判断相邻两个第二突出冲击之间的时间间隔是否满足轨枕间距/实时车速。
27.优选地，判断待测列车的车轮垂向相对位移是否满足车轮跌落位移特征包括如下步骤：
28.判断当前时刻之前第一预设时间至当前时刻之间，待测列车车轮的垂向相对位移是否等于预设距离；
29.判断同轴车轮的位移状态是否满足车轮跌落的位移特征。
30.优选地，所述判断当前时刻之前第一预设时间至当前时刻之间，待测列车车轮的垂向相对位移是否等于预设距离包括如下步骤：
31.根据当前时刻待测列车的所述轴箱振动值获取对应车轮的第一垂向位移；
32.根据当前时刻之前第一预设时间的所述轴箱振动值获取对应车轮的第二垂向位移；
33.根据所述第一垂向位移和所述第二垂向位移，获取待测列车对应车轮的垂向相对位移；
34.判断待测列车对应车轮的所述垂向相对位移是否等于预设距离；
35.其中，所述第一预设时间具体根据自由落体公式以及轨道与轨枕之间的直线距离计算获取；
36.所述预设距离具体为列车车轮距道床底部的直线距离。
37.优选地，所述判断同轴车轮的位移状态是否满足车轮跌落的位移特征包括如下步骤：
38.根据当前时刻待测列车的所述轴箱振动值与当前时刻之前第一预设时间的所述轴箱振动值获取第一车轮的相对位移；
39.根据当前时刻之前第一预设时间的所述轴箱振动值和当前时刻之前第一预设时间之前第二预设时间的所述轴箱振动值获取第二车轮的相对位移；
40.根据所述第一车轮的相对位移和所述第二车轮的相对位移，判断第一车轮是否垂直下落，若是，则判断第二车轮是否垂直上升，若是，则满足车轮跌落的位移特征；
41.其中，所述第一车轮与所述第二车轮同轴。
42.一种列车脱轨监测系统，包括：
43.采集模块，用于实时获取待测列车的轴箱冲击值和轴箱振动值；
44.条件设置模块，用于设置第一预设条件和第二预设条件；
45.第一判断模块，用于根据待测列车的轴箱冲击值判断待测列车是否满足所述第一预设条件；
46.第二判断模块，用于在满足所述第一预设条件的基础上，根据所述轴箱振动值，判断待测列车是否满足第二预设条件；
47.输出模块，用于在所述第一预设条件和所述第二预设条件均满足时，输出待测列车脱轨信息。
48.本发明所提供的列车脱轨监测方法，是通过实时获取待测列车的轴箱冲击值和轴箱振动值，以及设置了两个预设条件，根据实时获取的待测列车的轴箱冲击值和轴箱振动值判断是否满足两个预设条件，若均满足，则输出待测列车脱轨信息。本发明是通过对待测列车的轴箱冲击值和轴箱振动值进行多特征判断，并实时监测上述特征，判断上述特征是否满足预设条件，若满足预设条件则输出列车脱轨结果，不同于现有技术仅用图像进行单特征判断列车脱轨，本发明可以有效的避免传统检测方法所检测的单个特征异常造成的列车脱轨误判断，提高列车脱轨识别的准确性。
49.本发明还提供了一种列车脱轨监测系统，该系统包括实现上述方法的模块，由于该系统采用了上述功能模块，因此该系统理应具有与列车脱轨监测方法相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
50.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
51.图1为本发明实施例提供的一种列车脱轨监测方法的流程图；
52.图2为本发明实施例提供的步骤s2的流程图；
53.图3为本发明实施例提供的步骤a2的流程图；
54.图4为本发明实施例提供的模拟列车脱轨冲击数据示意图；
55.图5为本发明实施例提供的步骤a3的流程图；
56.图6为本发明实施例提供的仿真车轮脱轨后的连续撞击特征示意图；
57.图7为本发明实施例提供的步骤s3的流程图；
58.图8为本发明实施例提供的步骤d1的流程图；
59.图9为本发明实施例提供的步骤d2的流程图；
60.图10为本发明实施例提供的同轴车轮跌落位移仿真示意图。
具体实施方式
61.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
62.本发明实施例采用递进的方式撰写。
63.本发明实施例提供了一种列车脱轨监测方法及系统。主要解决现有技术中，列车脱轨监测过程中所检测的单个特征异常而导致误判断列车脱轨，以及列车脱轨监测准确性较低的技术问题。
64.在实际运用过程中，根据不同的使用需求或所需的效果，各方法步骤有具体的使用细节，各步骤所采用的具体设备或检测部件可以根据实际需要进行选择。本实施例根据车辆脱轨仿真实验进行说明。
65.如图1所示，一种列车脱轨监测方法，包括如下步骤：
66.s1.实时获取待测列车的轴箱冲击值和轴箱振动值；
67.s2.根据轴箱冲击值，判断待测列车是否满足第一预设条件；
68.s3.若待测列车满足第一预设条件，则根据轴箱振动值，，判断待测列车是否满足第二预设条件；
69.s4.若待测列车满足第二预设条件，则输出待测列车脱轨信息。
70.步骤s1中，通过传感器实时获取待测列车的轴箱冲击值和轴箱振动值；
71.步骤s2中和步骤s3中，提前设置第一预设条件和第二预设条件，根据已获取的轴箱冲击值判断待测列车所处状态是否满足第一预设条件，若待测列车所处状态满足第一预设条件，再根据已获取的轴箱振动值判断待测列车是否满足第二预设条件；
72.步骤s4中，当第一预设条件和第二预设条件均满足，则输出待测列车脱轨信息。
73.需要说明的是，第一预设条件和第二预设条件中均包括至少一个特征，待测列车需要满足第一预设条件和第二预设条件的前提下(即待测列车至少需要满足两个以上特征)时，才可输出待测列车的脱轨信息。相比于现有技术，该方法可以有效避免传统脱轨检测方法所检测的单个特征异常造成的列车脱轨误判断，提高列车脱轨状态识别的准确性。
74.优选地，步骤s2具体为：判断待测列车的轴箱冲击值是否满足车轮碰撞特征；
75.步骤s3具体为：根据待测列车的轴箱振动值，判断待测列车的车轮垂向相对位移是否满足车轮跌落位移特征。
76.实际运用过程中，第一预设条件具体为车轮碰撞特征；第二预设条件具体为列车车轮跌落位移特征。在本实施例中，是基于列车脱轨后，轮对会从钢轨上跌落以及轮对与轨枕或道床之间产生剧烈撞击的物理现象。所设计的监测方法是通过已获取的列车轴箱冲击值与轴箱振动值判断列车车轮与非钢轨部件之间的碰撞是否满足碰撞特征以及判断列车车轮从钢轨上跌落是否满足车轮跌落位移特征。
77.如图2所示，优选地，步骤s2包括如下步骤：
78.a1.判断当前时刻的轴箱冲击值是否大于预设冲击阈值；；
79.a2.判断当前时刻的轴箱冲击值与前一时刻的轴箱冲击值相比是否突出；
80.a3.判断当前时刻的轴箱冲击值之后是否存在连续突出冲击，且相邻两个突出冲击之间的时间间隔满足轨枕间距/实时车速。
81.步骤a1中，当车轮正常在钢轨上运行时，轴箱位置的冲击主要来源于车辆故障部件发生冲击、轨道与车轮产生的撞击以及其他工况因素，其量值(即预设冲击阈值)远远小
于车轮跌落后与道床撞击产生的冲击量值(即已获取的轴箱冲击值)，通过设定冲击阈值标准，确定当前时刻列车是否符合列车脱轨特征；
82.步骤a2中，当列车发生脱轨时，在当前时刻所造成的的轴箱冲击值是最为突出的，通过与前一时刻的轴箱冲击值相比较，可以确定当前时刻列车是否符合列车脱轨特征，突出状态即轴箱冲击值的具体数值到达某一阈值可以根据实际需要进行设置；
83.步骤a3中，当列车发生脱轨时，在当前时候造成最突出的轴箱冲击值后，随后也会造成连续且突出的冲击，通过判断当前时刻的突出冲击之后是否存在连续突出冲击，且相邻两个突出冲击之间的时间间隔满足轨枕间距/实时车速，可以确定当前时刻列车是否符合列车脱轨特征；
84.需要说明的是，步骤a1至步骤a3是递进关系，即需要满足步骤a1后，才考虑是否满足a2，在满足a2之后才考虑是否满足a3，当步骤a1至a3均满足后，则判定当前时刻列车满足第一预设条件。
85.优选地，预设冲击阈值具体为：列车正常运行时，车轮与轨道之间的冲击量值。
86.实际运用过程中，预设冲击阈值为列车正常运行时，列车车轮与轨道之间存在一定的冲击量，即车辆故障部件发生冲击、轨道与车轮产生的撞击以及其他工况因素，此冲击量较小，不会造成列车倾覆，但该冲击量可以根据传感器准确获取，因此可将其作为轴箱冲击值的参照对象。
87.如图3所示，优选地，步骤a2，包括如下步骤：
88.b1.获取当前时刻之前第一预设时间的第一冲击值；
89.b2.比较第一冲击值与当前时刻的轴箱冲击值；
90.b3.若第一冲击值小于当前时刻的轴箱冲击值，则判断当前时刻的轴箱冲击相比于第一突出冲击突出。
91.步骤b1中，要判断当前时刻的轴箱冲击值是否为最高，，当前时刻的冲击是否突出，需要获取当前时刻之前的第一预设时间的第一冲击值；
92.步骤b2中，比较已获取的第一冲击值与当前时刻的轴箱冲击值；
93.步骤b3中，若第一冲击值小于当前时刻的轴箱冲击值，，则判断当前时刻的当前时刻的轴箱冲击相比于第一突出冲击更为突出，即列车正常运行时突发脱轨导致轴箱冲击陡然突出。在本实施例中，若车轮脱轨后，则在首次撞击前必然有一段时间数据冲击量值非常小，如图4所示：模拟列车脱轨的冲击数据，其中圈内的冲击表示车轮首次撞击道床产生的冲击，前一段时间内，冲击量值远远低于该冲击量值。
94.如图5所示，优选地，步骤a3，包括如下步骤：
95.c1.判断当前时刻之后是否存在连续突出冲击信息；
96.c2.若是，则根据连续突出冲击信息获取多个第二突出冲击；
97.c3.判断相邻两个第二突出冲击之间的时间间隔是否满足轨枕间距/实时车速。
98.步骤c1中，根据当前时刻的列车发生的轴箱冲击，判断当前时刻之后是否存在连续突出冲击信息；
99.步骤c2中，如果存在连续突出冲击信息，则从连续突出冲击信息中，获取多个第二突出冲击；
100.步骤c3中，判断任意两个相邻的第二突出冲击之间的时间间隔是否满足轨枕间
距/实时车速。通过仿真模拟车轮脱轨后的连续撞击特性，得到其振动冲击响应及衰减情况，如图6所示，在首次撞击后存在连续的突出撞击，并且连续的突出冲击之间的时间间隔满足轨枕间距/实时车速。本方法中识别连续撞击的次数限制与列车速度相关，列车速度越快，连续撞击的次数越多。
101.如图7所示，优选地，步骤s3包括如下步骤：
102.d1.判断当前时刻之前第一预设时间至当前时刻之间，待测列车车轮的垂向相对位移是否等于预设距离；
103.d2.判断同轴车轮的位移状态是否满足车轮跌落的位移特征。
104.步骤d1中，在满足步骤s2后，判断当前时刻之前第一预设时间至当前时刻之间，待测列车车轮的垂向相对距离是否满足等于预设距离；
105.步骤d2中，在列车车轮的垂向相对距离满足等于预设距离这一条件后，进一步判断同轴车轮的位移状态是否满足车轮跌落的位移特征。
106.需要说明的是，所获取的轴箱冲击值和轴箱振动值为实时采集，当列车撞击发生后，符合步骤a1至a3的突出冲击点有多个，而符合步骤d1的突出冲击点必须从首次冲击开始计算，也即符合步骤d2的只会是首次冲击的时刻。当符合步骤a1至a3以及步骤d1至d2这五个特征，即认为列车脱轨。在实际运用过程中，输出脱轨信息的时机是滞后的，大约在车轮撞击三个轨枕后将会输出脱轨信息。
107.如图8所示，优选地，步骤d1，包括如下步骤：
108.e1.根据当前时刻待测列车的轴箱振动值获取对应车轮的第一垂向位移；
109.e2.根据当前时刻之前第一预设时间的轴箱振动值获取对应车轮的第二垂向位移；
110.e3.根据第一垂向位移和第二垂向位移，获取待测列车对应车轮的垂向相对位移；
111.e4.判断待测列车对应车轮的垂向相对位移是否等于预设距离；
112.其中，第一预设时间具体根据自由落体公式以及轨道与轨枕之间的直线距离计算获取；
113.预设距离具体为列车车轮距道床底部的直线距离。
114.步骤e1中，根据当前时刻待测列车的轴箱振动值，获取车辆垂向加速度信号，对车轮垂向加速度进行二次积分得到车轮垂向位移；通过如下公式获取对应车轮的第一垂向位移，积分计算公式如下所示：
115.x＝∫∫adt
116.x:位移
117.a:加速度
118.步骤e2中，根据当前时刻之前第一预设时间的轴箱振动值通过上述公式获取对应车轮的第二垂向位移；
119.步骤e3中，将第一垂向位移与第二垂向位移相减，所获取的即是待测列车对应车轮的相对位移；
120.步骤e4中，判断相对位移是否等于预设距离。
121.需要说明的是，第一预设时间根据自由落体公式以及轨道与轨枕之间的直线距离计算获取，即车轮从钢轨跌落至轨道扣件或者轨枕至少需要135ms(按90mm高度自由落体公
式s＝0.5*g*t2计算得到)；
122.预设距离则是列车车轮距道床底部的直线距离。
123.在本实施例中，在获取首次撞击的冲击脉冲且位移和冲击是同步信号，则以首次撞击的冲击脉冲电作为位移计算的最低点，往前推算约135ms，计算135ms内的相对位移作为该车轮的垂直相对位移。若计算得到的垂直相对位移等同于车轮距道床底部的直线距离，则认为车轮从钢轨跌落至道床的位移特征符合。
124.如图9所示，优选地，步骤d2包括如下步骤：
125.f1.根据当前时刻待测列车的轴箱振动值与当前时刻之前第一预设时间的轴箱振动值获取第一车轮的相对位移；
126.f2.根据当前时刻之前第一预设时间的轴箱振动值和当前时刻之前第一预设时间之前第二预设时间的轴箱振动值获取第二车轮的相对位移；
127.f3.根据第一车轮的相对位移和第二车轮的相对位移，判断第一车轮是否垂直下落，若是，则判断第二车轮是否垂直上升，若是，则满足车轮跌落的位移特征；
128.其中，第一车轮与第二车轮同轴。
129.步骤f1中，根据当前时刻待测列车的轴箱振动值和当前时刻之前第一预设时间的轴箱振动值获取同轴第一车轮的相对位移，获取相对位移的计算方式为步骤e1至e3；
130.步骤f2中，同样的方式获取同轴第二车轮的相对位移；；
131.步骤f3中，一般情况下，假设列车脱轨向左侧侧翻，则左侧车轮垂直下落，同轴的右侧车轮则会在左侧车轮垂直下落的作用下，先向上攀升，随后垂直下落。基于此物理现象，在本实施例中，如图10所示，，首先找到首次撞击的时间点作为位移最低点，往前计算约135ms的相对位移，判断是否存在垂直下落。然后继续往前计算(即第二预设时间)约50ms的相对位移，观察位移在跌落之前是否存在上升，若是，则满足车辆跌落的位移特征。
132.一种列车脱轨监测系统，包括：
133.采集模块，用于实时获取待测列车的轴箱冲击值和轴箱振动值；
134.条件设置模块，用于设置第一预设条件和第二预设条件；
135.第一判断模块，用于根据待测列车的轴箱冲击值判断待测列车是否满足第一预设条件；
136.第二判断模块，用于在满足第一预设条件的基础上，根据轴箱振动值，判断待测列车是否满足第二预设条件；
137.输出模块，用于在第一预设条件和第二预设条件均满足时，输出待测列车脱轨信息。
138.实际运用过程中，列车脱轨检测系统设置有采集模块、条件设置模块、第一判断模块、第二判断模块和输出模块；采集模块实时采集轴箱冲击值和轴箱振动值，并将轴箱冲击值发送至第一判断模块中，将轴箱振动值发送至第二判断模块中；条件设置模块，设置第一预设条件和第二预设条件，并将第一预设条件发送至第一判断模块中，将第二预设条件发送至第二判断模块中；第一判断模块，根据轴箱冲击值判断是否满足第一预设条件，若满足则将判断结果发送至第二判断模块；第二判断模块，根据第一判断模块所发送的判断结果与轴箱振动值，判断是否满足第二预设条件，若满足则将最终判断结果发送至输出模块；输出模块，根据最终判断结果输出待测列车脱轨信息。
139.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个模块或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
140.另外，在本发明各实施例中的各功能模块可以全部集成在一个处理器中，也可以是各模块分别单独作为一个器件，也可以两个或两个以上模块集成在一个器件中；本发明各实施例中的各功能模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
141.本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令及相关的硬件来完成，前述的程序指令可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序指令在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(read only memory，rom)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
142.应当理解，本技术中如若使用了“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”，仅是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
143.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
144.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
145.本技术中如若使用了流程图，则该流程图是用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
146.以上对本发明所提供的一种列车脱轨监测方法及系统进行了详细介绍。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种列车脱轨监测方法，其特征在于，包括如下步骤：实时获取待测列车的轴箱冲击值和轴箱振动值；根据所述轴箱冲击值，判断待测列车是否满足第一预设条件；若待测列车满足第一预设条件，则根据所述轴箱振动值，判断待测列车是否满足第二预设条件；若待测列车满足第二预设条件，则输出待测列车脱轨信息。2.如权利要求1所述的列车脱轨监测方法，其特征在于，所述根据所述轴箱冲击值，判断待测列车是否满足第一预设条件具体为：：判断待测列车的所述轴箱冲击值是否满足车轮碰撞特征；所述根据所述轴箱振动值，判断待测列车是否满足第二预设条件具体为：根据待测列车的所述轴箱振动值，判断待测列车的车轮垂向相对位移是否满足车轮跌落位移特征。3.如权利要求2所述的列车脱轨监测方法，其特征在于，所述判断待测列车的所述轴箱冲击值是否满足车轮碰撞特征包括如下步骤：判断当前时刻的所述轴箱冲击值是否大于预设冲击阈值；判断当前时刻的所述轴箱冲击值与前一时刻的所述轴箱冲击值相比是否突出；判断当前时刻的所述轴箱冲击值之后是否存在连续突出冲击，且相邻两个突出冲击之间的时间间隔满足轨枕间距/实时车速。4.如权利要求3所述列车脱轨监测方法，其特征在于，，所述预设冲击阈值具体为：列车正常运行时，车轮与轨道之间的冲击量值。5.如权利要求3所述列车脱轨监测方法，其特征在于，，所述判断当前时刻的所述轴箱冲击值与前一时刻的所述轴箱冲击值相比是否突出，包括如下步骤：获取当前时刻之前第一预设时间的第一冲击值；比较所述第一冲击值与当前时刻的所述轴箱冲击值；若所述第一冲击值小于当前时刻的所述轴箱冲击值，则判断当前时刻的轴箱冲击相比于第一突出冲击突出。6.如权利要求3所述列车脱轨监测方法，其特征在于，，所述判断当前时刻的所述轴箱冲击值之后是否存在连续突出冲击，且相邻两个突出冲击之间的时间间隔满足轨枕间距/实时车速，包括如下步骤：判断当前时刻之后是否存在连续突出冲击信息；若是，则根据所述连续突出冲击信息获取多个第二突出冲击；判断相邻两个第二突出冲击之间的时间间隔是否满足轨枕间距/实时车速。7.如权利要求5所述的列车脱轨监测方法，其特征在于，判断待测列车的车轮垂向相对位移是否满足车轮跌落位移特征包括如下步骤：判断当前时刻之前第一预设时间至当前时刻之间，待测列车车轮的垂向相对位移是否等于预设距离；判断同轴车轮的位移状态是否满足车轮跌落的位移特征。8.如权利要求7所述的列车脱轨监测方法，其特征在于，所述判断当前时刻之前第一预设时间至当前时刻之间，待测列车车轮的垂向相对位移是否等于预设距离包括如下步骤：根据当前时刻待测列车的所述轴箱振动值获取对应车轮的第一垂向位移；
根据当前时刻之前第一预设时间的所述轴箱振动值获取对应车轮的第二垂向位移；根据所述第一垂向位移和所述第二垂向位移，获取待测列车对应车轮的垂向相对位移；判断待测列车对应车轮的所述垂向相对位移是否等于预设距离；其中，所述第一预设时间具体根据自由落体公式以及轨道与轨枕之间的直线距离计算获取；所述预设距离具体为列车车轮距道床底部的直线距离。9.如权利要求7所述的列车脱轨监测方法，其特征在于，所述判断同轴车轮的位移状态是否满足车轮跌落的位移特征包括如下步骤：根据当前时刻待测列车的所述轴箱振动值与当前时刻之前第一预设时间的所述轴箱振动值获取第一车轮的相对位移；根据当前时刻之前第一预设时间的所述轴箱振动值和当前时刻之前第一预设时间之前第二预设时间的所述轴箱振动值获取第二车轮的相对位移；根据所述第一车轮的相对位移和所述第二车轮的相对位移，判断第一车轮是否垂直下落，若是，则判断第二车轮是否垂直上升，若是，则满足车轮跌落的位移特征；其中，所述第一车轮与所述第二车轮同轴。10.一种列车脱轨监测系统，其特征在于，包括：采集模块，用于实时获取待测列车的轴箱冲击值和轴箱振动值；条件设置模块，用于设置第一预设条件和第二预设条件；第一判断模块，用于根据待测列车的轴箱冲击值判断待测列车是否满足所述第一预设条件；第二判断模块，用于在满足所述第一预设条件的基础上，根据所述轴箱振动值，判断待测列车是否满足第二预设条件；输出模块，用于在所述第一预设条件和所述第二预设条件均满足时，输出待测列车脱轨信息。

技术总结
本发明提供了一种列车脱轨监测方法，包括如下步骤：S1.实时获取待测列车的轴箱冲击值和轴箱振动值；S2.根据轴箱冲击值，判断待测列车是否满足第一预设条件；S3.若待测列车满足第一预设条件，则根据轴箱振动值，判断待测列车是否满足第二预设条件；S4.若待测列车满足第二预设条件，则输出待测列车脱轨信息。该方法及系统可以有效的避免传统检测方法所检测的单个特征异常造成的列车脱轨误判断，提高列车脱轨识别的准确性。车脱轨识别的准确性。车脱轨识别的准确性。


技术研发人员：姚原青 李修文 黄贵发 王智
受保护的技术使用者：唐智科技湖南发展有限公司
技术研发日：2022.11.07
技术公布日：2023/5/16