机车轮缘润滑控制方法及系统与流程

本公开涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种机车轮缘润滑控制方法及系统。

背景技术：

在轨道交通技术领域，为降低轨道车辆转向架车轮轮缘磨耗，基本钢轨制式的车辆均装配了轮缘润滑组件。轮缘润滑组件根据润滑轮缘的介质一般分为干式和湿式。干式为长接触式，不具备主动控制润滑时机的能力，且后期更换润滑块维护成本偏高，目前大多数倾向于湿式轮缘润滑。然而，现有机车轮缘润滑控制方式单一，无法满足不同机车在不同运行状态下的需求。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种机车轮缘润滑控制方法及系统，以实现对机车轮缘及时、准确地实施润滑，减少机车在上坡、转弯等过程中的打滑风险，进一步减少资源浪费，节约成本，提高经济效益。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的第一个方面，本公开提供一种机车轮缘润滑控制方法，包括：

实时获取线路信息和机车的运行状况信息，所述线路信息包括线路坡度和线路弯度，所述机车的运行状况信息包括运行速度、运行路程和机车载重；

根据所述线路信息和所述机车的运行状况信息，确定喷油方式。

在本公开的示例性实施例中，根据所述线路信息和所述机车的运行状况信息，确定喷油方式，包括：

分析线路弯度，输出分析结果；

根据线路弯度分析结果，确定喷油方式，

若所述线路为直道，则根据所述线路坡度、所述运行速度和所述机车载重确定喷油方式；

若所述线路为弯道，则根据所述线路坡度和所述机车载重确定喷油方式。

在本公开的示例性实施例中，若所述线路为直道，则根据所述线路坡度、所述运行速度和所述机车载重确定喷油方式，包括：

根据所述运行速度确定相邻两次喷油的间隔运行路程；

根据所述线路坡度和所述机车载重确定单次喷油时长。

在本公开的示例性实施例中，根据所述运行速度确定相邻两次喷油的间隔运行路程，包括：

预设多个速度子区间和多个间隔运行路程，所述速度子区间与所述间隔运行路程一一对应；

比较所述运行速度与所述多个速度子区间，确定所述运行速度所处的速度子区间以及相对应的间隔运行路程。

在本公开的示例性实施例中，所述多个速度子区间包括第一速度子区间、第二速度子区间、第三速度子区间、第四速度子区间和第五速度子区间，所述第一速度子区间为0-20km/h，所述第二速度子区间为20-40km/h，所述第三速度子区间为40-60km/h，所述第四速度子区间为60-80km/h，所述第五速度子区间为80-160km/h，所述第一速度子区间对应的间隔运行路程为50-150m，所述第二速度子区间对应的间隔运行路程为150-250m，所述第三速度子区间对应的间隔运行路程为250-350m，所述第四速度子区间对应的间隔为350-450m，所述第五速度子区间对应的运行路程为900-1100m。

在本公开的示例性实施例中，根据所述线路坡度和所述机车载重确定单次喷油时长，包括：

预设第一坡度阈值和第一载重阈值；

比较所述线路坡度与所述第一坡度阈值大小，以及所述机车载重与所述第一载重阈值大小；

若所述线路坡度大于所述第一坡度阈值且所述机车载重大于所述第一载重阈值，则每次喷油时长为第一时长；

若所述线路坡度不大于所述第一坡度阈值且/或所述机车载重不大于所述第一载重阈值，则每次喷油时长为第二时长；

所述第一时长不大于所述第二时长。

在本公开的示例性实施例中，所述第一坡度阈值为10‰，所述第一载重阈值为3000t，所述第一时长为0.5-1.5s，所述第二时长为1.5-2.5s。

在本公开的示例性实施例中，若所述线路为弯道，则根据所述线坡度和所述机车载重确定喷油方式，包括：

预设第二坡度阈值和第二载重阈值；

比较所述线路坡度与所述第二坡度阈值大小，以及所述机车载重与所述第二载重阈值大小；

若所述线路坡度大于所述第二坡度阈值且所述机车载重大于所述第二载重阈值，则相邻两次喷油的时间间隔为第一时间间隔，每次喷油时长为第三时长；

若所述线路坡度不大于所述第二坡度阈值且/或所述机车载重不大于所述第二载重阈值，则相邻两次喷油的时间间隔为第二时间间隔，每次喷油时长为第四时长；

所述第三时长不大于所述第四时长。

在本公开的示例性实施例中，所述第二坡度阈值为10‰，所述第二载重阈值为3000t，所述第一时间间隔为3-5s，所述第二时间间隔为3-5s，所述第三时长为0.5-1.5s，所述第四时长为1.5-2.5s。

根据本公开的第二个方面，提供一种机车轮缘润滑控制系统，包括：

机车监控模块，用于采集线路信息和机车的运行状况信息，并输出，所述线路信息包括线路坡度和线路弯度，所述机车的运行状况信息包括运行速度、运行路程和机车载重；

控制模块，用于接收所述机车监控模块输出的线路信息和机车的运行状况信息，根据所述线路信息和所述机车的运行状况信息分析确定喷油方式，并发出喷油指令；

润滑模块，用于接收喷油指令，执行喷油操作。

本公开提供的机车轮缘润滑控制方法，根据线路信息和机车的运行状况信息确定喷油方式，以满足机车在不同线路上的不同运行状态下的喷油需求。其中，线路信息包括线路坡度和线路弯度，以实现对直道、弯道和坡道的分别控制，实时获取机车运行速度和机车载重，将线路坡度、线路弯度、机车的载重和机车运行速度结合，对机车轮缘及时、准确地实施润滑，减少机车在上坡、转弯等过程中的打滑风险，进一步减少资源浪费，节约成本，提高经济效益。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本公开示例性实施例中机车轮缘润滑控制方法流程图；

图2是本公开示例性实施例中机车轮缘润滑控制系统结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。

在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。

当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

相关技术中，机车轮缘润滑控制方式主要有定时、定量和定距的喷油方法，但这些方法无法识别线路弯道、坡度，造成轮缘磨耗的重要区间无法及时、准确地实施润滑。如在机车上坡过程，经常会出现继续添加润滑油导致车轮打滑的状况，在一定程度上，也造成资源浪费和环境污染。

如图1所示，本公开提供一种机车轮缘润滑控制方法，包括：

步骤s100，实时获取线路信息和机车的运行状况信息，线路信息包括线路坡度和线路弯度，机车的运行状况信息包括运行速度和机车载重；

步骤s200，根据线路信息和机车的运行状况信息，确定喷油方式。

本公开提供的机车轮缘润滑控制方法，根据线路信息和机车的运行状况信息确定喷油方式，以满足机车在不同线路上的不同运行状态下的喷油需求。其中，线路信息包括线路坡度和线路弯度，以实现对直道、弯道和坡道的分别控制，实时获取机车运行速度和机车载重，将线路坡度、线路弯度、机车的载重和机车运行速度结合，对机车轮缘及时、准确地实施润滑，减少机车在上坡、转弯等过程中的打滑风险，进一步减少资源浪费，节约成本，提高经济效益。

以下将对图1中的各个步骤进行详细解释说明。

在步骤s100中，实时获取线路信息和机车的运行状况信息，线路信息包括线路坡度和线路弯度，机车的运行状况信息包括运行速度、运行路程和机车载重。

湿式轮缘润滑一般将润滑油或润滑脂作为润滑介质，通过喷油装置等将润滑介质喷射到轮缘表面。喷油方式的确定对轮缘润滑具有决定性作用。

该步骤中，实时获取线路信息和机车的运行状况信息，其中，线路信息包括的线路坡度和线路弯度，根据线路的坡度大小实时调节喷油方式，避免出现机车在上坡过程中出现打滑现象。根据线路弯度，针对不同弯道或直道确定不同的喷油方式，以满足机车在不同道路上的润滑需求。结合机车运行速度、运行路程和机车载重，提供适用于机车不同运行状态下的喷油方式。其中，在本公开示例性实施例中，运行路程指机车以一定速度运行一段时间后的运行路程长度。

在此需说明的是，线路信息除包括线路坡度和线路弯度外，也可以包括其他与线路有关的信息，如线路长度、线路承重、线路曲率、入口距离和越过距离等数据信息。根据这些信息，可以辅助确定轮缘润滑的喷油方式，如根据线路长度确定喷油次数或单次喷油的喷油量等。机车的运行状况信息除包括运行速度、运行路程和机车载重外，还可以包括机车运行方向、运行时长、限制速度等信息。这些信息均可以与前述的线路信息结合，辅助确定轮缘润滑的喷油方式。

本公开中，实时获取线路信息和机车的运行状况信息，可采用机车现有的运行监控装置进行采集，也可重新建立一个信息采集装置或采集系统，举例而言，可以建立一个包括弯度感应器、速度感应器等硬件设施的信息采集装置，进行数据采集，具体的采集方式在此不做限定。

在步骤s200中，根据线路信息和机车的运行状况信息，确定喷油方式。

机车轮缘润滑过程中，主要采用间隔喷油控制方式。本公开示例性实施例中，确定喷油方式指对喷油次数、相邻两次喷油的时间间隔、路程间隔或其他间隔方式，以及单次喷油时长或喷油量等的确定。

在本公开示例性实施例中，步骤s200包括：

步骤s210，分析线路弯度，输出分析结果；

步骤s220，根据线路弯度分析结果，确定喷油方式；

步骤s221，若线路为直道，则根据线路坡度、运行速度和机车载重确定喷油方式；

步骤s222，若线路为弯道，则根据线路坡度和机车载重确定喷油方式。

在步骤s210中，分析线路弯度，输出分析结果。具体在本公开示例性实施例中，线路弯度具体可以包括曲线半径、曲线长度等数据信息。

在该步骤中，线路弯度的分析方法具体可以包括：

预设弯度阈值；

比较线路弯度与弯度阈值大小；

若线路弯度小于弯度阈值，则确定线路为直道；若线路弯度不小于弯度阈值，则确定线路为弯道。

弯度阈值的大小可根据实际机车运行轨道进行归纳设置，具体可由本领域技术人员根据实际经验进行设置。

此外，弯度阈值可以设置多个，具体可以包括多个呈递增趋势的、数值不同的弯度阈值，以将弯道进行多个分类。如设置第一弯度阈值、第二弯度阈值和第三弯度阈值，将线路弯度处于第一弯度阈值和第二弯度阈值之间的线路定义为第一弯道，将线路弯度处于第二弯度阈值和第三弯度阈值之间的线路定义为第二弯道。具体的弯度阈值个数可根据实际需求进行设定，在此不一一举例。

在步骤s220中，根据线路弯度分析结果，确定喷油方式；

步骤s221，若线路为直道，则根据线路坡度、运行速度和机车载重确定喷油方式；

步骤s222，若线路为弯道，则根据线路坡度和机车载重确定喷油方式。

相关技术中，采用单一的定时、定量或定距的喷油方式，会导致机车在某些时段进行弯道转弯时，由于未处于相关技术中定时喷油、定量喷油或定距喷油的喷油时段，而不能及时实施润滑；或处于喷油时段，但喷油量过大，导致出现打滑，严重时甚至出现脱轨等事故。本公开中，在直道和弯道采用不同的喷油方式，以保证机车在不同线路时都能及时、准确地实施润滑。

在本公开示例性实施例中，步骤s221包括：

步骤s2211，根据运行速度确定相邻两次喷油的间隔运行路程；

步骤s2212，根据线路坡度和机车载重确定单次喷油时长。

在步骤s2211中，根据运行速度确定相邻两次喷油的间隔运行路程。该步骤中，相邻两次喷油的间隔运行路程是指本次喷油与下一次喷油之间，机车所运行的路程。

在本公开示例性实施例中，步骤s2211包括：

(1)预设多个速度子区间和多个间隔运行路程，速度子区间与间隔运行路程一一对应；

(2)比较运行速度与多个速度子区间，确定运行速度所处的速度子区间以及相对应的间隔运行路程。

在本公开示例性实施例中，步骤(1)中，速度子区间根据机车运行的速度范围进行设定，将机车运行速度划分为多个速度子区间，每个速度子区间对应一个间隔运行路程，速度子区间的个数不做限定，每个速度子区间的取值范围也不做限定。例如，机车运行的速度范围是0-160km/h，则划分的速度子区间的数目可以是三个、四个。五个、六个或更多，多个速度子区间的取值范围可呈现递增趋势，例如，划分三个速度子区间，分别为1-60km/h，60-80km/h，80-160km/h。此外，该步骤中的两次喷油的间隔运行路程具体数值可根据机车的实际运行状况进行设定。

在本公开具体一实施例中，多个速度子区间包括第一速度子区间、第二速度子区间、第三速度子区间、第四速度子区间和第五速度子区间，第一速度子区间为0-20km/h，第二速度子区间为20-40km/h，第三速度子区间为40-60km/h，第四速度子区间为60-80km/h，第五速度子区间为80-160km/h，第一速度子区间对应的间隔运行路程为50-150m，第二速度子区间对应的间隔运行路程为150-250m，第三速度子区间对应的间隔运行路程为250-350m，第四速度子区间对应的间隔为350-450m，第五速度子区间对应的运行路程为900-1100m。在此需说明的是，每个速度子区间对应的间隔运行路程可以设定具体的数值，如第一速度子区间对应的间隔运行路程为50-150m，具体地间隔运行路程的取值可以是50m、80m、100m或150m。举例而言，当第一速度子区间对应的间隔运行路程为100m时，其意思即为，当机车的运行速度为0-20km/h时，每隔100m喷油一次。同理，其他速度子区间对应的间隔运行路程也可以设定具体的数值。例如，第二速度子区间对应的间隔运行路程为200m，意思即为，当机车运行速度为20-40km/h时，每隔200m喷油一次；第三速度子区间对应的间隔运行路程为300m，意思即为，当机车运行速度为40-60km/h时，每隔300m喷油一次；第四速度子区间对应的间隔运行路程为400m，意思即为，当机车运行速度为60-80km/h时，每隔400m喷油一次；第五速度子区间对应的间隔运行路程为1000m，意思即为，当机车的运行速度为80-160km/h时，每隔1000m喷油一次。

在本公开示例性实施例中，在步骤(2)中，比较运行速度与多个速度子区间，确定运行速度所处的速度子区间以及相对应的间隔运行路程。该步骤中，比较运行速度与速度子区间，当机车的运行速度在某个速度子区间范围时，则对应确定该速度子区间对应的间隔运行路程，以确定喷油方式。例如，当机车的运行速度为50km/h时，通过比较可知，此时机车的运行速度位于第三速度子区间，其对应的间隔运行路程为250-350m，如间隔运行路程的具体取值为300m，则此时该机车确定的喷油方式为每隔300m喷油一次。

在本公开示例性实施例中，步骤s2212包括：

(1)预设第一坡度阈值和第一载重阈值；

(2)比较线路坡度与第一坡度阈值大小，以及机车载重与第一载重阈值大小；

若线路坡度大于第一坡度阈值且机车载重大于第一载重阈值，则每次喷油时长为第一时长；

若线路坡度不大于第一坡度阈值且/或机车载重不大于第一载重阈值，则每次喷油时长为第二时长；

第一时长不大于第二时长。

在步骤(1)中，第一坡度阈值根据线路具体情况进行设定，第一载重阈值根据机车的具体情况进行设定，针对不同型号的机车可设定不同的第一载重阈值。在本公开示例性实施例中，第一坡度阈值设定为10‰，第一载重阈值设定为3000t。

在步骤(2)中，若线路坡度大于第一坡度阈值且机车载重大于第一载重阈值，则每次喷油时长为第一时长。如，在本公开示例性实施例中，当线路坡度＞10‰，且机车载重＞3000t时，每次喷油时长为第一时长。若线路坡度不大于第一坡度阈值且/或机车载重不大于第一载重阈值，则每次喷油时长为第二时长。如，在本公开示例性实施例中，当线路坡度≤10‰，且/或机车载重≤3000t时，每次喷油时长为第二时长。第一时长不大于第二时长。如在本公开示例性实施例中，第一时长为0.5-1.5s，第二时长为1.5-2.5s。具体地，在本公开具体一实施例中，线路坡度＞10‰，且机车载重＞3000t时，每次喷油时长为1s，当线路坡度≤10‰，且/或机车载重≤3000t时，每次喷油时长为2s。

在本公开示例性实施例中，步骤s222，若线路为弯道，则根据线路坡度和机车载重确定喷油方式，包括：

步骤s2221，预设第二坡度阈值和第二载重阈值；

步骤s2222，比较线路坡度与第二坡度阈值大小，以及机车载重与第二载重阈值大小；

若线路坡度大于第二坡度阈值且机车载重大于第二载重阈值，则相邻两次喷油的时间间隔为第一时间间隔，每次喷油时长为第三时长；

若线路坡度不大于第二坡度阈值且/或机车载重不大于第二载重阈值，则相邻两次喷油的时间间隔为第二时间间隔，每次喷油时长为第四时长；

第三时长不大于第四时长。

在步骤s2221中，第二坡度阈值根据线路具体情况进行设定，第二载重阈值根据机车的具体情况进行设定，针对不同型号的机车可设定不同的第二载重阈值。在本公开示例性实施例中，第二坡度阈值设定为10‰，第二载重阈值设定为3000t。

在步骤s2222中，若线路坡度大于第二坡度阈值且机车载重大于第二载重阈值，则相邻两次喷油的时间间隔为第一时间间隔，每次喷油时长为第三时长。如，在本公开示例性实施例中，当线路坡度＞10‰，且机车载重＞3000t时，则相邻两次喷油的时间间隔为第一时间间隔，每次喷油时长为第三时长。若线路坡度不大于第二坡度阈值且/或机车载重不大于第二载重阈值，则相邻两次喷油的时间间隔为第二时间间隔，每次喷油时长为第四时长。如，在本公开示例性实施例中，当线路坡度≤10‰，且/或机车载重≤3000t时，相邻两次喷油的时间间隔为第二时间间隔，每次喷油时长为第四时长。第一时间间隔与第二时间间隔可相同或不同，第三时长不大于第四时长。如在本公开示例性实施例中，第一时间间隔为3-5s，第二时间间隔为3-5s，第三时长为0.5-1.5s，第四时长为1.5-2.5s。具体地，在本公开具体一实施例中，线路坡度＞10‰，且机车载重＞3000t时，相邻两次喷油的时间间隔为4s，每次喷油时长为1s，当线路坡度≤10‰，且/或机车载重≤3000t时，相邻两次喷油的时间间隔为4s，每次喷油时长为2s。

如图2所示，本公开还提供一种机车轮缘润滑控制系统100，包括：

机车监控模块110，用于采集线路信息和机车的运行状况信息，并输出，线路信息包括线路坡度和线路弯度，机车的运行状况信息包括运行速度、运行路程和机车载重；

控制模块120，用于接收机车监控模块输出的线路信息和机车的运行状况信息，根据线路信息和机车的运行状况信息分析确定喷油方式，并发出喷油指令；

润滑模块130，用于接收喷油指令，执行喷油操作。

在本公开一示例性实施例中，机车监控模块包括监控主机、屏幕显示器、安全信息综合检测装置、语音箱、数模转换盒、电子标签、速度传感器等组成，在实现安全速度控制的同时，采集记录与机车运行有关的各种机车运行状态信息。控制模块包括数据传输单元、处理单元和控制单元，数据传输单元用于接收机车监控模块输出的线路信息和机车的运行状况信息，处理单元用于处理接收的线路信息和机车的运行状况信息并确定喷油方式，控制单元用于发出喷油指令。

在本公开另一示例性实施例中，控制模块包括辅助驾驶控制模块和主控制模块，辅助驾驶控制模块与主控制模块通讯连接。其中，辅助驾驶控制模块包括数据传输单元、处理单元和控制单元。辅助驾驶模块的数据传输单元用于数据传输，包括接收机车监控模块输出的线路信息和机车的运行状况信息和输出喷油方式相关结果，辅助驾驶模块的处理单元用于处理接收的线路信息和机车的运行状况信息并确定喷油方式，控制单元用于发出喷油指令。在本公开示例性实施例中，辅助驾驶模块为机车自带的辅助驾驶系统，能够自动驾驶或无人驾驶。主控模块为机车自带的tcms控制系统，包括主控单元和继电器。主控单元用于接收辅助驾驶模块发出的喷油指令，并将该喷油指令发送至继电器。继电器根据指令改变润滑模块的工作状态。润滑模块包括电磁阀、油箱、喷嘴等，通过电磁阀开启或关闭，完成喷油操作。该实施例中，无需额外添加其他设施，利用机车的辅助驾驶系统和tcms控制系统，即可对机车轮缘及时、准确地实施润滑，实施方式更加简单、方便。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等，均应视为本公开的一部分。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

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