列车紧急制动系统状态评估方法、设备、存储介质与流程

本技术涉及轨道交通，尤其涉及一种列车紧急制动系统状态评估方法、设备、存储介质。

背景技术：

1、在现代铁路运输系统中，紧急制动是地铁列车安全运行的根本保障，在紧急情况下确保列车安全、可靠地减速和停车，保障列车运行安全，紧急制动过程由列控系统发出紧急制动指令，紧急制动系统通过压缩风源系统提供的空气，来控制列车制动力的大小并进行压力值监测，示意图如图1所示。

2、紧急制动触发源于列车紧急制动环路，整个环路通常包括以下组件：

3、1、紧急制动开关：这是列车上的一个按钮或开关，由乘务员或乘客手动触发。一旦按下紧急制动开关，它会发送一个紧急制动信号到列车制动系统。

4、2、紧急制动阀：接收到紧急制动信号后，紧急制动阀会打开，允许压缩空气进入制动系统。这会迅速增加制动器施加的力度，实现列车的紧急制动。一旦紧急制动触发，压缩空气将通过bcu(brake control unit，制动控制单元)控制制动缸压力变化，实施紧急制动。

5、3、制动器：制动器是制动系统中的执行器，通过施加力量来减速或停止列车。在紧急制动情况下，制动器会迅速施加更大的力度，以实现紧急制动效果。

6、4、制动系统监测：紧急制动环路还包括对制动系统的监测功能。一旦紧急制动被触发，制动系统监测器会检测制动系统的正常运行，并在发现故障或异常情况时提供警告或采取相应的措施。

7、以列车紧急制动环路中制动控制单元bcu内的制动缸为中心的简化版紧急制动气动结构如图2所示：

8、然而，列车长时间运行伴随着大量制动操作以及环境变化，列车紧急制动环路中涉及的设备组件，例如各阀门、闸瓦、弹簧、制动风缸、制动缸等材料发生质变以及磨损，可能导致紧急制动系统性能下降或故障，从而影响列车制动效果，存在安全隐患，需要动态评估紧急制动系统状态来避免紧急制动事故的发生。

技术实现思路

1、为了解决上述技术缺陷之一，本技术提供了一种列车紧急制动系统状态评估方法、设备、存储介质。

2、本技术第一个方面，提供了一种列车紧急制动系统状态评估方法，方法包括：

3、采集列车日常运行中，紧急制动过程的制动缸压力bcp过程值；

4、基于bcp过程值，形成bdp曲线，bdp曲线的横坐标为采集时间，纵坐标为bdp过程值；

5、确定bdp曲线中的采集片段；

6、根据采集片段，对紧急制动过程进行阶段划分；

7、提取各阶段的特征；

8、确定各特征的得分和权重；

9、根据所有特征得分与权重的积，评估列车紧急制动系统状态。

10、可选地，确定bdp曲线中的采集片段，包括：

11、确定bdp曲线中各采集时刻所对应的斜率值；

12、将首个采集时刻作为初始时刻，以预设值为长度形成时间窗口；

13、确定当前时间窗口内，斜率向量与零向量之间的距离；其中，斜率向量由当前时间窗口内采集时刻所对应的斜率值组成，零向量的长度为预设值；

14、若距离不大于预设距离阈值，则记录当前时间窗口的初始时刻，若距离大于预设距离阈值，则将记录但未形成采集片段的所有初始时刻，形成采集片段；

15、滑动时间窗口，重复执行确定当前时间窗口内，斜率向量与零向量之间的距离的步骤及后续步骤，直至时间窗口的初始时刻滑出bdp曲线；其中，滑动后的时间窗口的长度不变，初始时刻为当前时间窗口的初始时刻的下一采集时刻。

16、可选地，根据采集片段，对紧急制动过程进行阶段划分，包括：

17、将采集片段中的最长片段作为紧急制动过程的稳定阶段；

18、确定采集片段中的标准阶段；

19、将标准阶段之前相邻的采集片段的结束时刻作为上升阶段的初始时刻，将稳定阶段的的初始时刻作为上升接的的结束时刻，形成上升阶段。

20、可选地，确定采集片段中的标准阶段，包括：

21、若在列控系统发出紧急制动指令时，列车存在保持制动施加状态，则确定采集片段中的标准阶段为稳定阶段；

22、若在列控系统发出紧急制动指令时，列车存在保持制动施加状态，则确定采集片段中的标准阶段为最大值阶段；最大值阶段为bdp过程值的均值最大的采集片段。

23、可选地，划分的阶段包括上升阶段和稳定阶段；

24、提取各阶段的特征，包括：

25、对于上升阶段，提取压力上升时间、制动缸压力的充气速度、压力上升速度；

26、对于稳定阶段，提取稳定值、标准差、最大值、最小值；

27、其中，压力上升时间为紧急制动指令下达到制动缸压力上升到紧急制动目标压力的k％所需要的时间，k为预设值；

28、制动缸压力的充气速度为在制动缸压力的充气时间中，预设压力段所对应斜率；

29、压力上升速度为压力上升速度；

30、稳定值为稳定阶段中出现次数最多的bdp过程值；

31、标准差为稳定阶段中所有bdp过程值的标准差；

32、最大值为稳定阶段中所有bdp过程值的最大值；

33、最小值为稳定阶段中所有bdp过程值的最小值。

34、可选地，k为90；

35、预设压力段的压力为50千帕至70千帕。

36、可选地，确定各特征的得分和权重，包括：

37、确定各特征的基准值标准差σi以及变化阈值ki，其中，i为特征标识；

38、确定bdp曲线中各特征的取值fi；

39、计算各特征的得分

40、计算各特征的权重其中，

41、可选地，确定各特征的基准值标准差σi以及变化阈值ki，包括：

42、获取多个bdp样本曲线；

43、确定各特征在各bdp样本曲线中的取值；

44、将各特征的所有取值的均值确定为各特征的基准值

45、将各特征的所有取值的标准差确定为各特征的标准差σi；

46、通过列车出厂制动系统设计说明书得到各特征的变化阈值ki，或者，通过统计各特征在正常状态下的变化情况得到各特征的变化阈值ki。

47、本技术第二个方面，提供了一种电子设备，包括：

48、存储器；

49、处理器；以及

50、计算机程序；

51、其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现如上述第一个方面所述的方法。

52、本技术第三个方面，提供了一种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以实现如上述第一个方面所述的方法。

53、本技术提供一种列车紧急制动系统状态评估方法、设备、存储介质，该方法采集列车日常运行中，紧急制动过程的bdp曲线；确定bdp曲线中的采集片段；根据采集片段，对紧急制动过程进行阶段划分；提取各阶段的特征；确定各特征的得分和权重；根据所有特征得分与权重的积，评估列车紧急制动系统状态。本技术仅基于列车日常运行中，紧急制动过程的bcp过程值即可进行列车紧急制动系统状态评估，不需要明确制动系统的内部构造和实施原理，评估过程简单，评估结果准确、可靠，且具备灵活性和适应性，可以为不同列车的制动系统提供个性化地部件级精细状态评估，满足现代轨道交通运输系统对制动系统状态监测和维护管理的需求。