一种转辙机故障预测方法和故障预测系统与流程

本发明实施例涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种转辙机故障预测方法和故障预测系统。

背景技术：

轨道交通领域的特点即轨道单一性，即列车仅能沿当前轨道行进，为了能够满足运力要求，多轨道的并行的方式是必然选择，在多轨道情况下，列车要在某些必要场景下必须进行轨道切换，道岔转换设备的作用就是通过对轨道的推拉作用，使道岔切换点的轨道能够灵活进行换轨，列车进行线路切换。

道岔转换设备主要包括两部分内容，即室外道岔转辙机及室内道岔控制电路部分。室外部分是动作反应部分，室内部分是控制部分，即控制电路下发指令要求室外转辙机进行工作，从而实现道岔扳动的功能。图1是现有道岔转换设备的结构示意图，参考图1，转辙机3通过扳动动作杆31以将尖轨5与基本轨4进行密贴，从而实现从轨道1到轨道2的转换。然而，道岔转换设备在长时间地转换过程中，容易由于机械结构的形变、温湿度异常等问题产生机械部件故障，尤其在尖轨5与基本轨4的密贴力不能满足要求时，可能会导致严重的交通事故，影响轨道交通安全。

技术实现要素：

本发明提供一种转辙机故障预测方法和故障预测系统，以实时监测转辙机机械部件，对密贴力故障进行故障预测，防止交通意外发生。

第一方面，本发明实施例提供了一种转辙机故障预测方法，包括：

获取所述转辙机的机械部件受力信息，所述机械部件受力信息至少包括轴承座静态受力；

至少将所述轴承座静态受力与轴承座静态标准受力对比，其中，所述轴承座静态标准受力为标准密贴力与当前动作杆驱动力的差；

在所述轴承座静态受力超出所述轴承座静态标准受力的第一预警范围时，进行密贴力预警。

可选地，在获取所述转辙机的机械部件受力信息之前，还包括：

获取转辙机状态信息，所述转辙机状态信息包括扳动状态和过车状态。

可选地，所述获取转辙机状态信息，包括：

获取动作电路电流和转辙机振动幅度；其中，在所述动作电路电流超出电流阈值时，所述转辙机状态信息为扳动状态；在所述转辙机振动幅度超出振动幅度阈值时，所述转辙机状态信息为过车状态。

可选地，所述转辙机状态信息为扳动状态时，所述机械部件受力信息还包括表示杆静态受力和/或动作杆静态受力；

所述转辙机故障预测方法还包括：

将所述表示杆静态受力与表示杆静态标准受力对比，和/或将所述动作杆静态受力与动作杆静态标准受力对比；

在所述表示杆静态受力超出所述表示杆静态标准受力的第二预警范围和/或在所述动作杆静态受力超出所述动作杆静态标准受力的第二预警范围时，进行尖轨形变预警。

可选地，所述表示杆静态受力和所述动作杆静态受力均包括第一方向受力、第二方向受力、第三方向受力和第四方向受力，其中，第一方向为平行基本轨且与尖轨朝向一致的方向，所述第二方向为平行基本轨且与尖轨朝向相反的方向，所述第三方向为垂直地面向上的方向，所述第四方向为垂直地面向下的方向；所述表示杆静态标准受力和所述动作杆静态标准受力均包括第一方向标准受力、第二方向标准受力、第三方向标准受力和第四方向标准受力，所述第二预警范围包括第一方向预警范围、第二方向预警范围、第三方向预警范围和第四方向预警范围；

将所述表示杆静态受力与表示杆静态标准受力对比，和/或将所述动作杆静态受力与动作杆静态标准受力对比；在所述表示杆静态受力超出所述表示杆静态标准受力的第二预警范围和/或在所述动作杆静态受力超出所述动作杆静态标准受力的第二预警范围时，进行尖轨形变预警，包括：

将第一方向受力与第一方向标准受力对比；

在所述第一方向受力超出所述第一方向标准受力的所述第一方向预警范围时，进行尖轨伸长预警；

将第二方向受力与第二方向标准受力对比；

在所述第二方向受力超出所述第二方向标准受力的所述第二方向预警范围时，进行尖轨缩短预警；

将第三方向受力与第三方向标准受力对比；

在所述第三方向受力超出所述第三方向标准受力的所述第三方向预警范围时，进行尖轨上翘预警；

将第四方向受力与第四方向标准受力对比；

在所述第四方向受力超出所述第四方向标准受力的所述第四方向预警范围时，进行尖轨下沉预警。

可选地，所述转辙机状态信息为过车状态时，所述机械部件受力信息还包括接点座受力；

所述转辙机故障预测方法还包括：

将所述接点座受力与接点座标准受力对比；

在所述接点座受力超出所述接点座标准受力的第三预警范围时，进行尖轨形变预警。

可选地，所述转辙机状态信息为过车状态时，所述机械部件受力信息还包括轴承座动态受力；

所述转辙机故障预测方法还包括：

将所述轴承座动态受力与轴承座动态标准受力对比；

在所述轴承座动态受力超出所述轴承座动态标准受力的第四预警范围时，进行杆件松动预警。

可选地，所述转辙机状态信息为过车状态时，所述机械部件受力信息还包括表示杆动态受力和/或动作杆动态受力；

所述转辙机故障预测方法还包括：

将所述表示杆动态受力与表示杆动态标准受力对比，和/或将所述动作杆动态受力与动作杆动态标准受力对比；

在所述表示杆动态受力超出所述表示杆动态标准受力的第五预警范围和/或在所述动作杆动态受力超出所述动作杆动态标准受力的第五预警范围时，进行杆件松动变形预警。

可选地，所述转辙机故障预测方法还包括：

获取所述转辙机的环境信息，所述环境信息包括温度和湿度；

将所述温度与标准温度对比；

在所述温度超出所述标准温度的第六预警范围时，进行温度预警；

将所述湿度与标准湿度对比；

在所述湿度超出所述标准湿度的第七预警范围时，进行温度预警。

可选地，在获取所述转辙机的机械部件受力信息之后，还包括：

对所述机械部件受力信息进行平滑去噪处理。

第二方面，本发明实施例还提供了一种转辙机故障预测系统，包括：

部件信息采集模块，用于获取所述转辙机的机械部件受力信息，所述机械部件受力信息至少包括轴承座静态受力；

数据处理系统，与所述部件信息采集模块通讯连接，用于至少将所述轴承座静态受力与轴承座静态标准受力对比，其中，所述轴承座静态标准受力为标准密贴力与当前动作杆驱动力的差；

预警模块，用于在所述轴承座静态受力超出所述轴承座静态标准受力的第一预警范围时，进行密贴力预警。

可选地，所述转辙机故障预测系统还包括转辙机状态采集模块，所述转辙机状态采集模块用于获取转辙机状态信息，所述转辙机状态信息包括扳动状态和过车状态。

本发明实施例提供的转辙机故障预测方法和预测系统，通过先获取转辙机机械部件受力信息，其中至少包括轴承座静态受力，然后将轴承座静态受力与轴承座静态标准受力对比，其中轴承座静态标准受力为标准密贴力与当前动作杆驱动力的差，最后，在轴承座静态受力超出轴承座静态标准受力的第一预警范围时，则进行密贴力预警，实现了对转辙机中机械结构的检测和预警，解决了现有道岔转换设备不能进行密贴力故障预警且人工检修费时费力的问题，保证了道岔转换设备在出现故障之前能够及时得到检修，从而进行正常工作，可以有效避免因道岔转换设备引起的交通事故，保障正常且安全的轨道交通。

附图说明

图1是现有道岔转换设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种转辙机故障预测方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种转辙机结构示意图；

图4是本发明实施例提供的轴承座应力传感器的安装结构示意图；

图5是转辙机与尖轨的受力示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种转辙机故障预测方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的表示杆应力传感器的安装示意图；

图8是本发明实施例提供的又一种转辙机故障预测方法的流程图；

图9是本发明实施例提供的接点座受力传感器的安装结构示意图；

图10是本发明实施例提供的又一种转辙机故障预测方法的流程图；

图11是本发明实施例提供的又一种转辙机故障预测方法的流程图；

图12是本发明实施例提供的一种转辙机故障预测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图2是本发明实施例提供的一种转辙机故障预测方法的流程图，图3是本发明实施例提供的一种转辙机结构示意图，参考图2和图3，该转辙机故障预测方法包括：

s110、获取转辙机的机械部件受力信息，机械部件受力信息至少包括轴承座静态受力。

其中，转辙机的机械部件用于在控制电路的控制下进行道岔转换，此时该机械部件会产生受力信息。通过分析该受力信息可以得出转辙机内部和外部的相互作用力。在故障预测过程中，机械部件中较为重要的则是轴承座33，轴承座33是电机34驱动滚动轴的轴承卡座，电机34驱动驱动轴通过滚动轴带动动作杆31进行扳动过程。正常工作情况下，动作杆31到位时，轴承座33内部卡口会与滚动轴稳定卡接，此时轴承座33受力恒定且正常，即处于静态受力状态下。具体地，可以在轴承座33上设置应力传感器，通过轴承座应力传感器来获取轴承座实时应力。图4是本发明实施例提供的轴承座应力传感器的安装结构示意图，参考图4，该轴承座应力传感器331设置于轴承座33的外壁上，轴承座应力传感器331用于监测轴承座33中的滚动轴332的径向应力，利用轴承座33受力发生的形变实现应力的获取。并且，如图所示，在动作杆31的两侧分别设置轴承座应力传感器331，可以实时监测轴承座应力传感器331的受力情况，具体地可以是轴承座在某一时刻的受力、某一时间段的平均受力或者某一时间段的受力曲线。

s120、将轴承座静态受力与轴承座静态标准受力对比，其中，轴承座静态标准受力为标准密贴力与当前动作杆驱动力的差。

其中，轴承座标准静态受力是预设的符合尖轨密贴力要求的轴承座静态受力。图5是转辙机与尖轨的受力示意图，参考图5，动作杆31与尖轨固定连接，尖轨密贴力作用在动作杆31上，此时，电机的驱动力以及轴承座的受力与该尖轨密贴力达到平衡，动作杆31位置固定。也即当前的轴承座静态受力等于标准密贴力与当前动作杆驱动力的差。此处，动作杆驱动力可预先由电机功率计算得知或者可以进行实际的检测获得，标准密贴力则为预先设定的一密贴力或密贴力范围。并且，对应于实际受力的表示手段，标准受力也需设置为某一时刻的标准受力、某一时间段内的标准平均受力或者某一时间段的标准受力曲线。

s130、在轴承座静态受力超出轴承座静态标准受力的第一预警范围时，进行密贴力预警。

该步骤实质为判断后的控制过程，其中第一预警范围是根据实际工作中转辙机的轴承座静态受力而预先设定的，该第一预警范围超出轴承座标准静态受力一定范围，但未达到尖轨密贴力故障时的轴承座静态受力，因此可以对尖轨密贴力进行预警。具体地，在轴承座受力低于轴承座标准受力一定范围时，则预警尖轨密贴力不足；在轴承座静态受力高于轴承座静态标准受力一定范围时，则预警尖轨密贴力过大。另外，预警方式可以采用声音预警、光电预警或图像显示预警等，此处不做限制。

本发明实施例提供的转辙机故障预测方法，通过先获取转辙机机械部件受力信息，其中至少包括轴承座静态受力，然后将轴承座静态受力与轴承座静态标准受力对比，其中轴承座静态标准受力为标准密贴力与当前动作杆驱动力的差，最后，在轴承座静态受力超出轴承座静态标准受力的第一预警范围时，则进行密贴力预警，实现了对转辙机中机械结构的检测和预警，解决了现有道岔转换设备不能进行密贴力故障预警且人工检修费时费力的问题，保证了道岔转换设备在出现故障之前能够及时得到检修，从而进行正常工作，可以有效避免因道岔转换设备引起的交通事故，保障正常且安全的轨道交通。

上述实施例中，由于对转辙机的机械部件受力信息进行的检测通常采用传感器获取。因此，在实际的传感器数据中容易产生噪声和误差。因此，可选地，在s110、获取转辙机的机械部件受力信息之后，还包括：对机械部件受力信息进行平滑去噪处理。该过程实质是对数字信号或模拟信号的平滑去噪处理，本领域技术人员可根据实际的传感器以及实际的电路结构设计处理方式，此处不做限制。

具体地，引起尖轨密贴力产生故障风险的原因有多种，因此，对于引起故障风险的原因需要进行全面排查预警。其中，引起故障风险的原因可根据不同转辙机状态下的受力情况进行预警分析，该转辙机的状态实际可包括扳动状态和过程状态。针对于此，上述实施例提供的转辙机故障预测方法中，在获取转辙机的机械部件受力信息之前，还包括：

s100、获取转辙机状态信息，转辙机状态信息包括扳动状态和过车状态。

基于上述的故障预测方案，具体地，本发明实施例还提供了两种转辙机故障预测方法。图6是本发明实施例提供的另一种转辙机故障预测方法的流程图，参考图3和图6，该转辙机故障预测方法包括：

s210、获取动作电路电流和转辙机振动幅度。

其中，转辙机3中的部件还包括转辙机电气电路35，电气电路35包括动作电路351和表示电路352，其中，动作电路351中包含设置在接点座34上动作接点，表示电路352包括设置在接点座34上的表示接点。动作接点和表示接点分别接收室内道岔控制电路部分的控制信号。通过在动作电路351和表示电路352的线缆上安装电流互感器，则可以监测动作接点和表示接点切换过程中的电流。具体地，通过动作电路351上的电流互感器，可以实时监测动作电路电流，从而根据该电流可以判断是否发生扳动指示。此外，在过车时，铁轨会将振动传递给转辙机，因此可以通过直接检测转辙机机壳36的振动幅度来判定转辙机处于过车状态。其中，电路电流和转辙机振动幅度均可以是某一电流值、振动幅度值，也可以是电流曲线或振动幅度曲线。

s220、根据动作电路电流和转辙机振动幅度确定当前转辙机状态；其中，在动作电路电流超出电流阈值时，转辙机状态信息为扳动状态；在转辙机振动幅度超出振动幅度阈值时，转辙机状态信息为过车状态。

具体地，可以设定当该电流大于预设阈值且稳定一定时间后，则判定转辙机解锁完毕，开始进行扳动过程，也即转辙机处于扳动状态。其中，电流阈值和振动幅度阈值均可预先进行检测，以确定判断扳动状态和过车状态的电流和振动幅度。

s230、获取转辙机的机械部件受力信息，机械部件受力信息至少包括轴承座静态受力。

s240、将轴承座静态受力与轴承座静态标准受力对比，其中，轴承座静态标准受力为标准密贴力与当前动作杆驱动力的差。

s250、在轴承座静态受力超出轴承座静态标准受力的第一预警范围时，进行密贴力预警。

s260、转辙机状态信息为扳动状态时，机械部件受力信息还包括表示杆静态受力和/或动作杆静态受力；将表示杆静态受力与表示杆静态标准受力对比，和/或将动作杆静态受力与动作杆静态标准受力对比。

转辙机结构中还包括表示杆32，以同步表现动作杆31的动作过程和状态。表示杆静态受力实质是表示杆32与环套在表示杆32上的方孔套的相互作用力。同理，动作杆静态受力是动作杆31与环套在动作杆31上的方孔套的相互作用力。下面以表示杆为例，对表示杆和动作杆的受力检测方式进行介绍。图7是本发明实施例提供的表示杆应力传感器的安装示意图，参考图3和图7，方孔套322固定在转辙机机壳36上，表示杆32在发生形变时会挤压方孔套322内壁，造成方孔套322的形变，因此可在方孔套322的四周设置应力传感器321，从而检测表示杆受力。当然，表示杆在正常状态下也存在一与方孔套的标准作用力，该步骤是将实际的表示杆受力与正常状态下的表示杆标准受力比对。如图7中所示的表示杆及其应力传感器均适用于动作杆及其受力的检测。需要说明的是，表示杆或动作杆受力可以是表示杆或动作杆在某一时刻的受力，也可以是在某一时间段内的平均受力，还可以是在某一时间段内的受力曲线，用以代表表示杆或动作杆的受力情况。

s270、在表示杆静态受力超出表示杆静态标准受力的第二预警范围和/或在动作杆静态受力超出动作杆静态标准受力的第二预警范围时，进行尖轨形变预警。

该第二预警范围用于根据表示杆或动作杆的静态受力判定尖轨将发生形变，其可以通过记录尖轨正常到形变过程中的表示杆或动作杆静态受力，以此来确定表示杆受力的第二预警范围。需要说明的是，表示杆静态受力和动作杆静态受力分别在表示杆静态标准受力和表示杆静态标准受力的第二预警范围下，尖轨并未发生明显的形变，且第二预警的具体范围可以根据实际的表示杆和动作杆的受力情况进行设定，此处不做限制。并且，由于表示杆与动作杆进行同步机械运动，在设置相同方孔套结构的情况下，表示杆和动作杆分别与对应方框套的相互作用力情况也保持一致，因而此处通过第二预警范围，对尖轨形变进行预警时，采用一致的第二预警范围。当然，在配套的机械结构不同的情况下，表示杆和动作杆受力情况存在差别，因此进行尖轨形变预警时，需要分别设置受力预警范围。

另外，需要说明的是，尖轨的形变会一定程度上影响尖轨的密贴力，导致密贴力不满足要求。因此，上述实施例提供的转辙机故障预测方法中，步骤s260和步骤s270与步骤s240和s250的先后顺序，此处并不做限制。通过上述预测方法，可以同时预警尖轨的形变和密贴力故障情况，并指导维修人员针对尖轨的形变进行维修，保证正常的尖轨密贴力。

在对表示杆的受力进行预警时，可以针对受力方向进行预警。具体地，表示杆静态受力和动作杆静态受力均包括第一方向受力、第二方向受力、第三方向受力和第四方向受力，其中，第一方向100为平行基本轨4且与尖轨5朝向一致的方向，第二方向200为平行基本轨4且与尖轨5朝向相反的方向，第三方向300为垂直地面向上的方向，第四方向400为垂直地面向下的方向；表示杆静态标准受力和动作杆静态标准受力均包括第一方向标准受力、第二方向标准受力、第三方向标准受力和第四方向标准受力，第二预警范围包括第一方向预警范围、第二方向预警范围、第三方向预警范围和第四方向预警范围。

步骤s270、将表示杆静态受力与表示杆静态标准受力对比，和/或将动作杆静态受力与动作杆静态标准受力对比；在表示杆静态受力超出表示杆静态标准受力的第二预警范围和/或在动作杆静态受力超出动作杆静态标准受力的第二预警范围时，进行尖轨形变预警，包括：

将第一方向受力与第一方向标准受力对比；在第一方向受力超出第一方向标准受力的第一方向预警范围时，进行尖轨伸长预警。

将第二方向受力与第二方向标准受力对比；在第二方向受力超出第二方向标准受力的第二方向预警范围时，进行尖轨缩短预警。

将第三方向受力与第三方向标准受力对比；在第三方向受力超出第三方向标准受力的第三方向预警范围时，进行尖轨上翘预警。

将第四方向受力与第四方向标准受力对比；

在所述第四方向受力超出所述第四方向标准受力的所述第四方向预警范围时，进行尖轨下沉预警。

参考图7，分别在方孔套322的左右上三个位置设置应力传感器，可以实时检测表示杆或者动作杆在第一方向100、第二方向200、第三方向300和第四方向400的受力情况，从而得到尖轨的具体形变，以方便维修人员进行维护。

图8是本发明实施例提供的又一种转辙机故障预测方法的流程图，参考图3和图8，该转辙机故障预测方法包括：

s310、获取动作电路电流和转辙机振动幅度。

s320、根据动作电路电流和转辙机振动幅度确定当前转辙机状态；其中，在动作电路电流超出电流阈值时，转辙机状态信息为扳动状态；在转辙机振动幅度超出振动幅度阈值时，转辙机状态信息为过车状态。

s330、获取转辙机的机械部件受力信息，机械部件受力信息至少包括轴承座静态受力。

s340、将轴承座静态受力与轴承座静态标准受力对比，其中，轴承座静态标准受力为标准密贴力与当前动作杆驱动力的差。

s350、在轴承座静态受力超出轴承座静态标准受力的第一预警范围时，进行密贴力预警。

s360、转辙机状态信息为过车状态时，机械部件受力信息还包括接点座受力；将接点座受力与接点座标准受力对比。

在过车状态时，转辙机内部的机械结构例如接点座同样会受力，因此，通过接点座受力情况，同样可以确定尖轨密贴力故障的部分原因。图9是本发明实施例提供的接点座受力传感器的安装结构示意图，参考图3和图9，接点座34用于设置动作电路351和表示电路352的接点。同时，接点座34位于表示杆32之上，接点座34环套检查柱342，检查柱361为一竖直放置的金属条块，同时贯穿于接点座34的环形槽内。表示杆32扳动到位后，由转辙机内部的机械连接装置联动使检查柱341落入表示杆32的缺口内，显然当表示杆32存在过量轴向移动时，检查柱341受缺口限制对接点座34的环形槽内壁产生应力。通过在接点座34环形槽外壁设置接点座应力传感器341，可以根据接点座的应力形变反映检查柱341的径向应力，也即接点座34的受力。

s370、在接点座受力超出接点座标准受力的第三预警范围时，进行尖轨形变预警。

在过车状态下，尖轨受力严重，对应的动作杆和表示杆发生明显旷动，此时动作杆或表示杆上的受力情况并不能反映故障情况。而尖轨的旷动受力情况通过表示杆的传动，可以增加接点座的受力情况。此时接点座的受力情况可以用来反馈和预警尖轨的形变情况。其中，第三预警范围是用于预警尖轨形变的接点座受力范围，通过预先检测过车过程接点座正常状态至异常状态时的接点座受力，可以以此来确定预警。

如上实施例中，除轴承座、动作杆、表示杆外，其他部件的受力同样可以采用应力传感器实时采集受力情况，通过在某一时刻的受力、某一时间段内的平均受力或者某一时间段的受力曲线等来表示该部件的受力情况。并且，在进行受力对比时，标准受力也需保证对应为某一时刻的标准受力、某一时间段内的标准平均受力或者某一时间段内的标准受力曲线。

同样地，步骤s360和步骤s370与步骤s340和s350并无先后顺序，通过上述的转辙机故障预测方法，可以在预警密贴力问题的同时，确定密贴力问题的原因，从而针对尖轨变形进行维护。

另外，需要说明的是，图6和图8所示的两种转辙机故障预测方法并不矛盾，同时也可结合来进行转辙机故障预测，图10是本发明实施例提供的又一种转辙机故障预测方法的流程图，参考图3和图10，该转辙机故障预测方法包括：

s410、获取动作电路电流和转辙机振动幅度。

s420、根据动作电路电流和转辙机振动幅度确定当前转辙机状态；其中，在动作电路电流超出电流阈值时，转辙机状态信息为扳动状态；在转辙机振动幅度超出振动幅度阈值时，转辙机状态信息为过车状态。

s430、获取转辙机的机械部件受力信息，机械部件受力信息至少包括轴承座静态受力。

s440、将轴承座静态受力与轴承座静态标准受力对比，其中，轴承座静态标准受力为标准密贴力与当前动作杆驱动力的差。

s450、在轴承座静态受力超出轴承座静态标准受力的第一预警范围时，进行密贴力预警。

s460、转辙机状态信息为扳动状态时，机械部件受力信息还包括表示杆静态受力和/或动作杆静态受力；将表示杆静态受力与表示杆静态标准受力对比，和/或将动作杆静态受力与动作杆静态标准受力对比。

s470、在表示杆静态受力超出表示杆静态标准受力的第二预警范围和/或在动作杆静态受力超出动作杆静态标准受力的第二预警范围时，进行尖轨形变预警。

s480、转辙机状态信息为过车状态时，机械部件受力信息还包括接点座受力；将接点座受力与接点座标准受力对比。

s490、在接点座受力超出接点座标准受力的第三预警范围时，进行尖轨形变预警。

除上述利用表示杆、动作杆静态受力以及接点座在过车过车中受力，来判断密贴力不足的原因外，本发明实施例还提供了一种故障预警的方法。图11是本发明实施例提供的又一种转辙机故障预测方法的流程图，参考图11，该转辙机故障预测方法包括：

s510、获取动作电路电流和转辙机振动幅度。

s520、根据动作电路电流和转辙机振动幅度确定当前转辙机状态；其中，在动作电路电流超出电流阈值时，转辙机状态信息为扳动状态；在转辙机振动幅度超出振动幅度阈值时，转辙机状态信息为过车状态。

s530、获取转辙机的机械部件受力信息，机械部件受力信息至少包括轴承座静态受力。

s540、将轴承座静态受力与轴承座静态标准受力对比，其中，轴承座静态标准受力为标准密贴力与当前动作杆驱动力的差。

s550、在轴承座静态受力超出轴承座静态标准受力的第一预警范围时，进行密贴力预警。

s560、转辙机状态信息为过车状态时，机械部件受力信息还包括轴承座动态受力；将轴承座动态受力与轴承座动态标准受力对比。

过车状态下，尖轨发生明显旷动，动作杆受尖轨旷动影响会将力矩传递至轴承座。并且，在动作杆存在机械松动时，旷动过程中产生的受力情况会发生明显不同。因此，通过检测轴承座在过车状态时的动态受力，可以用于预警杆件旷动情况。轴承座的动态受力可以是过车阶段中的平均受力，也可以是过车过程中的受力曲线，对应的，轴承座动态标准受力是正常状态下检测到的过车阶段轴承座受力情况。

s570、在轴承座动态受力超出轴承座动态标准受力的第四预警范围时，进行杆件松动预警。

第四预警范围用于通过轴承座动态受力预测杆件将发生松动故障。该预警范围可以通过预先检测在过车阶段杆件由正常状态到松动状态时轴承座的动态受力，从而确定可以进行松动故障预测的预警范围。

除上述通过轴承座过车状态下的受力情况分析预测杆件松动故障外，还可以通过杆件的直接受力进行反馈预测。继续参考图11，该转辙机故障预测方法中，还包括：

s580、转辙机状态信息为过车状态时，机械部件受力信息还包括表示杆动态受力和/或动作杆动态受力；将表示杆动态受力与表示杆动态标准受力对比，和/或将动作杆动态受力与动作杆动态标准受力对比。

同理，在过车阶段，表示杆或动作杆出现杆件松动的故障时，其动态的受力也会出现明显的区别。故而在将表示杆或动作杆的动态受力情况与正常状态的动态受力情况进行对比，可以预测杆件的松动故障。其中表示杆和动作杆的动态受力均可以是过车阶段的平均受力，也可以是该阶段的受力曲线。对应地，动态标准受力为杆件正常状态下的受力情况，其也可以是平均受力或受力曲线。

s590、在表示杆动态受力超出表示杆动态标准受力的第五预警范围和/或在动作杆动态受力超出动作杆动态标准受力的第五预警范围时，进行杆件松动变形预警。

第五预警范围则是针对杆件松动预警，设立的动态标准受力的预设范围。其具体可以通过在过车阶段检测杆件正常状态下和松动情况下的动态受力情况，以此来设置预警的范围。此处表示杆和动作杆由于机械同步并且一般情况下配套结构一致，故动态受力情况也应一致，因而设置的杆件松动的预警范围也一致。

需要说明的是，进行尖轨形变预警和进行杆件松动预警的步骤并不冲突，在该转辙机故障预测系统中，优选同时兼具两者，以保证转辙机机械结构故障预测的完整性。并且，针对尖轨形变预警或杆件松动预警可分别采取如上所示的某一种预警方式，此处不做限制。

进一步地，为了防止环境因素影响转辙机的正常工作，或由于环境因素导致转辙机故障，本发明实施例提供的转辙机故障预测方法中，还可以包括：

s140、获取转辙机的环境信息，环境信息包括温度和湿度。

s150、将温度与标准温度对比；在温度超出标准温度的第六预警范围时，进行温度预警。

s160、将湿度与标准湿度对比；在湿度超出标准湿度的第七预警范围时，进行温度预警。

其中，温度和湿度对转辙机的机械结构存在一定的影响，例如在较高温度下，动作杆或尖轨发生一定程度的膨胀，从而导致尖轨的密贴力出现故障。并且，湿度的检测和预警，可以在转辙机内部进水前进行维护，从而有效防止转辙机内部进水，保证转辙机正常工作。因此，通过实时预警温湿度，可以一方面分析密贴力出现故障的原因，另一方面可以预警转辙机受环境产生的故障。

本发明实施例还提供了一种转辙机故障预测系统，图12是本发明实施例提供的一种转辙机故障预测系统的结构示意图，参考图12，该转辙机故障预测系统包括：部件信息采集模块61，用于获取转辙机的机械部件受力信息，机械部件受力信息至少包括轴承座静态受力；数据处理系统62，与部件信息采集模块通讯连接，用于至少将轴承座静态受力与轴承座静态标准受力对比，其中，轴承座静态标准受力为标准密贴力与当前动作杆驱动力的差；预警模块63，用于在轴承座静态受力超出轴承座静态标准受力的第一预警范围时，进行密贴力预警。

本发明实施例提供的转辙机故障预测系统，通过部件信息采集模块获取转辙机机械部件受力信息，其中至少包括轴承座静态受力，然后利用数据处理系统将轴承座静态受力与轴承座静态标准受力对比，其中轴承座静态标准受力为标准密贴力与当前动作杆驱动力的差，最后，通过预警模块在轴承座静态受力超出轴承座静态标准受力的第一预警范围时，进行密贴力预警，实现了对转辙机中机械结构的检测和预警，解决了现有道岔转换设备不能进行密贴力故障预警且人工检修费时费力的问题，保证了道岔转换设备在出现故障之前能够及时得到检修，从而进行正常工作，可以有效避免因道岔转换设备引起的交通事故，保障正常且安全的轨道交通。

具体地，部件信息采集模块可以由多个传感器组成，参考图4、图7和图9，其中可包括轴承座应力传感器331、表示杆应力传感器321、动作杆应力传感器和接点座应力传感器341。

进一步地，该转辙机故障预警系统还包括转辙机状态采集模块，转辙机状态采集模块用于获取转辙机状态信息，转辙机状态信息包括扳动状态和过车状态。具体地，该转辙机状态采集模块也可采用传感器组成，其中，可包括用于确定扳动状态的电流互感器和用于确定过车状态的振动幅度传感器。转辙机状态采集模块用于根据电流互感器获取的动作电路电流和振动幅度传感器获取的转辙机振动幅度，来判断转辙机状态信息。在动作电路电流超出电流阈值时，转辙机状态信息为扳动状态；在转辙机振动幅度超出振动幅度阈值时，转辙机状态信息为过车状态。并且，通过确定当前转辙机状态信息后，可以进一步地对引起转辙机密贴力故障的原因进行预测。

例如，在转辙机状态信息为扳动状态时，数据处理系统可以将表示杆静态受力与表示杆静态标准受力对比，和/或将动作杆静态受力与动作杆静态标准受力对比；在表示杆静态受力超出表示杆静态标准受力的第二预警范围和/或在动作杆静态受力超出动作杆静态标准受力的第二预警范围时，控制预警模块进行尖轨形变预警。

或者，在转辙机状态信息为扳动状态时，数据处理系统可以将接点座受力与接点座标准受力对比；在接点座受力超出接点座标准受力的第三预警范围时，控制预警模块进行尖轨形变预警。

除上述扳动状态下的预警情况外，还可以在转辙机状态信息为过车状态时，由数据处理系统将轴承座动态受力与轴承座动态标准受力对比；在轴承座动态受力超出轴承座动态标准受力的第四预警范围时，控制预警模块进行杆件松动预警。

或者，在转辙机状态信息为过车状态时，由数据处理系统将表示杆动态受力与表示杆动态标准受力对比，和/或将动作杆动态受力与动作杆动态标准受力对比；在表示杆动态受力超出表示杆动态标准受力的第五预警范围和/或在动作杆动态受力超出动作杆动态标准受力的第五预警范围时，控制预警模块进行杆件松动变形预警。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。