基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法

摘要

本发明提供了一种基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法，包括如下步骤：(1)采集传感器的测量数据；(2)根据列车轴数信息和传感器测量数据生成列车通过预警测试点的事件，启动脱轨预警进程；(3)通过钢轨的形变/应力参数分别获取脱轨系数、减载率数据和疤痕预警数据；(4)根据脱轨系数、减载率数据和疤痕预警数据对列车的脱轨趋势做出评价；(5)根据评价结果决定是否进行脱轨预警操作。利用本发明，可以将各种行车安全参数的监测统一在一个系统中完成，避免了相关监测系统的复杂性。

权利要求

1.一种基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)采集传感器的测量数据；

(2)根据列车轴数信息和传感器测量数据生成列车通过预警测试点的事件，启动脱轨预警进程；

(3)通过钢轨的形变/应力参数分别获取脱轨系数、减载率数据和疤痕预警数据，其中在测量疤痕预警数据时，首先根据传感器输入的测量数据进行计轴和测速操作，根据经验曲线和车速给出理想曲线的数据；另外，采集包含时间信息的传感器测量数据并存入数据库中；按照时间信息和计轴数信息从该数据库中取出对应的传感器数据；用传感器数据生成实际曲线，再对照理想曲线分别获得实际曲线和理想曲线的拐点信息；将拐点两侧一定范围内的异常拐点认为是因车轮疤痕而出现的跳动；将此车轮疤痕情况进行记录，然后从列车编组数据库中检出车轮数信息，根据计轴数确定出现疤痕的车轮信息并将其存入疤痕预警数据库中；

(4)根据脱轨系数、减载率数据和疤痕预警数据对列车的脱轨趋势做出评价；

(5)根据评价结果决定是否进行脱轨预警操作。

2.如权利要求1所述的基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法，其特征在于：

所述步骤(3)中，首先测量钢轨的水平方向受力，然后用该水平方向受力除以车轮对钢轨的垂直压力以得到所述脱轨系数。

3.如权利要求2所述的基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法，其特征在于：

所述钢轨的水平方向受力通过如下步骤获得：首先，获取传感器的测量数据，利用拐点计算方法得到车轮峰值压力的数据；将车轮峰值压力数据减去测量基准数据就可以得到钢轨形变数据；利用该钢轨形变数据并查阅预先准备的形变与受力数据对照表中就可以获得与测量数据对应的钢轨受力数据。

4.如权利要求1所述的基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法，其特征在于：

在测量所述脱轨系数时，在一个预警测量点至少安装五个传感器，其中两个传感器作为测量钢轨水平方向形变的传感器，分别安装在同一轨枕上两根钢轨的侧边；另外两个传感器作为测量钢轨垂直方向形变的传感器，分别安装在相邻轨枕中点处的两根钢轨的轨底；第五个传感器作为计轴传感器使用。

5.如权利要求1所述的基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法，其特征在于：

在测量所述减载率数据时，所采用的绝对压力减载率测量方案包括如下步骤：首先获得传感器的测量数据，利用拐点计算方法得到车轮峰值压力下的形变数据，该峰值形变数据减去测量基准数据得到钢轨形变数据；利用该钢轨形变数据并查阅形变与压力数据对照表中就可以获得与测量数据对应的压力数据；将该压力数据和预设的告警压力数据表中得到的告警压力数据进行比较，如果压力数据大于告警压力数据则产生告警信号。

6.如权利要求5所述的基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法，其特征在于：

所述绝对压力减载率测量方案中，每个测量点由一个传感器或一组传感器组成，两个测量点分别分布在两条钢轨上，且位于两个轨枕间隔的中点，进行测量的位置为钢轨轨底。

7.如权利要求1所述的基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法，其特征在于：

在测量所述减载率数据时，在预先知道列车编组中各节车厢重量的情况下，减载率测量方案为：首先接收传感器的数据，确认是否产生计轴事件；出现计轴事件之后，进行加轴或减轴的数据处理；接着，取计轴拐点或曲线交叉点的数据，得到所测量的压力数据，按减载率＝1-测量的压力数据/车辆轮重数据的公式获得减载率数据。

8.如权利要求7所述的基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法，其特征在于：

首先通过计轴事件计算列车车轴的数目，利用计轴数和计轴事件发生的时间获得列车编组数据库中的车辆重量和车辆轴数数据，用车重除以轴数，再除以2就可以得到所述车辆轮重数据。

9.如权利要求1所述的基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法，其特征在于：

在测量所述减载率数据时，在不能预先知道列车编组中各节车厢重量的情况下，首先沿钢轨布置多个形变传感器，通过形变传感器获得钢轨形变数据；然后根据传感器数据进行轮重峰值识别，根据峰值数据转换为轮重数据，并将其存入轮重数据表中；另外，将计轴事件进行记录，同时从有关数据库中得到车辆编组的车轮数据；结合计轴事件，根据各测量点测量的轮重数据与车轮数据计算单个测量点测量的单车车重平均值。

说明书

基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于轨道交通系统的车辆脱轨预警方法，尤其涉及一种基于钢轨的形变/应力参数实现的轨道交通车辆脱轨预警方法，属于列车运行监测技术领域。

背景技术

[0002] 在轨道交通系统中，脱轨系数和减载率是确保列车安全运行的重要参数。现有技术中，对脱轨系数和减载率的测量一般使用地面框架式测量床或车载测量系统。这些设备都存在一定的使用缺陷。例如地面框架式测量床结构比较复杂，而且需要改变道床与轨道的连接方式，安装过程复杂、维护困难；而车载测量系统存在车地之间的通信是否畅通的问题，地面维护系统并不是在任何情况下都能方便地采集到所需的数据。

[0003] 鉴于现有车辆脱轨预警技术所存在的不足，人们先后提出一些改进的列车脱轨预警方案。例如在公告号为CN2414962的中国实用新型专利中，公开了一种可及时、准确拾取车辆脱轨信号并将信号传递出去的轨道交通车辆脱轨自动报警系统传感装置。它有二个上部有卡口且通过长螺栓连接的外卡具和传感器卡具，在传感器卡具下部有一个插孔，在对应插孔两侧位置分别插装有传感器套管和压切套管，且其间通过安装在传感器卡具底部的顶丝紧固，在传感器套管内放置有传感触头伸入压切套管内的压力万向开关，在压切套管上套装支撑板，且二个支撑板上部通过绝缘连接杆连接。

[0004] 另外，在公开号为CN2414962的中国发明专利申请中，也公开了一种轨道交通车辆脱轨检测装置。列车脱轨时，加速度使质量块产生向下的作用力，当该作用力足以克服弹簧向上的作用力-即加速度超过设定的域值时，出现一系列动作，从而达到迅速使列车产生紧急制动的目的。

[0005] 经过研究，本发明人认为钢轨上的应力和形状变化是和车轮运动位置对应的。因此通过测量钢轨形变或应力参数的传感器实时测量车辆运行中的不同位置的应力或形状变化可以间接测量得到列车脱轨系数和减载率。这对于列车安全运行有很好的保障作用。

[0006] 通过钢轨应力和形状变化测量车辆脱轨系数、减载率和车轮疤痕尽管在原理上可行，而且钢轨的形变规律也非常清楚，但钢轨形变测量一直仅用于钢轨制造和维护，以及建立轮轨的受力模型，目前并没有基于钢轨应力和形状变化来进行车辆脱轨系数和减载率测量的具体方法。

[0007] 另外，由于对钢轨之类的弹性体而言，其形变和内部的应力成正比，测量形变就相当于测量应力，为方便起见，在下文中统一采用测量形变参数的表述。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于针对现有技术方案所存在的不足，提供一种基于钢轨形变或应力参数实现的轨道交通车辆脱轨预警方法。该脱轨预警方法可以实现对脱轨系数、减载率、车轮疤痕等多种关键行车安全参数的监测。

[0009] 为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

[0010] 一种基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法，其特征在于包括如下步骤：

[0011] (1)采集形变传感器的测量数据；

[0012] (2)根据列车轴数信息和传感器测量数据生成列车通过预警测试点的事件，启动脱轨预警进程；

[0013] (3)通过钢轨的形变/应力参数分别获取脱轨系数、减载率数据和疤痕预警数据；

[0014] (4)根据脱轨系数、减载率数据和疤痕预警数据对列车的脱轨趋势做出评价；

[0015] (5)根据评价结果决定是否进行脱轨预警操作。

[0016] 其中，所述步骤(3)中，首先测量钢轨的水平方向受力，然后用该水平方向受力除以车轮对钢轨的垂直压力以得到所述脱轨系数。

[0017] 所述钢轨的水平方向受力通过如下步骤获得：首先，获取传感器的测量数据，利用拐点计算方法得到车轮峰值压力的数据；将车轮峰值压力数据减去测量基准数据就可以得到钢轨形变数据；利用该钢轨形变数据并查阅预先准备的形变与受力数据对照表中就可以获得与测量数据对应的钢轨受力数据。

[0018] 在测量所述脱轨系数时，在一个预警测量点至少安装五个传感器，其中两个传感器作为测量钢轨水平方向形变的传感器，分别安装在同一轨枕上两根钢轨的侧边；另外两个传感器作为测量钢轨垂直方向形变的传感器，分别安装在相邻轨枕中点处的两根钢轨的轨底；第五个传感器作为计轴传感器使用。

[0019] 在测量所述减载率数据时，所采用的绝对压力减载率测量方案包括如下步骤：首先获得传感器的测量数据，利用拐点计算方法得到车轮峰值压力下的形变数据，该峰值形变数据减去测量基准数据得到钢轨形变数据；利用该钢轨形变数据并查阅形变与压力数据对照表中就可以获得与测量数据对应的压力数据；将该压力数据和预设的告警压力数据表中得到的告警压力数据进行比较，如果压力数据大于告警压力数据则产生告警信号。

[0020] 所述绝对压力减载率测量方案中，每个测量点由一个传感器或一组传感器组成，两个测量点分别分布在两条钢轨上，且位于两个轨枕间隔的中点，进行测量的位置为钢轨轨底。

[0021] 在测量所述减载率数据时，在预先知道列车编组中各节车厢重量的情况下，减载率测量方案为：首先接收传感器的数据，确认是否产生计轴事件；出现计轴事件之后，进行加轴或减轴的数据处理；接着，取计轴拐点或曲线交叉点的数据，得到所测量的压力数据，按减载率＝1-测量的压力数据/车辆轮重数据的公式获得减载率数据。

[0022] 其中，首先通过计轴事件计算列车车轴的数目，利用计轴数和计轴事件发生的时间获得列车编组数据库中的车辆重量和车辆轴数数据，用车重除以轴数，再除以2就可以得到所述车辆轮重数据。

[0023] 在测量所述减载率数据时，在不能预先知道列车编组中各节车厢重量的情况下，首先沿钢轨布置多个形变传感器，通过形变传感器获得钢轨形变数据；然后根据传感器数据进行轮重峰值识别，根据峰值数据转换为轮重数据，并将其存入轮重数据表中；另外，将计轴事件进行记录，同时从有关数据库中得到车辆编组的车轮数据；结合计轴事件，根据各测量点测量的轮重数据与车轮数据计算单个测量点测量的单车车重平均值。

[0024] 在测量疤痕预警数据时，首先根据传感器输入的测量数据进行计轴和测速操作，根据经验曲线和车速给出理想曲线的数据；另外，采集包含时间信息的传感器测量数据并存入数据库中；按照时间信息和计轴数信息从该数据库中取出对应的传感器数据；用传感器数据生成实际曲线，再对照理想曲线分别获得实际曲线和理想曲线的拐点信息；将拐点两侧一定范围内的异常拐点认为是因车轮疤痕而出现的跳动；将此车轮疤痕情况进行记录，然后从列车编组数据库中检出车轮数信息，根据计轴数确定出现疤痕的车轮信息并将其存入疤痕预警数据库中。

[0025] 本发明不仅提供了利用钢轨形变/应力参数获取脱轨系数、车轮疤痕等关键行车安全参数的有效技术方案，而且还进一步提供了将脱轨系数、减载率、车轮疤痕监测整合在一起的完整脱轨预警方法。利用该方法，可以将各种行车安全参数的监测统一在一个系统中完成，避免了相关监测系统的复杂性。

附图说明

[0026] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

[0027] 图1为脱轨系数中P、Q、A、B的关系示意图；

[0028] 图2为测量钢轨的水平方向受力时，有关的传感器布置方式示意图；

[0029] 图3为“侧向形变间接传递卡具”的结构示意图；

[0030] 图4为“侧向形变直接强制卡具”的结构示意图；

[0031] 图5为“纵向形变直接受力卡具”的结构示意图；

[0032] 图6为第二减载率测量方案中，多个传感器测量点的布置示意图；

[0033] 图7为车轮出现疤痕时，形变测量数据曲线的波动状况示意图；

[0034] 图8为本发明所提供的基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法的实现流程示意图。

具体实施方式

[0035] 本发明通过测量钢轨在列车车轮重力作用下产生的动态形状变化，推算出钢轨的侧向受力和垂向受力，从而获得脱轨系数、减载率、车轮疤痕等关键的行车安全参数。利用这几个关键的行车安全参数，就可以实现本发明所提供的车辆脱轨预警方法。下面，对通过钢轨形变参数获得脱轨系数、减载率和车轮疤痕等参数的具体过程进行详细的说明。

[0036] 首先介绍计算脱轨系数的具体过程。钢轨对车轮的垂向支撑力P和水平向车轮内侧(两车轮中间)力Q的比值Q/P被称为脱轨系数。经过铁路行业多年研究，脱轨系数是避免出现车轮爬轨现象的关键参数之一。参见图1所示的脱轨系数中P、Q、A、B的关系，从作用力与反作用力的物理原理可以认为，钢轨受车轮的垂直压力A与P相等，钢轨受车轮水平向外(两钢轨外)的压力B与Q相等。由此可以得到Q/P＝B/A的换算关系。其中，垂直压力A的测量可以参照本发明人另案申请的“基于钢轨形变参数的车辆测重方法”中的轮重测量方案，只不过在这里不需要反复测量以避免减载干扰，因为所测量的已经不是车辆的重量，而是轮轨的受力。从上面的分析可以看出，计算脱轨系数所要解决的核心问题是钢轨水平方向受力B的测量，下面对此进行详细的说明。

[0037] 在本发明中，用于感应钢轨形变参数的传感器可以是安装在钢轨上的光纤光栅、电应变片或者其他感应形状应力变化的传感器。它们可以采用本申请人另案申请的“钢轨形变参数间接测量装置”进行安装，从而实现对钢轨形变参数的间接测量；如采用光纤光栅传感器也可以使用前述公开号为CN1676389的中国发明专利申请中描述的安装方式进行安装，从而实现对形变参数的直接测量。考虑到工程实施的便利性等多方面因素，本发明人建议优选“钢轨形变参数间接测量装置”来具体实施本发明。

[0038] 在工程实践中，为避免微弱干扰和/或非车轮因素的形变干扰，对传感器采集的变化数据应设置恰当的门限阈值予以过滤。这是本领域技术人员都能轻易完成的工作，在此就不详细赘述了。

[0039] 在测量钢轨的水平方向受力B时，有关的传感器布置方式如图2所示。在一个预警测量点至少安装五个传感器。这五个传感器中，两个传感器作为测量钢轨水平方向形变的传感器，分别安装在同一轨枕上两根钢轨的侧边。另外两个传感器作为测量钢轨垂直方向形变的传感器，分别安装在相邻轨枕中点处的两根钢轨的轨底。第五个传感器作为计轴传感器使用，安装点可以参考本发明人另案申请的“基于钢轨形变参数的车辆计轴方法”中的内容。第5传感器作为计轴传感器使用，可以安装在其他4个传感器中的任意一个传感器附近，与邻近的传感器按本发明另案申请的“基于钢轨形变/应力参数的车辆计轴方法”中说明的布置方式组成一个有方向计轴的测量点。

[0040] 上述测量钢轨水平方向受力的传感器可以安装在如图3所示的“侧向形变间接传递卡具”或者图4所示的“侧向形变直接强制卡具”上；测量钢轨垂直方向受力的传感器可以安装在如图5所示的“纵向形变直接受力卡具”上。关于这些间接测量卡具的进一步说明，请参阅本申请人另案申请的“钢轨形变参数间接测量装置”，在此就不一一详细说明了。

[0041] 钢轨受力数据的计算过程是这样的：首先，获取传感器的测量数据，利用拐点计算方法得到车轮峰值压力时的形变数据。这里的拐点计算方法是首先将当前采样数据与前一时刻的采样数据的差值除以当前采样数据，获得当前的曲线离散导数。根据当前时刻的曲线离散导数与采样数据的符号进行判断比较，如果两者符号不同则可以认为产生了一个曲线拐点。该曲线拐点处的受力值就是所需的峰值压力数据。将车轮峰值压力时的形变数据减去测量基准数据(该测量基准数据是在长期测量数据的基础上，根据在无车状态下间隔10分钟以上采样平均值进行修正的基准数据)就可以得到钢轨形变数据。利用该钢轨形变数据并查阅预先准备的形变与受力数据对照表中就可以获得与测量数据对应的钢轨受力数据(也可以根据经验曲线进行拟合计算)；该钢轨受力数据和相应的时间信息一起被记录到受力数据记录数据库中。

[0042] 上述脱轨系数计算方法在具体实施时，预警测量点可以沿铁路沿线连续布置多个。这样可以一次性地对多个地点的铁路安全状况进行监测，从而有效提高工作效率。

[0043] 下面介绍计算车辆减载率参数的具体过程。车辆减载是铁路专用术语，是指在车速比较高时，由于钢轨表面所存在的不平顺性，车轮的压力出现暂时减小的情况。减载率达到一定程度之后，会出现非常严重的脱轨隐患，因此铁路系统对减载率的监测有明确的要求。对此，本发明的一个重要应用就在于对减载率参数超过标准情况的监测。

[0044] 在车辆运行过程中，监测减载率参数主要解决的问题包括钢轨纵向形变量与车重的对应关系的非线性问题(尤其是使用本发明人另案申请的“钢轨形变参数间接测量装置”的情况)、传感器的布置方式问题、同一车轴的判定问题、数据曲线中轮重计量点的选择问题等。另外，还应该考虑不同车速下的减载补偿问题。下面分别进行详细的说明。

[0045] 绝对压力减载率测量方案是实际测量轮轨在垂直方向上的受力情况，记录压力数值并对于压力小于规定值达到一定比率的情况给出报警。

[0046] 绝对压力减载率测量方案中的传感器布置方式如图3所示。其中1、2所指示的是两个测量点。每个测量点由一个传感器或一组传感器组成。两个测量点分别分布在两条钢轨上，且位于两个轨枕间隔的中点。分布在两条钢轨上的测量点应该接近，但不必限制在同一轨枕间隔内。实际进行测量的位置为钢轨轨底，以测量钢轨的拉伸形变。

[0047] 绝对压力减载率测量方案的实施过程是这样的：首先获得传感器的测量数据，利用上面介绍的拐点计算方法，得到车轮峰值压力时的形变数据，该峰值形变数据减去测量基准数据(测量基准数据的获得方式同上)得到钢轨形变数据。利用该钢轨形变数据并查阅预先准备的形变与压力数据对照表中就可以获得与测量数据对应的压力数据(也可以根据经验曲线进行拟合计算)；该压力数据和相应的时间信息一起被记录到压力数据记录数据库中。将该压力数据和预设的告警压力数据表中得到的告警压力数据进行比较，如果压力数据大于告警压力数据则产生告警信号。将告警信号产生时的压力数据和相应的时间信息组合存入告警数据库中。

[0048] 在此应要注意的是，对于传感器测量点1和2，上述的计算是分别进行的。

[0049] 针对能够预先知道列车编组中各节车厢重量的情况，本发明人提出了如下的第一减载率测量方案。

[0050] 首先，确定传感器识别出的车轮是哪一列列车的以及是列车编组的哪一节车厢的，由此得出的减载率是1-(测量的压力数据/(车厢总重/车轮数))。对于减载率参数，各国铁路都有明确的规定，应按该规定对减载率超限的情况进行告警。

[0051] 为了确定每一个车轮具体所属的车辆，测量点的布置方式应满足进行计轴运算的要求，即如图2所示，用于测量钢轨侧向形变的两个测量点应该分别布置在支撑点的两侧附近，用于测量钢轨拉伸形变的两个测量点应该分别布置在单根钢轨两个相邻的支撑点之间。这样，通过计轴的方法并结合有关的列车编组信息就可以确认某一车轮所属的车厢。

[0052] 与上述的绝对压力减载率测量方案类似，在第一减载率测量方案中，每个测量点由一个传感器或一组传感器组成。分布在两条钢轨上的两个测量点应该接近，但不必限制在同一轨枕间隔内，也可以错开放置在不同轨枕间隔内。实际进行测量的位置为钢轨轨底。

[0053] 第一减载率测量方案的实施过程如下：首先接收传感器的数据，确认是否产生计轴事件。出现计轴事件之后，进行加轴或减轴的数据处理。计轴数的加减根据经过当前交叉点之后第一和第二测量点的测量数据大小关系和预定的计轴数增加方向确定。接着，取计轴拐点或曲线交叉点的数据，按上述绝对压力减载率测量方案中计算车轮压力的方法得到所测量的压力数据，按减载率＝1-(测量的压力数据/轮重)输出减载率数据。这里的轮重数据是首先通过计轴事件计算列车车轴的数目，利用计轴数和计轴事件发生的时间获得列车编组数据库中的车辆重量和车辆轴数数据，用车重除以轴数，再除以2就可以得到车辆轮重数据。获得减载率数据之后，与减载率限制数据表中的最低减载率数据进行比较，如果减载率数据大于该最低减载率数据，则将告警信息存入告警数据库，告警数据库向外接的监测系统发送告警数据。

[0054] 针对不能够预先知道列车编组中各节车厢重量的情况，本发明人提出了如下的第二减载率测量方案。

[0055] 第二减载率测量方案与第一减载率测量方案的主要不同在于需要直接测量车厢本身的重量，其余的技术步骤非常类似于上述的第一减载率测量方案。针对车厢重量的测量，应多布置一些测量点，并适当拉开距离。图6显示了包含6个测量点的实施例，其中1、2、3、4、5、6分别是一个测量点。每个测量点根据编组信息测量列车编组中所有车轮的压力数据之和，将其作为一次测重的结果。多个测量点取平均值就可以得到各车的重量。根据各节车厢的重量计算轮重数据，根据轮重数据就可以获得相对减载率。

[0056] 在第二减载率测量方案中，设置多个测量点的做法不仅可以较好地测量车厢重量，也可以根据相对连续的减载率测量对车辆运行的安全性进行预警。

[0057] 下面对第二减载率测量方案中，测量车辆重量的具体实施方式进行说明。在测量车辆重量的过程中，传感器测量点的布置方式如图6所示。首先从传感器中获得钢轨形变数据；然后根据传感器数据进行轮重峰值识别，根据峰值数据转换为轮重数据，并将其存入轮重数据表中。另外，将计轴事件进行记录，同时从有关数据库中得到车辆编组的车轮数据。结合计轴事件，根据各测量点测量的轮重数据与车轮数据计算单个测量点测量的单车车重平均值，将该单车车重平均值存入测重数据库中。获得车辆重量的数据之后，参照上述第一减载率测量方案中的有关步骤，就可以获得相应的减载率数据。

[0058] 本发明所解决的另外一个技术问题是根据钢轨形变参数对车轮疤痕状况进行动态监测。列车在运行中，可能因多种原因造成车轮与钢轨的接触面损伤而形成疤痕。当车轮上有这种疤痕时，运行中的车轮会出现轻微的上下跳动，这会在钢轨的形变测量数据曲线上出现波动，如图7所示。通过测量这种波动可以有效检测车轮的疤痕状况。

[0059] 车轮疤痕检测的具体实现过程是这样的：首先根据传感器输入的测量数据进行计轴和测速操作，根据经验曲线和车速给出理想曲线的数据。另外，采集包含时间信息的传感器测量数据并存入数据库中。按照时间信息和计轴数信息从该数据库中取出对应的传感器数据。用传感器数据生成实际曲线，再对照理想曲线分别获得实际曲线和理想曲线的拐点信息。将拐点(即形变数据的峰值点)两侧一定范围内(范围为超过预定幅度的曲线部分，该预定幅度由实际测量得出的经验数据确定)的异常拐点(即实际曲线拐点与理想拐点不符合的拐点)认为是因车轮疤痕而出现的跳动。将此车轮疤痕情况进行记录，然后从列车编组数据库中检出车轮数信息(包含总轴数、车轴所属车厢和车厢车轮编号等)，根据计轴数确定出现疤痕的车轮信息并将其存入疤痕预警数据库中。

[0060] 基于上述对脱轨系数、减载率、车轮疤痕等关键行车安全参数的监测，本发明人在此提出一套完整的脱轨预警方法。参见图8所示，该脱轨预警方法的实现过程是这样的：首先，采集形变传感器的测量数据，根据列车编组数据库中列车轴数信息和基于传感器测量数据的计轴方法(参照本发明人另案申请的“基于钢轨形变参数的车辆计轴方法”)生成列车通过预警测试点的事件，由此启动脱轨预警进程。脱轨预警进程启动之后，分别根据上述各技术方案所获得的减载率数据、疤痕预警数据和脱轨系数数据，结合脱轨风险评价参数表对列车运行的脱轨趋势做出评价(脱轨风险评价参数表是一个需要根据铁路技术管理部门根据相关技术规定和当地铁路线路的具体参数给出的预警规则表，实际系统实现时可以根据具体情况设定)，评价结果及时传递到列车调度指挥系统中，以便供有关调度人员及时进行脱轨预警操作。同时，该评价结果和相关的数据也会存入脱轨预警数据库中，以备日后的查询和分析。

[0061] 以上对本发明所提供的基于钢轨形变/应力参数的车辆脱轨预警方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。