
发明创造名称:列车转向架横向稳定性检测方法及装置
外观设计名称:
决定号:180180
决定日:2019-05-29
委内编号:1F254062
优先权日:
申请(专利)号:201510211869.5
申请日:2015-04-29
复审请求人:中国铁道科学研究院 北京纵横机电技术开发公司 中国铁道科学研究院机车车辆研究所
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:付强
合议组组长:彭齐治
参审员:李海霞
国际分类号:G01M17/08
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条 第3款
决定要点
:如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别特征,而这些区别特征或是属于本领域技术人员基于该对比文件所容易想到的技术手段,或者被其他对比文件公开,并且该权利要求的技术方案并没有由于这些区别特征而具有预料不到的技术效果,则该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510211869.5、名称为“列车转向架横向稳定性检测方法及装置”的发明专利申请(下称本申请),本申请的申请日为2015年04月29日,公开日为2015年08月05日,申请人为中国铁道科学研究院,北京纵横机电技术开发公司,中国铁道科学研究院机车车辆研究所。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年02月28日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:本申请权利要求1-8不符合专利法第22条第3款的规定。驳回决定引用如下对比文件:
对比文件1:“基于FPGA的高速列车转向架蛇行失稳检测装置”,蔡里军,《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》,第10期,公开日为2012年10月15日;
对比文件2:“基于同一转向架历史对比与同一列车横向对比的转向架状态监测”,戴津等,《铁道机车车辆》,第30卷第2期,公开日为2010年04月25日。
驳回决定所依据的文本为申请日2015年04月29日提交的说明书摘要、说明书第1-110段、摘要附图、说明书附图;2017年05月10日提交的权利要求第1-8项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种列车转向架横向稳定性检测方法,其特征在于,包括:
预先建立列车运行数据库;所述列车运行数据库存储有列车运行数据;
通过安装于列车转向架构架上的加速度传感器获取所述列车转向架构架的横向加速度;
判断所述横向加速度是否大于一安全阈值;
若所述横向加速度大于所述安全阈值,向列车运行系统发送报警指令,并向所述列车运行数据库查询一段时间的横向加速度数据;所述报警指令包括一报警时间;所述一段时间为距离所述报警时间之前和之后的一预设时间范围;
判断所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度是否发生渐变或者发生突变;
若所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度发生渐变,则确定该加速度传感器所在的转向架横向不稳定,并确定所述报警指令为有效数据;
若所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度发生突变,则确定所述报警指令为干扰数据;
从所述列车运行数据库中获取同一时间的各列车车厢的转向架构架的横向加速度;
计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度的平均值;
计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度与所述平均值的差的绝对值;
若所述绝对值大于一预先设置的阈值,确定所述绝对值对应的转向架不稳定。
2. 根据权利要求1所述的列车转向架横向稳定性检测方法,其特征在于,还包括:
在列车运行系统中获取所述列车运行数据;所述列车运行数据包括列车时间、各列车时间对应的列车实时速度、列车所在位置、列车车次信息。
3. 根据权利要求2所述的列车转向架横向稳定性检测方法,其特征在于,所述通过安装于列车转向架构架上的加速度传感器获取所述列车转向架构架的横向加速度,包括:
通过安装于各列车车厢处的转向架构架上的加速度传感器实时获取各列车车厢 的转向架构架的横向加速度。
4. 根据权利要求3所述的列车转向架横向稳定性检测方法,其特征在于,还包括:
根据各列车车厢的转向架构架的横向加速度的获取时间,将各列车车厢的转向架构架的横向加速度与所述列车运行数据相对应,并将各列车车厢的转向架构架的横向加速度存储到所述列车运行数据库中。
5. 一种列车转向架横向稳定性检测装置,其特征在于,包括:
列车运行数据库建立单元,用于预先建立列车运行数据库;所述列车运行数据库存储有列车运行数据;
横向加速度获取单元,用于通过安装于列车转向架构架上的加速度传感器获取所述列车转向架构架的横向加速度;
第一判断单元,用于判断所述横向加速度是否大于一安全阈值;
横向加速度数据查询单元,用于在所述横向加速度大于所述安全阈值时,向列车运行系统发送报警指令,并向所述列车运行数据库查询一段时间的横向加速度数据;所述报警指令包括一报警时间;所述一段时间为距离所述报警时间之前和之后的一预设时间范围;
第二判断单元,用于判断所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度是否发生渐变或者发生突变;
报警单元,用于在所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度发生渐变时,确定该加速度传感器所在的转向架横向不稳定,并确定所述报警指令为有效数据;
干扰数据确定单元,用于在所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度发生突变时,确定所述报警指令为干扰数据;
横向加速度读取单元,用于从所述列车运行数据库中获取同一时间的各列车车厢的转向架构架的横向加速度;
计算单元,用于计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度的平均值,并计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度与所述平均值的差的绝对值;
稳定性确定单元,用于在所述绝对值大于一预先设置的阈值时,确定所述绝对值对应的转向架不稳定。
6. 根据权利要求5所述的列车转向架横向稳定性检测装置,其特征在于,还包 括:
列车运行数据获取单元,用于在列车运行系统中获取所述列车运行数据;所述列车运行数据包括列车时间、各列车时间对应的列车实时速度、列车所在位置、列车车次信息。
7. 根据权利要求6所述的列车转向架横向稳定性检测装置,其特征在于,所述横向加速度获取单元,具体用于:
通过安装于各列车车厢处的转向架构架上的加速度传感器实时获取各列车车厢的转向架构架的横向加速度。
8. 根据权利要求7所述的列车转向架横向稳定性检测装置,其特征在于,还包括:
数据整理单元,用于根据各列车车厢的转向架构架的横向加速度的获取时间,将各列车车厢的转向架构架的横向加速度与所述列车运行数据相对应,并将各列车车厢的转向架构架的横向加速度存储到所述列车运行数据库中。”
驳回决定认为:本申请独立权利要求1和5请求保护的技术方案与对比文件1的区别均在于:1)若所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度发生突变,则确定所述报警指令为干扰数据;2)从所述列车运行数据库中获取同一时间的各列车车厢的转向架构架的横向加速度;计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度的平均值;计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度与所述平均值的差的绝对值;若所述绝对值大于一预先设置的阈值,确定所述绝对值对应的转向架不稳定。然而区别特征1)是本领域的惯用技术手段;对于区别特征2),对比文件2公开对同一时间的各列车厢参数进行横向比较,进而判断哪个车厢转向架出现异常的发明构思,在对比文件1中已经公开了可以利用横向加速度去判断横向稳定性的基础上,对比文件2给出了通过对同一时刻的各列车厢横向加速度进行横向比较,进而判断哪个车厢的转向架异常的启示,至于具体的判断方法是采集信号采集及数据处理领域常规技术手段。因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的常规技术手段得到权利要求1和5要求保护的技术方案,对于本领域的技术人员来说是显而易见的,权利要求1和5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。其从属权利要求2-4,6-8的附加技术特征,或被对比文件1公开,或属于本领域的常规技术选择,因而,也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人中国铁道科学研究院、北京纵横机电技术开发公司和中国铁道科学研究院机车车辆研究所(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年06月15日向国家知识产权局提出了复审请求,并提交了权利要求书全文修改替换页,其中,将权利要求2和6中附加技术特征分别补入了权利要求1、5中,并相应调整了权利要求序号,修改后的权利要求书如下:
“1. 一种列车转向架横向稳定性检测方法,其特征在于,包括:
预先建立列车运行数据库;所述列车运行数据库存储有列车运行数据;
通过安装于列车转向架构架上的加速度传感器获取所述列车转向架构架的横向加速度;
判断所述横向加速度是否大于一安全阈值;
若所述横向加速度大于所述安全阈值,向列车运行系统发送报警指令,并向所述列车运行数据库查询一段时间的横向加速度数据;所述报警指令包括一报警时间;所述一段时间为距离所述报警时间之前和之后的一预设时间范围;
判断所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度是否发生渐变或者发生突变;
若所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度发生渐变,则确定该加速度传感器所在的转向架横向不稳定,并确定所述报警指令为有效数据;
若所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度发生突变,则确定所述报警指令为干扰数据;
从所述列车运行数据库中获取同一时间的各列车车厢的转向架构架的横向加速度;
计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度的平均值;
计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度与所述平均值的差的绝对值;
若所述绝对值大于一预先设置的阈值,确定所述绝对值对应的转向架不稳定;
所述的列车转向架横向稳定性检测方法,还包括:
在列车运行系统中获取所述列车运行数据;所述列车运行数据包括列车时间、各列车时间对应的列车实时速度、列车所在位置、列车车次信息。
2. 根据权利要求1所述的列车转向架横向稳定性检测方法,其特征在于,所述通过安装于列车转向架构架上的加速度传感器获取所述列车转向架构架的横向加速度,包括:
通过安装于各列车车厢处的转向架构架上的加速度传感器实时获取各列车车厢的转向架构架的横向加速度。
3. 根据权利要求2所述的列车转向架横向稳定性检测方法,其特征在于,还包括:
根据各列车车厢的转向架构架的横向加速度的获取时间,将各列车车厢的转向架构架的横向加速度与所述列车运行数据相对应,并将各列车车厢的转向架构架的横向加速度存储到所述列车运行数据库中。
4. 一种列车转向架横向稳定性检测装置,其特征在于,包括:
列车运行数据库建立单元,用于预先建立列车运行数据库;所述列车运行数据库存储有列车运行数据;
横向加速度获取单元,用于通过安装于列车转向架构架上的加速度传感器获取所述列车转向架构架的横向加速度;
第一判断单元,用于判断所述横向加速度是否大于一安全阈值;
横向加速度数据查询单元,用于在所述横向加速度大于所述安全阈值时,向列车运行系统发送报警指令,并向所述列车运行数据库查询一段时间的横向加速度数据;所述报警指令包括一报警时间;所述一段时间为距离所述报警时间之前和之后的一预设时间范围;
第二判断单元,用于判断所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度是否发生渐变或者发生突变;
报警单元,用于在所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度发生渐变时,确定该加速度传感器所在的转向架横向不稳定,并确定所述报警指令为有效数据;
干扰数据确定单元,用于在所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度发生突变时,确定所述报警指令为干扰数据;
横向加速度读取单元,用于从所述列车运行数据库中获取同一时间的各列车车厢的转向架构架的横向加速度;
计算单元,用于计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度的平均值,并计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度与所述平均值的差的绝对值;
稳定性确定单元,用于在所述绝对值大于一预先设置的阈值时,确定所述绝对值对应的转向架不稳定;
所述的列车转向架横向稳定性检测装置,还包括:
列车运行数据获取单元,用于在列车运行系统中获取所述列车运行数据;所述列 车运行数据包括列车时间、各列车时间对应的列车实时速度、列车所在位置、列车车次信息。
5. 根据权利要求4所述的列车转向架横向稳定性检测装置,其特征在于,所述横向加速度获取单元,具体用于:
通过安装于各列车车厢处的转向架构架上的加速度传感器实时获取各列车车厢的转向架构架的横向加速度。
6. 根据权利要求5所述的列车转向架横向稳定性检测装置,其特征在于,还包括:
数据整理单元,用于根据各列车车厢的转向架构架的横向加速度的获取时间,将各列车车厢的转向架构架的横向加速度与所述列车运行数据相对应,并将各列车车厢的转向架构架的横向加速度存储到所述列车运行数据库中。”
复审请求人认为:(1)对比文件1中仅仅是保存了运行车辆的状态信息,并没有形成数据库,而本申请是基于数据库理论的,对数据进行存储并不意味着建立数据库,数据库便于进行实时的大数量历史数据的查找与处理,增加数据库是本申请后续的实时大数据诊断的基础;(2)对比文件2是转向架状态地面诊断,其在进行数据诊断和分析时,是需要列车运行完毕后,在对列车进行诊断测试,其不具备实时性,并不能进行列车运行过程中的实时报警,而本申请权利要求1能够获取列车运行的实时数据,并基于数据库理论,预先建立列车运行数据库,之后进行各列车之间的纵向对比,本申请是一种列车车载诊断的技术,能够在列车运行时,基于数据库理论,准确确定列车转向架的横向稳定性,解决的技术问题是如何在列车运行时,运用数据库分析理论更加准确的对列车的横向稳定性进行评判,而区别于以往的仅仅根据阈值进行判定。上述区别特征并非惯用手段或公知常识。因此本申请具备创造性。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年06月22日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中仍坚持原驳回决定。
随后,专利复审委员会成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年01月22日向复审请求人发出复审通知书,指出:本申请独立权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1的区别在于:(1)预先建立列车运行数据库,所述列车运行数据库存储有列车运行数据;向列车运行系统发送报警指令,并向列车运行数据库查询一段时间的横向加速度数据,报警指令包括一报警时间,所述一段时间为距离所述报警时间之前和之后的一预设时间范围;(2) 从所述列车运行数据库中获取同一时间的各列车车厢的转向架构架的横向加速度;计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度的平均值;计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度与所述平均值的差的绝对值;若所述绝对值大于一预先设置的阈值,确定所述绝对值对应的转向架不稳定;(3)列车运行数据还包括列车车次信息。上述区别特征所要解决的技术问题在于:如何进行数据集中存储和提高判断准确性。对于区别特征(1),对比文件1公开了加速度的幅值连续达到或者超出阈值的次数大于预设值(6次)的情况下,才会去判断蛇行运动失稳,确认失稳的数据是基于一段时间的数据,本领域技术人员容易想到将数据集中在数据库存储并在相应单元需要时进行查询调用,从而将列车运行数据存储在预先建立的列车运行数据库中,对比文件1还公开了“保存从失稳现象出现之前一段时间开始直到失稳现象解除后的一段时间内的数据”,本领域技术人员也容易想到查询的数据还包括报警之前的一段时间。对于区别特征(2),对比文件2给出了比较各列车与其他车的特征值,若相对差值偏大则认为存在故障的启示。本领域技术人员容易想到将上述方法应用于对比文件1中将运行数据存入到数据库后比较各列车车厢的转向架构架横向加速度,并且在某一列车横向加速度明显偏大时发出报警。通过比较各特征值与平均值的绝对值是否大于预定值来确定是否偏大是本领域技术人员常用的技术手段,由此本领域技术人员也容易想到计算各转向架横向加速度平均值以及各转向架横向加速度与平均值的差值的绝对值,并在绝对值大于预设阈值时确定转向架不稳定。对于区别特征(3),列车运行数据还存储车次信息是本领域技术人员根据后续数据分析、上报的需求而可以选择的。因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的常规技术手段得到权利要求1和4要求保护的技术方案,对于本领域的技术人员来说是显而易见的,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。其从属权利要求2-3的附加技术特征,或被对比文件1公开,或属于本领域的常规技术选择,因而,也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求4-6是与权利要求1-3方法步骤所一一对应的装置权利要求,基于与权利要求1-3相同的理由权利要求4-6也不具备创造性。
复审请求人于2019年03月05日提交了意见陈述书,未对申请文件进行修改。复审请求人认为:(1)本申请判断疑似故障点的方式为:将横向加速度与一安全阈值直接进行比较,而D1判断疑似故障点的方式为将加速度幅值与预设值进行比较,且在加速度值的幅值大于预设值后,需要继续判断出现大于预设值的加速度值的幅值是否大于一定次数,本申请相较于D1判断效率更高;(2)本申请根据横向加速度是否发生渐变或者突变排除干扰数据,而D1通过判断振幅比阈值低的次数来排除干扰数据,这种方式并不涉及横向加速度呈现渐变或突变的判断形态,无论参数是否大于6个,其都有可能为突变形态,例如若每次检测到“H-Numberth”大于6次后,“L-Numberth”均小于6次,则按照Dl均属于突变形态, 若检测到“H-Numberth”大于6次后,“L-Numberth”也大于6次,则按照Dl说明转向架出现故障,可以进行报警,而在这种情形下,即使已判断转向架出现故障,加速度也有可能呈现一种“突变”的技术方案,其均属于干扰数据的范畴。不能将D1中应用“L-Numberth”和“H-Numberth”判断加速度幅值呈现的状态与本申请中横向加速度呈现“渐变”或“突变”的状态直接进行对应。D1并不能保证转向架稳定检测的准确性,本申请判断准确性更高。(3)本申请需要判断“报警之前和之后一预设时间范围”内横向加速度数据是否发生渐变或者发生突变,是必要的技术特征,而D1中干扰数据判断方式是通过参数“L-Numberth”来实现的,仅需要根据疑似故障点和其后的部分加速度数据即可判断干扰数据,“所述一段时间为距离所述报警时间之前和之后的一预设时间范围”无法加入D1的技术方案,也不是常规手段或容易想到的。(4)由于“一段时间为距离报警时间之前和之后的一预设时间范围”是保证转向架稳定性判断结果的准确性的必要技术特征,本申请通过建立数据库实现提供报警时间之前的一预设时间范围的数据,因此,尽管数据是公知的,但将预先建立存储有列车运行数据的列车运行数据库这一技术特征应用在本申请的技术方案中则是未被现有技术公开的。由此,本申请避免了当前列车转向架的横向稳定性检测仅通过单次检测数据即进行判断,判断结果不准确的问题。因此,权利要求1-6具有创造性。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,依法作出审查决定。
二、决定的理由
(一)审查文本的认定
在复审程序中,复审请求人于2018年06月15日提交了权利要求书全文修改替换页,经审查,2018年06月15日所作的修改符合专利法第33条及专利法实施细则第61条第1款的规定。本决定以2015年04月29日提交的说明书摘要、说明书第1-110段、摘要附图、说明书附图;2018年06月15日提交的权利要求第1-6项为基础作出。
(二)关于本申请是否符合专利法第22条第3款的规定
专利法第22条第3款规定,创造性是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别特征,而这些区别特征或是属于本领域技术人员基于该对比文件所容易想到的技术手段,或者被其他对比文件公开,并且该权利要求的技术方案并没有由于这些区别特征而具有预料不到的技术效果,则该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
具体到本案,
权利要求1不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求1请求保护一种列车转向架横向稳定性检测方法,对比文件1公开了一种高速列车转向架蛇形失稳检测装置,其中公开了(参见正文第2页第5-10行,第17页第8-15行,第18页第1-4行,第18页第13行-第19页第6行,第41页第3-8行,第42页第16-22行,第45页第2-4行)
在列车运行过程中安装实时监测系统,对转向架的振动进行全程的监控,在发生蛇行运动失稳现象时,及时提醒司机减速以阻止失稳现象继续发生,并且在系统中保存发生失稳现象时车辆的状态信息,如时间,地理位置,车速,构架的振动幅值等,为后续查找和排除故障提供数据支持。
为了能够准确的检测出高速列车的转向架蛇形失稳,需要对转向架构架的横向振动规律进行检测,根据转向架发生蛇形运动时的振动频带及振动特征,选取转向架的横向振动加速度作为检测对象,通过对横向振动加速度值的测量来判断是否发生蛇形失稳。
传感器的安装位置为转向架构架,由于转向架构架为刚性结构,理论上来说构架上的任意一点的振动特征应该相同,因此在构架上任意位置安装振动加速度传感器都能得到转向架构架的振动规律,在实际测量过程中,通常在转向架构架的一组对角上各安装一个振动加速度传感器。
高速铁路开发过程中提出通过监测等幅振动来判断转向架的横向稳定性。铁道客车行车安全监测诊断系统技术条件中对转向架横向失稳的判定方法是这样描述的:横向振动加速度峰值有连续6次以上达到或者超过极限值8m/s2~10m/s2(与转向架的设计相适应)时,判定转向架横向失稳。
即在加速度值的幅值Amplitudeth连续达到或者超出阈值(2m/s2)的次数H-Numberth大于预设值(6次)的情况下,同时振动加速度的主频也在规定的频率范围内,则认为发生蛇行运动失稳。
但由于蛇行运动现象发生的时候,振幅的峰值会如下图2-7圈出部分所示的那样在一个很小的范围内波动,若波动范围刚好处于设定的振幅阈值上下,则很可能对蛇行运动失稳与否的判断造成影响而造成误判,为了回避此类现象的影响,设定一个新的参数L-Numberth,表示振动幅值连续低于Amplitudeth的次数。这样,当检测到列车转向架失稳现象发生以后,如果振幅比设定的阈值低,装置也会记录振幅比阈值低的次数L--Numberth,一直到L--Numberth超过设定的预设值(6次),认为蛇行运动失稳现象已经消失,如果L--Numberth超过预设值以前,振幅又已经超过振幅阈值,则认为失稳现象仍在持续。
由判断程序的流程图可以看出,当转向架构架横向振动的振动加速度的幅值超过设定阈值的次数达到6次后,系统判定达到转向架失稳的条件,然后计算前6次超限振动的数据的主频,若得到的主频率值不等于转向架的摇头以及横摆的自振频率,则认为发生了转向架蛇行失稳现象,启动报警模块开始报警;若转向架构架的振动特征不满足两个条件中的任何一个,都认为没有发生蛇行失稳现象,或者失稳现象己经消失。
本设计为在线实时监测系统,需要在列车运行过程中一直工作;在设计中添加一个FIFO缓冲器,对数据进行缓存,当发生蛇行失稳时,将缓存数据保存到存储介质中,直到失稳现象解除,即仅保存从失稳现象出现之前的一段时间开始直到失稳现象解除后的一段时间段内的数据,通过这样的方法,即保存下了发生失稳时的原始数据,供后续分析使用。
为了方便起见,使用EEPROM来保存故障信息,如故障发生的时间、车厢编号等,以及系统的一些相关信息,如子测试系统的设备号,Flash芯片中每个原始数据的数据包的起始和结束地址等。
本申请权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,对比文件1公开了为了能够准确的检测出高速列车的转向架蛇形失稳,需要对转向架构架的横向振动规律进行检测,根据转向架发生蛇形运动时的振动频带及振动特征,选取转向架的横向振动加速度作为检测对象,通过对横向振动加速度值的测量来判断是否发生蛇形失稳,即对比文件1公开了本申请权利要求1中的列车转向架横向稳定性检测方法。
对比文件1公开了使用EEPROM来保存故障信息,如故障发生的时间、车厢编号等,以及系统的一些相关信息,还公开了在系统中保存发生失稳现象时车辆的状态信息,如时间,地理位置,车速,构架的振动幅值等,为后续查找和排除故障提供数据支持,由此可以确定对比文件1公开了本申请权利要求1中的存储列车运行数据,在列车运行系统中获取所述列车运行数据;所述列车运行数据包括列车时间、各列车时间对应的列车实时速度、列车所在位置。
对比文件1公开了选取转向架的横向振动加速度作为检测对象,通过对横向振动加速度值的测量来判断是否发生蛇形失稳,在实际测量过程中,通常在转向架构架的一组对角上各安装一个振动加速度传感器,相当于公开了本申请权利要求1中的通过安装于列车转向架构架上的加速度传感器获取列车转向架构架的横向加速度。
对比文件1公开了当转向架构架横向振动的振动加速度的幅值超过设定阈值的次数达到6次后,系统判定达到转向架失稳的条件,然后计算前6次超限振动的数据的主频,若得到的主频率值不等于转向架的摇头以及横摆的自振频率,则认为发生了转向架蛇行失稳现象,启动报警模块开始报警,相当于公开了本申请权利要求1中的判断横向加速度是否大于一安全阈值,若横向加速度大于安全阈值则报警模块开始报警。
对比文件1还公开了,若波动范围刚好处于设定的振幅阈值上下,则很可能对蛇行运动失稳与否的判断造成影响而造成误判,为了回避此类现象的影响,设定一个新的参数L--Numberth,表示振动幅值连续低于Amplitudeth的次数。这样,当检测到列车转向架失稳现象发生以后,如果振幅比设定的阈值低,装置也会记录振幅比阈值低的次数L-Numberth, 一直到L-Numberth超过设定的预设值(6次),认为蛇行运动失稳现象已经消失,如果L--Numberth超过预设值以前,振幅又已经超过振幅阈值,则认为失稳现象仍在持续,对比文件1公开了判断横向加速度大于安全阈值后一段时间的横向加速度数据中横向加速度是否在高于阈值后一直处于高出的水平,而不是偶然的高出,即判断所述一段时间中横向加速度是否是突变,如果是在不满足6次情况下即属于突变则认为是蛇行运动失稳已消失即认为是干扰数据,不发出报警信号,而相对应的如果处于高于阈值即使发生一点波动也确定为蛇行失稳,相当于不属于突变而为渐变,发出报警信号,即确定报警数据为有效数据;相当于公开了本申请权利要求1中的判断所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度是否发生渐变或者发生突变;若所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度发生渐变,则确定该加速度传感器所在的转向架横向不稳定,并确定所述报警指令为有效数据;若所述一段时间的横向加速度数据中的横向加速度发生突变,则确定所述报警指令为干扰数据。
权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,区别在于:(1)预先建立列车运行数据库,所述列车运行数据库存储有列车运行数据;向列车运行系统发送报警指令,并向列车运行数据库查询一段时间的横向加速度数据,报警指令包括一报警时间,所述一段时间为距离所述报警时间之前和之后的一预设时间范围;(2) 从所述列车运行数据库中获取同一时间的各列车车厢的转向架构架的横向加速度;计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度的平均值;计算各列车车厢的转向架构架的横向加速度与所述平均值的差的绝对值;若所述绝对值大于一预先设置的阈值,确定所述绝对值对应的转向架不稳定;(3)列车运行数据还包括列车车次信息。上述区别特征所要解决的技术问题在于:如何进行数据集中存储和提高判断准确性。
对于区别特征(1),对比文件1中已经公开了加速度的幅值连续达到或者超出阈值的次数大于预设值(6次)的情况下,才会去判断蛇行运动失稳,也就是说判断是否有效确认失稳的数据是基于一段时间的数据,而该数据为横向加速度大于设定的安全阈值之后一段时间的加速度数据,对比文件1中的数据是利用FIFO缓冲器缓存了一段时间的数据并将出现失稳的一段时间数据继续存入FLASH,以利于提高处理实时性,而对于本领域技术人员,该数据的存储方式可以是多样的,例如用数据库集中存储车辆运行所有数据并通过其他单元查询调取数据也是数据存储和使用的惯用手段;在使用数据库存储数据之前,根据需要存储的数据特点设计相应的数据库和数据表结构进行建库和建表操作,也属于本领域技术人员的常用技术手段;因此当需要存储的、与列车运行相关的数据量较大时,本领域技术人员容易想到将数据集中在数据库存储并在相应单元需要使用时进行查询调用,从而将列车运行数据存储在预先建立的列车运行数据库中,并在发现横向加速度大于安全阈值后查询一段时间的横向加速度数据从而基于多个横向加速度数据判断是否故障,避免单次数据判断不准确;而在判断数据超出阈值后先报警再判断有效性还是先判断有效性再报警都是本领域技术人员可以选择的。对比文件1还公开了“保存从失稳现象出现之前一段时间开始直到失稳现象解除后的一段时间内的数据”,本领域技术人员也容易想到查询的数据还包括报警之前的一段时间。而列车运行系统是工作人员常用的监控管理系统,通常收集了列车运行的各项状态,向列车运行系统发送报警指令是本领域技术人员容易想到的。
对于区别特征(2),对比文件2公开了基于同一转向架历史对比与同一列车横向对比的转向架状态监测(参见正文前言,图1),其中公开了转向架性能出现问题往往有一个渐变的过程,在列车多次运行过程中,转向架性能逐渐恶化,这里介绍下在客车行车安全系统平台下,对转向架性能采用整列车横向对比和单车历史对比的方式;地面专家诊断系统是将列车运行的过程数据导入地面数据库;根据诊断结果对重点关注车辆报警提示;系统提取的转向架主要振动特征统计量包括:车横向、垂向特征值,构架横向、垂向特征值,车辆横向、垂向平稳性统计值,车体垂向高频、低频统计值,构架横向低频统计值等;转向架状态地面诊断主要采用相对评判和绝对评判的方法来对转向架性能进行综合评测诊断;绝对评判原理:根据已有的标准,转向架动态性部分参数已明确具有绝对的边界值,相对评判原理:对于边界值难以界定的动态性能统计特征值,采取相对评判的原则,对同一列车各个转向架特征值进行比较,对同一转向架特征值历史数据进行比较,评判出动力学性能较差者;111135车在运行过程中出现振动异常,垂向震动剧烈,地面转向架监测专家系统报告该车辆垂向平稳性超标,与整列车其他车辆相比该车明显平稳性值偏大(图2)。对比文件2公开了对转向架性能采用整列车横向对比,列车运行数据导入了数据库用于专家系统诊断并报警提示,系统提取的转向架主要振动特征统计量包括了构架横向特征值,而且评判时对同一列车各个转向架特征值进行比较,评判出动力学性能较差者,其中导入的数据库相当于本申请权利要求1中的列车运行数据库,因此相当于公开了本申请权利要求1中的从列车运行数据库中获取同一时间的各列车车厢的转向架构架的横向特征值。对比文件2还公开了一个整列车横向比较的实施例,其评判为整列车中某一客车的特征参数值与其他车辆相比明显偏大,对比文件2给出了比较各列车与其他车的特征值,若相对差值偏大则认为存在故障的启示。本领域技术人员容易想到将上述方法应用于对比文件1中将运行数据存入到数据库后比较各列车车厢的转向架构架横向加速度,并且在某一列车横向加速度明显偏大时发出报警。而通过比较各特征值与平均值的绝对值是否大于预定值来确定是否偏大是本领域技术人员常用的技术手段,由此本领域技术人员也容易想到计算各转向架横向加速度平均值以及各转向架横向加速度与平均值的差值的绝对值,并在绝对值大于预设阈值时确定转向架不稳定。
对于区别特征(3),列车运行数据还存储车次信息是本领域技术人员根据后续数据分析、上报的需求而可以选择的。
针对复审请求人的意见陈述,合议组认为:
(1)对比文件1与本申请相同,都是将加速度值与阈值进行比较以判断是否出现故障,对比文件1中继续判断的过程与本申请中判断是否有效数据的过程相同,都是用于排除干扰,而在判断数据超出阈值后先报警再判断有效性还是先判断有效性再报警都是本领域技术人员的常规技术选择,本领域技术人员可以针对整体系统的功能需求来进行选择,这两者的算法复杂度是相同的,本申请相对于对比文件1并不会具有“判断效率更高”的有益效果。(2)本申请中并未明确公开记载如何判断“一段时间的横向加速度数据中的横向加速度”的变化属于渐变还是突变,即本申请并未明确“渐变”与“突变”各自的定义和两者之间的区别;而对比文件1公开了通过比较多次振幅比阈值高的方式来判断是否发生蛇形失稳,采用振幅比阈值低的次数用来排除偶然的加速度降低的影响,从而实现避免单次判断错误,这与本申请所要解决的问题相同;由此可知,对比文件1中“加速度值的幅值Amplitudeth连续达到或者超出阈值(2m/s2)的次数H-Numberth大于预设值(6次)的情况下,同时振动加速度的主频也在规定的频率范围内,则认为发生蛇行运动失稳”相当于横向加速度幅值持续超出阈值,此时相当于横向加速度幅值处于“渐变”,反之则表明横向加速度幅值未持续超出阈值,属于“突变”,这与本申请中关于判断方式和目的相符。复审请求人在意见陈述中所提出的图1-3所例举的情况并未记载在对比文件1中,属于复审请求人所假象出的特例,无法证明该假象的内容会在现实中确定地发生(即在逻辑推理前需进行存在性证明),从而无法证明对比文件1不能对转向架横向失稳进行准确地判断;即使复审请求人所例举的图1-3的情况发生,由于本申请并未限定“渐变”和“突变”的判断依据,因此对上述特例进行的“渐变”和“突变”的判断也是没有以本申请所公开记载的内容为依据的,不能被合议组采信。(3)对比文件1中也公开了“保存从失稳现象出现之前一段时间开始直到失稳现象解除后的一段时间内的数据”,对比文件1也同样公开故障前后的数据是重要的,也在判断时考虑了低于阈值的数据,此时当数据存储于数据库时,查询出现报警的数据前后一段时间数据是容易想到的;并且,对比文件1明确公开了在判断转向架横向失稳时需要考虑第一个超出阈值数据之前的数据信息,具体来说,对比文件1公开了“横向振动加速度峰值有连续6次以上达到或者超过极限值8m/s2~10m/s2(与转向架的设计相适应)时,判定转向架横向失稳”,那么对于第一次检测到横向振动加速度峰值达到或超出阈值后,继续向后判断5次,横向振动加速度峰值,如果后5次连续达到或超过阈值(即连续6次达到或超过阈值)是判断为出现横向失稳;在此判断过程中,暗含有“在第一次检测到横向振动加速度峰值达到或超出阈值之前,横向振动加速度峰值是小于阈值的”;即对比文件1在判断转向架横向失稳时是分析了报警时间之前的数据信息的,给出了用于判断转向架横向失稳的一段时间数据中的“一段时间为距离所述报警时间之前和之后的一预设时间范围”的技术启示。(4)对比文件1同样公开了保存从失稳现象出现之前一段时间开始直到失稳现象解除后的一段时间内的数据,而同样还公开在系统中保存发生失稳现象时车辆的状态信息,如时间,地理位置,车速,构架的振动幅值等,为后续查找和排除故障提供数据支持,采用数据库的方式存储和为数据处理提供支持也是常规的方式。
因此,复审请求人的主张不能被接受。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2以及公知常识得到权利要求1请求保护的技术方案,对本领域普通技术人员来说是显而易见的,权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2、3不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求2引用了权利要求1,对比文件1公开了(参见正文第17页第8-15行,第42页第16-22行)传感器的安装位置为转向架构架;本设计为在线实时监测系统,需要在列车运行过程中一直工作。即对比文件1公开了通过安装于转向架构架上的加速度传感器实时获取各转向架构架的横向加速度。而获取各列车车厢处的转向架构架的数据是本领域技术人员容易想到的。
权利要求3引用了权利要求2,而利用时间标签统一数据是常用的技术手段,本领域技术人员容易想到利用获取时间将横向加速度与列车运行数据相对应,并保存到列车运行数据库。
因此,在引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求2,3也不符合专利法第22条第3款的规定。
3、权利要求4-6不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求4请求保护一种列车转向架横向稳定性检测装置,其是与权利要求1方法一一对应的装置,其中包含的各个模块的执行步骤和功能均对应于权利要求1中所包含的方法步骤。由此,权利要求4与对比文件1公开的内容相比,其区别与权利要求1与对比文件1的区别相同,基于与权利要求1相同的理由,权利要求4也不具备创造性。
权利要求5引用了权利要求4,权利要求6引用了权利要求5,权利要求5、6是分别与权利要求2、3一一对应的装置权利要求,基于与权利要求2、3相同的理由,权利要求5、6也不具备创造性。
综上所述,本申请权利要求1-6的技术方案不符合专利法第22条第3款的规定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年02月28日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。