一种列车组故障预测与健康管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种列车组故障预测与健康管理系统，包括：车载PHM系统利用已构建的列车组智能镜像模型对预处理后的数据进行分析处理得到第一列车组诊断结果；车地数据传输系统将第一列车组诊断结果和数据发送给地面PHM系统；地面PHM系统利用已构建的地面组智能镜像模型对预处理后的第一列车组诊断结果和数据进行分析处理得到第二列车组诊断结果，并将第一列车组诊断结果和第二列车组诊断结果进行对比分析，更新第二列车组诊断结果；该系统形成列车状态感知、实时分析、实时通讯、智能决策、精准执行等能力，提高列车组运行安全性、运维经济性和智能设计与制造水平。

A fault prediction and health management system for train group

The invention discloses a train of Prognostics and health management system, including: vehicle PHM system was analyzed to get the first train diagnosis results to the pre processed data by train Intellimirror model has been constructed; the vehicle data transmission system will be the first train diagnosis result and send the data to the ground PHM system; the PHM system of group diagnosis results and the data of the first train after pretreatment were analyzed by second train diagnostic results using ground Intellimirror group model has been constructed, and the first train diagnosis and second train diagnostic results were compared and analyzed, update second train diagnosis; the system formation of train state perception and real-time analysis, real-time communication, intelligent decision-making, precise execution ability, improve the train running safety, economic operation And intelligent design and manufacturing level.

【技术实现步骤摘要】
一种列车组故障预测与健康管理系统
本专利技术涉及数据处理
，特别涉及一种列车组故障预测与健康管理系统。
技术介绍
目前，我国列车组的运维依然采用按里程计划维护策略，列车组的运营及维护费用居高不下，目前只有京沪线等几条繁忙线路实现了盈利，因此需要状态维护和预测性维护手段，用来优化生产组织，延长检修周期，优化检修内容，优化修程修制，提升检修效率，以促进列车组检修服务方式的转变。如何通过列车组故障预测与健康管理系统实现上述目的，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种列车组故障预测与健康管理系统，该系统形成列车状态感知、实时分析、实时通讯、智能决策、精准执行等能力，提高列车组运行安全性、运维经济性和智能设计与制造水平。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种列车组故障预测与健康管理系统，包括：车载PHM系统，用于利用已构建的列车组智能镜像模型对预处理后的数据进行分析处理得到第一列车组诊断结果；车地数据传输系统，用于将所述第一列车组诊断结果和所述数据发送给地面PHM系统；地面PHM系统，用于利用已构建的地面组智能镜像模型对预处理后的所述第一列车组诊断结果和所述数据进行分析处理得到第二列车组诊断结果，并将所述第一列车组诊断结果和所述第二列车组诊断结果进行对比分析，更新所述第二列车组诊断结果；其中，所述地面组智能镜像模型和所述列车组智能镜像模型利用实体列车组产生的数据所建立的反应列车组系统状态的数学模型，并具有输入输出的预测传递关系模型。可选的，该系统还包括：地面感知系统，用于利用安全监控系统、环境监测系统采集外部系统数据，并将所述外部系统数据发送给所述地面PHM系统。可选的，所述车载PHM系统，用于采用分布式数据处理方法对列车组中预定传感器采集的实时数据和非实时数据进行预处理，利用已构建的列车组智能镜像模型对预处理后的数据进行分析处理得到故障相关信息、列车组健康评估信息以及性能评估和决策信息。可选的，所述车地数据传输系统用于利用卫星/2G/3G/4G网络将所述第一列车组诊断结果和所述实时数据发送给地面PHM系统，利用WIFI/光纤/移动存储设备将所述非实时数据发送给地面PHM系统。可选的，所述地面PHM系统，包括：数据接入模块，用于接收所述实时数据和所述非实时数据，供应商系统发送的运维数据、工厂内部的制造和设计数据以及仿真试验数据，并集成列车组多源异构数据；数据预处理模块，用于将所述数据接入模块中的数据进行清洗、转换；数据分析模块，用于利用已构建的地面智能镜像模型对所述数据进行分析处理得到所述第二列车组诊断结果；其中，所述第二列车组诊断结果包括故障诊断信息、故障预警信息、故障统计信息、故障预测信息、列车组健康评估信息以及智能决策信息；分析结果对比模块，用于将所述第一列车组诊断结果与所述第二列车组诊断结果进行聚类分析，并根聚类分析结果更新所述第二列车组诊断结果。可选的，所述地面PHM系统还包括：结果输出模块，用于显示更新后的所述第二列车组诊断结果和/或向预设用户发送更新后的所述第二列车组诊断结果。可选的，所述地面PHM系统还包括：地面数据存储模块，用于对所述数据预处理模块处理后的数据进行在线存储和/或离线存储；所述车载PHM系统还包括：车载数据存储模块，用于对预处理后的所述实时数据和所述非实时数据进行在线存储和/或离线存储。可选的，所述地面PHM系统还包括：地面智能镜像模型更新单元，用于利用认知计算和大数据挖掘算法对所述非实时数据、所述运维数据、所述制造和设计数据以及所述仿真试验数据进行知识挖掘，并根据知识挖掘结果对所述地面智能镜像模型进行更新。可选的，所述车载PHM系统还包括：预留维护网络端口，用于通过有线和/或无线连接至以太网总线对所述车载PHM系统中各设备进行单点维护和原始数据管理。可选的，所述车载PHM系统还包括：人机交互模块，用于接收用户输入的信息，并执行所述信息对应的操作。本专利技术所提供的一种列车组故障预测与健康管理系统，包括：车载PHM系统利用已构建的列车组智能镜像模型对预处理后的数据进行分析处理得到第一列车组诊断结果；车地数据传输系统将第一列车组诊断结果和数据发送给地面PHM系统；地面PHM系统利用已构建的地面组智能镜像模型对预处理后的第一列车组诊断结果和数据进行分析处理得到第二列车组诊断结果，并将第一列车组诊断结果和第二列车组诊断结果进行对比分析，更新第二列车组诊断结果；地面组智能镜像模型和列车组智能镜像模型利用实体列车组产生的数据所建立的反应列车组系统状态的数学模型，并具有输入输出的预测传递关系模型。可见，该系统形成列车状态感知、实时分析、实时通讯、智能决策、精准执行等能力，提高列车组运行安全性、运维经济性和智能设计与制造水平。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的列车组故障预测与健康管理系统的结构框图；图2为本专利技术实施例所提供的动车组故障预测与健康管理系统的结构示意图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种列车组故障预测与健康管理系统，该系统形成列车状态感知、实时分析、实时通讯、智能决策、精准执行等能力，提高列车组运行安全性、运维经济性和智能设计与制造水平。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施例提供的列车组故障预测与健康管理系统是实现状态维护和预测性维护最为关键的核心。通过PHM技术在列车组上的运用，降低车辆故障率、降低企业运维成本、提升企业快速响应能力、具备状态检修能力、增加企业服务型收益占比。具体请参考图1，图1为本专利技术实施例所提供的列车组故障预测与健康管理系统的结构框图；该系统可以包括：车载PHM系统100，用于利用已构建的列车组智能镜像模型对预处理后的数据进行分析处理得到第一列车组诊断结果；车地数据传输系统200，用于将第一列车组诊断结果和数据发送给地面PHM系统；地面PHM系统300，用于利用已构建的地面组智能镜像模型对预处理后的第一列车组诊断结果和数据进行分析处理得到第二列车组诊断结果，并将第一列车组诊断结果和第二列车组诊断结果进行对比分析，更新第二列车组诊断结果；其中，地面组智能镜像模型和列车组智能镜像模型利用实体列车组产生的数据所建立的反应列车组系统状态的数学模型，并具有输入输出的预测传递关系模型。具体的，车载PHM系统100通过在列车中设置传感器从而获取车辆运行状态数据等车辆信息，并为了后续计算方便对获取的数据进行预处理；然后根据已构建的列车组智能镜像模型对预处理后的数据进行分析处理得到第一列车组诊断结果。本实施例并不限定具体的第一列车组诊断结果的内容，例如可以包括故障相关信息、列车组健康评估信息以及性能评估和决策信息。本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列车组故障预测与健康管理系统，其特征在于，包括：车载PHM系统，用于利用已构建的列车组智能镜像模型对预处理后的数据进行分析处理得到第一列车组诊断结果；车地数据传输系统，用于将所述第一列车组诊断结果和所述数据发送给地面PHM系统；地面PHM系统，用于利用已构建的地面组智能镜像模型对预处理后的所述第一列车组诊断结果和所述数据进行分析处理得到第二列车组诊断结果，并将所述第一列车组诊断结果和所述第二列车组诊断结果进行对比分析，更新所述第二列车组诊断结果；其中，所述地面组智能镜像模型和所述列车组智能镜像模型利用实体列车组产生的数据所建立的反应列车组系统状态的数学模型，并具有输入输出的预测传递关系模型。

【技术特征摘要】
1.一种列车组故障预测与健康管理系统，其特征在于，包括：车载PHM系统，用于利用已构建的列车组智能镜像模型对预处理后的数据进行分析处理得到第一列车组诊断结果；车地数据传输系统，用于将所述第一列车组诊断结果和所述数据发送给地面PHM系统；地面PHM系统，用于利用已构建的地面组智能镜像模型对预处理后的所述第一列车组诊断结果和所述数据进行分析处理得到第二列车组诊断结果，并将所述第一列车组诊断结果和所述第二列车组诊断结果进行对比分析，更新所述第二列车组诊断结果；其中，所述地面组智能镜像模型和所述列车组智能镜像模型利用实体列车组产生的数据所建立的反应列车组系统状态的数学模型，并具有输入输出的预测传递关系模型。2.根据权利要求1所述的列车组故障预测与健康管理系统，其特征在于，还包括：地面感知系统，用于利用安全监控系统、环境监测系统采集外部系统数据，并将所述外部系统数据发送给所述地面PHM系统。3.根据权利要求2所述的列车组故障预测与健康管理系统，其特征在于，所述车载PHM系统，用于采用分布式数据处理方法对列车组中预定传感器采集的实时数据和非实时数据进行预处理，利用已构建的列车组智能镜像模型对预处理后的数据进行分析处理得到故障相关信息、列车组健康评估信息以及性能评估和决策信息。4.根据权利要求3所述的列车组故障预测与健康管理系统，其特征在于，所述车地数据传输系统用于利用卫星/2G/3G/4G网络将所述第一列车组诊断结果和所述实时数据发送给地面PHM系统，利用WIFI/光纤/移动存储设备将所述非实时数据发送给地面PHM系统。5.根据权利要求4所述的列车组故障预测与健康管理系统，其特征在于，所述地面PHM系统，包括：数据接入模块，用于接收所述实时数据和所述非实时数据，供应商系统发送的运维数据、工厂内部的制造和设计数据以及仿真试验数据，并集成列车组多源异...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁建英，张志强，徐冠基，彭畅，韩龙，
申请(专利权)人：中国中车股份有限公司，中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11