[發明專利]一種鐵路貨車故障預測與健康管理系統

有效

• 申請號: 201711384148.X
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN109948169B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 黎巧能;徐勇;姜瑞金;蔡帆;曹志文;黃圣;舒麟;肖光毅;江荷艷
• 申請（專利權）人: 中國中車股份有限公司;中車長江車輛有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06Q10/00
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

1.一種鐵路貨車故障預測與健康管理系統，其特征在于，包括：車載故障預測和健康管理PHM系統和地面故障預測和健康管理PHM系統；

車載PHM系統包括：傳感器、采集設備、車載處理器、自供電系統和無線遠程傳輸裝置；

其中：

所述傳感器，用于采集鐵路貨車的各關鍵部件的第一原始數據，并傳輸給所述采集設備；所述關鍵部件包括：轉向架，所述傳感器包括轉向架的傳感器；所述轉向架的傳感器，用于監測采集轉向架動態性能數據，并采用無線方式傳輸給所述采集設備；

所述采集設備，用于從所述傳感器接收模擬信號類型的所述第一原始數據，然后經過模數轉換之后得到數字信號類型的所述第一原始數據；

所述車載處理器，用于對所述采集設備傳輸的第一原始數據進行處理得到關鍵狀態監測數據，并將所述關鍵狀態監測數據發送至地面PHM系統；所述車載處理器還用于在車輛狀態正常時傳輸數據的頻率低于車輛狀態異常時傳輸數據的頻率；

所述自供電系統，通過蓄電池或振動發電裝置供電，并用于對鐵路貨車進行電能管理；

所述無線遠程傳輸裝置，用于提供無線通信網絡；

所述地面PHM系統包括：大數據處理平臺和應用平臺，

所述大數據處理平臺包括：

數據處理子系統，用于接收所述車載PHM系統提供的所述關鍵狀態監測數據；

數據分析子系統，用于基于針對所述鐵路貨車預先建立的數學模型對所述關鍵狀態監測數據進行故障分析處理，并將分析處理結果展示在所述應用平臺上；其中，所述數學模型是基于預先接收的第一地面數據和從所述車載處理器中預先接收的第二原始數據進行建模而獲得的模型；所述第一地面數據包括工廠數據和軌邊數據；其中，所述工廠數據，具體包括：車輛設計制造數據，工廠檢修數據，故障報告分析糾正措施系統FRACAS系統中的數據，現場反饋的故障檢修數據；所述軌邊數據，具體包括：5T安全監測系統數據、HMIS車輛信息管理系統數據；

所述應用平臺，用于針對不同的用戶開放不同的權限以及推送相應的故障信息和維修決策。

2.根據權利要求1所述的一種鐵路貨車故障預測與健康管理系統，其特征在于，所述車載PHM系統還包括：采集設備和車載存儲設備；

所述采集設備，用于從所述傳感器接收模擬信號類型的所述第一原始數據，然后經過模數轉換之后得到數字信號類型的所述第一原始數據，然后利用并行總線的一條支路將所述第一原始數據存儲在所述車載存儲設備中，利用并行總線的另一條支路將所述第一原始數據發送給所述車載處理器，使得所述車載處理器對所述第一原始數據進行處理進而獲得所述關鍵狀態監測數據；

所述車載存儲設備，用于將所述第一原始數據傳輸給所述數據處理子系統，使得所述數據處理子系統將所述第一原始數據傳輸給所述數據分析子系統，進而使得所述數據分析子系統利用所述第一原始數據對所述數學模型進行優化。

3.根據權利要求1所述的一種鐵路貨車故障預測與健康管理系統，其特征在于，所述鐵路貨車的各關鍵部件包括：制動系統、制冷系統、發電系統、門開閉系統、發電箱、LNG罐箱；

其中，所述傳感器包括制動系統的傳感器，制冷系統的傳感器，發電系統的傳感器，門開閉系統的傳感器，發電箱的傳感器，LNG罐箱的傳感器；

所述制動系統的傳感器，用于監測采集主管壓力數據、制動缸壓力數據、副風缸壓力數據；

所述制冷系統的傳感器，用于監測采集貨物間溫度數據、制冷機組狀態數據；

所述發電系統的傳感器，用于監測采集發電機組的狀態數據；

所述門開閉系統的傳感器，用于監測采集車輛車門的開閉狀態數據；

所述發電箱的傳感器，用于監測采集箱內溫濕度數據、煙火報警數據、門開閉狀態數據、油箱油位數據；

所述LNG罐箱的傳感器，用于監測采集箱體的壓力數據、液位高度數據、氣體泄漏數據。