[發明專利]一種軌道車輛門系統的亞健康診斷方法

在審

• 申請號: 201811470068.0
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109580260A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 支有冉;許志興;施文;孫艷梅;王祖進;史翔
• 申請（專利權）人: 南京康尼機電股份有限公司
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 曾教偉

本發明的一種軌道車輛門系統的亞健康診斷方法，包括以下步驟：電機采集數據的預處理；軌道車輛門系統的特征值提取；亞健康建模；亞健康診斷。本發明采用的是基于數據的數學建模方法，基于傳感器采集的數據進行特征提取與優化改進，使得提取的數據特征能夠比較完整的體現系統的狀態。根據提取處理后的系統特征，以隨機森林算法進行數學建模，基于正常數據和系統亞健康的數據差異性，以分類后的結果判定當前系統的狀態，以分類得到系統的亞健康模型，更加清晰直觀的反應了車輛門系統的狀態。

技術領域

本發明涉及城市軌道交通技術領域，具體是一種軌道車輛門系統的亞健康診斷方法。

背景技術

隨著國民經濟的不斷發展，我國的城市化進程逐步加快。經濟的發展，科技的進步，居民生活水平的提高，城市人口的急劇增加，城市規模的擴大，居民出行和物資交流的高度頻繁，致使城市交通系統面臨著嚴峻的局勢。城市軌道交通作為綜合交通運輸體系中的關鍵運輸方式，以其運能大、效率高、成本低、能耗小等獨特的技術經濟優勢，在緩解城市交通擁堵和社會經濟發展中肩負著重要使命。在交通需求的大環境下，城市軌道交通車輛在整個城市軌道交通系統設備中占據著重要的地位。與此同時，軌道交通安全與可靠性保障也面臨著嚴峻的挑戰。其中軌道車輛門是城市軌道交通運營中使用最頻繁的部件之一。由于開關頻繁，造成車門系統故障頻發，給乘客出行帶來不便，與此同時對城市軌道交通安全運營造成嚴重影響。根據統計可知，在整個地鐵運營過程中，列車故障數占總數的35％以上，其中，車門系統作為列車的關鍵子系統，故障數量在列車各系統中排名第一，占列車故障總數的50％左右。

地鐵車輛門系統部件較多，是多專業綜合性的產品，涉及機械、電子、計算機、控制、材料等多領域。所以檢測它的系統狀態使用傳統的基于模型或者基于規則的方法也變得越來越困難。基于數據的方法能夠通過分析系統采集的數據來監測系統的當前狀態，而通過分析實時數據和正常數據的差異，可以來預測系統的健康狀態，來避免可能出現的系統故障；因而基于數據的方法在理論研究和工程應用中發揮著廣泛作用。

目前尚沒有基于軌道車輛門系統的性能退化與系統健康狀態方面的技術。現有的其他系統的性能退化的診斷方法，如針對燃料電池的性能退化的研究主要是通過測量交流阻抗，將測量到的交流阻抗值與退化參考值作比較來評估性能退化，但是地鐵車輛門系統的部件較多且不同部件的退化造成不同的異常狀態，無法通過該方法進行地鐵車輛門系統的故障檢測。在故障發生之前，車門通常會亞健康運行一段時期。因此，及時發現系統常見的早期亞健康征兆，進行實時的健康狀態監測并提供亞健康狀態判別，對提高車門系統的安全性、可靠性、降低故障率具有重要意義。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種軌道車輛門系統的亞健康診斷方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的一種軌道車輛門系統的亞健康診斷方法，包括以下步驟：

步驟一，電機采集數據的預處理：將軌道車輛門系統采集的數據進行校正，重新記錄每一次開關門過程中數據采集的起始點與終止點；同時將車輛門系統的起點校正到同一位置，得到校正后的軌道車輛門系統的采集數據；

步驟二，軌道車輛門系統的特征值提取：對每一次開關門過程進行分段處理，應用描述統計量進行數據分析，得到能夠完整體現軌道車輛門系統狀態的特征值，所有特征值組成系統特征集；

步驟三，亞健康建模：運用隨機森林算法，對軌道車輛門系統的亞健康狀態進行離線建模，通過對軌道車輛門系統的多種亞健康狀態和正常狀態進行分類分析，得到不同的亞健康狀態的訓練模型；

步驟四，亞健康診斷：將步驟二提取的特征值與步驟三得到的訓練模型進行對比，診斷當前軌道車輛門系統所處的健康狀態。

步驟二中，對每一次開關門過程的分段處理為將每一次開關門過程分為5段，確定每個段上的電機參數值，得到系統特征集；其中，所述5段包括升速段、高速段、減速段、緩行段和到位后段，電機參數值包括位置、速度和電流值，。