[發(fā)明專利]一種面向全壽命周期的公路機(jī)電設(shè)備壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010121280.7
• 申請(qǐng)日: 2020-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111382542A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許宏科;林杉;陳天益;牛軍;劉占文;趙威;劉冬偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06K9/62;G06N3/04;G06F119/04
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 王孝明

本發(fā)明提供了一種面向全壽命周期的公路機(jī)電設(shè)備壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括公路隧道關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備識(shí)別模塊，用于對(duì)公路隧道機(jī)電設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行識(shí)別篩選；公路隧道機(jī)電設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)模塊，用于對(duì)從公路隧道機(jī)電設(shè)備中識(shí)別篩選出來(lái)的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行剩余壽命預(yù)測(cè)；高速公路機(jī)電設(shè)備退化分析模塊，用于對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備進(jìn)行退化分析。本預(yù)測(cè)系統(tǒng)將關(guān)鍵設(shè)備識(shí)別篩選與公路隧道機(jī)電設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)相結(jié)合，大大提高了預(yù)測(cè)系統(tǒng)的效率和準(zhǔn)確性。再結(jié)合高速公路機(jī)電設(shè)備退化分析，能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)公路機(jī)電設(shè)備的全壽命周期的壽命預(yù)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于公路交通機(jī)電設(shè)備領(lǐng)域，涉及公路機(jī)電設(shè)備壽命預(yù)測(cè)，具體涉及一種面向全壽命周期的公路機(jī)電設(shè)備壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

故障預(yù)測(cè)與健康管理(Prognostics and Health Management，PHM)技術(shù)是一個(gè)涵蓋基礎(chǔ)材料、機(jī)械結(jié)構(gòu)、能源、電子、自動(dòng)測(cè)試、可靠性、信息等多領(lǐng)域的交叉學(xué)科和熱門研究方向，能夠通過(guò)故障診斷、故障預(yù)測(cè)、設(shè)備剩余使用壽命(Remaining Useful Life，RUL)預(yù)測(cè)等，提供機(jī)電設(shè)備或整個(gè)系統(tǒng)健康狀態(tài)的綜合視圖，已發(fā)展成為航空航天領(lǐng)域系統(tǒng)后勤保障、維護(hù)和自主健康管理的重要支撐技術(shù)和基礎(chǔ)。目前，基于人工智能的故障診斷系統(tǒng)由于其在提高監(jiān)測(cè)技術(shù)效率方面的突出表現(xiàn)，正在初步取代基于傳統(tǒng)技術(shù)的故障診斷系統(tǒng)。深度學(xué)習(xí)(Deep Learning)是人工智能領(lǐng)域最能體現(xiàn)智能的一個(gè)分支，也是目前機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中的核心話題與熱門研究方向。面對(duì)公路隧道機(jī)電系統(tǒng)及設(shè)備維護(hù)管理存在的種種問(wèn)題，應(yīng)用基于深度學(xué)習(xí)的PHM方法為實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)的智慧管養(yǎng)提供了新的思路與技術(shù)支撐。

現(xiàn)有的公路隧道機(jī)電設(shè)備壽命預(yù)測(cè)框架存在如下問(wèn)題：第一，隧道機(jī)電設(shè)備的重要程度未進(jìn)行細(xì)分，僅按照《公路隧道養(yǎng)護(hù)規(guī)范》內(nèi)容進(jìn)行粗略劃分，不利于差異化養(yǎng)護(hù)管理。第二，建立機(jī)電設(shè)備退化模型時(shí)未考慮外部因素對(duì)設(shè)備退化過(guò)程的影響。第三，現(xiàn)有的隧道機(jī)電設(shè)備壽命預(yù)測(cè)模型依賴于系統(tǒng)的特性數(shù)據(jù)，對(duì)于公路隧道機(jī)電設(shè)備具有間斷性故障的情況適應(yīng)情況較差。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種面向全壽命周期的公路機(jī)電設(shè)備壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中公路機(jī)電設(shè)備壽命預(yù)測(cè)結(jié)果不精準(zhǔn)的技術(shù)問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種面向全壽命周期的公路機(jī)電設(shè)備壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng)，所述的公路機(jī)電設(shè)備至少包括公路隧道機(jī)電設(shè)備和高速公路機(jī)電設(shè)備，該系統(tǒng)包括公路隧道機(jī)電設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)模塊，所述的公路隧道機(jī)電設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)模塊用于對(duì)公路隧道機(jī)電設(shè)備進(jìn)行剩余壽命預(yù)測(cè)；所述的公路隧道機(jī)電設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)模塊包括公路隧道機(jī)電設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)模型。

本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征：

該系統(tǒng)還包括公路隧道關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備識(shí)別模塊，所述的公路隧道關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備識(shí)別模塊用于對(duì)公路隧道機(jī)電設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行識(shí)別篩選；所述的公路隧道機(jī)電設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)模塊用于對(duì)從公路隧道機(jī)電設(shè)備中識(shí)別篩選出來(lái)的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行剩余壽命預(yù)測(cè)。

該系統(tǒng)還包括高速公路機(jī)電設(shè)備退化分析模塊，所述的高速公路機(jī)電設(shè)備退化分析模塊用于對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備進(jìn)行退化分析；所述的高速公路機(jī)電設(shè)備退化分析模塊包括高速公路機(jī)電設(shè)備退化分析模型。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：

(Ⅰ)公路隧道機(jī)電設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)模塊采用外部環(huán)境參數(shù)對(duì)公路隧道機(jī)電設(shè)備的內(nèi)部狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行修正補(bǔ)償，提高了剩余壽命預(yù)測(cè)模型中輸入量的精準(zhǔn)性，從而提高了經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后的模型本身的精準(zhǔn)性和采用該模型進(jìn)行剩余壽命預(yù)測(cè)時(shí)所獲得的剩余壽命的精準(zhǔn)性。