[發明專利]基于列車牽引系統的PHM系統

有效

• 申請號: 202010568202.1
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111897759B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 裴春興;李娜;王遠霏;郭桐宇;蔣潔;陳登升
• 申請（專利權）人: 中車唐山機車車輛有限公司
• 主分類號: G06F13/42
• 分類號: G06F13/42
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 付曉娣

本發明適用于軌道交通牽引技術領域，提供了一種基于列車牽引系統的PHM系統，包括：在列車牽引系統中設置的TCU上設置獨立的CMS板卡，CMS板卡用于從TCU上獲取待處理數據，將待處理數據用于PHM運算，并將得到的運算結果直接導出或傳輸給TCU上設置的CPU主板上。本發明通過CMS板卡直接從TCU獲取待處理數據，獲得的數據量大且比較準確，得到的運算結果中對應的故障預測比較準確。CMS板卡上的各個模塊即可完成PHM運算以及數據導出，使得占用資源較少，減少了對其他數據處理的影響且數據導出時延較小。

技術領域

本發明屬于軌道交通牽引技術領域，尤其涉及一種基于列車牽引系統的PHM系統。

背景技術

故障預測與健康管理(Prognostic and Health Management，PHM)系統可以進行數據采集、處理和監控等，并具有檢測設備健康狀況、診斷和預測故障位置和發生時間、部件使用壽命以及進行適當的維修保障決策等功能，在診斷、預警方面具備極高的準確性。

目前，針對列車牽引控制單元(Traction Control Unit，TCU)的PHM設計都是通過TCU的數字量和模擬量采集子板，從牽引系統的各個設備節點獲得原始數據，再篩選出少量關鍵數據，通過多功能車輛(Multifunction Vehicle Bus，MVB)總線、WTB網關、WTB總線等列車通信網絡(Train Communication Network，TCN)上傳給中央控制單元，中央控制單元再通過車載無線收發裝置將篩選的關鍵數據傳送到地面服務器，采用會部署在地面服務器上的PHM算法進行運算，或者中央控制單元將篩選的關鍵數據記錄在車上的存儲硬盤中，后期再將硬盤數據提取出來采用地面服務器上進行PHM運算。在TCU上得到的另外的一部分原始數據通過局部的MVB總線或控制器局域網絡(Controller Area Network，CAN)總線等方式，傳給車載邊緣PHM專用設備，進行簡單判定，然后將判定結果上傳給通信控制器(Communication Control Unit，CCU)，再傳回地面服務器。

然而，采用現有技術進行PHM運算時，原始數據的獲取方式復雜且數據量小，導致計算結果不準確；原始數據傳輸路線較長，導致同時占用的總線資源、無線資源以及CCU資源較多，影響其他數據的處理，且數據時延嚴重。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種基于列車牽引系統的PHM系統，旨在解決現有技術中進行PHM運算結果不準確、數據時延嚴重且占用額外資源較多的問題。

為實現上述目的，本發明實施例的第一方面提供了一種基于列車牽引系統的PHM系統，包括：在列車牽引系統中設置的TCU上設置獨立的CMS板卡，所述CMS板卡用于從所述TCU上獲取待處理數據，將所述待處理數據用于PHM運算，并將得到的運算結果直接導出或傳輸給所述TCU上設置的CPU主板上。

作為本申請另一實施例，所述CMS板卡包括：原始大數據背板端口輸入模塊、核心處理模塊、PHM運算模塊以及對外數據傳輸模塊；

所述核心處理模塊分別與所述原始大數據背板端口輸入模塊、所述PHM運算模塊以及所述對外數據傳輸模塊連接；

所述原始大數據背板端口輸入模塊，用于通過所述TCU上設置的DPS運算控制模塊中的AD板卡和所述TCU上設置的CPU主板獲取所述待處理數據；

所述核心處理模塊，用于采集所述原始大數據背板端口輸入模塊獲取的所述待處理數據，并將所述待處理數據存儲以及轉發給所述PHM運算模塊和所述對外數據傳輸模塊；

所述PHM運算模塊，用于接收所述原始大數據背板端口輸入模塊發送的所述待處理數據并進行運算，得到運算結果，并將所述運算結果發送給所述對外數據傳輸模塊；