[發明專利]基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法及系統

在審

• 申請號: 202110505336.3
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113361858A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 文靜;鄭樹彬;鐘倩文;彭樂樂;柴曉冬
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F30/20;G06F16/2458;G06F16/2455;G06F16/28
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)構建全線網所有車型的基本信息庫以及車輛功能結構；

2)構建覆蓋全線網所有車型的故障庫；

3)獲取電動列車的歷史故障數據，進行預處理后統計故障數；

4)構建電動列車狀態評價模型，并結合故障頻次和故障量化等級計算得到電動列車的車輛整體狀態評分。

2.根據權利要求1所述的一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法，其特征在于，所述的步驟1)中，基本信息庫包含的車型基本信息包括車型、列車數量、投用年限、供應商、架大修履歷、關鍵技術參數以及供應商信息。

3.根據權利要求1所述的一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法，其特征在于，所述的步驟1)中，車輛功能結構具體為子系統-二級部件-最小可更換單元三級車輛功能結構，并且分別對子系統、二級部件和最小可更換單元進行分級編碼，用以進行機器識別。

4.根據權利要求3所述的一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法，其特征在于，在子系統-二級部件-最小可更換單元三級車輛功能結構中，電動列車被分為12個子系統，分別為牽引系統、制動系統、控制系統、車門、轉向架、輔助供電、車體、車鉤、空調系統、接口、乘客信息和輔助功能。

5.根據權利要求3所述的一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法，其特征在于，所述的步驟2)中，基于子系統-二級部件-最小可更換單元三級車輛功能結構對各零部件的各失效方式編制故障代碼，構建故障庫。

6.根據權利要求5所述的一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法，其特征在于，所述的步驟2)中，在故障庫中，對不同等級的故障類型進行量化，對應的故障等級量化指標為：

一級故障F₁：直接影響安全或造成系統關鍵功能失效；

二級故障F₂：影響系統功能完整性，影響舒適性，有冗余或其他應急措施維持運營一段時間；

三級故障F₃：故障無安全影響，不影響運營；

四級故障F₄：僅影響美觀，不急于立即處理的。

7.根據權利要求1所述的一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法，其特征在于，所述的步驟4)中，電動列車狀態評價模型的表達式為：

S_i＝(F₁×n₁+F₂×n₂+F₃×n₃+F₄×n₄)

其中，V為車輛整體狀態評分，W_k為子系統k在整車中的歸一化權重系數，w_j為子系統j的權重，w_k為子系統k的權重，S_k(100)為子系統k的狀態百分制評分，S_i為子系統i的狀態評分值，n₁-n₄分別為對應四個量化故障等級F₁-F₄在評估周期內的百萬車公里故障數。

8.根據權利要求7所述的一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法，其特征在于，所述的子系統的權重根據子系統的重要程度劃分，子系統的重要程度包括重要、重要和一般三個等級，不同等級對應不同的權重。

9.根據權利要求1所述的一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法，其特征在于，所述的步驟4)還包括：

顯示全線網不同線路、不同車型、不同子系統的歷史故障數據和故障分布，以及相關電動列車狀態評價結果和故障頻次異常的零部件信息；

對于故障頻次異常，若零部件的無故障工作時間或無故障運營里程明顯小于平均無故障工作時間和平均無故障運營里程則進行報警。

10.一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估系統，其特征在于，該系統包括：

車輛基本信息模塊，用以存儲車輛關鍵的基本信息，包括車型、配屬列車數量、編組、整車供應商、投用時間、架大修履歷、關鍵技術參數以及關鍵子系統供應商信息；

車輛功能結構和故障庫模塊：用以建立子系統-二級部件-最小可更換單元三級車輛功能結構和故障庫；

數據讀取模塊：用以讀取已發生故障的車輛零部件信息和故障類型；

數據分析模塊：用以獲取電動列車故障分布，統計零部件故障頻次；

車輛狀態評價模塊：用以根據電動列車狀態評價模型評估車輛整體狀態；

信息顯示模塊：用以顯示車型狀態評估結果、車輛故障分布情況及對故障率異常的部件給出警示。