[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

本發明涉及一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法及系統，該方法包括以下步驟：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車輛故障庫；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。與現有技術相比，本發明具有分級、分類有效管理、客觀科學評價、提高工作效率、故障分析查詢等優點。

技術領域

本發明涉及軌道電動列車狀態檢測評估領域，尤其是涉及一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法及系統。

背景技術

在城市軌道交通高速發展背景下，軌道交通車輛基數增大和車輛管理呈現出不平衡發展態勢。特別是對于城市軌道交通投入較早的城市，目前已全面實現網絡化運營，線網配屬車型眾多，車輛在使用年限、設計制造水平、設備狀態、運營表現、維修需求等各方面都存在著差異。車輛作為城市軌道交通運營最重要的設備，對車輛進行評估不僅是保障城市軌道交通運營安全的手段之一，而且可以從整體上反映線網車輛的可靠性、可用性和可維修性等方面的情況，對車輛運營、維護和保養等方面具有重要意義。

目前，狀態評估主要有三種較為常用的方法：一是利用專業領域知識建立失效物理模型；二是基于傳感器或試驗采集到的數據進行分析和預測；三是基于歷史失效數據對狀態進行評估，三種方法適用性各不相同。城市軌道交通車輛是一個復雜機械系統和電氣系統的集合，車輛狀態受到眾多因素的影響，作為一個復雜的動態系統，整車的失效物理模型很難求得；因此車輛狀態的獲取主要通過監測或評估車輛系統中某一子系統或部件的狀態，而對于車輛整體來說，子系統或部件并不能全面反映整車健康狀態，現階段對整車狀態的評估尚處于探索階段。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法及系統。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于軌道交通車輛故障數據的車輛狀態評估方法，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。

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。

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。

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。

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。

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；