[發(fā)明專利]軌道靜態(tài)不平順趨勢預(yù)測方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210648194.0
• 申請日: 2022-06-09
• 公開（公告）號: CN114912367A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱洪濤;姚晗星;陶捷;王志勇;吳維軍;張苗苗
• 申請（專利權(quán)）人: 江西日月明測控科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F119/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

本發(fā)明提供了一種軌道靜態(tài)不平順趨勢預(yù)測方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，所述方法包括將獲取的若干條歷史數(shù)據(jù)采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法進(jìn)行相似性檢驗(yàn)，且通過路徑矩陣表征所述相似性檢驗(yàn)的結(jié)果；采用穩(wěn)健回歸法對路徑矩陣進(jìn)行擬合修正以獲取擬合數(shù)據(jù)，并將擬合數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)相似性檢驗(yàn)，直至擬合數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)條件后結(jié)束擬合修正以獲取動(dòng)態(tài)規(guī)整路徑矩陣；通過相關(guān)系數(shù)法對路徑矩陣以及動(dòng)態(tài)規(guī)整路徑矩陣中的必要里程進(jìn)行復(fù)檢；滿足復(fù)檢要求時(shí)實(shí)現(xiàn)若干條歷史數(shù)據(jù)的對齊；將對齊的若干條歷史數(shù)據(jù)通過預(yù)設(shè)超參數(shù)的長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練。本申請可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)米范圍內(nèi)的軌道不平順劣化狀態(tài)中的靜態(tài)單項(xiàng)數(shù)據(jù)做出小范圍的精確預(yù)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鐵路軌道不平順預(yù)測的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種軌道靜態(tài)不平順趨勢預(yù)測方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

鐵路發(fā)展的日新月異，但其快速發(fā)展帶來的“高速化”和“重載化”趨勢也給軌道的安全維護(hù)提出了更高的要求。隨著鐵路交通高速化和重載化的不斷發(fā)展，軌道反復(fù)承受機(jī)車車輛的荷載，逐漸改變軌道的軌距、水平及高低等幾何形位和空間位置，造成軌道不平順；鐵路軌道不平順直接威脅列車運(yùn)行安全。然而，軌道的維修作業(yè)既要面對任務(wù)量巨大帶來的壓力，又要應(yīng)對因運(yùn)行密度大而被壓縮的天窗時(shí)間限制。為了解決這一矛盾，業(yè)界專家正致力于將按照周期檢修軌道的“周期修”向按照軌道不平順狀態(tài)制定維修時(shí)間的“狀態(tài)修”轉(zhuǎn)變。要想落實(shí)、推廣“狀態(tài)修”的理念，如何精準(zhǔn)預(yù)測軌道未來的不平順狀態(tài)便是其中的關(guān)鍵問題之一。

目前軌道不平順狀態(tài)的預(yù)測工作一類是通過對綜合指數(shù)的預(yù)測來解釋軌道的綜合質(zhì)量變化，另一類是通過對單項(xiàng)指標(biāo)預(yù)測來說明某一類型的不平順狀態(tài)劣化程度。前者強(qiáng)調(diào)整體性，后者強(qiáng)調(diào)針對性，并且理論上應(yīng)該根據(jù)預(yù)測結(jié)果能對相關(guān)位置的維修作業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)工作。但目前已有的通過對單項(xiàng)指標(biāo)預(yù)測來說明某一類型的不平順狀態(tài)劣化程度的研究大多是以百米級甚至更大量級的里程作為研究對象，這對工務(wù)維修人員精確定位問題所在的幫助相對有限。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種軌道靜態(tài)不平順趨勢預(yù)測方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，針對軌道歷史數(shù)據(jù)的里程偏差進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，并采用長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)模型對對齊的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)對數(shù)米范圍內(nèi)的軌道不平順劣化狀態(tài)中的靜態(tài)單項(xiàng)數(shù)據(jù)做出小范圍的精確預(yù)測，有效幫助工務(wù)維修人員快速且精確定位軌道不平順位置所在。

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N軌道靜態(tài)不平順趨勢預(yù)測方法，包括：

將獲取的若干條歷史數(shù)據(jù)采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法進(jìn)行相似性檢驗(yàn)，且通過路徑矩陣表征所述相似性檢驗(yàn)的結(jié)果；

采用穩(wěn)健回歸法對所述路徑矩陣進(jìn)行擬合修正以獲取擬合數(shù)據(jù)，并將所述擬合數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)所述相似性檢驗(yàn)，直至所述擬合數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)條件后結(jié)束擬合修正以獲取動(dòng)態(tài)規(guī)整路徑矩陣；

通過相關(guān)系數(shù)法對所述路徑矩陣以及所述動(dòng)態(tài)規(guī)整路徑矩陣中的必要里程進(jìn)行復(fù)檢；

在所述必要里程的數(shù)據(jù)不滿足復(fù)檢要求時(shí)，采用起點(diǎn)重置法或放縮法對所述必要里程進(jìn)行重新擬合修正，以實(shí)現(xiàn)所述若干條歷史數(shù)據(jù)的對齊；

將對齊的所述若干條歷史數(shù)據(jù)通過預(yù)設(shè)超參數(shù)的長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以使對軌道靜態(tài)不平順的未來數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，且預(yù)測效果通過均方根誤差和平均偏差進(jìn)行表征。

較佳地，所述將獲取的若干條歷史數(shù)據(jù)采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法進(jìn)行相似性檢驗(yàn)，且通過路徑矩陣表征所述相似性檢驗(yàn)的結(jié)果的步驟具體包括：

獲取若干條歷史數(shù)據(jù)，將所述若干條歷史數(shù)據(jù)中的任意一條作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，所述若干條歷史數(shù)據(jù)中的其它歷史數(shù)據(jù)作為待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)；

將每條所述待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)逐條與所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)組合配對；

采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法對組合配對的所述待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)與所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相似性檢驗(yàn)，所述相似性檢驗(yàn)的檢驗(yàn)結(jié)果通過路徑矩陣表征。