铁路机车车载设备数字孪生体构建方法研究

针对当前铁路车载专业培训系统缺少对设备运行状态实时映射、培训内容仿真度不足等问题，利用数字孪生虚实模型精确映射、数据实时仿真分析的技术特点，基于CINEMA 4D+Unity3D平台及数字孪生五维模型，提出一种铁路机车车载设备数字孪生体的构建方法。该方法通过分析物理设备运行状态、构建高保真虚拟设备模型，以及优化孪生数据采集方式，实现实时驱动虚拟设备状态显示及设备运行状态分析等功能；最后通过构建铁路机车车载设备培训系统，实现面向参培学员的实时培训指导。通过试验验证了该方法的可行性，并为铁路其他相关设备的数字孪生体构建提供了技术参考。     

TPDS探测站状态远程在线实时监测的设计与实现

基于TPDS探测站设备的系统构成和配置方案,制定设备自检数据接口,利用监测数据传输通道完成探测站设备运行状态自检信息的采集、传输和处理,实现对其运行情况的远程在线实时监测.     

基于DGA技术的牵引变压器在线监测系统

为了确保高速铁路安全运行,实时监测牵引变压器运行状态,及时地发现牵引变压器内部故障具有重要的意义。文章在分析牵引供电系统运行可靠性要求和牵引变压器故障诊断要求的基础上,提出了基于DGA技术的牵引变压器在线监测的构想,并设计了相应的TTM-Ⅰ型牵引变压器在线监测系统,实现了对牵引变压器运行状态的不间断监测。现场运行数据与实验室数据的比较验证了该系统的有效性。     

地铁信号设备在线监测系统设计与实现

通过多种类传感器技术实时获取信号设备运行基础数据,利用无线通信、网络等技术实现数据传输,搭建地铁信号设备在线监测系统。系统具有对道岔、转辙机、有源应答器、轨道电路以及信号设备、电源设备和系统的实时监测功能,有利于信号设备维护和管理人员远程实时监测运营信号设备的运行状态,便于设备运用、维护与诊断。     

列车运行监控设备监测管理系统(LMD)构建与实施

兰州电务段对现有列车运行状态信息系统(LAIS)进行升级改造,融合铁路局无线局域网络,建成了列车运行监测管理系统(LMD),可以实现LKJ设备运行状态和数据版本运用状态的实时监测和管理。     

GYK设备远程监测维护技术研究

介绍GYK设备远程监测维护系统的设计和结构,通过远程实时监测GYK设备工作状态、运行数据、轨道电路信号、数据版本等信息进行分析预警,对于实现GYK设备管理规范化、科学化,切实提高GYK设备维护管理水平、保障安全生产具有重要意义。     

面向一体化信号中继站的电池智能监控系统技术研究

为保证信号设备全天候正常运行，一体化信号中继站采用磷酸铁锂电池作为信号设备备用直流电源，磷酸铁锂电池组的自身电池管理系统，具备数据实时独立监测功能，但是无法与其他运维子系统进行联动监测，也无法实现电池运行状态的趋势预测和故障状态的预警，具有安全隐患。本文基于电池自身管理系统采集的数据，提出面向一体化信号中继站的电池智能监控系统，通过物联网技术将电池数据接入一体化信号中继站智能运维后台，与巡检、动环、消防等运维子系统数据共享和联动监测，从而做到一体化智能运维，同时建立电池数据库并研究基于大数据的故障诊断和趋势预测技术，能够实现电池运行状态的预测和故障状态的预警，提高一体化中继站应急响应水平和运维效率。     

基于窄带物联网的全电子联锁远程监测系统研究

伴随全电子联锁系统的推广应用,针对实时监测系统运行状态和及时有效进行设备维护的需求,结合全电子联锁系统执行单元特点并采用窄带物联网技术,从系统软硬件两方面研究设计了一种全电子联锁远程监测系统。在此基础上,通过对系统在交互通信时数据传输过程可能存在遭受窃取、伪造等安全风险的分析,提出系统通信数据的加密模型并优化了密钥更新算法。系统测试、通信数据加密模型及密钥更新算法验证结果表明,研究的全电子联锁远程监测系统能够实现实时监测全电子联锁系统设备并将设备状态或故障信息安全传输和显示于用户终端,提出的通信数据加密模型及密钥更新算法能够有效地保障通信数据的传输安全,系统设计能够满足铁路安全运营和维护的需要。     

高铁列控中心设备远程监测及智能诊断系统研究

为了提高现场列控中心设备故障处理和原因分析的自动化水平和效率,研发了高铁列控中心设备远程监测及智能诊断系统。软件采用B/S架构和C/S架构联合开发模式并进行分布式部署,利用专用传输通道将各站列控中心信息汇集,实现对各站点列控中心设备运行状态的远程监测;采用多源数据集成技术,实现基础数据、运维数据、历史数据等显示、存储和管理;采用BIM技术,实现设备及其运行状态的直观显示;通过大数据分析技术,对设备健康状态进行实时监测,做到故障早发现、早诊断、早处理;采用智能诊断专家系统,智能分析故障原因,指导维护人员处理故障,缩短故障延时。详细介绍了该系统的结构组成、工作原理、实现功能和关键技术,通过现场实际运用,验证了其远程监测和智能诊断功能的有效性。     

电务车载设备远程监测预警系统研究

电务车载设备远程监测预警系统研究基于LAIS机车车载设备管理系统,主要负责机车设备运行状态的实时检测、故障诊断,以及机车运行和设备工作状态记录、地面系统分析数据、机车设备运行数据等的查询检索,为确保机车车载设备的正常运行提供高科技手段,对充分保证机车运行安全,有着不可估量的社会及安全效益.     

城市轨道交通车辆智慧空调技术

智慧空调技术作为城市轨道交通车辆智能化运营的重要技术手段，主要根据车辆运行环境数据来调整空调运行模式，进而改善车内舒适度，对空调机组运行状态进行实时监测及关键零部件故障预警，实现空调机组的智能化健康管理，提升空调运营维护效率。智慧空调系统由车辆空调、车载网络及PHM(故障预测与健康管理)地面支持系统结合搭建而成，通过传感器来监控车辆空调使用环境数据，并自适应性调节空调运行状态以改善车内空气质量。在故障预测及健康管理方面，智慧空调技术通过搭建诊断模型，采集并传输空调机组运行状态数据，实现对空调机组多发性故障的及时预警，对关键零部件使用寿命进行老化预测并采取相应的健康管理措施，进而保障空调机组的安全运行。在车辆的维修维护中，智慧空调技术结合不同的诊断及预警模型数据，合理制定空调机组修程，将空调机组故障修与定时修为主的传统维修模式发展为基于安全监控和健康管理的智能化“状态修”模式。     

BIM运维管理系统在兰州西客站的研究开发和应用

基于兰州西客站BIM模型,通过对模型数据进行数据挖掘和对BIM软件的本地化开发,为房建段建立运维管理平台,从人员、设备、监测实时数据、管网、器材、备品、巡检、维修等方面进行全方位管理。采用可视技术与BIM模型相结合的方法实现设备维修可视指导功能,对岗前学习和作业指导提供技术手段,利用智能监测技术对重要设备进行状态监测,使得维修指导更及时,提高了效率。现场使用PDA和电子标签实现现场人员、任务、执行情况跟踪管理,充分发挥巡检作用,在巡检中提前发现设备、设施隐患,做到维修有准备、有计划,减少设备故障,及时传输技术资料和现场资料,缩短设备抢修时间。     

AFC设备运维信息管理平台的开发与应用

郑州地铁融合信息化技术提出建设AFC设备的运维信息管理平台,该平台使用手持终端实现对AFC设备维护数据的快速采集,用信息管理系统完成对设备维护数据的快速分析,并通过估算各模块的动作次数和设备运行状态良好率来预测设备模块的运行稳定度,辅助维修进行决策。通过对设备和其内部模块进行统一编码及关联映射,实现从设备到模块的跟踪管理,以及对设备维护记录、运行负荷度、疲劳度的历史追溯。此外,建立AFC设备维护保养台账的数据仓库,实现备品备件消耗、设备故障、设备保养记录等数据的快速检索,从而减少维护人员工作量,提高工作效率。     

基于EHM理念的铁路机务设备大数据健康管理系统的设计与实现

为更好地进行铁路机务设备工作状态管理,降低维修成本,设计并实现了基于设备健康管理(EHM,Equipment Health Management)理念的铁路机务设备大数据健康管理系统。该系统通过层次分析法、自回归(AR,Autoregressive)模型、支持向量机(SVM,Support Vector Machine)模型,实现了铁路机务设备运行状态实时监测、健康趋势预测分析(准确率到达96.2%)、故障预测分析(准确率到达99.08%)、风险评估预警等功能。系统的运用有效的降低铁路机务设备维修成本,为铁路机务设备的信息化健康管理起到示范作用。     

地铁联锁站数据监测系统设计研究

详细介绍了广州地铁2、8号线联锁站数据监测系统硬件架构的组成,着重阐述了轨道电路及转辙机的电参数测量方案、车地通信发送设备的实际列车识别报文解析方案、轨旁设备指示灯状态监测方案及现场操作员工作站的视频监测方案。该系统实现了信息的实时采集、存储和分析,可获取设备的实时状态;能利用隔离技术获取设备数据,并对这些数据使用数理统计和大数据处理方法进行解析,从而完成数据物理意义的表示。其对故障分析和排查有一定的帮助。该系统还具有良好的可扩展性,已在广州地铁2号线萧岗站试应用,试用效果良好。     

基于声-振联合特征分析的配电变压器运行状态辨识方法研究

高速铁路供电箱式变电站长期工作在高温潮湿环境，针对箱变内部变压器等关键设备运行安全问题，提出一种利用声波和振动信号联合特征进行变压器运行状态辨识方法。首先，通过非侵入式传感器获取伴随配电变压器运行的声波和振动信号，再经过滤波消噪处理声波信号提取其时频谱图纹理特征，并与振动信号变模态分解后的排列熵联合形成联合特征向量；通过概率分布特征构造最优分类超平面，由支持向量机分类算法实现联合特征向量的变压器典型状态的辨识。实验证明，声振联合特征分析方法对变压器正常、轻载、重载和三相不平衡等各运行状态下判别准确率均达96%以上。通过对辨识发现的变压器异常工况进行预警，及时实施设备状态检修可大大提高铁路供电可靠性。     

铁路道口信号设备的维护与监测

利用微机技术、单片机技术、传感器技术和RS-232方式，完成对铁路道口信号设备实际运行情况的卖时监测，为实现道口信号设备状态维修提供基础设备。     

车载设备故障捕捉分析系统的设计

针对广州地铁2、8号线车载设备部分故障无法追溯故障时的现象和数据,缺乏故障监测手段,难以分析故障原因等情况,进行车载设备故障捕捉分析系统设计,实现信息实时采集、存储和分析,获取设备的实时状态。利用隔离技术获取设备数据,运用数理统计和大数据处理方法对这些数据进行解析,完成数据物理意义的表示。该系统已在广州地铁2号线2A027028车上应用,试用效果良好,对故障分析和排查有一定的帮助。     

基于BIM与状态监测的车辆段室外管线智能管控设计及关键技术研究

针对车辆段室外综合管线运维中存在的隐蔽性强、交互错杂、信息割裂、管理效率低下等问题，提出一种基于BIM与状态监测的车辆段室外管线智能管控设计技术方案。首先，通过BIM技术建立车辆段管线地下管网三维模型，并将管线的各类信息(位置、材质、规格等)以数据化的形式存储在模型中，实现地下管线的三维可视化和管线数据信息化；然后，通过管线监测控制方案设计，在各类管线关键节点安装智能仪表，实时采集管线状态数据，经过后台数据处理和智能化分析，监测分析管线运行状态，开展管线故障预警及故障诊断，利用电动阀门实现故障情况下区域阀门的自动开启及闭合，实现管网状态的实时监测，降低管线故障对车辆段生产作业的影响危害；最后，搭建管线信息数据库和智能管控软件平台，数据库集成管线的运维、能耗、实时监测数据，软件平台将各管线专业信息相融合，形成一个各管线专业集中统一的管理和监视界面终端，集成管线三维展示、状态数据展示、故障报警提醒、智能派单等功能，减少人工作业，提高管线管理效率。研究成果可以为车辆段室外综合管线运维管理提供借鉴，给车辆段基础设施资源的建设、规划提供行之有效的管理手段和办法。     

基于PHM技术的EOAS健康管理和故障预测系统研究

目前铁路电务部门主要依靠人工和机务故障报修系统的提报信息,对动车组司机操控信息分析系统（EOAS）车载设备进行维护,但无效及误报信息较多,无法满足当前车载设备的运用保障需求。针对该问题,基于故障预测与健康管理（PHM）技术,利用EOAS实时回传的车载设备运行数据和图像信息,通过通用故障建模、大数据技术、图像识别,智能分析运行状态变化,实现EOAS车载设备健康状态在线实时监测、关键部件的故障报警及预测、EOAS全生命周期的健康信息管理,为设备日常运用、维护和管理提供技术手段,实现精准和预防性维修,把当前被动的故障处理转变为故障预防管理。该系统投入运用后,对相关设备维护人员的知识储备、经验能力、熟练程度等要求大大降低;与原人工检测作业对比,检测耗时大幅缩短,有效提升电务部门的设备维护效率和质量,保障了车载设备的持续可靠运行。