动车组PHM模型数据处理架构优化及关键技术研究

动车组故障预测与健康管理（PHM,Prognostics and Health Management）模型研究工作围绕动车组运维数据开展。数据是动车组PHM模型的驱动力，数据计算是动车组PHM模型的核心。文章从动车组PHM模型应用现状出发，对动车组PHM模型数据架构进行了优化设计，研究了动车组车载信息无线传输系统（WTDS,Wireless Transmission Device System）数据清洗及存储等关键技术，提升了PHM模型源数据处理效率。     

基于人工智能的高铁动车组智能运维数据分析系统的构建

针对高速铁路（简称：高铁）动车组部件故障诊断和预测的业务需求,依托动车组故障预测与健康管理（PHM,Prognostic and Health Management）系统,在基于人工智能的高铁动车组智能运营维护（简称：运维）算法研究平台中构建高铁动车组智能运维数据分析系统。介绍了高铁动车组智能运维算法研究平台的架构,以及高铁动车组智能运维数据分析系统的数据处理流程和关键算法。并以高铁动车组客室空调为例,选取客室空调相关传感器数据进行数据分析,得到影响客室空调健康状况的特征,并对聚类结果进行健康度数据标注,作为客室空调健康评估模型开发的基础。     

动车组运行可靠性评价方法研究

针对我国动车组运用维修特点,按照分层、分级、分类的原则对动车组故障进行统计分析;针对动车组现场数据复杂性、多样性特点,制定了故障数据收集方法;给出了动车组整车寿命周期故障率计算方法,实现了动车组运行可靠性规律定量描述;从数据收集、故障率计算、故障规律分析、故障规律优化等方面规范了动车组运行可靠性评价流程;结合实例分析说明了方法的合理性和有效性。     

动车组多源故障管理平台设计

动车组故障数据采集途径越来越多,不同来源的故障信息在数据结构与处理流程方面各有不同,对故障统一管理分析带来了挑战。通过对动车组多源故障来源信息进行分析,提出了动车组多源故障管理平台设计方案,构建多源故障数据标准化结构体系,实现动车组多源故障统一管理,以及故障闭环管理、统计分析、故障知识库管理、重点故障管理、故障预测与维修决策管理等功能。平台的建立有利于动车组运用维修单位对多元故障的一体化管理,降低成本的同时也为动车组配件全生命周期管理提供有效的数据支撑。     

动车组故障统计与配件寿命分析

动车组管理信息系统已经在全路各运用所使用,本文依托于动车组管理信息系统故障模块,对动车组各部位故障数据进行样本采集,运用统计学理论系统阐述了对于动车组故障规律的建模分析方法和动车组配件寿命的估计方法,从而为动车组的运用和检修提供了可靠的参考依据,为故障模式、影响及危害度分析FMECA奠定基础.     

基于多源数据分析的TEDS故障识别技术研究

单点运行的动车组运行故障动态图像检测系统（TEDS）故障自动识别功能存在识别准确率不足，误判率高的问题。为此，提出了一种基于多源数据的动车组故障图像识别方法，以联网运行的TEDS数据为基础，结合传统的差异检测法，对不同空间与时间TEDS采集的同一列车图像进行多源数据融合与权重差异计算，实现了动车组车体异常部位的检测。试验表明，该方法建立了更为准确的对比参考源，减少了环境对成像内容的影响，能够提高动车组运行故障自动识别率，降低误报率。     

基于BP算法的AT牵引供电系统状态识别

使用ATP电磁暂态仿真软件对AT牵引供电系统进行数学建模,仿真分析了高速动车组正常运行状态、T-R短路故障、F-R短路故障、T-F短路故障和异相短路故障;重点分析了高速动车组在过电分相时产生的非线性谐振（铁磁谐振）和线性谐振,采用MATLAB仿真软件为工具,应用神经网络中BP算法对AT牵引供电系统的5种状态进行识别。     

基于可靠性的动车组制动系统故障对比分析

分别用传统故障频次分析和故障比重比分析两种分析方法,对所采集的CRH2型动车组制动系统故障数据进行了统计分析,找出了影响动车组制动系统可靠性的薄弱环节,为提高动车组制动系统的可靠性提供了研究方向。     

动车组故障率统计分析方法

针对我国动车组故障影响特点和运用管理要求,按照故障严重程度不同对动车组事故和故障进行分类,制定了动车组A类、B类、C类和D类故障的可靠性指标;依据可靠性工程理论,给出动车组百万km故障率指标定义及其计算式;提出动车组故障率统计分析方法,并对某型动车组寿命周期内故障率变化规律、高级修效果和特定部件周期性故障规律进行分析。结果表明:动车组的早期惯性故障经过有效整治后,故障率显著降低并持续平稳;高级修前故障率呈逐渐上升趋势,高级修后呈微弱的早期故障期,随后明显下降;空调系统的季节性故障率变化趋势分析表明,在每年夏季的6—8月间具有明显的故障率峰值,应强化维修保养措施。示例分析表明,此方法可基于运用维修大数据对动车组故障规律进行验证和分析。     

动车组车载非实时数据下载及应用平台设计与实现

为满足铁路动车组故障原因深入分析、趋势规律预测等需求，分析车载非实时数据现状，提出采用无线局域网（WLAN,Wireless Local Area Network）结合5G移动通信公网进行非实时数据下载的方式，设计了动车组车载非实时数据下载及应用平台。通过海量数据处理监控、批量高效数据解析及数据完整性校验等关键技术，实现车载非实时数据的采集传输、数据监控、数据解析、数据共享及综合展示等功能。该平台的实现可进一步推动铁路动车组非实时数据的下载建设，对于动车组故障分析及运用状态评估预测等研究具有重要意义。     

基于物联网技术的动车组一体化运用检修作业管理系统的研究

通过对动车组一体化作业管理流程的分析及现场作业过程中存在的管理问题,提出了建设以物联网为技术基础的动车组一体化检修作业管理信息系统,利用RFID、传感器、移动互联和图像信息采集识别等物联网技术,实现对动车组检修作业过程数据的实时共享,提高动车组一体化检修作业管理效率和现场安全作业保障。     

S1000D标准在动车组技术资料上的应用研究

对S1000D标准和动车组技术资料进行研究和总结,分析S1000D标准对动车组技术资料进行结构化编码管理的方法和优势。结合目前动车组技术资料的实际使用情况,运用S1000D标准对既有技术资料进行结构化编码分析研究,初步制定了一套易于操作、使用的动车组技术资料结构化编码的解决方案,并且制定了动车组技术资料的数据模块编码和信息控制码,希望以后逐步形成中国高铁技术资料自己的结构化编码标准。     

基于数据融合的动车组健康状态评估

中国动车组以其高速、舒适、便捷,受到越来越多的旅客的青睐,高铁客流量逐年增多。在有限的动车组保有量的情况下,动车组运营压力也越来越大。如何在动车组高频率运用的情况下保证动车组运行安全已成为一个重要的研究课题。本文从数据角度出发,采用数据融合的方法进行实时在线动车组健康状态评估研究。对动车组运用特征和现有监测数据现状进行分析,选择特征特征向量,然后数据融合,得出动车组健康指数。经验证,健康指数可以实时反映动车组健康状态,对动车组运行安全保障具有实际意义。     

动车组齿轮箱异常振动监控数据分析

动车组列车大多配备TDDS(列车振动监控系统)对车辆运行中的振动状态数据进行记录、分析,以及对齿轮箱振动监控异常数据进行预警、报警提示。分析了某型动车组运行中的一次振动预警数据,对TDDS的阈值选取及工作原理进行了介绍。同时通过数据分析手段得出此次异常振动原因,并确认了故障位置。     

基于数字孪生技术的动车组运维管理系统架构研究

借鉴数字孪生技术在产品远程运维中的实践经验,立足动车组运维信息化建设实际情况,分析数字孪生技术动车组运行和检修过程中的应用需求,研究基于数字孪生技术的动车组运维管理系统总体架构,设计数字孪生动车组、数字孪生运用所和数字孪生高级修车间3大应用,实现动车组运维全要素融合展示,保障动车组运行安全,支持精准化运维管理。数字孪生技术在动车组运维中的应用研究,有助于解决动车组运维信息化存在的数据分散、数据挖掘不够深入和缺乏融合展示的问题。     

动车组轮对全生命周期管理平台研究

动车组轮对的全生命周期管理是当前动车组信息化管理的一项重点任务。文章总结目前我国动车组轮对信息化管理的现状,分析动车组轮对全生命周期管理的需求,提出动车组轮对全生命周期管理平台架构。通过该动车组轮对全生命周期管理平台,动车组轮对的各制造、检修、运用单位可以最大限度地利用动车组轮对生命周期中产生的各种数据,降低成本,提高收益。     

动车组CIR设备重复故障的问题分析及解决

车载综合无线通信设备是动车组与调度、车站之间的信息交互平台,可有效保障动车组运行过程中的信息传输畅通和车辆运行安全.本文通过一起动车组车载CIR设备重复故障,分析故障发生原因并提出处理方法,为降低故障影响、预防故障发生提出建议措施.     

基于实测数据的CRH380AL动车组电气负荷特性分析

近年来CRH系列动车组大量投入高速铁路,其功率因数、谐波含量等方面的电气特性与传统交一直型机车有较大区别。简要分析了CRH380AL动车组的电气原理,根据实测数据,并利用曲线拟合的方法,主要对该车型功率因数和网侧电流谐波含量进行分析。这些基础工作对分析该系列车型运用性能及牵引供电系统电能质量具有一定的参考价值。     

动车组故障预测与健康管理系统方案研究

结合国内动车组实际需要和列车运行传感技术的发展现状，对现阶段建立动车组故障预测与健康管理地面系统的数据、用户及业务需求进行了分析，提出了基于超融合技术、铁路总公司和动车段两级硬件部署、铁路总公司–铁路局–动车段–运用所四级应用的系统设计方案，明确界定了故障预测与健康管理系统与既有动车组管理信息系统的接口和预测故障的闭环管理机制，并对动车组健康管理系统的应用前景进行了展望，对建设动车组PHM系统，实现动车组视情检修，提高动车组运用、维修效率进行了积极的思考。