高速动车组大数据PHM系统研究与应用

针对延长高速动车组使用寿命和提高使用效率的问题，在研究了工业大数据、故障预测与健康管理（PHM）的定义和应用、PHM相关标准以及国外PHM软件开发平台的基础上，搭建了基于大数据的车载、地面故障预测与健康管理系统一体化的功能架构并提出技术实现方案，应用动车牵引电机轴承温度健康状态模型,以牵引电机轴承温度和环境温度数据为基础,进行了实例分析。     

故障预测与健康管理技术在动车组中的应用

动车组维护策略优化研究日益受到重视,其中故障预测与健康管理(PHM)技术以及基于状态的维修是目前动车组维护策略优化的重点。分析了PHM技术的现状和发展趋势,结合技术架构对动车组车载PHM系统、车地PHM系统、地面PHM系统等技术进行分析,并对PHM系统进行验证。分析结果可为PHM技术在各类轨道交通车辆中的应用提供参考。     

智能动车组车载PHM系统探讨

新一代复兴号智能动车组搭载了车载故障预测与健康管理(PHM)系统,实现了动车组故障的预警、预测等功能.根据现阶段智能动车组车载PHM技术方案,重点阐述车载PHM系统应用现状,同时结合实际工作中地面PHM系统较为完善的开发应用经验,进一步探讨车载PHM系统与地面PHM系统相互融合的设计需求、技术方案及应用场景.     

基于跨系统数据融合的轨道车辆PHM技术研究

针对目前轨道车辆故障预测与健康管理（PHM）技术应用中存在的监控数据利用率较低、专业综合率不高、故障综合判断率较低的问题,文章提出基于跨系统数据融合的PHM技术方案,详细分析了PHM系统的架构,并利用信息融合和数据挖掘技术建立跨系统数据融合的整车安全性、舒适性、车辆定位、故障应急处理的PHM模型。该技术方案已在广州市轨道交通项目中得到应用,并在实际应用中不同程度地降低了运维成本,提高了故障决策效率。     

钩缓系统PHM技术及应用

针对目前机车钩缓系统主要依靠离线检修的现状,为了及时发现钩缓装置的故障,减少离线检修频率,实现钩缓装置运行寿命预测,文章提出可以监测钩缓系统服役过程中性能变化的在线故障预测与健康管理（PHM）技术,并对钩缓系统PHM技术方案与应用进行了详细阐述。装车试验结果验证了该PHM技术对车钩裂纹在线识别的有效性。     

高速铁路道岔异构数据在Hbase上的云存储方案

实现健康预测管理（PHM）可以提高信号设备的运行安全性、系统可靠性和可维修性，道岔设备的数据对其PHM的研究有重要意义。目前，高速铁路道岔监测数据存储架构难以满足PHM海量异构历史数据存储问题，结合道岔监控数据以及道岔缺口监测图像等异构数据，引入大数据技术中的Hbase非结构化数据存储理念，提出高速铁路道岔设备海量异构数据的云存储及查询管理方案。针对图像数据尺寸不一致的问题，提出基于MapReduce的优化图像分块存储算法，实现高速铁路道岔异构数据的Hbase云存储，在实验室环境搭建平台对方案进行验证。结果表明:从MySQL到Hbase迁移10 GB历史数据约为15 min，在数量到达20万条以上时Hbase查询性能优于MySQL。通过MapReduce优化图像数据分块算法，存储速度得到提升。该方案对高速铁路道岔设备PHM中海量异构数据的存储提供了理论和技术支撑。     

京张高铁智能动车组PHM系统以太网传输规范

根据PHM系统特点,在IEC61375、OSA-CBM等有关标准基础上适当进行扩展或设计,形成PHM系统通信协议规范,适用于与PHM系统有关的数据通信。该规范可使PHM系统能够处理更为精准、多元、复杂的数据,为建立动车组故障预测与健康管理系统提供参考,能够更好地保障动车组运行安全,延长动车组使用寿命,降低动车组的维护成本。     

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。     

道岔健康状态综合评估方法

为了更好地指导道岔大修更换，提出一种整组道岔健康状态评估方法。根据道岔结构特征和使用特性确定了整组道岔健康状态评估的9个当前状态项点，包括道岔静态几何尺寸、动态平顺性、轨件磨耗、轨件伤损、扣件性能、尖轨降低值、工电接口、岔枕状态、道床状态，并考虑道岔轨件更换、道床捣固等维修减扣项点的影响；明确了各项点的评分规则，采用层级分析法确定了各当前状态项点的权重系数；通过计算道岔健康评估指数（Turnout Health Assessment Index,THI）综合评定整组道岔健康状态。根据计算结果将道岔状态分为优秀、良好、一般、失格4个等级。现场应用结果表明，该方法得出的评估结果与现场技术人员的判断一致，可作为道岔健康状态评估与养护维修决策的技术指导。     

高速客运专线道岔监测系统研究及应用

介绍国外道岔状态实时综合监测系统的技术特点和系统构成，分析高速客运专线应用道岔监测系统的必要性及对监测系统的新要求，描述适应高速客运专线的工电一体化道岔监测系统方案及该方案在现场应用的效果。     

基于聚类算法的道岔健康度标准值智能分析系统研究

根据专家经验分析道岔曲线特性并设置每组道岔的标准值具有工作量大、专家经验标准值不能覆盖每个道岔特性的问题。在分析道岔特性及健康度评价现状基础上,基于云平台技术,搭建道岔健康度自学习软件架构,阐述了使用专家经验分析道岔数据、三次样条差值曲线算法和K-means聚类算法在道岔健康度标准值智能选取系统中的应用,提出基于聚类算法的道岔健康度标准值智能提取方法。系统可适用于不同类型的道岔,能够有效降低设置不同道岔系统健康度评价参数标准值的工作量。     

城市轨道交通制动系统PHM技术研究与应用

通过分析城市轨道交通制动系统PHM技术应用现状,结合PHM建设理念,介绍如何在城市轨道交通制动系统开展PHM技术研究与应用。提出制动系统PHM目标及架构,从数据采集与处理、异常检测、故障诊断及故障预测方面对制动系统PHM主要功能进行阐述,并结合相关案例进行说明。     

动车组PHM技术应用现状及展望

文章简要介绍了故障预测与健康管理(PHM)的技术发展过程、主要功能,对目前动车组故障预测与健康管理的现状及存在的不足进行了阐述,提出了动车组未来PHM技术框架和实施方案,展望了动车组PHM技术应用前景。     

转辙机的故障预测与健康管理技术

阐述国内外转辙机故障预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)技术的发展现状,提出转辙机PHM技术的原理框架,并给出转辙机PHM技术的关键点,包括敏感参数分析、数据采集、故障物理分析、特征提取、健康评估、故障诊断、故障预测以及决策计划等,为转辙机PHM技术的工程应用提供理论基础。     

道岔转换设备故障诊断与预测系统研究与设计

道岔转换设备作为故障率较高的关键铁路信号设备,在铁路运营维护工作中需要投入大量人力和物力。基于信息感知、无线通信、物联网、云平台和专家系统等新型技术,提出一种道岔转换设备故障诊断与预测系统设计,可在线监测道岔转换设备的运行状态,对故障进行实时诊断和精确定位,为实现故障预测与健康管理提供支撑。     

制动系统故障预测与健康管理技术研究

分析了轨道交通领域制动系统故障预测与健康管理技术,并基于制动系统设计了PHM系统的架构。     

高速铁路牵引供电系统PHM技术架构与方案研究

为保障高速铁路安全、稳定、高效运营维护,将故障预测与健康管理(PHM)的理念与方法应用于高速铁路牵引供电系统,开展高速铁路牵引供电系统PHM技术架构与方案研究。结合系统特点,构建高速铁路牵引供电系统PHM总体技术框架,并针对接触网系统和牵引变电所分别设计具体PHM技术方案与主要功能。     

激光测距仪在高速道岔钢轨断面测试中的应用研究

利用德国米依公司的OPTONCDT1700系列的传感器,设计高速道岔钢轨轮廓测试系统,介绍系统的组成、工作原理及其在高速道岔测试中的应用.并选用京津城际高速铁路某道岔进行断面测试,结果表明其测试的结果可以真实地反映出道岔的实际工作状态.     

铁路供电故障预测与健康管理大数据平台方案研究

铁路供电故障预测与健康管理(PHM)系统是以大数据技术为核心,以供电管理信息系统、6C数据中心、SCADA系统为支撑,按照国铁集团-铁路局-供电段三级管理架构进行设计和建设的供电设备大数据分析管理平台.基于大数据框架的PHM系统涵盖针对高速铁路接触网和牵引变电所的PHM技术方案,在多时空尺度上实现铁路供电故障预测与健康指标评估,全生命周期可靠性、可用性和可维修性的可视化分析和风险评估,以及优化维修决策.本文阐述了铁路供电故障预测与健康管理大数据平台方案的基本设计原则和系统架构,并对该平台涉及的关键技术和系统重要功能进行了探讨.     

PHM 技术在城市轨道交通AFC系统中的应用研究

为解决传统AFC系统运行维修方法的滞后性及可靠性低等问题,文章通过研究将PHM技术应用于北京市轨道交通AFC系统的方案,拟为AFC系统提供一套经济有效的故障诊断及健康管理方式,满足日益增长的轨道交通出行量对综合保障能力的匹配需求,以此解决日益凸显的AFC系统技术含量日趋提高而维护手段和能力相对薄弱的矛盾问题。同时,通过预测AFC系统在短时期内可能出现的故障,给出具有针对性的处理方法或明确在未来一段时间内如何预防故障出现,以保证在执行任务过程中,AFC系统始终处于良好的技术状态,以期合理分配设备维修时间,提高维修效率,并降低维修成本。