基于密度聚类算法和广度优先搜索算法的道岔摩擦电流智能分析系统

[目的]现场的道岔摩擦电流测试与调整存在流程繁琐且风险高、对检修人员专业水平要求高、测定数值的主观性占比大3个弊端,为此需要基于各类智能算法及技术提升道岔的智能运维水平。[方法]分析了道岔摩擦电流测试曲线4个阶段的特征,提出建立道岔摩擦电流的智能分析系统。阐述了该系统的功能及工作原理,设定了该系统的摩擦电流标准值及阈值范围。该系统可基于密度聚类算法和广度优先搜索算法自动获取道岔摩擦电流值。介绍了该系统的调试界面截图,以说明系统在获取道岔摩擦电流值如何为现场检修人员提供操作建议。[结果及结论]该智能系统具有良好的可用性,实现了节约检修时间、降低维护成本和提高检修效率的既定目的。     

张吉怀高铁智能道岔融雪系统方案探讨

从张吉怀高铁将采用道岔融雪设备的实际情况出发,分析传统的R D1型电加热道岔融雪系统存在耗电量大的问题,从而创新性采用基于调度的智能道岔融雪系统方案,并详细介绍智能道岔融雪系统的结构、智能控制算法、智能控制效果,提出的基于调度的智能道岔融雪系统相比于传统道岔融雪系统可以极大地节省电能.     

基于CEEMDAN与KFCM聚类的转辙机退化状态识别方法

针对道岔转换设备在使用寿命内的功率信号特征提取与退化状态识别问题，提出基于自适应白噪声完备经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN）与核模糊C均值聚类（Kernel-based Fuzzy C-Means clustering,KFCM）相结合的转辙机退化状态识别方法。首先，对S700K转辙机采集的功率曲线数据进行模态分解，得到多个固有模态函数（Intrinsic Mode Functions,IMFs），通过IMFs的能量幅值获得表征数据退化过程的特征向量；然后，由KFCM算法对特征向量进行转辙机退化状态识别，并进行状态划分；最后，通过计算分类系数和平均模糊熵对该方法的分类性能进行综合评估，并与模糊C均值聚类（Fuzzy C-Means clustering,FCM）和GK (Gustafson Keseel)聚类算法进行比较。结果表明：该方法聚类效果准确率达95.6%，优于FCM和GK聚类算法，能对转辙机的退化状态进行科学划分，为铁路现场道岔设备健康状态监测提供...     

基于小波包分解与GG模糊聚类的转辙机退化阶段划分研究

针对道岔转换设备退化特征提取以及性能退化阶段准确划分的问题,提出一种基于小波包分解与GG聚类的退化阶段划分方法.首先对采集的ZYJ7转辙机工作功率曲线进行小波包分解,获得表征道岔转辙机状态的特征向量,构建退化性能指标;其次采用GG模糊聚类方法对道岔转辙机性能退化状态进行阶段划分,识别不同的退化状态;最后选用分类系数、平...     

基于模糊综合评价法的有轨电车运营风险评估

为实现在不完备风险事件数据基础上对有轨电车运营风险的全面识别和评估,提出一种将风险事件历史数据与专家经验结合的运营风险评估方法。分析中国北方城市有轨电车运营风险事件信息,通过层次分析法识别并建立有轨电车运营关键风险因素评估体系,采用基于风险矩阵法与专家评价法的模糊综合评价法进行有轨电车运营风险综合评估。分析长春市有轨电车运营案例,结果表明：有轨电车运营总体风险可控,其中与车辆相撞、轨道异物入侵、恶劣天气、道岔与信号设备的风险较高,建议有关部门加强安全隔离设施的布设、人员出行行为的监管力度以及针对恶劣天气的提前预警与措施,并在日常运营中加强对关键设备的智能维护和健康管理。     

基于相似度的道岔健康状态评估及故障检测方法研究

针对道岔系统故障诊断需要大量数据且较难获取的情况,提出基于波形相似度的健康状态评估及故障检测算法.使用SURF算法进行特征点预提取,提高计算的实时性;通过Hausdorff距离计算待识别曲线与标准曲线间的相似度,确定健康值及理论故障时间;对于已经处于故障状态的样本,与故障曲线库内模板曲线进行对比,选择匹配度最大的故障模板曲线所对应的故障类型作为待识别曲线的可能故障,从而提出检修意见.实例分析表明,该方法准确率高、速度快、适应性强,具有实际应用价值.     

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。     

基于DCNN-SVM的道岔智能故障诊断方法研究

针对道岔故障难检测、难分类、时效差等难题，以S700型转辙机道岔为研究对象，提出一种基于DCNN-SVM的道岔故障诊断方法。首先从道岔正常转换曲线和发生故障时的动作曲线入手，总结故障类型、故障原因和故障信号形态特征，并对道岔转换动作曲线进行预处理，即数据统一维度和归一化。然后计算标准电流曲线和功率曲线，根据道岔转换曲线与标准曲线的相似度来识别道岔转换正常和异常。再采用分区时域特征提取和ReliefF特征筛选，选取对故障分类具有明显效果的时域特征，以及根据深度学习算法获取的图像特征，形成有效特征向量空间。最后使用训练集对DCNN-SVM道岔故障诊断算法进行模型训练，并基于诊断模型实现道岔故障的实时诊断。实验表明：在样本数据量足够大的情况下，DCNN-SVM道岔故障诊断方法正确率达99.01%,相比SVM算法提高0.64%,对保障行车安全具有十分重要的作用。     

基于图像的高速铁路道岔岔尖密贴监测系统

针对我国高速铁路道岔岔尖部位密贴状态监测的难点,研发基于图像的道岔岔尖密贴监测系统.在分析现有监测方法的基础上,通过在传统机器视觉技术中引入学习算法和云计算等先进技术,设计基于岔尖边缘识别的密贴度监测算法,研究提出监测系统架构,并通过现场测试检验监测算法的准确性.测试结果表明,与现有监测方法相比,该系统大幅提高了道岔岔...     

基于CHMM和SSA-SVM模型的高速铁路道岔设备健康状态评估方法

为更加精准地评估道岔设备健康状态，加强对设备的维护与管理，以ZDJ9型转辙机驱动的高速铁路道岔设备为研究对象，提取道岔功率曲线的时域、频域特征指标及经验模态分解奇异值熵，组成道岔特征指标向量，并采用核主成分分析法消除原始多维特征信息的冗余，构建道岔特征指标样本数据库；利用连续隐马尔可夫模型划分道岔退化状态，在此基础上，建立麻雀搜索算法优化支持向量机的健康状态综合评估模型。研究结果表明：所构建的健康状态评估模型的评估正确率高达98.75%,不仅能够实现高铁道岔设备健康状态综合评估效能，而且明显优于GridSearch-SVM、GA-SVM、PSO-SVM等组合算法，为实现道岔设备由“故障修”到“状态修”的综合智能维护提供可行途径。     

基于Cortex-M3的智能道岔表示电压采集系统

本文以ARM嵌入式设计技术为背景,设计了基于Cortex-M3的智能道岔表示电压采集系统,针对道岔表示电压信号,提出了两种算法,FFT算法和RMS算法,给出了系统的硬件结构和具体的实现方法.     

基于轮轨动力学的缓和曲线型道岔平面线型设计

为了给缓和曲线型道岔选取合适的平面线型,满足良好的行车性能并提高侧向允许通过速度,基于轮轨动力学建立车辆-道岔动力耦合模型,以42号道岔为例计算不同线型方案下轮轨系统动力响应,且分析各评价指标与列车速度间关系。研究结果表明:道岔侧股后缓和曲线的使用可保证列车中高速通过的安全性和平稳性,增加曲线半径或加设前缓和曲线可降低轮轨系统振动剧烈程度;列车侧向通过速度越高,轮轨系统振动越显著,42号道岔侧股圆曲线半径增加500 m,可使其侧向允许通过速度提高10 km/h,缓圆缓型道岔可进一步提升。     

悬挂式单轨道岔结构选型与系统设计

研究目的:悬挂式单轨作为一种中低运量交通制式,在中小城市轨道交通及景区观光线路中具有明显的优势。在总结国外悬挂式单轨交通应用的基础上,对悬挂式单轨道岔结构类型、结构特点进行对比分析,提出了我国悬挂式单轨道岔结构选型建议;结合悬挂式单轨交通特点,提出悬挂式单轨道岔结构系统设计建议。研究结论:(1)悬挂式单轨道岔可采用可动心辙叉道岔,道岔侧股采用单圆曲线线型;(2)悬挂式单轨道岔结构设计应系统考虑道岔线型、道岔梁结构设计、道岔转辙系统设计、道岔梁支座及供电轨等接口设计、运营维护设计等因素;(3)为了提高维修维护效率、减小维修维护工作量,降低后期运营风险,建议设置道岔运维监测系统;(4)该研究成果可为悬挂式单轨道岔系统设计提供参考。     

基于DSP道岔测试系统的设计

为解决现有道岔出厂检查系统在测试中不能带动道岔动作的问题,介绍了基于DSP道岔测试系统的设计方法和测试步骤。该系统能在带动道岔来回动作的过程中,依靠检测各牵引点的转换力,将其与标准值进行比较并判断出道岔是否合格。该系统具有检测、数据采集、通信、显示、数据查询等多项功能,有助于改善道岔出厂测试的现状。     

道岔阻力采样在故障监控分析中的运用

通过理论和实际分析,说明不能使用道岔电流曲线来判断三相交流转辙机的机械特性。使用道岔阻力曲线可以反映转辙机在转动过程中所受力的清况。通过将道岔阻力曲线划分为不同阶段,根据每个阶段的不同曲线模式,判断出道岔的故障点,并结合现有微机监测设备能更有效地监测诊断道岔的状态,保障行车安全。     

机车通过曲线道岔时轮对过盈配合面的应力及微动滑移分布特性

机车轮对从直线钢轨导向曲线道岔平稳运行时,轮对过盈配合面应力及微动滑移分布特性比直线行驶状态复杂得多,给机车轮对安全运行带来了安全隐患。基于Abaqus软件模拟机车轮对平稳通过曲线道岔的运行过程,比较直线行驶和过曲线道岔时过盈配合面应力分布特性以及机车通过曲线道岔不同位置时过盈配合面应力分布特性,并比较过盈配合面周向和轴向微动滑移分布特性以及不同曲线道岔位置时微动滑移特性。研究结果表明:直线行驶和曲线行驶径向应力最大值都出现在配合面中部,直线行驶时径向应力在距离两侧0~30 mm的范围由外向内突然变小;轮对在曲线道岔平稳运行时,过盈配合面内侧径向应力值逐渐变大,外侧径向应力逐渐变小,内外侧径向应力差值变大;轮对在曲线道岔运行时的周向和轴向滑移幅度随着行驶时间的增加逐渐变大,过盈配合面两侧滑移值远大于中间滑移值,且曲线道岔运行距离越长滑移越明显。     

运用监测动作曲线实现ZD6-D道岔状态修

介绍了ZD6-D单机牵引道岔转换电流曲线的特性,提出了通过调阅监测系统道岔实际动作电流曲线,比较和分析道岔正常运作曲线电流-时间数值,找出影响道岔运用质量的原因,以便工、电、车采取有针对性的联合整治措施,确保道岔设备正常使用。     

道岔综合监测系统研究

针对目前道岔采用定期修模式,难以及时掌握道岔状态的问题,研发了道岔综合监测系统。通过对道岔电气特性参数和机械特性参数等关键数据的处理和分析,从工电结合方面,对道岔在运用过程中的整体性能进行评估。介绍系统架构、各子系统组成,以及智能分析平台原理,并通过动静态试验验证,可为道岔日常维护及检修提供科学有效的技术手段。     

跨座式单轨道岔技术参数分析

跨座式单轨不同系列车辆对应的道岔种类、参数千差万别,使得设计工作更为灵活的同时也变得更加复杂。结合以往项目中积累的经验,对跨座式单轨道岔的分类、适用范围及转辙原理进行归纳总结,包括五大类、十四小类;对各类道岔的理论线形、设计参数进行重点分析与描述;从线路适应性、经济性、维护成本等方面对设计工作中道岔的选用原则和设置要求进行探讨,以便于选择经济合理、技术先进的道岔。     

道岔电液转辙设备油压监测运用分析

道岔动态智能监测系统提供了对道岔转换设备缺口、油压、油位等指标的监测,有助于实时掌握道岔运用状态。油压监测与功率、动作电流曲线相比,能够更快速发现道岔运用问题。通过案例分析,提出了电液转辙机油压监测的分析方法,可有效降低液压道岔故障率。