一种针对列车牵引系统的故障隐患预警方法
【专利摘要】本发明涉及一种针对列车牵引系统的故障隐患预警方法，包括以下步骤：1)通过传感器采集列车牵引系统的实时运行数据，并进行多传感器融合，获取运行数据集合；2)对运行数据集合内的数据进行预处理后，提取其隐患特征值；3)将隐患特征值组成隐患特征向量，表征牵引系统的运行状态；4)通过模糊算法对隐患特征向量进行处理，获取故障隐患的变化趋势；5)采用图表或曲线输出变化趋势，进行故障隐患的预警。与现有技术相比，本发明数据精简，准确性高，能够有效提高列车的行车安全。
【专利说明】 一种针对列车牵引系统的故障隐患预警方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种故障隐患预警方法，尤其是涉及一种针对列车牵引系统的故障隐患预警方法。
【背景技术】
[0002]近年来，我国城市轨道交通大力发展，运营里程和建设里程不断增高。现代地铁车辆结构越来越复杂，功能越来越完善，但随着自动化程度越来越高，导致地铁车辆发生故障概率不断升高，故障类型复杂多样。城轨列车牵引传动系统列车关键系统之一，同时也是各种电气机械故障的多发部分。
[0003]列车牵引系统主电路采用两电平电压型直一交逆变电路，经接触网受电弓受流，输入的DC1500V直流电由VVVF逆变器变换成频率、电压均可调的三相交流电，向异步牵引电动机供电。电气牵弓I系统由高压电器、电容器充放电单元、滤波单元、斩波及过电压抑制单元、逆变器单元、异步牵引电动机及检测单元等组成。在实际运行的过程中，因为列车的牵引系统器件复杂，再加之列车所运行的现场环境恶劣，存在着一系列的故障隐患。传统常用的检测方法是对于传感器直接测得的数据需要进行一些信号处理才能得到数据中包含的特征信息，常用傅里叶变换等技术手段。但这些技术手段只是针对故障诊断而言，并不能在故障发生之前对牵引系统的元器件故障隐患做出预警。在元器件因故障损毁之后做出故障诊断这对行车的安全是极其不利的，甚至会威胁到行车的安全。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种针对列车牵引系统的故障隐患预警方法，该方法的数据精简，准确性高，能够有效提高列车的行车安全。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种针对列车牵引系统的故障隐患预警方法，包括以下步骤:
[0007]I)通过传感器采集列车牵引系统的实时运行数据，并进行多传感器融合，获取运行数据集合；
[0008]2)对运行数据集合内的数据进行预处理后，提取其隐患特征值；
[0009]3)将隐患特征值组成隐患特征向量，表征牵引系统的运行状态；
[0010]4)通过模糊算法对隐患特征向量进行处理，获取故障隐患的变化趋势；
[0011]5)采用图表或曲线输出变化趋势，进行故障隐患的预警。
[0012]步骤I)中传感器采集列车牵引系统中逆变器和牵引电机的实时运行数据，并在步骤2)中分别采用不同的隐患挖掘算法提取隐患特征值。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0014]1、通过对列车运行数据的检测预处理，可以得到故障隐患的特征向量，可以准确的反映出列车牵引系统所存在的故障隐患发展趋势，可以直观的观察隐患的恶化程度。也就是说，可以在牵引系统关键部分出现故障之前给以故障的预警和隐患的预测。
[0015]2、避免了传统的信号处理方法时域分辨差，非平稳信号检测不够灵敏等缺点。针对牵引系统的运行数据，特别是突变数据有很强的处理能力且准确率很高。
[0016]3、对信号处理后的结果进行了决策层的融合，实现了数据的精简，与传统的方法相比，减少了传感器的安装数目，克服了数据不足对预测结果精度的影响
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例的方法流程图；
[0018]图2为针对逆变器和牵引电机运行数据的处理流程。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0020]实施例
[0021]如图1所示，一种针对列车牵引系统的故障隐患预警方法，包括以下步骤:
[0022]首先，通过传感器采集列车牵引系统中逆变器和牵引电机这两大关键部件的实时运行数据，并进行多传感器融合，获取运行数据集合，作为整个方法的输入环节。
[0023]然后，进入到信号处理环节。具体过程为:
[0024]首先对信号进行预处理，针对不同数据，根据输入阈值的需求，将信号进行滤波。再利用动力系小波算法对预处理后的数据进行处理。针对不同部件的数据，处理的方法也不同，如图2所示。牵引电机的隐患特征值采用动力系牵引电机隐患挖掘算法提取，而直流泄放回路隐患特征值则由对应的动力系直流泄放回路的隐患挖掘算法来进行提取。所有数据经处理后所得到的特征值再经过动力系隐患特征选择技术分析，选择出具有代表性能够反映牵引系统运行状态的特征值，将这些特征值组成特征隐患向量。这样，列车在运行过程中动力系这两大关键部件的状态就能够通过特征向量的变化趋势来进行表征。对于特征向量的变化，再通过模糊算法的处理，就可以准确的实现牵引系统故障隐患的预测。
[0025]最后，采用图表或曲线的形式表示出系统隐患的变化趋势，进行故障隐患的预警。将所有的数据分析结果进行保存后，可以为以后城轨列车各部门对列车动力系维修保养、故障预防、隐患挖掘、安全评估预警与辅助决策等提供参考数据。
【权利要求】
1.一种针对列车牵引系统的故障隐患预警方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)通过传感器采集列车牵引系统的实时运行数据，并进行多传感器融合，获取运行数据集合； 2)对运行数据集合内的数据进行预处理后，提取其隐患特征值； 3)将隐患特征值组成隐患特征向量，表征牵引系统的运行状态； 4)通过模糊算法对隐患特征向量进行处理，获取故障隐患的变化趋势； 5)采用图表或曲线输出变化趋势，进行故障隐患的预警。
2.根据权利要求1所述的一种针对列车牵引系统的故障隐患预警方法，其特征在于，步骤I)中传感器采集列车牵引系统中逆变器和牵引电机的实时运行数据，并在步骤2)中分别采用不同的隐患挖掘算法提取隐患特征值。
【文档编号】G01M17/08GK104236933SQ201310234151
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2013年6月13日
【发明者】胡景泰, 梁海泉, 钱存元, 胡浩, 阙龙凯 申请人:同济大学