一种机车风机故障检测方法及装置与流程

本发明涉及音频分析，尤其涉及一种机车风机故障检测方法及装置。

背景技术：

1、随着列车机车上大功率电器的逐渐增多，且对重量体积的要求逐渐提高，导致机车上电器设备自通风散热能力较差，为解决这一问题，需要机车通风冷却系统进行辅助。

2、机车通风冷却系统主要通过设置在牵引系统、冷却塔、辅助设备、机械间走廊位置的风机对这些设备进行强制性散热冷却。风机长时间连续工作，引起轴承磨损、零件松动及积灰等现象，容易造成风机运行故障甚至无法工作

3、目前的风机故障排查主要靠人员的工作经验判断：通过观察或倾听风机运转时是否有异常震动或者异常声响，以及检查安装螺丝有无松动。这种方式不但耗时耗力，且判断结果完全依靠人员的经验，没有固定的标准，并且对于细微的异常震动或者异常声响，即使是有经验的老师傅，也分辨不出来，最重要的是，通过工作经验进行风机故障排查的方式无法在确定故障的情况下及时预警。因此，如何有效识别风机的故障类型并及时预警，有着重要意义。

技术实现思路

1、本发明提供一种机车风机故障检测方法及装置，用于有效识别风机的故障类型并及时报警。

2、第一方面，本发明提供了一种机车风机故障检测方法，包括：

3、获取待测机车风机的实时音频信息；

4、从所述实时音频信息汇总提取梅尔顿频率倒谱系数；

5、将所述梅尔顿频率倒谱系数输入预训练的高斯混合模型，得到对应的相似度评分；

6、根据所述相似度评分与预先设定的相似度阈值，确定所述待测机车风机的检测结果；

7、若所述待测机车风机的检测结果为所述存在具体故障类别，则基于所述相似度评分，与具体故障类别进行匹配，输出具体故障类别名称。

8、可选地，根据所述相似度评分与预先设定的相似度阈值，确定所述待测机车风机的检测结果，包括：

9、判断所述相似度评分是否大于所述相似度阈值；

10、若是，则确定所述待测机车风机的检测结果为健康或存在具体故障类别中的一种；

11、若否，则确定所述待测机车风机的检测结果为存在未知故障。

12、可选地，根据所述相似度评分与预先设定的相似度阈值，确定所述待测机车风机的检测结果之后，还包括：

13、若所述待测机车风机的检测结果为所述存在具体故障类别，则基于所述相似度评分，与具体故障类别进行匹配，输出具体故障类别名称。

14、可选地，从所述实时音频信息汇总提取梅尔顿频率倒谱系数，包括：

15、对所述实时音频信息进行预处理；

16、对预处理后的所述实时音频信息进行快速傅里叶变换，得到对应的语谱图；

17、从所述语谱图中提取所述梅尔顿频率倒谱系数。

18、可选地，所述高斯混合模型的训练步骤包括：

19、获取风机音频训练样本；所述风机音频训练样本包括：正常风机音频及其标签，以及故障风机音频及其标签；

20、从所述风机训练样本中提取对应的梅尔频率倒谱系数；

21、根据所有所述正常风机音频的梅尔频率倒谱系数及其标签，以及所述故障风机音频的梅尔频率倒谱系数及其标签，对初始建立的高斯混合模型进行训练，得到所述预训练的高斯混合模型。

22、第二方面，本发明提供了一种机车风机故障检测装置，包括：

23、获取模块，用于获取待测机车风机的实时音频信息；

24、提取模块，用于从所述实时音频信息汇总提取梅尔顿频率倒谱系数；

25、输入模块，用于将所述梅尔顿频率倒谱系数输入预训练的高斯混合模型，得到对应的相似度评分；

26、检测模块，用于根据所述相似度评分与预先设定的相似度阈值，确定所述待测机车风机的检测结果；

27、匹配模块，用于若所述待测机车风机的检测结果为所述存在具体故障类别，则基于所述相似度评分，与具体故障类别进行匹配，输出具体故障类别名称。

28、可选地，所述检测模块包括：

29、判断子模块，用于判断所述相似度评分是否大于所述相似度阈值；

30、若是，则确定所述待测机车风机的检测结果为健康或存在具体故障类别中的一种；若否，则确定所述待测机车风机的检测结果为存在未知故障。

31、可选地，所述提取模块包括：

32、预处理子模块，用于对所述实时音频信息进行预处理；

33、变换子模块，用于对预处理后的所述实时音频信息进行快速傅里叶变换，得到对应的语谱图；

34、提取子模块，用于从所述语谱图中提取所述梅尔顿频率倒谱系数。

35、可选地，还包括：

36、样本获取模块，用于获取风机音频训练样本；所述风机音频训练样本包括：正常风机音频及其标签，以及故障风机音频及其标签；

37、样本系数提取模块，用于从所述风机训练样本中提取对应的梅尔频率倒谱系数；

38、训练模块，用于根据所有所述正常风机音频的梅尔频率倒谱系数及其标签，以及所述故障风机音频的梅尔频率倒谱系数及其标签，对初始建立的高斯混合模型进行训练，得到所述预训练的高斯混合模型。

39、第三方面，本申请提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

40、第四方面，本申请提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

41、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

42、本发明提供了一种机车风机故障检测方法及装置，方法包括：获取待测机车风机的实时音频信息；从所述实时音频信息汇总提取梅尔顿频率倒谱系数；将所述梅尔顿频率倒谱系数输入预训练的高斯混合模型，得到对应的相似度评分；根据所述相似度评分与预先设定的相似度阈值，确定所述待测机车风机的检测结果；若所述待测机车风机的检测结果为所述存在具体故障类别，则基于所述相似度评分，与具体故障类别进行匹配，输出具体故障类别名称。从而能够在机车运行的复杂环境下，通过音频诊断算法对实时音频信息进行提取和识别，得到对应的检测结果。

技术特征：

1.一种机车风机故障检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机车风机故障检测方法，其特征在于，根据所述相似度评分与预先设定的相似度阈值，确定所述待测机车风机的检测结果，包括：

3.根据权利要求1所述的机车风机故障检测方法，其特征在于，从所述实时音频信息汇总提取梅尔顿频率倒谱系数，包括：

4.根据权利要求1所述的机车风机故障检测方法，其特征在于，所述高斯混合模型的训练步骤包括：

5.一种机车风机故障检测装置，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的机车风机故障检测装置，其特征在于，所述检测模块包括：

7.根据权利要求5所述的机车风机故障检测装置，其特征在于，所述提取模块包括：

8.根据权利要求5所述的机车风机故障检测装置，其特征在于，还包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-4任一项所述的方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-4任一项所述的方法。

技术总结
本申请提供的一种机车风机故障检测方法及装置，方法包括：获取待测机车风机的实时音频信息；从所述实时音频信息汇总提取梅尔顿频率倒谱系数；将所述梅尔顿频率倒谱系数输入预训练的高斯混合模型，得到对应的相似度评分；根据所述相似度评分与预先设定的相似度阈值，确定所述待测机车风机的检测结果；若所述待测机车风机的检测结果为所述存在具体故障类别，则基于所述相似度评分，与具体故障类别进行匹配，输出具体故障类别名称。从而能够在机车运行的复杂环境下，通过音频诊断算法对实时音频信息进行提取和识别，得到对应的检测结果。

技术研发人员：孟宪国,杨国志,孙泽君,李哲,孙飚,焦杨,丁颖
受保护的技术使用者：国能铁路装备有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15