故障预测与健康管理系统、方法和装置与流程

本技术属于车辆运行管理领域，尤其涉及一种故障预测与健康管理系统、方法和装置。

背景技术：

1、故障预测与健康管理(prognostic and health management，phm)系统可以进行数据采集和处理，以及监控等，并具有检测设备健康状况和诊断，以及预测故障位置和发生时间，部件使用寿命以及进行适当的维修保障决策等功能，在诊断以及预警方面具备极高的准确性。

2、目前phm系统的运行数据采集均来自于列车牵引控制单元(traction controlunit，tcu)从列车的牵引系统的各个设备节点获得，再在tcu上的处理器进行phm运算得到诊断以及预警方面的判定结果，将判定结果上传结果数据给中央控制单元(centralcontrol unit，ccu)，再通过车载无线传输装置传回地面服务器。

3、但是，此种方式需要经过tcu，处理器，ccu以及车载无线收发装置等多个中间环节进行传输，而且ccu作为列车中最重要的设备，通过ccu传输数据，不仅会占用ccu的内存资源，还容易受到ccu中其他传输数据的影响，从而导致phm运算的故障和失败的概率增加。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种故障预测与健康管理系统、方法和装置，降低了故障预测与健康管理系统的故障和失败的概率。

2、根据本技术的第一个方面，本技术实施例提供一种故障预测与健康管理系统，该系统应用于列车，列车包括多个车厢、第一通信总线以及中央控制组件，故障预测与健康管理系统包括：

3、故障预测与健康管理组件，故障预测与健康管理组件通过第一通信总线与中央控制组件连接，且故障预测与健康管理组件用于获取第一通信总线的第一总线数据，并基于故障预测与健康管理算法对列车各车厢的运行数据和第一总线数据进行处理，得到列车的运行诊断结果。

4、可选地，故障预测与健康管理组件包括：

5、交换板卡，交换板卡与多个前置采集组件连接，用于获取多个前置采集组件采集的各车厢的运行数据；

6、通信板卡，通信板卡与车辆的第一通信总线连接，用于获取第一通信总线的第一总线数据；

7、主控板卡，主控板卡分别与交换板卡和通信板卡连接，用于获取运行数据和第一总线数据，并基于故障预测与健康管理算法对运行数据和第一总线数据进行处理，得到列车的运行诊断结果。

8、可选地，交换板卡包括：

9、第一连接器电路，第一连接器电路和主控板卡通信连接；

10、多个第一网口电路，各第一网口电路的输入端分别与各前置采集组件一一对应设置且相互连接，各第一网口电路的输出端与交换芯片连接；

11、交换芯片，交换芯片和第一连接器电路，交换芯片用于获取由各第一网口电路的第一网口输入的运行数据，并将运行数据传输至第一连接器电路的第一连接器。

12、可选地，通信板卡包括：

13、第二网口电路，第二网口电路和第一通信总线连接；

14、第三网口电路，第三网口电路和第一通信总线连接；

15、第二连接器电路，第二连接器电路和主控板卡通信连接；

16、第一处理器，第一处理器用于获取由第二网口电路的第二网口输入的第一总线数据，并将第一总线数据传输至第二连接器电路的第二连接器；以及，第一处理器用于获取由第二连接器输入的诊断结果、预设时间段内的第一总线数据和预设时间段内的运行数据，并将诊断结果、预设时间段内的第一总线数据和预设时间段内的运行数据传输至第三网口电路的第三网口，以通过第三网口将诊断结果、预设时间段内的第一总线数据和预设时间段内的运行数据上传至第一通信总线。

17、可选地，主控板卡包括：

18、第三连接器电路，第三连接器分别与通信板卡和交换板卡通信连接；

19、第二处理器，第二处理器用于获取由第三连接器电路的第三连接器输入的第一总线数据和运行数据，并基于故障预测与健康管理算法对运行数据和第一总线数据进行处理，得到列车的诊断结果；在诊断结果为预设诊断结果的情况下，将诊断结果、预设时间段内的第一总线数据和预设时间段内的运行数据传输至第三连接器，以通过第三连接器将诊断结果、预设时间段内的第一总线数据和预设时间段内的运行数据传输至通信板卡。

20、可选地，系统包括电源板卡和背板板卡，或者还包括储存板卡，其中：

21、在系统还包括电源板卡的情况下，电源板卡通过电源连接器电路中的导线分别与交换板卡、通信板卡和主控板卡连接，用于向交换板卡、通信板卡以及主控板卡供电；

22、在系统还包括储存板卡的情况下，储存板卡通过硬盘驱动电路和主控板卡连接，用于储存诊断结果、第一总线数据和运行数据。

23、在系统还包括背板板卡的情况下，背板板卡通过背板板卡中的第四连接器电路与交换板卡连接；背板板卡通过背板板卡中的第五连接器电路分别和通信板卡以及主控板卡连接，交换板卡用于通过第四连接器电路中的第四连接电路向主控板传输运行数据，通信板卡用于通过第五连接器电路中的第五连接电路向主控板卡传输第一总线数据。

24、可选地，前置采集组件包括：

25、信号采集模块，信号采集模块设置在车厢中，用于采集车厢的运行数据；

26、第三处理器，第三处理器与各信号采集模块连接，用于获取各运行数据；

27、第四网口电路，第四网口电路与第三处理器连接，第三处理器将运行数据传输至第四网口电路中的第四网口。

28、根据本技术的第二个方面，本技术实施例提供了一种故障预测与健康管理方法，该方法包括：

29、获取各车厢的运行数据；

30、获取第一通信总线的第一总线数据；

31、基于故障预测与健康管理算法对运行数据和第一总线数据进行处理，得到列车的运行诊断结果。

32、可选地，该方法还包括：

33、在诊断结果为预设结果的情况下；获取预设时间段内的第一总线数据和第一时间段内的运行数据；

34、将诊断结果、第一时间段内的第一总线数据，以及第一时间段内的运行数据上传第一通信总线。

35、根据本技术的第三个方面，本技术实施例提供了一种故障预测与健康管理装置，该装置包括：

36、第一获取模块，用于获取各车厢的运行数据，运行数据为多个前置采集组件从各车厢中采集得到的；

37、第二获取模块，用于获取第一通信总线的第一总线数据；

38、处理模块，用于基于故障预测与健康管理算法对运行数据和第一总线数据进行处理，得到列车的运行诊断结果。

39、根据本技术的第四个方面，提供一种故障预测与健康管理设备，该设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；

40、处理器执行计算机程序指令时实现第二个方面中任意一项的故障预测与健康管理方法。

41、根据本技术的第五个方面，本技术实施例提供了一种计算机存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现第二个方面中任意一项的故障预测与健康管理方法。

42、根据本技术的第六个方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备执行第二个方面中任意一项的故障预测与健康管理方法。

43、本技术实施例的故障预测与健康管理系统、方法和装置，通过故障预测与健康管理组件获取各车厢的运行数据，以及从第一通信总线获取第一总线数据后，基于故障预测与健康管理算法对运行数据和第一总线数据进行算法处理便可以得出列车的健康状态，无需再通过中央控制组件对第一总线数据和运行数据进行算法处理，还不需要通过中央控制组件传输数据，因此不会占用中央控制组件的内存资源，减轻了中央控制组件的运行负担，由故障预测与健康管理组件单独进行故障预测与健康管理算法处理，避免了在故障预测与健康管理算法处理过程中受到其他数据的影响，从而降低了运行故障预测与健康管理算法时的故障和失败概率。