基于工业互联网技术的接触网故障预测与健康管理系统的制作方法

1.本实用新型属于接触网故障预测与健康管理技术领域，特别涉及基于工业互联网技术的接触网故障预测与健康管理系统。


背景技术：

2.目前牵引供电系统接触网配置有1c、3c、4c等检测装置，为接触网在线监测及检测数据采集提供了技术支撑，随着线路不断投运产生大量接触网监测、故障、维修、检验数据和维修经验。但是受到网络传输和计算能力的限制，现有的接触网数据中心难以及时、快速的对视频、图片等数据进行处理，仅能实现对这些数据信息的简单对比分析，实现对接触网的状态做出是否故障的判断，无法实现接触网状态发展变化规律和接触网健康状态发展趋势的判断。


技术实现要素：

3.本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供基于工业互联网技术的接触网故障预测与健康管理系统，提到了现有系统的数据传输和计算能力，为接触网智能维修提供支撑，提高接触网的运维效率，提升轨道交通牵引供电系统的运行安全。
4.本实用新型采用的技术方案是：基于工业互联网技术的接触网故障预测与健康管理系统，包括车载接触网检测装置、终端设备、车站/车辆基地边缘mec、云平台网络和中心云平台，所述车载接触网检测装置位于运营电客车上，通过5g方式与车站/车辆基地边缘mec通讯，所述终端设备通过局域网络与所述车站/车辆基地边缘mec通讯，若干所述车站/车辆基地边缘mec通过云平台网络与中心云平台通讯。
5.进一步的，所述终端设备通过有线或无线的局域网络与所述车站/车辆基地边缘mec通讯。
6.进一步的，所述终端设备包括人工检测装置、手持移动终端和人工数据录入终端。
7.进一步的，所述中心云平台为大数据云平台。
8.进一步的，所述中心云平台包括依次连接的云平台基础设施、通用paas服务平台、接触网大数据分析平台、接触网运维业务支撑平台和接触网故障预测与健康管理应用。
9.进一步的，所述接触网大数据分析平台包括依次连接的数据接入模块、数据存储模块、数据处理模块、数据分析模块。
10.与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：
11.1.本实用新型依托5g技术、局域网技术和边缘计算技术，实现了运营电客车上的车载接触网检测装置在线采集的数据通过车地5g通信网络在车站/车辆基地边缘mec进行实时分流、快速处理，同时将人工检测装置、手持移动终端和人工录入的数据通过有线及无线局域网络接入车站/车辆基地边缘mec，提升了系统数据处理的实时性和效率。
12.2.本实用新型搭建“云-网-边-端”协同架构，基于大数据技术的中心云平台上搭载接触网故障预测与健康管理应用，能够实现接触网的故障预测与健康管理功能，及时、准
确的自动生成接触网系统及零部件的维修策略，为接触网智能维修提供支撑，提高接触网的运维效率，提升轨道交通牵引供电系统的运行安全。
附图说明
13.图1为本实用新型实施例的结构框图；
14.图2为本实用新型实施例的中心云平台的结构框图。
15.图中：1-车载接触网检测装置，2-终端设备，3-车站/车辆基地边缘mec，4-云平台网络，5-中心云平台，51-云平台基础设施，52-通用paas服务平台，53-接触网大数据分析平台，54-接触网运维业务支撑平台，55-接触网故障预测与健康管理应用。
具体实施方式
16.为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。
17.实施例1
18.本实用新型的实施例提供了一种基于工业互联网技术的接触网故障预测与健康管理系统，如图1所示，本实施例构建了“云-网-边-端”协同架构。“端”指的是车载接触网检测装置1和终端设备2。“边”指的是车站/车辆基地边缘mec3。“网”指的是云平台网络4。“云”指的是中心云平台5。
19.每辆运营电客车上均安装具备5g通信功能的车载接触网检测装置1。所述车载接触网检测装置1通过5g方式与车站/车辆基地边缘mec3通讯。每当运营电客车进入车站/车辆基地边缘mec3的通讯范围时，车载接触网检测装置1将检测的数据通过5g通信网络传输至车站/车辆基地边缘mec3。所述终端设备2包括人工检测装置、手持移动终端和人工数据录入终端。所述终端设备2通过有线或无线的局域网络与所述车站/车辆基地边缘mec3通讯。
20.车站/车辆基地边缘mec3为接触网提供虚拟机或容器资源采用边缘架构，车站/车辆基地边缘mec3内部署有接触网边缘计算服务，使线路接触网数据的路由、计算、处理和存储靠近现场，运营电客车上的车载接触网检测装置1在线采集的数据通过车地5g通信网络在车站/车辆基地本地进行实时分流、快速处理，同时将人工检测装置、手持移动终端和人工录入的数据通过有线及无线局域网络接入车站/车辆基地边缘mec3，在提高接触网数据回传实时性、安全性和可靠性的同时，可减少数据回传对承载网的压力，提高网络资源利用的效率。
21.中心云平台5和大量的所述车站/车辆基地边缘mec3均接入到云平台网络4。云平台网络4是供中心云平台5至车站、车辆基地及相互之间信息传输的骨干网络，可为接触网数据传输提供独立的vpn通道。车站/车辆基地边缘mec3将实时分流、处理后的车载接触网检测装置1、人工检测装置、手持移动终端和人工数据录入终端录入的数据的大量图片、视频、几何参数等数据，通过云平台网络4实时传送到中心云平台5。中心云平台5按接触网故障预测与健康管理的业务需求对数据进行分析处理和存储，实现接触网故障预测与健康管理功能。
22.实施例2
23.本实用新型的实施例提供了一种基于工业互联网技术的接触网故障预测与健康管理系统，在实施例1的基础上，如图2所示，所述中心云平台5为大数据云平台，其依据现有的云平台架构搭建，中心云平台5包括依次连接的云平台基础设施51、通用paas服务平台52、接触网大数据分析平台53、接触网运维业务支撑平台54和接触网故障预测与健康管理应用55。
24.车载接触网检测装置1和终端设备2采集的接触网数据传输到中心云平台5后，云平台基础设施51按接触网故障预测与健康管理系统业务需求为其分配计算、存储、网络及安全资源，提供桌面云等人机终端设备。通用paas服务平台52按接触网故障预测与健康管理系统业务需求为其提供容器、微服务、中间件、数据库、操作系统等统一的开发环境和运行环境，并将接触网数据上送至接触网大数据分析平台53。
25.接触网大数据分析平台53包括依次连接的数据接入模块、数据存储模块、数据处理模块、数据分析模块四个功能模块。其中，数据接入模块通过标准化的数据接口、离线数据接入、文件导入、日志存储实现接触网故障预测与健康管理所需的各类型数据的接入；数据存储模块通过关系型数据库和非关系型数据库实现接触网故障预测与健康管理所需的各类型数据的存储；数据处理模块调取数据存储模块内的数据，并进行实时计算、时序处理、数据归档等处理操作，同时进行数据治理操作，构建接算法模型；数据分析模块对经过数据处理模块处理的数据进行数据的分析，支撑数据的查询、数据统计、数据挖掘和大数据分析。
26.接触网运维业务支撑平台54包括gis组件、bim组件、流媒体组件、算法调度组件、运维配置等业务支撑工具。接触网运维业务支撑平台54充分利用接触网大数据分析平台53分析后的数据和元数据对接触网系统进行建模，构建接触网系统的gis模型、bim模型，并通过流媒体组件对接触网检测检测的相关音频、视频信息进行嵌套封装，实现接触网系统的可视化管理；通过算法调度组件调度接触网故障预测和健康管理需要的算法模型对接触网检测监测数据进行机器学习和挖掘，实现接触网系统的故障预测与健康管理应用55，包括设备看板、在线报警、健康评价、故障预测、缺陷管理、数据管理等功能。接触网故障预测与健康管理应用55为现有应用程序。
27.以上通过实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的示例性实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。本实用新型的保护范围由权利要求书限定。凡利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，在本实用新型的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖保护范围之内。