城市轨道交通车辆关系大家出行安全。车辆运行平稳乘客感觉舒适。车辆出现故障影响整条线路。研究车辆故障诊断方法很重要。传统方法依靠维修人员经验。经验有时不够准确。现代技术使用计算机分析数据。计算机能够发现人眼看不见的问题。
本论文研究城市轨道交通车辆的故障预测。车辆有很多关键部件。转向架保证车辆平稳转弯。制动系统让车辆安全停下。车门系统需要正常开关。这些部件出现问题后果严重。研究收集大量车辆运行数据。数据来自传感器和监控设备。传感器记录振动频率。监控设备拍摄部件状态。数据包含正常状态和故障状态。
分析方法采用机器学习技术。机器学习是计算机学习的方法。计算机学习历史数据中的规律。规律用于判断新数据是否正常。实验使用真实地铁线路数据。数据来自某城市地铁公司。数据时间跨度三年。包含多种车型运行记录。包含不同季节气候条件。包含高峰时段和平峰时段。
研究过程分为几个步骤。第一步整理原始数据。数据存在杂乱问题。需要清洗错误记录。需要补全缺失数值。第二步提取特征参数。特征参数代表部件状态。比如振动幅度大小。比如温度变化速度。第三步训练诊断模型。模型学习正常数据特征。模型识别异常数据模式。第四步验证模型效果。使用未见过数据进行测试。比较模型判断和实际状况。
研究取得一些发现。转向架故障前振动会变化。变化幅度很小人眼难发现。模型能提前十小时预警。制动系统故障前温度异常。异常持续五分钟就有风险。模型能准确识别这种风险。车门故障前声音频率改变。人耳听不出这种差异。模型分析声音数据有效果。
这种方法实际应用有意义。维修人员可以提前准备。不用等到故障发生再处理。车辆利用率得到提高。故障减少乘客出行更顺利。运营公司节省维修成本。避免小问题变成大损坏。
研究也发现一些限制。数据质量影响模型精度。传感器偶尔出问题。数据记录不完整。不同车型需要不同模型。不能一个模型用在所有车辆。模型需要定期更新。车辆使用时间长了性能会变化。
未来工作可以继续改进。增加更多类型传感器。收集更全面数据。结合维修人员经验。经验和数据一起使用效果更好。开发更简单的操作界面。让工作人员容易使用。
城市发展离不开轨道交通。车辆安全运行是关键。故障预测技术帮助很大。提前发现问题解决问题。乘客出行更安心。城市交通更顺畅。