高速列車非侵入式智能感知技術
本技術采用大數(shù)據(jù)智能分析算法,處理高速列車運行過程中產生的大量數(shù)據(jù),智能辨識高速列車運行狀態(tài)。以高速列車外部受流裝備為對象,從受電弓狀態(tài)實時感知與能耗分項統(tǒng)計兩個角度,展示非侵入式智能感知技術在高速列車的最新應用。
1.受電弓狀態(tài)實時感知
獲取受電弓的原始信號并進行預處理,獲取多個原始數(shù)據(jù)向量;對原始數(shù)據(jù)向量進行多尺度分解,從每個子頻帶提取特征量并構建時序特征向量;將特征向量和受電弓故障的分類標記作為特征映射數(shù)據(jù),訓練故障識別預判機制;以原始數(shù)據(jù)向量和故障類型分別作為輸入輸出數(shù)據(jù),訓練故障識別模型。對受電弓的實時電流信號進行處理,得到原始數(shù)據(jù)向量和特征向量,故障識別預判模型根據(jù)特征向量對受電弓進行故障預判,若有故障,故障識別模型根據(jù)原始數(shù)據(jù)向量對受電弓的故障類型進行識別。實現(xiàn)列車運行狀態(tài)下,對受電弓進行實時在線監(jiān)測與故障類型識別,且無需在列車外部及路網沿線另外加裝硬件設備。
2.列車能耗分項統(tǒng)計
通過大數(shù)據(jù)智能分析方法,結合位于電路關鍵位置部分傳感器提供的實時數(shù)據(jù),可對動力系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、廚衛(wèi)系統(tǒng)、用戶交互系統(tǒng)等不同功能模塊,提供非侵入式能耗分項統(tǒng)計。統(tǒng)計結果能為鐵路管理部門提供參考,優(yōu)化列車運行管理模式,改進各系統(tǒng)的運行機制,降低高速列車運行能耗。
圖1 高速列車受電裝置
圖2 受流裝置故障特征映射及辨識方法
圖3 不同功能模塊設備的提取特征
圖4 不同設備的分項能耗統(tǒng)計
中南大學
2023-03-08