一种基于物联网的轨道交通车辆故障诊断系统及方法技术方案

本发明专利技术属于轨道交通技术领域，公开了一种基于物联网的轨道交通车辆故障诊断系统及方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的轨道交通车辆故障诊断系统及方法


[0001]本专利技术属于轨道交通
，具体涉及一种基于物联网的轨道交通车辆故障诊断系统及方法
。

技术介绍

[0002]轨道交通车辆的安全性是关乎乘客人身的重大关键问题，随着通信科技的发展和轨道交通的进步，现有的轨道交通采用物联网数据传输和在线故障诊断的方式，对轨道交通车辆潜在的故障进行快速识别和定位，其中的数据传输过程，成为制约轨道交通车辆故障诊断的一个重要因素，在实际运行中，由于轨道交通路网的情况十分复杂，在某些信号较差的区域会发生数据丢失的情况，导致数据传输中断，影响故障诊断的可靠性和实时性，并且，现有的故障诊断方案，大多针对轨道交通车辆的单一部件进行，例如轨道交通车辆联轴节故障诊断方法及系统等，实际上，影响轨道交通车辆运行的稳定性收到多个重要部件的影响，因此现有技术缺乏对多重要部件同时进行在线故障诊断的方案，功能性有待提升，最后，随着轨道交通车辆的故障诊断方案的进步，对单体轨道交通车辆的计算能力要求越来越高，硬件成本投入越来越大，造成了不必要的资源浪费
。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术存在的可靠性和实时性差
、
功能性不能满足需求以及单车硬件成本投入大的问题，本专利技术目的在于提供一种基于物联网的轨道交通车辆故障诊断系统及方法
。
[0004]本专利技术所采用的技术方案为：
[0005]一种基于物联网的轨道交通车辆故障诊断系统，包括故障诊断本地子系统
、
故障诊断远程子系统
、
监控中心以及物联网网关，故障诊断本地子系统设置于轨道交通车辆处，且故障诊断本地子系统分别与轨道交通车辆的控制系统
、
继电保护装置以及通信范围内的物联网网关通信连接，继电保护装置与轨道交通车辆的电气系统电性连接，物联网网关设置于轨道交通路网处，且物联网网关分别与监控中心和通信范围内的故障诊断远程子系统通信连接；
[0006]故障诊断本地子系统，用于采集轨道交通车辆的重要部件的实时视频数据；对实时视频数据进行故障诊断，得到重要部件实时故障诊断结果；接收继电保护装置发送的电气系统的实时运行数据；将实时视频数据
、
重要部件故障实时诊断结果以及实时运行数据发送至通信范围内的物联网网关；接收物联网网关发送的电气系统实时故障诊断结果；将重要部件实时故障诊断结果和电气系统实时故障诊断结果发送至轨道交通车辆的控制系统进行展示；
[0007]物联网网关，用于接收通信范围内的故障诊断本地子系统发送的实时视频数据
、
重要部件故障实时诊断结果和实时运行数据，以及通信范围内的故障诊断远程子系统发送的电气系统实时故障诊断结果；将实时视频数据
、
重要部件故障实时诊断结果
、
实时运行数
据以及电气系统实时故障诊断结果发送至监控中心，将实时运行数据发送至通信范围内的故障诊断远程子系统，将电气系统实时故障诊断结果发送至对应的故障诊断本地子系统；
[0008]故障诊断远程子系统，用于接收物联网网关发送的轨道交通车辆的电气系统的实时运行数据；对实时运行数据进行故障诊断，得到电气系统实时故障诊断结果；将电气系统实时故障诊断结果发送至物联网网关；
[0009]监控中心，用于接收并展示物联网网关发送的轨道交通车辆的重要部件的实时视频数据和重要部件故障实时诊断结果，以及轨道交通车辆的电气系统的实时运行数据和电气系统实时故障诊断结果
。
[0010]进一步地，故障诊断本地子系统包括第一主控单元
、
摄像单元
、
数据采集单元
、
第一故障诊断单元以及第一无线通信单元，第一主控单元分别与轨道交通车辆的控制系统
、
摄像单元
、
数据采集单元
、
第一故障诊断单元以及第一无线通信单元电性连接，摄像单元设置于轨道交通车辆的重要部件处，数据采集单元与轨道交通车辆的继电保护装置通信连接，第一无线通信单元与通信范围内的物联网网关通信连接
。
[0011]进一步地，第一故障诊断单元设置有基于
LFTCNN
算法构建的第一故障诊断模型；
[0012]第一故障诊断模型包括第一输入层
、
第一卷积通道
、
第二卷积通道
、
全连接层
、
第一分类层以及第一输出层，第一输入层分别与第一卷积通道和第二卷积通道连接，第一卷积通道和第二卷积通道均与全连接层连接，全连接层
、
第一分类层以及第一输出层依次连接，第一卷积通道和第二卷积通道均交替设置有若干卷积模块和池化模块，第一分类层设置有
Elman
神经网络
。
[0013]进一步地，故障诊断远程子系统包括第二主控单元
、
第二无线通信单元
、
数据降维单元
、
数据预处理单元
、
第二故障诊断单元以及数据存储单元，第二主控单元分别与第二无线通信单元
、
数据降维单元
、
数据预处理单元
、
第二故障诊断单元以及数据存储单元电性连接，第二无线通信单元与通信范围内的物联网网关通信连接；
[0014]第二无线通信单元，用于接收物联网网关发送的轨道交通车辆的电气系统的实时运行数据；将电气系统实时故障诊断结果发送至物联网网关；
[0015]第二主控单元，用于接收第二无线通信单元发送的实时运行数据
、
数据降维单元发送的降维后实时运行数据
、
数据预处理单元发送的预处理后实时运行数据以及第二故障诊断单元发送的电气系统实时故障诊断结果
。
[0016]进一步地，数据降维单元设置有
PCA
模型；
[0017]第二故障诊断单元设置有基于
CDBN
算法构建的第二故障诊断模型；
[0018]第二故障诊断模型包括依次连接的第二输入层
、
特征提取层
、
第二分类层以及第二输出层，特征提取层串联设置有若干
CRBM
模块，第二分类层设置有
Elman
神经网络
。
[0019]一种基于物联网的轨道交通车辆故障诊断方法，应用于轨道交通车辆故障诊断系统，系统包括故障诊断本地子系统
、
故障诊断远程子系统
、
监控中心以及物联网网关，其特征在于：方法包括如下步骤：
[0020]基于故障诊断本地子系统，采集轨道交通车辆的重要部件的实时视频数据和电气系统的实时运行数据；
[0021]对实时视频数据进行故障诊断，得到并展示重要部件实时故障诊断结果；
[0022]使用通信范围内的物联网网关，将实时运行数据发送至故障诊断远程子系统，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于物联网的轨道交通车辆故障诊断系统，其特征在于：包括故障诊断本地子系统
、
故障诊断远程子系统
、
监控中心以及物联网网关，所述的故障诊断本地子系统设置于轨道交通车辆处，且故障诊断本地子系统分别与轨道交通车辆的控制系统
、
继电保护装置以及通信范围内的物联网网关通信连接，所述的继电保护装置与轨道交通车辆的电气系统电性连接，所述的物联网网关设置于轨道交通路网处，且物联网网关分别与监控中心和通信范围内的故障诊断远程子系统通信连接；故障诊断本地子系统，用于采集轨道交通车辆的重要部件的实时视频数据；对实时视频数据进行故障诊断，得到重要部件实时故障诊断结果；接收继电保护装置发送的电气系统的实时运行数据；将实时视频数据
、
重要部件故障实时诊断结果以及实时运行数据发送至通信范围内的物联网网关；接收物联网网关发送的电气系统实时故障诊断结果；将重要部件实时故障诊断结果和电气系统实时故障诊断结果发送至轨道交通车辆的控制系统进行展示；物联网网关，用于接收通信范围内的故障诊断本地子系统发送的实时视频数据
、
重要部件故障实时诊断结果和实时运行数据，以及通信范围内的故障诊断远程子系统发送的电气系统实时故障诊断结果；将实时视频数据
、
重要部件故障实时诊断结果
、
实时运行数据以及电气系统实时故障诊断结果发送至监控中心，将实时运行数据发送至通信范围内的故障诊断远程子系统，将电气系统实时故障诊断结果发送至对应的故障诊断本地子系统；故障诊断远程子系统，用于接收物联网网关发送的轨道交通车辆的电气系统的实时运行数据；对实时运行数据进行故障诊断，得到电气系统实时故障诊断结果；将电气系统实时故障诊断结果发送至物联网网关；监控中心，用于接收并展示物联网网关发送的轨道交通车辆的重要部件的实时视频数据和重要部件故障实时诊断结果，以及轨道交通车辆的电气系统的实时运行数据和电气系统实时故障诊断结果
。2.
根据权利要求1所述的一种基于物联网的轨道交通车辆故障诊断系统，其特征在于：所述的故障诊断本地子系统包括第一主控单元
、
摄像单元
、
数据采集单元
、
第一故障诊断单元以及第一无线通信单元，所述的第一主控单元分别与轨道交通车辆的控制系统
、
摄像单元
、
数据采集单元
、
第一故障诊断单元以及第一无线通信单元电性连接，所述的摄像单元设置于轨道交通车辆的重要部件处，所述的数据采集单元与轨道交通车辆的继电保护装置通信连接，所述的第一无线通信单元与通信范围内的物联网网关通信连接
。3.
根据权利要求2所述的一种基于物联网的轨道交通车辆故障诊断系统，其特征在于：所述的第一故障诊断单元设置有基于
LFTCNN
算法构建的第一故障诊断模型；所述的第一故障诊断模型包括第一输入层
、
第一卷积通道
、
第二卷积通道
、
全连接层
、
第一分类层以及第一输出层，所述的第一输入层分别与第一卷积通道和第二卷积通道连接，所述的第一卷积通道和第二卷积通道均与全连接层连接，所述的全连接层
、
第一分类层以及第一输出层依次连接，所述的第一卷积通道和第二卷积通道均交替设置有若干卷积模块和池化模块，所述的第一分类层设置有
Elman
神经网络
。4.
根据权利要求1所述的一种基于物联网的轨道交通车辆故障诊断系统，其特征在于：所述的故障诊断远程子系统包括第二主控单元
、
第二无线通信单元
、
数据降维单元
、
数据预处理单元
、
第二故障诊断单元以及数据存储单元，所述的第二主控单元分别与第二无线通
信单元
、
数据降维单元
、
数据预处理单元
、
第二故障诊断单元以及数据存储单元电性连接，所述的第二无线通信单元与通信范围内的物联网网关通信连接
。5.
根据权利要求4所述的一种基于物联网的轨道交通车辆故障诊断系统，其特征在于：所述的数据降维单元设置有
PCA
模型；所述的第二故障诊断单元设置有基于
CDBN
算法构建的第二故障诊断模型；所述的第二故障诊断模型包括依次连接的第二输入层
、
特征提取层
、
第二分类层以及第二输出层，所述的特征提取层串联设置有若干<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东，
申请(专利权)人：深圳市博力扬光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：