基于改進(jìn)決策樹的軌道電路故障診斷方法研究.pdf

1、軌道電路是鐵路上保障列車安全運(yùn)行必不可少的基礎(chǔ)信號(hào)設(shè)備，同時(shí)它的正常工作與否將直接影響鐵路運(yùn)輸效率。目前，鐵路現(xiàn)場(chǎng)通過電務(wù)人員定期檢修或故障修的方式對(duì)軌道電路進(jìn)行維護(hù)，其故障發(fā)生伴隨著較大的不確定性與隨機(jī)性，且診斷過程盲目性大、復(fù)雜性強(qiáng)，缺乏清晰的故障邏輯機(jī)理分析。如何快速準(zhǔn)確地診斷其故障，成為電務(wù)維護(hù)人員所面臨的一大難題。
　　針對(duì)上述問題，本文主要研究?jī)?nèi)容如下所述:
　　首先，介紹站內(nèi)25Hz相敏軌道電路系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成與

2、工作原理，并對(duì)系統(tǒng)常見故障進(jìn)行分析，利用均勻傳輸線理論建立相敏軌道電路等效四端網(wǎng)模型，結(jié)合具體參數(shù)推導(dǎo)模型各節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)量值，建立相敏軌道電路的診斷決策表。針對(duì)系統(tǒng)故障特征的模糊性與不確定性，提出一種基于PSO-FDT的故障診斷方法，使用Min-Ambiguity算法對(duì)診斷決策表進(jìn)行訓(xùn)練建立模糊決策樹，同時(shí)利用PSO算法對(duì)影響決策樹性能的兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從建立的模糊決策樹中提取規(guī)則建立診斷規(guī)則庫作為軌道電路故障診斷的依據(jù)。利用模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行

3、仿真分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PSO-FDT方法降低了依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置參數(shù)方法進(jìn)行建樹的盲目性，對(duì)相敏軌道電路進(jìn)行故障診斷是可行的。
　　其次，以ZPW-2000A型無絕緣移頻軌道電路作為研究對(duì)象，針對(duì)系統(tǒng)組成的復(fù)雜性和故障特征的冗余性，提出一種基于C4.5的組合決策樹方法對(duì)軌道電路進(jìn)行故障診斷。根據(jù)ZPW-2000A軌道電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)劃分多種故障模式，建立組合網(wǎng)絡(luò)診斷模型，實(shí)現(xiàn)軌道電路故障由粗到細(xì)的逐級(jí)劃分，選擇粗糙集屬性約簡(jiǎn)方法為粗分網(wǎng)絡(luò)的

4、各樹節(jié)點(diǎn)提取合適的特征屬性，由此得到各樹節(jié)點(diǎn)的診斷決策表，再用C4.5對(duì)各決策表分別訓(xùn)練學(xué)習(xí)提取故障規(guī)則。利用模擬數(shù)據(jù)推導(dǎo)組合決策樹診斷模型建立過程，仿真測(cè)試結(jié)果表明該模型能夠從結(jié)構(gòu)上改善診斷分類器的性能，從而達(dá)到較好的診斷效果。
　　最后，根據(jù)以上研究利用VC++6.0平臺(tái)與MFC類庫進(jìn)行可視化界面編程，開發(fā)基于改進(jìn)決策樹算法的軌道電路故障診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道電路相關(guān)故障診斷的功能。將相關(guān)故障特征數(shù)據(jù)輸入診斷系統(tǒng)，能夠得到相應(yīng)診