基于灰關(guān)聯(lián)的道岔信號(hào)控制系統(tǒng)故障診斷方法及其實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、隨著鐵路的不斷發(fā)展，列車行車速度與行車密度的不斷提高，對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的安全性與可靠性的要求也隨之提高。作為保障鐵路行車安全、實(shí)現(xiàn)信號(hào)聯(lián)鎖關(guān)系的基礎(chǔ)設(shè)備，道岔對(duì)鐵路信號(hào)車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性和可靠性尤為重要。另外，由于道岔較低的安全性以及構(gòu)造的復(fù)雜性等特點(diǎn)，也使其成為軌道線路的三大薄弱環(huán)節(jié)之一。因此針對(duì)道岔設(shè)備故障診斷的研究顯得尤為重要，并且根據(jù)道岔的作用及特點(diǎn)，其診斷過(guò)程的及時(shí)性和有效性也將是研究的重要部分。
　　目前，國(guó)內(nèi)主要使用

2、微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)道岔進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其方法主要是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道岔的動(dòng)作電流、功率時(shí)間特性曲線或室內(nèi)道岔表示繼電器的開(kāi)關(guān)量等參數(shù)，進(jìn)一步觀察與分析所得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得到道岔狀態(tài)信息。此方法的故障識(shí)別對(duì)相關(guān)人員的工作經(jīng)驗(yàn)有很大的依賴性，也在一定程度上影響道岔故障診斷的及時(shí)性、有效性和準(zhǔn)確性。針對(duì)上述道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)故障診斷中存在的問(wèn)題，本文提出了一種基于灰關(guān)聯(lián)的道岔信號(hào)控制系統(tǒng)的故障診斷方法，并基于嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。
　　本文提出了一種基

3、于灰關(guān)聯(lián)的道岔信號(hào)控制系統(tǒng)故障診斷模型，并逐步闡述該模型的建立及優(yōu)化，使其診斷達(dá)到較為高效、準(zhǔn)確的診斷效果。其主要研究如下：
　　(1)在本文中首先對(duì)道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)的功率曲線進(jìn)行分析，根據(jù)道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作特性，將其功率曲線分為五個(gè)區(qū)段。在建立故障診斷模型時(shí)以此為樣本數(shù)據(jù)闡述故障診斷模型建立的步驟以及特征參數(shù)的選擇、變換因子的選擇以及故障診斷關(guān)聯(lián)度模型的選擇。
　　(2)本文提出八種常見(jiàn)故障模式，與道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)正常工作模式共同組成故障

4、診斷模式集，并針對(duì)每種模式提供多個(gè)樣本數(shù)據(jù)構(gòu)成故障模式樣本集。針對(duì)該九種道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)模式，文中提出了多種時(shí)域信號(hào)特征參數(shù)以提供功率曲線最優(yōu)特征選擇。在對(duì)各時(shí)段功率數(shù)據(jù)特征值計(jì)算后，進(jìn)行歸一化處理，以歸一化處理后的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分別計(jì)算九種模式的各個(gè)時(shí)間區(qū)段的特征均值，并進(jìn)一步計(jì)算所有樣本各個(gè)區(qū)段的每個(gè)特征參數(shù)計(jì)算結(jié)果的特征均值。在完成以上工作后，利用Fisher準(zhǔn)則，計(jì)算全部樣本的類間方差與類內(nèi)方差之比，選擇各區(qū)段比值最大值對(duì)應(yīng)的特征參數(shù)作

5、為優(yōu)選特征，同時(shí)選擇構(gòu)建優(yōu)選特征集。
　　(3)針對(duì)上述提供的優(yōu)選特征集進(jìn)行不同數(shù)據(jù)變換，并以不同的數(shù)據(jù)變換結(jié)果進(jìn)行各個(gè)故障模式與正常工作模式之間的鄧氏關(guān)聯(lián)度計(jì)算，比較關(guān)聯(lián)度大小確定變換因子，并確定故障特征序列。以上述確定的變換因子為基礎(chǔ)，進(jìn)行各故障模式之間針對(duì)不同關(guān)聯(lián)度模型的計(jì)算，最終選擇關(guān)聯(lián)度值較小的計(jì)算結(jié)果對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)度模型作為故障診斷系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)度模型。
　　基于上述研究方法所提出的道岔故障診斷模型，為完善故障診斷系統(tǒng)，