基于信息融合的列車懸掛系統(tǒng)故障分離研究與列車安全評價.pdf

1、城市軌道交通作為城市交通的主要方式之一，它的安全穩(wěn)定運行直接影響城市軌道交通系統(tǒng)的可靠性、安全性和運營效率，其系統(tǒng)故障直接關乎乘客生命安全，是造成行車中斷事故發(fā)生的關鍵因素。根據(jù)資料中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在城軌車輛產生的眾多故障中，走行系的故障頻率最高，而走行系一旦發(fā)生故障，直接影響車輛運行。所以需要定期對走行系的安全狀態(tài)進行評估。為發(fā)現(xiàn)具體故障隱患，還需對其中的子系統(tǒng)進行狀態(tài)監(jiān)測，并及時檢測與分離故障。懸掛系統(tǒng)作為軌道車輛走行系的關鍵組成部分

2、之一，有必要對其進行安全狀態(tài)監(jiān)測，及時診斷故障并實現(xiàn)故障分離。
　　本論文是在國家863項目課題“基于傳感網的列車關鍵設備在途故障診斷技術及系統(tǒng)研制”的背景下研究的。采用基于信息融合方法研究城軌車輛懸掛系統(tǒng)故障分離和基于模糊綜合評判方法評價列車走行系統(tǒng)的安全性。為此，本文開展了如下研究內容，主要包括:
　　(1)軌道車輛懸掛系統(tǒng)動力學分析及故障仿真建模
　　首先對列車懸掛系統(tǒng)的組成與功能進行介紹。接著，通過車輛動力學分

3、析分別建立城軌車輛和輕型軌道車輛的垂向懸掛系統(tǒng)動力學模型，并分析了所建立的城軌車輛數(shù)學模型的頻域響應特性，驗證了模型的可靠性。最后利用SIMPACK軟件搭建了城軌列車懸掛系統(tǒng)故障仿真平臺，用于故障分離算法的驗證工作。
　　(2)基于D-S證據(jù)理論的列車垂向懸掛系統(tǒng)故障分離算法研究
　　首先介紹了D-S證據(jù)理論的相關概念及其組合規(guī)則和決策規(guī)則，之后給出特征提取和距離相似性算法的步驟，并運用該理論方法在建立的垂向懸掛系統(tǒng)模型基礎

4、上，結合仿真數(shù)據(jù)分別實現(xiàn)了城軌車輛和輕型軌道車輛懸掛系統(tǒng)的故障分離技術。
　　(3)基于DSmT的列車橫向懸掛系統(tǒng)故障分離算法研究
　　考慮到D-S證據(jù)理論的信息融合方法要求其辨識框架內所有元素排他性，不能存在并發(fā)故障的可能性，故采用DSmT的信息融合方法研究了城軌車輛懸掛系統(tǒng)并發(fā)故障的分離方法。仿真實驗利用所建立的城軌車輛的橫向懸掛系統(tǒng)。在仿真應用中，該方法可以成功分離懸掛系統(tǒng)的并發(fā)故障。
　　(4)基于層次分析的模