检索结果-内蒙古大学图书馆

预测动车组牵引系统故障率的TSOBP-ARIMA-Prophet组合模型

中国铁道科学 2024年第4期45卷 147-157页

作者：张雨晨戴贤春刘敬辉李秋芬代成烨中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081 中国国家铁路集团有限公司铁路安全研究中心北京100081

针对单一模型预测故障率时的适用性差异问题,在考虑动车组牵引系统故障率数据特点的基础上,提出TSOBP-ARIMA-Prophet组合模型。首先,针对动车组牵引系统故障率的复杂非线性,引入金枪鱼群算法(TSO)优化BP模型,训练出TSOBP预测模型;其次,... 详细信息

针对单一模型预测故障率时的适用性差异问题,在考虑动车组牵引系统故障率数据特点的基础上,提出TSOBP-ARIMA-Prophet组合模型。首先,针对动车组牵引系统故障率的复杂非线性,引入金枪鱼群算法(TSO)优化BP模型,训练出TSOBP预测模型;其次,针对故障率的非平稳波动性,选取ARIMA预测模型;然后,针对故障率的季节周期性,选取Prophet预测模型;最后,运用方差倒数法对3个模型的预测结果赋权,得到TSOBP-ARIMA-Prophet组合模型的预测结果。以某动车组牵引系统为例,采用该组合模型预测故障率,并与3个单一模型及TSOBP-ARIMA组合模型对比验证其预测能力。结果表明:该组合模型预测时均方误差为0.0752,较TSOBP,ARIMA和Prophet模型单独预测时分别降低了45.83%,61.65%和53.42%,预测精度显著提高,且较TSOBP-ARIMA组合模型对数据趋势的感知力更优,可有效提升对动车组牵引系统故障率的预测能力。

关键词：动车组牵引系统故障率预测组合模型 BP模型金枪鱼群算法 ARIMA模型 Prophet模型

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动车组牵引系统状态分析诊断技术

动车组牵引系统状态分析诊断技术

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“动车组牵引系统状态分析诊断技术”应用于铁路动车客车段。该技术针对CRH1型动车组牵引系统，通过下载动车组牵引系统设备事件代码及相关故障信息，对牵引系统设备各部件的状态进行准确分析和设备故障诊断，为动车组牵引系统运行状态... 详细信息

标准号: 1300310670

“动车组牵引系统状态分析诊断技术”应用于铁路动车客车段。该技术针对CRH1型动车组牵引系统，通过下载动车组牵引系统设备事件代码及相关故障信息，对牵引系统设备各部件的状态进行准确分析和设备故障诊断，为动车组牵引系统运行状态预测和检修工作提供科学依据和指导。基于该技术开发的系统硬件由服务器和多浏览器构成，软件采用浏览器/服务器(B/S)架构，包括事件代码信息采集分类模块、故障搜寻规则库模块、故障搜寻与处理模块、故障记录与查询模块。系统基于案例推理的故障诊断技术，下载CRH1型动车组列车诊断系统数据库相关内容，提取各类故障特征代码组后分析并提供故障报告，保存故障搜寻规则库。以故障搜寻规则库为基准，搜索符合故障特征信息的特征代码群并自动判断系统故障。自2010年8月在上海动车客车段技术装备科及上海南动车所投入使用以来，系统能对设备故障进行诊断，可记录故障信息，形成故障信息档案，并附加维修记录，已节约设备管理及维修成本10万元左右。经实际应用和测试，系统具有较好的实用性、可靠性和可扩充性，可满足动车组牵引系统状态分析与故障诊断的需要。整体技术达到路内先进水平。该项目首次将人工智能领域新兴的问题求解方法引入铁路动车组检修维护管理工作，将改变铁路技术装备较为落后的周期计划维修模式，有力地推进铁路高新技术装备状态维修的进程。

关键词：动车组牵引系统维修设备故障诊断系统

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基于SysML的动车组牵引系统建模与方案权衡分析

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杭州电子科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期44卷 88-102页

作者：袁文强陈波张世聪杭州电子科技大学计算机学院杭州310018 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 动车组和机车牵引与控制国家重点实验室北京100081

创新设计是我国动车组领域近年来重点研究领域,也是提升我国动车组产品竞争力的关键手段。本文借助于系统建模语言SysML(System Modeling Language)提出一种面向动车组牵引系统建模策略、需求验证与方案权衡的整体解决方案。主要包括三... 详细信息

创新设计是我国动车组领域近年来重点研究领域,也是提升我国动车组产品竞争力的关键手段。本文借助于系统建模语言SysML(System Modeling Language)提出一种面向动车组牵引系统建模策略、需求验证与方案权衡的整体解决方案。主要包括三个方面:第一,牵引系统建模,涵盖领域元模型、需求建模和组成建模;第二,在牵引系统基础模型之上,定义需求验证参数模型和逻辑模型,开展需求验证模型的建模与仿真过程;第三,基于SysML模型的牵引系统方案分析,在基础模型之上构建牵引系统分析模型,使用SysML参数图构建参数映射,通过基于模型的参数分析开展不同情形的需求验证及多种设计方案进行权衡分析。最后以动车组牵引系统及其牵引电机验证本文方法的有效性。

关键词： SysML 动车组牵引系统需求验证方案权衡

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动车组牵引逆变控制关键技术与系统性能优化研究

动车组牵引逆变控制关键技术与系统性能优化研究

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作者：董侃北京交通大学

学位级别：博士

牵引逆变系统控制技术是动车组核心技术之一,其控制性能直接关系到车辆运行的安全性、稳定性和舒适性。本文依托“十二五”国家科技支撑计划重点项目“混合动力动车组关键技术研究与典型样车研制”,针对项目实施过程中系统性能提升的关... 详细信息

牵引逆变系统控制技术是动车组核心技术之一,其控制性能直接关系到车辆运行的安全性、稳定性和舒适性。本文依托“十二五”国家科技支撑计划重点项目“混合动力动车组关键技术研究与典型样车研制”,针对项目实施过程中系统性能提升的关键问题,选取无拍频控制、电机磁链优化控制及低开关频率下的脉宽调制技术展开研究,并通过大量的仿真和实验进行验证。针对动车组牵引系统拍频现象展开研究。基于电机阻抗特性和频域建模的方式对拍频现象进行定性和定量分析,得出拍频现象在脉动频率点最为严重的结论;以拍频现象定量分析为基础,提出一种适用于转子磁场定向矢量控制系统的无拍频控制策略,对控制原理和参数设计进行了详细分析,并采用八种离散化方法对无拍频控制器进行离散化处理,从离散精度、控制性能和数字实现上进行了详细对比,得到优化离散化方法,有效抑制了拍频现象,可取消硬件二次谐振滤波器。针对牵引电机磁链指令优化和磁链准确控制展开研究。分析了旋转坐标系下牵引电机损耗模型,以损耗最小为控制目标优化了磁链指令给定方式,改善了传统方法的轻载低效问题;设计了考虑铁耗的状态观测器,并基于稳定性分析设计了参数辨识自适应律,实现了定子电阻、铁耗等效电阻的自适应辨识,解决了优化算法的参数敏感性问题;提出了基于独立坐标系分析的观测器改进离散方法,解决了传统方法在低计算频率下观测结果发散、观测误差大等问题,且易于工程实现;对观测器进行闭环极点配置,改善了观测器的动态性能和参数敏感性;分析了铁耗对矢量控制性能的影响并进行了相应改进,提高了电机启动阶段的动态性能。针对动车组牵引逆变系统大功率、低开关频率的特性,对目前常用的两种调制模式进行了分析和改进。基于基本矢量钳位策略对传统双区法过调制进行了改进,优化了传统方法的谐波特性,解决了传统方法在低开关频率下的低频震荡问题;提出了基于电流谐波优化的混合脉宽调制策略,分析了电流谐波最小脉宽调制技术(Current Harmonic Minimum PWM, CHMPWM)的开关角求解方法及不同开关角分布方式对其性能的影响,并从电流谐波、转矩脉动等方面与特定谐波消除脉宽调制技术(Selected Harmonic Elimination PWM, SHEPWM)进行了性能对比,得出CHMPWM电流加权总谐波畸变低、转矩脉动小的结论;完成了基于FPGA构架的混合脉宽调制技术,并实现了不同调制模式间的平滑过渡,优化了电机中高频段电流谐波特性。参与了我国首列混合动力动车组牵引逆变系统的自主研制,设计了能量互馈式和能量回馈式牵引传动实验平台,以此为基础进行了大量功能测试及考核实验,并对上述关键控制技术的可行性和有效性进行了逐一验证。

关键词：动车组牵引系统无拍频控制离散化方法磁链优化控制混合脉宽调制

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