一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法及系统与流程

1.本发明涉及铁路设备管理技术领域，更具体的说是涉及一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法及系统。


背景技术：

2.目前，高速铁路发展日新月异，凭借其安全、高效等优势，被称为未来的运输模式，而高速铁路系统是复杂系统的代表之一，其内部层次结构复杂，部件种类繁多，组件零碎，对应的不同设备及组件的失效模式及影响混杂，因此如何实现高速铁路的相关车载设备的状态管理成为了较大的难题。
3.但是，高速铁路车载设备在运行过程中，会产生大量的使用数据，根据数据判断设备的工作状态也仅限于正常和异常两种状态，无法预测部件的剩余寿命，再加上设备数量较大，在计算过程中需要处理大量数据，整体计算量较大且效率较低，也就无法实现车载设备的全生命周期管理。
4.因此，如何提供一种能够解决上述问题的高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法及系统，能够降低高速铁路运行风险，提升高速铁路电务车载设备的整体维护水平。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法，包括以下步骤：
8.s1：获取高速铁路车载设备的具体种类以及对应的设备信息，并对所述车载设备进行分类，得到分类结果；
9.s2：按照所述分类结果建立设备仿真等效模型，利用所述设备仿真等效模型得到对应的第一预测剩余有效寿命；
10.s3：按照所述分类结果获取所述车载设备的故障信号，并对所述故障信号进行处理，得到第二预测剩余有效寿命；
11.s4：对所述第一预测剩余有效寿命及所述第二预测剩余有效寿命进行优化处理，得到综合剩余寿命，根据所述综合剩余寿命结合所述设备信息及时提醒工作人员进行识别处理。
12.优选的，所述s1具体包括：
13.s11：按照所述车载设备的功能，对所述车载设备进行划分，得到第一分类结果，其中所述第一分类结果包括：重要设备、次要设备及一般设备；
14.s12：构建车载设备评价指标体系，按照所述第一分类结果获取对应的评价矩阵，并提取所述评价矩阵对应的特征向量；
15.s13：计算特征向量之间的关联度，按照预设关联度阈值对所述第一分类结果进行
再次划分，得到分类结果。
16.优选的，所述s2具体包括：
17.s21：按照所述分类结果，建立设备仿真等效模型；
18.s22：对所述设备仿真等效模型进行模拟失效处理，得到对应的第一预测剩余有效寿命。
19.优选的，所述s3具体包括：
20.s31：按照所述分类结果，实时采集所述车载设备的状态数据信息，并从所述状态数据信息中提取出对应的故障信号；
21.s32：构建训练好的剩余寿命预测网络，利用所述剩余寿命预测网络对所述故障信号进行处理，得到第二预测剩余有效寿命。
22.优选的，所述s5具体包括：对所述第一预测剩余有效寿命及所述第二预测剩余有效寿命进行加权处理，得到设备的综合剩余寿命。
23.优选的，所述s11具体还包括：在划分所述车载设备时还利用单元网格划分。
24.优选的，所述s4中提醒工作人员进行识别处理的具体过程包括：实现设备状态预警、进行设备状态评价。
25.进一步，本发明还提供一种利用上述任一项所述的一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法的系统，包括：
26.获取模块，用于获取高速铁路车载设备的具体种类以及对应的设备信息，并对所述车载设备进行分类，得到分类结果；
27.第一计算模块，所述第一计算模块与所述获取模块连接，用于按照所述分类结果建立设备仿真等效模型，利用所述设备仿真等效模型得到对应的第一预测剩余有效寿命；
28.第二计算模块，所述第二计算模块与所述获取模块连接，用于按照所述分类结果获取所述车载设备的故障信号，并对所述故障信号进行处理，得到第二预测剩余有效寿命；
29.处理模块，所述处理模块与所述第一计算模块及所述第二计算模块连接，用于对所述第一预测剩余有效寿命及所述第二预测剩余有效寿命进行优化处理，得到综合剩余寿命，根据所述综合剩余寿命结合所述设备信息及时提醒工作人员进行识别处理。
30.进一步，本发明还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行前述上述任一项中任一项所述的方法。
31.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法及系统，通过对高速铁路电务车载设备进行分类及关联分析，对同一类别的设备进行分析处理后分别进行仿真预测与实际故障信号预测，得到对应的第一预测剩余有效寿命及第二预测剩余有效寿命，并对第一预测剩余有效寿命及第二预测剩余有效寿命进行处理后得到综合剩余寿命，以此来评价设备的全生命周期各阶段性能退化规律，进而进行高速铁路运行风险提示和故障诊断及处理，从而降低高速铁路运行风险，提升高速铁路电务车载设备的整体维护水平。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
33.图1为本发明提供的一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法的整体流程图；
34.图2为本发明提供的一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理系统的结构示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.参见附图1所示，本发明实施例公开了一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法，包括以下步骤：
37.s1：获取高速铁路车载设备的具体种类以及对应的设备信息，并对车载设备进行分类，得到分类结果；
38.s2：按照分类结果建立设备仿真等效模型，利用设备仿真等效模型得到对应的第一预测剩余有效寿命；
39.s3：按照分类结果获取车载设备的故障信号，并对故障信号进行处理，得到第二预测剩余有效寿命；
40.s4：对第一预测剩余有效寿命及第二预测剩余有效寿命进行优化处理，得到综合剩余寿命，根据综合剩余寿命结合设备信息及时提醒工作人员进行识别处理。
41.在一个具体的实施例中，s1具体包括：
42.s11：按照车载设备的功能，对车载设备进行划分，得到第一分类结果，其中第一分类结果包括：重要设备、次要设备及一般设备；
43.s12：构建车载设备评价指标体系，按照第一分类结果获取对应的评价矩阵，并提取评价矩阵对应的特征向量；
44.s13：计算特征向量之间的关联度，按照预设关联度阈值对第一分类结果进行再次划分，得到分类结果。
45.在一个具体的实施例中，s2具体包括：
46.s21：按照分类结果，建立设备仿真等效模型；
47.s22：对设备仿真等效模型进行模拟失效处理，得到对应的第一预测剩余有效寿命。
48.在一个具体的实施例中，s3具体包括：
49.s31：按照分类结果，实时采集车载设备的状态数据信息，并从状态数据信息中提取出对应的故障信号；
50.s32：构建训练好的剩余寿命预测网络，利用剩余寿命预测网络对故障信号进行处理，得到第二预测剩余有效寿命。
51.其中剩余寿命预测网络可以为bp神经网络，利用车载设备的历史故障数据对网络
进行训练及测试完成。
52.在一个具体的实施例中，s5具体包括：对第一预测剩余有效寿命及第二预测剩余有效寿命进行加权处理，得到设备的综合剩余寿命。
53.在一个具体的实施例中，s11具体还包括：在划分车载设备时还利用单元网格划分。
54.在一个具体的实施例中，s4中提醒工作人员进行识别处理的具体过程包括：实现设备状态预警、进行设备状态评价。
55.参见附图2所示，本发明实施例还提供一种利用上述实施例任一项的一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法的系统，包括：
56.获取模块，用于获取高速铁路车载设备的具体种类以及对应的设备信息，并对车载设备进行分类，得到分类结果；
57.第一计算模块，第一计算模块与获取模块连接，用于按照分类结果建立设备仿真等效模型，利用设备仿真等效模型得到对应的第一预测剩余有效寿命；
58.第二计算模块，第二计算模块与获取模块连接，用于按照分类结果获取车载设备的故障信号，并对故障信号进行处理，得到第二预测剩余有效寿命；
59.处理模块，处理模块与第一计算模块及第二计算模块连接，用于对第一预测剩余有效寿命及第二预测剩余有效寿命进行优化处理，得到综合剩余寿命，根据综合剩余寿命结合设备信息及时提醒工作人员进行识别处理。
60.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行上述实施例中任一项的方法。
61.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
62.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：获取高速铁路车载设备的具体种类以及对应的设备信息，并对所述车载设备进行分类，得到分类结果；s2：按照所述分类结果建立设备仿真等效模型，利用所述设备仿真等效模型得到对应的第一预测剩余有效寿命；s3：按照所述分类结果获取所述车载设备的故障信号，并对所述故障信号进行处理，得到第二预测剩余有效寿命；s4：对所述第一预测剩余有效寿命及所述第二预测剩余有效寿命进行优化处理，得到综合剩余寿命，根据所述综合剩余寿命结合所述设备信息及时提醒工作人员进行识别处理。2.根据权利要求1所述的一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法，其特征在于，所述s1具体包括：s11：按照所述车载设备的功能，对所述车载设备进行划分，得到第一分类结果，其中所述第一分类结果包括：重要设备、次要设备及一般设备；s12：构建车载设备评价指标体系，按照所述第一分类结果获取对应的评价矩阵，并提取所述评价矩阵对应的特征向量；s13：计算特征向量之间的关联度，按照预设关联度阈值对所述第一分类结果进行再次划分，得到分类结果。3.根据权利要求:2所述的一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法，其特征在于，所述s2具体包括：s21：按照所述分类结果，建立设备仿真等效模型；s22：对所述设备仿真等效模型进行模拟失效处理，得到对应的第一预测剩余有效寿命。4.根据权利要求2所述的一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法，其特征在于，所述s3具体包括：s31：按照所述分类结果，实时采集所述车载设备的状态数据信息，并从所述状态数据信息中提取出对应的故障信号；s32：构建训练好的剩余寿命预测网络，利用所述剩余寿命预测网络对所述故障信号进行处理，得到第二预测剩余有效寿命。5.根据权利要求1所述的一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法，其特征在于，所述s5具体包括：对所述第一预测剩余有效寿命及所述第二预测剩余有效寿命进行加权处理，得到设备的综合剩余寿命。6.根据权利要求2所述的一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法，其特征在于，所述s11具体还包括：在划分所述车载设备时还利用单元网格划分。7.根据权利要求1所述的一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法，其特征在于，所述s4中提醒工作人员进行识别处理的具体过程包括：实现设备状态预警、进行设备状态评价。8.一种利用权利要求1-7任一项所述的一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法的系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取高速铁路车载设备的具体种类以及对应的设备信息，并对所述车载设备进行分类，得到分类结果；第一计算模块，所述第一计算模块与所述获取模块连接，用于按照所述分类结果建立设备仿真等效模型，利用所述设备仿真等效模型得到对应的第一预测剩余有效寿命；第二计算模块，所述第二计算模块与所述获取模块连接，用于按照所述分类结果获取所述车载设备的故障信号，并对所述故障信号进行处理，得到第二预测剩余有效寿命；处理模块，所述处理模块与所述第一计算模块及所述第二计算模块连接，用于对所述第一预测剩余有效寿命及所述第二预测剩余有效寿命进行优化处理，得到综合剩余寿命，根据所述综合剩余寿命结合所述设备信息及时提醒工作人员进行识别处理。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行前述权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种高速铁路电务车载设备全生命周期管理方法及系统，涉及铁路设备管理技术领域，其中方法包括以下步骤：S1：获取高速铁路车载设备的具体种类以及对应的设备信息，并对所述车载设备进行分类，得到分类结果；S2：按照所述分类结果建立设备仿真等效模型，利用所述设备仿真等效模型得到对应的第一预测剩余有效寿命；S3：按照所述分类结果获取所述车载设备的故障信号，并对所述故障信号进行处理，得到第二预测剩余有效寿命等步骤；本发明能够降低高速铁路运行风险，提升高速铁路的整体维护水平。体维护水平。体维护水平。


技术研发人员：李科 程剑锋 康仁伟 戴博 王彧 衣沛然 李一楠 岳林 贺广宇 刘雅晴 王飞 穆进超 谢俊红
受保护的技术使用者：北京华铁信息技术有限公司 中国铁道科学研究院集团有限公司 北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/14