[01343891]基于车联网的轨道交通列车健康管理系统关键技术及应用

本项目属于铁路机车车辆工程领域。 车辆是轨道交通工程中最重要的设备之一,是确保轨道交通安全、高效运营的关键设备。目前,轨道交通列车运行维护健康管理体系还不健全,管理效率低下,运营能耗及人力资源成本均比较高。基于上述背景,本项目在多项国家级科技计划项目支持下,提出了基于车联网的轨道交通列车健康管理系统综合解决方案,综合运用数据统计和挖掘、机器学习等方法对高密度的车载记录数据和实时状态数据进行分析处理,通过数据拟合完成故障趋势判别,实现城市轨道交通列车的远程监测、故障诊断、故障预警、寿命预测和智能维护等健康管理功能。其主要创新点包括： （1）针对车辆维修中心无法实时得到运营列车车载设备状态信息的问题,研制了基于大容量车联网的轨道交通列车健康管理系统,利用车联网采集和传输的实时监控数据和列车记录数据,将隐性问题显性化,实时了解车载设备的运行状态并做出合理的应对策略,实现了对列车各子系统的远程监测、故障诊断、故障预警、寿命预测和智能维护。 （2）针对现有列车通信网络MVB带宽受限,无法实时传输大容量状态和故障数据的问题,提出了大容量车联网冗余架构,研制出了具备实时自组织、大带宽、高实时性以及高可靠性的列车宽带网络系统,保证了关键数据的实时性和可靠性。 （3）针对计划修和故障修存在过修和欠修问题,基于大容量车联网采集的列车海量数据,应用数据挖掘技术,提取故障特征向量,构建远程专家故障诊断系统,对列车故障进行精确定位;基于大数据分析和挖掘技术,通过设备的实时状态、维修记录和运行环境等数据,预测设备的剩余使用寿命,降低了列车全生命周期成本。 上述创新性成果为列车健康管理的技术创新和应用提供了新方法、新技术,成果已广泛应用于国内外各种高速动车、机车以及城市轨道交通列车,累计装车超过2000列,产值超过10亿元。该项目取得多项原创性技术,获得了10项授权发明专利,主持起草1项国际标准,3项软件著作权,发表58篇论文。项目成果的应用,不仅提升了列车全生命周期健康管理自动化水平,而且提高了车辆维修质量和效率从而显著降低运营成本,具有极广阔的推广应用前景。