面向智能运维的轨道交通转辙机模拟数据生成器设计与验证

作     者：邹劲柏 魏诗燕 刘江 沙泉 吴杰 季国一 ZOU Jinbai;WEI Shiyan;LIU Jiang;SHA Quan;WU Jie;JI Guoyi

作者机构：上海应用技术大学轨道交通学院上海201400 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 上海地铁维护保障有限公司通号分公司上海200235 

基　　金：上海市科技创新行动计划项目(21210750300) 上海市地方能力建设项目(20090503100) 北京市自然科学基金项目(L191014) 科技创新行动计划“‘一带一路’中老铁路工程国际联合实验室”项目(21210750300) 地方能力建设“轨道交通智能运维关键技术研究”项目(20090503100) 

出 版 物：《城市轨道交通研究》 (Urban Mass Transit)

年 卷 期：2025年第28卷第1期

页      码：188-192页

摘      要：[目的]由于轨道交通各类设备的故障数据难以轻易获取,导致在开展故障诊断与预测等机器智能算法研究时缺乏充足的数据支持。为了满足轨道交通智能运维对大量训练数据的迫切需求,有必要设计轨道交通转辙机模拟数据生成器并对其进行验证。[方法]对S700K型转辙机正常动作与缓变性故障的功率曲线特征进行了分析,并探讨了故障发生原因。通过对比两种模拟数据生成方法,基于Borderline-Smote算法设计出转辙机模拟数据生成器,搭建转辙机模拟数据生成器平台,利用LSTM(长短期记忆)预测模型学习功率数据的时间序列特征,对生成的缓变性故障功率数据的峰值因子、标准差和方差等3个特征进行试验。[结果及结论]通过转辙机模拟数据生成器生成的功率数据训练出的LSTM预测模型,可以预测出S700K型转辙机的功率变化趋势。通过对比LSTM预测模型与周期性复制法计算得到的峰值因子、标准差、方差的均方根误差分别为0.3355、0.0239和0.0241,误差较小,证明转辙机模拟数据生成器的真实性及可行性。

主 题 词：轨道交通 转辙机 模拟数据生成器 智能运维 

学科分类：08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.16037/j.1007-869x.2025.01.034

馆 藏 号：203156986...