道岔智能故障診斷

目錄
序
前言
第1章　道岔概述　1
1.1　鐵路系統(tǒng)概況　1
1.1.1　鐵路系統(tǒng)　1
1.1.2　高速鐵路　2
1.1.3　城市軌道交通　4
1.2　道岔　5
1.2.1　道岔的基本概念及重要性　5
1.2.2　道岔的分類　8
1.3　轉轍機　11
1.3.1　轉轍機的基本概念及作用　11
1.3.2　轉轍機的分類　11
1.3.3　直流轉轍機的基本原理　13
1.3.4　交流轉轍機的基本原理　15
第2章　道岔監(jiān)測系統(tǒng)　19
2.1　道岔監(jiān)測的必要性　19
2.1.1　道岔事故　19
2.1.2　道岔監(jiān)測必要性分析　21
2.2　道岔監(jiān)測系統(tǒng)的基本原理　22
2.2.1　道岔監(jiān)測系統(tǒng)的相關標準規(guī)范　22
2.2.2　道岔監(jiān)測系統(tǒng)的主要結構　23
2.2.3　道岔監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能　23
2.3　主要道岔監(jiān)測系統(tǒng)介紹　25
2.3.1　CSM-TD型信號微機監(jiān)測系統(tǒng)　25
2.3.2　CSM-HH型信號集中監(jiān)測系統(tǒng)　33
第3章　道岔動作曲線　41
3.1　道岔動作曲線的分類　41
3.2　直流轉轍機道岔動作電流曲線　41
3.2.1　道岔動作電流采集原理　41
3.2.2　單動道岔正常動作電流曲線分析　42
3.3　交流轉轍機道岔動作電流曲線　43
3.3.1　道岔電流采集原理　44
3.3.2　交流轉轍機道岔正常動作電流曲線分析　44
3.3.3　道岔動作曲線“小尾巴”的形成原理　45
3.3.4　ZYJ7型道岔正常動作曲線分析　47
3.4　道岔動作功率曲線　47
3.4.1　道岔動作功率曲線采樣原理　47
3.4.2　道岔動作功率曲線分析　49
3.4.3　S700K型電動轉轍機道岔動作功率曲線分析　49
第4章　道岔故障模式及故障曲線仿真　52
4.1　道岔故障分類　52
4.2　道岔常見故障分析　52
4.3　道岔動作曲線仿真　56
4.3.1　道岔動作模型構建及參數(shù)設置　56
4.3.2　基于道岔動作模型的動作曲線仿真　64
4.3.3　道岔正常動作曲線仿真　64
4.3.4　道岔長期運行曲線仿真　66
4.3.5　道岔故障曲線仿真　66
第5章　道岔異常曲線識別　72
5.1　道岔異常曲線識別總體技術路線　72
5.2　道岔正常參考曲線的選取方法　73
5.2.1　基于K均值聚類算法的道岔正常參考曲線的選取　73
5.2.2　基于弗雷歇距離的道岔正常參考曲線的選取　75
5.3　相似度的計算及閾值的確定　78
5.3.1　正常曲線與正常參考曲線之間的相似度計算　78
5.3.2　相似度閾值的確定　78
5.4　基于相似度的道岔異常曲線識別舉例　78
5.4.1　正常參考曲線的選取　78
5.4.2　相似度的計算以及閾值的確定　80
5.4.3　實例測試　81
第6章　基于距離的道岔故障診斷　83
6.1　典型距離算法　83
6.2　基于距離的道岔故障診斷方法　85
6.3　基于動態(tài)時間規(guī)整的道岔曲線故障診斷實例　86
6.4　基于弗雷歇距離的道岔曲線故障診斷實例　89
第7章　基于深度學習的道岔故障識別方法　95
7.1　基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的道岔故障識別方法　95
7.2　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡　96
7.2.1　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡概述　96
7.2.2　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡經(jīng)典網(wǎng)絡算法　99
7.3　道岔故障診斷模型　100
7.3.1　輸入數(shù)據(jù)預處理　100
7.3.2　模型訓練過程　101
7.3.3　道岔故障診斷模型的驗證　103
7.4　基于深度學習的道岔故障診斷實例　104
第8章　道岔曲線模式的自動聚類研究　105
8.1　道岔曲線的自動聚類方法　105
8.1.1　聚類概念　105
8.1.2　聚類方法分類　105
8.2　FCM聚類算法　106
8.2.1　相關概念　107
8.2.2　FCM聚類算法的步驟　108
8.3　道岔故障曲線的自動聚類實例　108
8.3.1　數(shù)據(jù)預處理　109
8.3.2　改進的FCM聚類算法　110
8.3.3　案例計算結果　110
第9章　道岔動作曲線預測方法　115
9.1　基于道岔曲線特征的預測方法　115
9.1.1　道岔動作曲線采集及代表特征選取　116
9.1.2　基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的道岔曲線特征預測方法　116
9.1.3　基于*小二乘法的道岔預測曲線的擬合　118
9.1.4　道岔預測曲線的故障診斷　119
9.1.5　基于道岔曲線特征的預測方法實例分析　119
9.2　基于曲線點的預測方法　122
9.2.1　預測所用數(shù)據(jù)說明及預測效果評價指標　122
9.2.2　基于ARMA模型的道岔動作曲線預測方法　124
9.2.3　基于支持向量機的道岔動作曲線預測方法　131
參考文獻　135