[发明专利]一种列车车载PHM设备及高速轨道列车

说明书

本发明公开了一种列车车载PHM设备，利用信息采集装置采集列车牵引电机的设备运行数据，并与列车PHM诊断装置中存储的PHM标准数据(包含设备全生命周期下运行数据)进行比对分析后确定列车牵引电机的运行状况，得以根据该运行状况预测接下来一段时间内是否会有故障发生，本发明将PHM技术拓展至轨道交通领域，区别于传统利用传感器去发现列车上已发生的故障，通过本发明提供的列车车载PHM设备可以在结合设备实际运行数据和PHM标准数据的分析比对下，发现即将发生的故障并在其发生前就进行处理，得以进一步提升高速轨道列车的安全性。本发明还同时公开了一种设置有该列车车载PHM设备的高速轨道列车，具有上述有益效果。

技术领域

本发明涉及列车安全设备领域，特别涉及一种列车车载PHM设备及高速轨道列车。

背景技术

故障预测与健康管理(PHM，Prognostic and Health Management)技术是在美国国家航空航天局的大力推动下发展成熟起来的，目前航空领域的PHM技术发展较为成熟，已进入实用化阶段。PHM技术是综合利用现代信息技术、人工智能技术的最新研究成果而提出的一种全新的管理健康状态的解决方案，其具有分析得到在未来一段时间内系统失效的可能性以及采取适当维护措施的能力，还具有故障检测与隔离、故障诊断、故障预测、健康管理和部件寿命追踪等能力。

与航空领域类似，轨道交通领域不仅拥有更大的载客量、更广的覆盖面积和更低的成本，但轨道交通行业的PHM技术还处于起步阶段，在高速轨道列车上还仅停留在增加一些传感器来检测故障是否发生的阶段，相对于发现已经发生的故障，发现即将发生的故障并在其发生前就进行处理的方式显然拥有更高的安全性，列车上最重要的部分就是动力牵引系统和制动系统，哪一部分出现了问题都可能造成严重的后果，因此有必要将PHM技术拓展至轨道交通领域。

因此，如何将PHM技术拓展至轨道交通领域、提供一种适用于高速轨道车辆的PHM车载设备是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车车载PHM设备，应用于高速轨道列车，利用信息采集装置采集列车牵引电机的设备运行数据，并与列车PHM诊断装置中存储的PHM标准数据(包含设备全生命周期下运行数据)进行比对分析后确定列车牵引电机的运行状况，得以根据该运行状况预测接下来一段时间内是否会有故障发生，本发明将PHM技术拓展至轨道交通领域，区别于传统利用传感器去发现列车上已发生的故障，通过本发明提供的列车车载PHM设备可以在结合设备实际运行数据和PHM标准数据的分析比对下，发现即将发生的故障并在其发生前就进行处理，得以进一步提升高速轨道列车的安全性。

本发明的另一目的在于提供了一种牵引系统中包括该列车车载PHM设备的高速轨道列车。

为实现上述目的，本发明提供一种列车车载PHM设备，包括：

信号采集装置，与设置于列车牵引电机上的传感器相连，用于采集所述传感器反馈回的设备运行数据；

列车PHM诊断装置，通过连接器与所述信号采集装置相连，用于根据所述设备运行数据和预存的PHM标准数据对所述列车牵引电机的当前运行状态进行诊断；

供电模块，与所述传感器、所述信号采集装置以及所述列车PHM诊断装置均相连，用于分别为所述传感器、所述信号采集装置以及所述列车PHM诊断装置提供正常工作所需电压。

可选的，所述信号采集装置包括：

信号调理电路，与所述传感器相连，用于对接收到的设备运行数据进行预处理和抗混叠滤波处理，得到处理后数据；

模数转换器，其输入端与所述信号调理电路的输出端相连、输出端与FPGA信息采集板卡的输入端相连，用于将为模拟量的处理后数据转换为数字量；