[发明专利]一种基于图形算法开发的轨道车辆实时在线PHM方法

说明书

本发明公开了一种基于图形算法开发的轨道车辆实时在线PHM方法，包括：生成轨道车辆故障预测算法文件，将算法文件下载至实时快速芯片，并将芯片应用于轨道车辆各系统，形成车辆实时在线分布式PHM系统；车辆实时在线分布式PHM系统采集所在轨道车辆系统模拟量和开关量数据，对车辆运行中瞬变信号进行分析，将分析结果发送给车载PHM主机和地面车辆健康管理决策系统；地面车辆健康管理决策系统将接收到的状态信息进行显示；地面车辆健康管理决策系统进行健康管理。本发明通过车辆实时在线分布式PHM技术快速、高频率的采集车辆系统的模拟量和开关量数据，提高系统预测的准确性；缩短了提取故障数据、分析决策处置故障的时间，提高了运维的效率。

技术领域

本发明涉及轨道车辆智能运维领域，特别涉及一种基于图形算法开发的轨道车辆实时在线PHM方法。

背景技术

智能运维技术是以诊断和预测为核心的故障预测与健康管理(PHM)技术，车辆PHM技术通过对系统及部件的状态判断来监控车辆安全，进行故障预测和剩余寿命评价，并对车辆进行健康评价及健康管理。车辆PHM算法具有如下缺点：复杂、开发难度大、耗时较长以及无专用算法开发工具。目前的轨道车辆网络控制系统具有以下不足：诊断模式固定，诊断项点较少以及故障诊断滞后；现有的PHM系统需要信息技术和软件工程技术的支撑，对于车辆故障分析和预测大多由工程技术人员完成，导致PHM系统开发效率低、效果差。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种基于图形算法开发的轨道车辆实时在线PHM方法，利用实时在线分布式PHM技术实现车辆状态信息的有效预测。

技术方案：本发明的一种基于图形算法开发的轨道车辆实时在线PHM方法，包括：

(1)利用列车模型组态模块生成轨道车辆故障预测算法文件，将算法文件下载至实时快速芯片，将含有算法的芯片应用于轨道车辆各系统，形成车辆实时在线分布式PHM系统，系统包括多个PHM模块；

(2)车辆实时在线分布式PHM系统利用含有算法的芯片采集所在轨道车辆系统模拟量和开关量数据，对车辆运行中瞬变信号进行分析，将分析结果发送给车载PHM主机和地面车辆健康管理决策系统；

(3)地面车辆健康管理决策系统将接收到的状态信息进行显示，包括车辆状态、故障诊断信息、故障预测信息、剩余运行寿命预测信息和健康评估信息；

(4)地面车辆健康管理决策系统针对车辆全部状态信息进行健康管理，实现轨道车辆的监测和管理。

进一步，步骤1包括：

(101)列车模型组态模块在开发平台上搭建故障分析预测算法逻辑图，所述逻辑图包括函数与PHM算法框架，并完成参数配置；

(102)大数据服务器根据算法逻辑图进行算法代码转化，生成源代码，在软件中进行编译和综合，利用软件进行功能仿真和时序仿真，生成编程文件，下载到FPGA芯片；

(103)将FPGA芯片嵌入到在线分布式PHM系统，分布式应用到车辆各系统和各部件中。

进一步，步骤101中搭建算法逻辑图包括：获取故障预测模块的逻辑图，利用网页前端程序识别逻辑图中各变量和函数，识别初始化段、序列段以及各元素之间的逻辑关系，自动生成图形逻辑描述文件，由后端操作将图形逻辑描述文件发送给大数据服务器。

进一步，步骤102代码转化包括：

(1021)读取初始化段，将初始化段定义的变量存储于数据库中，并赋予默认值；

(1022)查看序列部分，按照序列段序号先后顺序执行程序；