一种机车状态监控数据的运行异常预警方法与流程

本发明涉及机车状态监控，更具体地说，涉及一种机车状态监控数据的运行异常预警方法。

背景技术：

1、机车状态监控数据的运行异常预警是指通过对机车运行状态数据的实时监测和分析，发现异常情况并及时预警，以便采取相应的措施进行维修和保养。这样可以避免机车故障的进一步恶化，降低故障修复成本，延长机车使用寿命，同时提高运行效率和工作效率。

2、现有的运行异常预警方法在使用时是对机车运行时的状态进行监控，无法对提前对机车采取措施，并且不方便快速准确地识别出异常情况，会给相关人员处理问题增加麻烦，并且增加时间的消耗。

技术实现思路

1、1.要解决的技术问题

2、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，本发明在实现对机车运行状态数据的实时监测和分析的基础上，还可以提前采取措施进行维修和保养，且可以快速准确地识别出异常情况，减少误报率。

3、2.技术方案

4、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

5、一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，包括如下步骤：

6、s1、数据采集：通过机车系统中的信息采集模块采集机车信息数据；

7、s2、数据处理：对采集到的数据通过modem进行传输，并对数据进行处理分析；

8、s21、特征提取：根据机车的运行特点和具体需求，进行提取和建模正常状态下机车的数据库；

9、s22、数据对比：对运行中的数据进行提取，并识别分析对比，通过傅里叶频移特性方式进行数据比较；

10、s3、异常预警：根据模型的输出结果，将预测为异常的数据进行预警报警；

11、s4、反馈和优化：根据实际的预警情况，收集反馈数据，进行合理调试。

12、作为本发明的一种优选方案，所述步骤s1中数据采集通过若干个传感器分布在机车的不同位置进行数据采集

13、作为本发明的一种优选方案，所述步骤s2中还包括对数据的预处理，所述预处理包括对数据图像的边沿检测与抽取、图像轮廓跟踪、图像模板匹配、图像压缩、机械振动噪声信息处理。

14、作为本发明的一种优选方案，所述预处理包括如下方式：

15、数据清洗：去除重复数据、处理异常值和噪声数据；

16、缺失值处理：采用插补方法填充数据中存在缺失值；

17、数据平滑：对于时间序列数据，使用滑动窗口或指数平滑方法平滑数据，减少噪声的影响；

18、数据标准化：对数据进行标准化处理，将数据转化为均值为0、标准差为1的标准正态分布；

19、特征选择：根据特征与目标变量之间的相关性，选择具有显著影响的特征；

20、数据转换：对数据进行转换，对数转换、差分变换；

21、数据归一化：将数据缩放到[-1,1]区间之内，以消除不同特征之间的量纲差异。

22、作为本发明的一种优选方案，所述特征包括时域特征，通过傅里叶变换提取频移特征，通过如下方式进行计算：

23、

24、则：

25、

26、作为本发明的一种优选方案，还包括控制端系统，所述控制终端系统用于远传监控机车系统，所述控制终端系统与机车系统信号双向连接，可以进行数据或指令的相互传递。

27、作为本发明的一种优选方案，还包括用户登录模块，所述用户登录模块的信号输出端与所述控制终端系统和所述机车系统的信号接收端均信号连接，所述用户登录模块内设置有指纹、面部识别、数字密码等登录方式，用于进入控制终端系统和机车系统。

28、作为本发明的一种优选方案，所述机车系统中还设置有电源模块、预警模块、信息存储模块以及gps定位模块，所述电源模块用于对机车系统进行供电，所述预警模块用于发出异常预警，所述信息存储模块用于对数据进行存储，所述gps定位模块用于实时定位机车位置。

29、作为本发明的一种优选方案，所述预警模块异常预警的方法包括：

30、阈值预警：当异常检测结果超过阈值时，触发预警；

31、模型预警：利用训练好的模型，对观测数据进行预测，当预测结果与实际观测值的出现差异，触发预警。

32、作为本发明的一种优选方案，所述信息存储包括存储机车系统的数据以及操作痕迹，还包括存储用户登录模块以及控制终端系统进入机车系统的记录，并生成维护记录和日志。

33、3.有益效果

34、相比于现有技术，本发明的优点在于：

35、1、本发明通过异常预警方法可以及时发现机车运行中的异常情况，帮助避免发生故障和事故，提前采取措施进行维修和保养，保证列车的正常运行，通过及时修复和维护，可以避免机车故障的进一步恶化，降低故障的修复成本，延长机车的使用寿命，同时异常预警方法可以快速准确地识别出异常情况，减少误报率，帮助相关人员及时处理问题，提高运行效率和工作效率，异常预警方法可以对机车状态监控数据进行深入分析，发现潜在的问题和隐患，为运维人员提供决策依据，优化运维策略。

36、2、本发明可以有效地监控机车运行状态，还可用来监控和预警钢轨的变形和断裂、车轮在钢轨上运行的工况以及机车运行前方的路况等机车安全运行状态等，能够有效监测事故隐患、预防事故发生。

技术特征：

1.一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，其特征在于，所述步骤s1中数据采集通过若干个传感器分布在机车的不同位置进行数据采集。

3.根据权利要求2所述的一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，其特征在于，所述步骤s2中还包括对数据的预处理，所述预处理包括对数据图像的边沿检测与抽取、图像轮廓跟踪、图像模板匹配、图像压缩、机械振动噪声信息处理。

4.根据权利要求3所述的一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，其特征在于，所述预处理包括如下方式：

5.根据权利要求4所述的一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，其特征在于，所述特征通过傅里叶变换提取频移特征，通过如下方式进行计算：

6.根据权利要求5所述的一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，其特征在于，还包括控制端系统，所述控制终端系统用于远传监控机车系统，所述控制终端系统与机车系统信号双向连接，可以进行数据或指令的相互传递。

7.根据权利要求6所述的一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，其特征在于，还包括用户登录模块，所述用户登录模块的信号输出端与所述控制终端系统和所述机车系统的信号接收端均信号连接，所述用户登录模块内设置有指纹、面部识别、数字密码等登录方式，用于进入控制终端系统和机车系统。

8.根据权利要求7所述的一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，其特征在于，所述机车系统中还设置有电源模块、预警模块、信息存储模块以及gps定位模块，所述电源模块用于对机车系统进行供电，所述预警模块用于发出异常预警，所述信息存储模块用于对数据进行存储，所述gps定位模块用于实时定位机车位置。

9.根据权利要求8所述的一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，其特征在于，所述预警模块异常预警的方法包括：

10.根据权利要求8所述的一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，其特征在于，所述信息存储包括存储机车系统的数据以及操作痕迹，还包括存储用户登录模块以及控制终端系统进入机车系统的记录，并生成维护记录和日志。

技术总结本发明公开了一种机车状态监控数据的运行异常预警方法，属于机车状态监控技术领域，包括：S1、数据采集：通过机车系统中的信息采集模块采集机车信息数据；S2、数据处理：对采集到的数据进行传输，并对数据进行处理分析；S21、特征提取：根据机车的运行特点和具体需求，进行提取和建模正常状态下机车的数据库；S22、数据对比：对运行中的数据进行提取，并识别分析对比，通过傅里叶频移特性方式进行数据比较；S3、异常预警：根据模型的输出结果，将预测为异常的数据进行预警报警；本发明在实现对机车运行状态数据的实时监测和分析的基础上，还可以提前采取措施进行维修和保养，且可以快速准确地识别出异常情况，减少误报率。技术研发人员：潘会善,谭慧林受保护的技术使用者：北京蓝天多维科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/27