[发明专利]一种城轨门系统护指胶条剩余寿命预测方法

说明书

本发明公开了一种城轨门系统护指胶条剩余寿命预测方法，提取胶条在不同运营时间段对应的电机电流曲线特征，基于智能算法建立胶条退化状态分类模型，利用分类模型对当前护指胶条的退化状态进行辨识，对胶条剩余寿命进行预测，判断胶条是否需要更换。该方法无需采集护指胶条样本进行破坏性检测，可以实现对胶条状态的实时监测，有利于深入认识胶条退化过程，科学安排更换周期，降低维护成本。

技术领域

本发明涉及一种护指胶条剩余寿命预测方法，尤其涉及一种城轨门系统护指胶条剩余寿命预测方法。

背景技术

随着轨道交通行业的迅猛发展，城轨车门的安全性和可靠性受到人们的普遍关注。护指胶条是轨道车辆门系统的核心组成部件之一，当门关到位时，胶条相互挤压实现门系统的密封作用。护指胶条由三元乙丙橡胶(EPDM)制成，使用过程中，受环境影响会发生老化失效，导致车门密封效果下降。目前对城轨车门护指胶条采取定期更换的维护方式，更换频率高，无法实现胶条的全寿命周期管理，运维成本较高。对护指胶条进行寿命预测可以获得胶条退化状态，有助于合理安排维护周期。

当前对护指胶条的寿命预测采用的方法是取不同使用时间的旧护指胶条作为样本，检测胶条的硬度、拉伸强度、拉断伸长率等力学性能指标，计算胶条的性能保持率，对检测到的力学性能数据进行线性或非线性拟合，根据拟合方程计算护指胶条的使用寿命。这种方法需要采集不同阶段的护指胶条样本，往往需要较长的试验周期，试验成本较高。

传统的寿命预测方法是基于样本力学性能数据拟合寿命曲线，通过采集不同使用时间下的护指胶条进行试验，样本采集具有随机性，无法对胶条状态进行连续监测，且不同插值方法对曲线拟合效果不同，使得寿命预测不够准确。

发明内容

发明目的：本发明的目的为提供一种有利于科学安排更换周期、降低维护成本的城轨门系统护指胶条剩余寿命预测方法。

技术方案：本发明的城轨门系统护指胶条剩余寿命预测方法，包括以下步骤：

(1)采集胶条全寿命周期运行下的关门电流数据，截取胶条挤压工作时的电机电流曲线段；

(2)提取电流曲线的时域和频域的特征值，形成特征向量；

(3)对所提取的特征进行相关性分析和灵敏度分析，去除冗余特征；

(4)对时域和频域特征指标计算费舍尔判别准则得分，选取能得分较高的特征；

(5)将胶条全寿命周期按照时间划分为N类退化状态：正常状态、退化状态1、退化状态2、退化状态3……退化状态N-2和失效状态，利用分类算法对胶条全寿命周期下的电流曲线的时域和频域特征进行学习，得到胶条退化状态分类模型，其中，正常状态、退化状态1、退化状态2、退化状态3……退化状态N-2和失效状态根据使用时间确定，4N10；

(6)根据胶条退化状态分类模型对当前护指胶条退化状态进行识别，计算胶条剩余寿命，判断是否需要更换胶条。

进一步地，步骤(2)中，时域特征包括最大值、最小值、均值、方差、偏度、峭度和峰度。频域特征的提取方法为通过对电机电流数据进行小波分解，得到各子频带的能量并确定频域特征集。

步骤(3)中，特征相关性分析计算公式为：

式中，ρ_x,y为特征相关度，x、y为特征值，为特征值对应的标准差。

步骤(3)中，特征灵敏度计算公式为：

式中，λ(x_j)为x_j的灵敏度，f(x)为分类模型的输出值，ST为学习样本，x_j为所取特征。

步骤(4)中，费舍尔判别准则得分计算公式为：