轨道交通车站关键设备智能监控和健康维护系统的研究

论文摘要

随着我国城市化建设进程的加快,城市人口越来越多,交通拥堵问题日益严重。解决特大城市交通问题的最有效途径就是建设高密度的城市轨道交通系统。本文结合国内外轨道交通车站设备监控和管理技术的最新发展,以分布式监控为基础,智能化现代化设备维护技术为支撑,结合神经网络专家系统等先进技术,设计并实现了一个关于轨道交通车站设备的分布式监控与健康维护系统仿真实验平台。本文主要做了以下几个方面的研究工作：1.基于MODBUS/TCP的信息传输协议应用于轨道交通关键设备的监控系统。从MODBUS/TCP的协议规范入手,研究了如何将MODBUS/TCP协议应用在轨道交通监控系统中,实现数据的实时、可靠、安全传输,并应用于Web实现远距离通信。2.车站设备智能监控系统和健康维护技术的研究。将神经网络技术用于多传感器信息融合以解决在车站设备故障预警和诊断问题。将基于故障树的设备故障专家系统用于设备智能维护。3.轨道交通车站设备智能监控和健康维护管理系统软件研制。轨道交通车站设备监控系统采用VB. NET软件开发,主要负责车站设备的监视和控制。车站设备管理系统主要负责车站设备各类信息的管理,设备管理系统通过故障预警模型和故障诊断模型,对运行设备的健康状态进行实时的跟踪检测,为设备的检修维护提供依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 城市轨道交通是我国大城市发展的必然选择
• 1.1.2 发展城市轨道交通首先应注意的是安全问题
• 1.2 轨道车站运营安全系统的发展现状
• 1.3 课题的来源、背景和意义
• 1.4 课题研究的内容和目标
• 1.4.1 基于MODBUS/TCP的信息传输协议应用于轨道交通关键设备的监控系统
• 1.4.2 车站设备智能监控系统和健康维护技术的研究
• 1.5 论文的主要内容
• 第二章 分布式轨道交通车站设备智能监控与健康维护系统总体设计
• 2.1 车站设备智能监控与健康维护对象和分类
• 2.2 轨道交通监控与健康维护总体方案
• 2.2.1 轨道交通关键设备监控与健康维护系统各层功能分析
• 2.3 搭建轨道交通机电设备、信号设备数据采集平台
• 2.3.1 轨道交通关键设备数据采集平台硬件框架
• 2.3.2 轨道交通关键设备数据采集平台功能架构
• 2.3.3 串口服务器技术的应用
• 2.4 构建轨道交通机电设备健康维护智能分析预警诊断子系统
• 2.4.1 健康维护系统流程及功能
• 2.4.2 车站基层子系统
• 2.4.3 控制中心维修子系统
• 2.4.4 网络通信子系统
• 2.5 本章小结
• 第三章 机电设备智能监控和健康维护关键技术的研究
• 3.1 MODBUS/TCP的信息传输协议应用于轨道交通关键设备的监控系统
• 3.1.1 Modbus通信简介
• 3.1.2 Modbus/TCP协议
• 3.2 常用设备故障诊断和健康维护的一般过程
• 3.3 故障诊断和维护专家系统
• 3.4 故障诊断和维护专家系统的结构设计
• 3.5 基于故障树的故障诊断专家系统
• 3.5.1 轨道交通火灾排烟模式失效故障树的建立
• 3.5.2 定性分析与定量分析以确定故障树的最小割集和顶事件概率
• 3.5.3 基于故障树的知识获取和基于规则的知识表示
• 3.5.4 正向推理规则和控制策略
• 3.6 基于多传感器信息融合的故障诊断方法
• 3.6.1 信息融合技术简介
• 3.6.2 多传感器信息融合结构模型
• 3.6.3 多传感器信息融合算法
• 3.6.4 基于人工神经网络的信息融合方法的实例应用分析
• 3.7 设备维护决策支持优化
• 3.7.1 设备的维护策略
• 3.7.2 维护建模方法
• 3.7.3 维护策略优化方法
• 3.8 本章小结
• 第四章 车站设备健康维护管理系统软件设计和实现
• 4.1 软件开发流程
• 4.2 系统功能设计
• 4.3 系统流程设计
• 4.4 管理信息系统数据库设计
• 4.4.1 设计原则
• 4.4.2 字段的设计
• 4.4.3 键的设计
• 4.4.4 索引的设计
• 4.4.5 数据库表的设计
• 4.5 管理信息系统界面设计
• 4.6 VB.Net与数据库接口设计
• 4.7 VB.Net与Matlab7.0接口设计
• 4.8 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 课题研究总结
• 5.2 课题研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢