故障診斷技術及其在軌道電路中的套用

《故障診斷技術及其在軌道電路中的套用》是2013年北京交通大學出版社出版的圖書，作者是趙林海。

基本介紹

• 書名：故障診斷技術及其在軌道電路中的套用
• 作者：趙林海
• 出版社：北京交通大學出版社
• 出版時間：2013年8月1日
• 頁數：256 頁
• 開本：16 開
• ISBN：7512115938
• 外文名：Fault-Diagnosis Technology and Its Applications in Railway Track Circuit
• 語種：簡體中文

內容簡介

《故障診斷技術及其在軌道電路中的套用》以軌道電路這一列車運行控制系統中的關鍵設備為研究對象，分別介紹了基於模型、信號處理和知識等3類故障診斷方法的基本原理及其在軌道電路中的套用。其內容主要包括：離散二進小波分解、小波包分析、經驗模式分解等信號採集和調理技術；觀測器和卡爾曼濾波器、等價空間和參數估計等基於模型的故障診斷方法；主成分分析、自適應最優核時一頻分布、連續小波變換等基於時域、頻域和時一頻域（時間一尺度域）信號處理的故障診斷方法；專家系統、神經網路、故障樹、遺傳算法和信息融合等基於知識的故障診斷方法，以及鐵路綜合檢測車系統、機車信號記錄器數據地面分析系統及機車信號遠程監控系統等當前與軌道電路故障診斷密切相關的主要診斷系統。

《故障診斷技術及其在軌道電路中的套用》可作為軌道交通智慧型控制與故障診斷領域的研究生教材，也可供鐵路信號控制領域相關科研與工程技術人員使用和參考。

圖書目錄

第1章緒論

1.1 故障與故障診斷

1.1.1故障診斷的意義

1.1.2故障與故障類型

1.1.3故障診斷及其實現過程

1.2故障診斷方法分類

1.3故障診斷與RAMS的關係

1.3.1性能指標

1.3.2RAMS的基本概念

1.3.3維護方式分類

1.3.4故障診斷與系統可靠性的關係

1.3.5故障診斷與系統維修性和可用性的關係

1.3.6故障診斷與系統安全性的關係

1.4軌道電路及其故障診斷的意義

1.5本書結構體系與特色

第2章基於信號處理的故障診斷方法

2.1 引言

2.2信號採集技術

2.2.1信號及其分類

2.2.2感測器及其分類

2.2.3感測器的性能參數及要求

2.3信號調理技術

2.3.1模擬/數字轉換

2.3.2基於數字濾波器的信噪分離

2.3.3基於離散二進小波的信號降噪

2.3.4基於小波包分析的信噪分離

2.3.5基於EMD的信號分解與趨勢去除

2.4基於信號時域分析的故障診斷

2.4.1 診斷流程

2.4.2信號的幅值域分析

2.4.3信號的相關域分析

2.4.4信號的非線性分析

2.5基於信號頻域分析的故障診斷

2.5.1診斷流程

2.5.2信號的頻域分析

2.5.3軌道電路信號頻譜及其特點

2.5.4軌道電路信號異常的頻譜表現

2.6基於時一頻域分析的故障診斷

2.6.1診斷流程

2.6.2短時傅立葉變換

2.6.3連續復小波變換

2.6.4 Wigner—Ville分布

2.7實例l：基於時一頻分析的補償電容故障診斷方法

2.7.1 補償電容故障對機車信號感應電壓幅值包絡的影響分析

2.7.2機車信號感應電壓幅值包絡的等效回歸模型

2.7.3補償電容斷線故障診斷方法

2.7.4實驗驗證

2.8實例2：基於信號奇異性的軌道電路信號畸變分析

2.8.1軌道電路信號的奇異性分析

2.8.2基於Coifs小波的軌道電路信號奇異性分析

2.8.3實驗驗證

2.9實例3：基於虛擬儀器的軌道電路信號綜合檢測方法

2.9.1概述

2.9.2系統硬體構成

2.9.3系統軟體設計

2.9.4實驗驗證

第3章基於模型的故障診斷方法

3.1 引言

3.1.1解析冗餘與系統故障模型

3.1.2基於模型的故障診斷原理

3.2基於狀態估計的故障診斷

3.2.1基於觀測器的故障診斷

3.2.2基於Kalman濾波器的故障診斷

3.2.3基於未知輸入觀測器的故障診斷

3.3基於等價空間的故障診斷

3.4基於參數估計的故障診斷

3.5實例：採用基於模型的故障診斷法對無絕緣軌道電路單個補償

單元的故障診斷

3.5.1補償單元建模

3.5.2基於觀測器的補償單元故障診斷的實現

3.5.3基於等價空間的補償單元故障診斷的實現

3.5.4基於參數估計的補償單元故障診斷的實現

第4章基於知識的故障診斷方法

4.1基於專家系統的故障診斷

4.1.1 概述

4.1.2專家系統基本結構

4.1.3專家系統基本工作原理

4.1.4基於專家系統的故障診斷實現方法

4.2基於神經網路的故障診斷

4.2.1概述

4.2.2神經網路的基本原理

4.2.3基於神經網路的故障診斷實現方法

4.3基於故障樹的故障診斷

4.3.1概述

4.3.2故障樹的建造

4.3.3故障樹的數學模型

4.3.4故障樹的定性分析

4.3.5故障樹的定量分析

4.3.6基於故障樹的軌道電路故障分析示例

4.4基於遺傳算法的故障診斷

4.4.1概述

4.4.2遺傳算法基本原理

4.4.3基於遺傳算法的故障診斷基本原理

4.5基於信息融合的故障診斷

4.5.1概述

4.5.2基於D—S證據推理的信息融合

4.5.3 基於信息融合的故障診斷基本原理

4.6實例1：基於BP神經網路的調諧單元故障診斷

4.6.1 調諧單元故障下的機車信號感應電壓幅值包絡的仿真分析

4.6.2基於BP神經網路的調諧單元故障診斷算法

4.6.3實驗驗證

4.7實例2：基於專家系統的軌道電路信號故障診斷方法

4.7.1 機車信號管理信息系統

4.7.2系統結構

4.7.3檢測流程

4.7.4實驗驗證

4.8實例3：基於遺傳算法的補償電容綜合故障診斷

4.8.1 補償電容對機車信號感應電壓幅值包絡的影響

4.8.2基於遺傳算法的補償電容故障診斷基本原理

4.8.3算法驗證

第5章與軌道電路相關的故障診斷系統

5.1鐵路綜合檢測車系統

5.1.1軌道電路檢測子系統

5.1.2補償電容檢測子系統

5.2機車信號記錄器數據地面分析系統

5.2.1 系統構成

5.2.2記錄信息

5.2.3基本功能與軌道電路故障案例分析

5.3機車信號遠程監控系統

5.3.1 系統構成與工作原理

5.3.2與軌道電路相關的狀態信息監測

參考文獻

編輯推薦

趙林海編著的《故障診斷技術及其在軌道電路中的套用》共分5章，第1章主要介紹了故障診斷的基本概念和軌道電路的基本工作原理，而第2～4章以軌道電路為例，分別介紹了相應的故障診斷方法。其中，第2章介紹了信號採集和調理技術以及基於時域、頻域和時-頻域(時間-尺度域)信號處理的故障診斷方法；第3章介紹了觀測器、等價空間和參數估計等基於模型的故障診斷方法；第4章主要介紹了專家系統、神經網路、故障樹、遺傳算法和信息融合等基本知識的故障診斷方法；第5章則重點介紹了鐵路綜合檢測車系統、機車信號記錄器數據地面分析系統及機車信號遠程監控系統等當前與軌道電路故障診斷密切相關的主要診斷系統。

目錄

第1章 緒論

1.1 故障與故障診斷

1.1.1 故障診斷的意義

1.1.2 故障與故障類型

1.1.3 故障診斷及其實現過程

1.2 故障診斷方法分類

1.3 故障診斷與RAMS的關係

1.3.1 性能指標

1.3.2 RAMS的基本概念

1.3.3 維護方式分類

1.3.4 故障診斷與系統可靠性的關係

1.3.5 故障診斷與系統維修性和可用性的關係

1.3.6 故障診斷與系統安全性的關係

1.4 軌道電路及其故障診斷的意義

1.5 本書結構體系與特色

第2章 基於信號處理的故障診斷方法

2.1 引言

2.2 信號採集技術

2.2.1 信號及其分類

2.2.2 感測器及其分類

2.2.3 感測器的性能參數及要求

2.3 信號調理技術

2.3.1 模擬/數字轉換

2.3.2 基於數字濾波器的信噪分離

2.3.3 基於離散二進小波的信號降噪

2.3.4 基於小波包分析的信噪分離

2.3.5 基於EMD的信號分解與趨勢去除

2.4 基於信號時域分析的故障診斷

2.4.1 診斷流程

2.4.2 信號的幅值域分析

2.4.3 信號的相關域分析

2.4.4 信號的非線性分析

2.5 基於信號頻域分析的故障診斷

2.5.1 診斷流程

2.5.2 信號的頻域分析

2.5.3 軌道電路信號頻譜及其特點

2.5.4 軌道電路信號異常的頻譜表現

2.6 基於時-頻域分析的故障診斷

2.6.1 診斷流程

2.6.2 短時傅立葉變換

2.6.3 連續復小波變換

2.6.4 Wigner-Ville分布

2.7 實例1：基於時-頻分析的補償電容故障診斷方法

2.7.1 補償電容故障對機車信號感應電壓幅值包絡的影響分析

2.7.2 機車信號感應電壓幅值包絡的等效回歸模型

2.7.3 補償電容斷線故障診斷方法

2.7.4 實驗驗證

2.8 實例2：基於信號奇異性的軌道電路信號畸變分析

2.8.1 軌道電路信號的奇異性分析

2.8.2 基於Coif5小波的軌道電路信號奇異性分析

2.8.3 實驗驗證

2.9 實例3：基於虛擬儀器的軌道電路信號綜合檢測方法

2.9.1 概述

2.9.2 系統硬體構成

2.9.3 系統軟體設計

2.9.4 實驗驗證

第3章 基於模型的故障診斷方法

3.1 引言

3.1.1 解析冗餘與系統故障模型

3.1.2 基於模型的故障診斷原理

3.2 基於狀態估計的故障診斷

3.2.1 基於觀測器的故障診斷

3.2.2 基於Kalman濾波器的故障診斷

3.2.3 基於未知輸入觀測器的故障診斷

3.3 基於等價空間的故障診斷

3.4 基於參數估計的故障診斷

3.5 實例：採用基於模型的故障診斷法對無絕緣軌道電路單個補償單元的故障診斷

3.5.1 補償單元建模

3.5.2 基於觀測器的補償單元故障診斷的實現

3.5.3 基於等價空間的補償單元故障診斷的實現

3.5.4 基於參數估計的補償單元故障診斷的實現

第4章 基於知識的故障診斷方法

4.1 基於專家系統的故障診斷

4.1.1 概述

4.1.2 專家系統基本結構

4.1.3 專家系統基本工作原理

4.1.4 基於專家系統的故障診斷實現方法

4.2 基於神經網路的故障診斷

4.2.1 概述

4.2.2 神經網路的基本原理

4.2.3 基於神經網路的故障診斷實現方法

4.3 基於故障樹的故障診斷

4.3.1 概述

4.3.2 故障樹的建造

4.3.3 故障樹的數學模型

4.3.4 故障樹的定性分析

4.3.5 故障樹的定量分析

4.3.6 基於故障樹的軌道電路故障分析示例

4.4 基於遺傳算法的故障診斷

4.4.1 概述

4.4.2 遺傳算法基本原理

4.4.3 基於遺傳算法的故障診斷基本原理

4.5 基於信息融合的故障診斷

4.5.1 概述

4.5.2 基於D-S證據推理的信息融合

4.5.3 基於信息融合的故障診斷基本原理

4.6 實例1：基於BP神經網路的調諧單元故障診斷

4.6.1 調諧單元故障下的機車信號感應電壓幅值包絡的仿真分析

4.6.2 基於BP神經網路的調諧單元故障診斷算法

4.6.3 實驗驗證

4.7 實例2：基於專家系統的軌道電路信號故障診斷方法

4.7.1 機車信號管理信息系統

4.7.2 系統結構

4.7.3 檢測流程

4.7.4 實驗驗證

4.8 實例3：基於遺傳算法的補償電容綜合故障診斷

4.8.1 補償電容對機車信號感應電壓幅值包絡的影響

4.8.2 基於遺傳算法的補償電容故障診斷基本原理

4.8.3 算法驗證

第5章 與軌道電路相關的故障診斷系統

5.1 鐵路綜合檢測車系統

5.1.1 軌道電路檢測子系統

5.1.2 補償電容檢測子系統

5.2 機車信號記錄器數據地面分析系統

5.2.1 系統構成

5.2.2 記錄信息

5.2.3 基本功能與軌道電路故障案例分析

5.3 機車信號遠程監控系統

5.3.1 系統構成與工作原理

5.3.2 與軌道電路相關的狀態信息監測

參考文獻