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题名基于变权和模糊灰色聚类的地铁信号电源健康状态评估
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作者
张亚东
曾玲
左飞
江磊
郭进
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机构
西南交通大学信息科学与技术学院
四川省列车运行控制技术工程研究中心
中铁二院工程集团有限责任公司通信信号设计研究院
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出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第6期2847-2858,共12页
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基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2682022ZTPY084)
四川省自然科学基金资助项目(2022NSFSC1878)
中国国家铁路集团有限公司科技研发计划(L2022G004)。
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文摘
针对地铁信号电源系统健康状态评估存在主观性强、实时性差、准确度低等问题,结合地铁信号电源系统在线监测数据,提出一种基于劣化度变权与模糊灰色聚类的健康状态综合评估方法。首先,结合地铁信号电源系统的结构组成,考虑电源设备输出/输入的关键参数,构建地铁信号电源系统的健康状态分层评估指标体系;其次,运用标度拓展法和熵权法分别确定指标层下2级指标的主、客观权重,通过最小偏差法对主客观权重进行组合赋权,再结合监测数据的劣化度,最终得到2级指标的变权重;然后,将地铁信号电源系统的健康状态划分为4个等级,利用灰色聚类中的白化权函数作为隶属度函数,结合2级指标的变权重,计算得到指标层1级指标的健康状态;接着,由指标层1级指标的聚类系数构建准则层健康状态模糊评判矩阵,结合1级指标权重,得到准则层健康状态;最后,结合准则层聚类系数与权重,运用模糊综合评判法评估地铁信号电源系统的健康状态,以成都地铁3号线某车站的信号电源监测数据进行方法验证。结果表明,该方法可以基于在线监测数据,综合考虑健康状态评估的模糊性和不确定性,以3级评估的方式动态评估地铁信号电源系统、准则层和指标层各指标的健康状态;评估结果显示UPS与蓄电池分别处于严重和较差状态,与报警结果相符,且根据本方法可以追溯到故障来源于UPS下属输入指标的旁路输入X相电压、旁路频率,输出指标的输出负载百分比以及模块中的逆变器,实现了故障的精准定位。研究成果可为地铁信号电源系统的健康管理与智慧运维提供科学支撑。
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关键词
地铁信号电源系统
健康状态
评估指标体系
组合赋权法
变权重
模糊灰色聚类
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Keywords
subway signal power supply system
health status
evaluation indicator system
combinatorial weighting method
variable weight
blurred gray clustering
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分类号
U23.8
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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