一种高速公路机电设备故障定位方法及系统与流程

本发明属于高速公路机电设备故障定位，具体是一种高速公路机电设备故障定位方法及系统。

背景技术：

1、在高速公路的运营管理中，机电设备作为保障道路安全、畅通和高效运行的重要基础设施，承担着视频监控、通信传输、电力供应、环境监测等多重功能。然而，随着高速公路网络的不断扩展和机电设备使用年限的增长，机电设备故障频发已成为影响高速公路正常运营的重要因素之一。传统的故障排查方式往往依赖于人工巡检，不仅效率低下，而且难以准确判断故障类型和位置，给高速公路的安全运行带来了潜在风险。

2、针对上述问题，开发一种高效、准确的高速公路机电设备故障定位系统显得尤为重要；基于此，本发明提供了一种高速公路机电设备故障定位方法及系统。

技术实现思路

1、为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种高速公路机电设备故障定位方法及系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种高速公路机电设备故障定位系统，包括功能监测模块、故障识别模块和故障定位模块；

4、所述功能监测模块用于对高速公路上各机电设备进行功能监测，获取各机电设备信息，根据各所述机电设备信息设置设备信息模型；根据各所述机电设备信息设置各所述机电设备的功能监测方式；通过各所述功能监测方式对各机电设备进行功能监测，获得各所述机电设备的功能监测数据；将各所述功能监测数据在所述设备信息模型中进行展示。

5、所述故障识别模块用于对各机电设备进行故障识别，对接设备信息模型，基于设备信息模型对各机电设备进行功能异常分析，获得各所述机电设备对应的功能异常曲线；根据所述功能异常曲线判断各机电设备是否功能故障；

6、当判断功能正常时，不进行相应操作；

7、当判断功能故障时，进行功能故障分析，获取设备故障分析结果，所述设备故障分析结果包括设备正常、设备故障以及对应的故障类型。

8、进一步地，基于设备信息模型对各机电设备进行功能异常分析的方法包括：

9、建立功能异常识别模型，所述功能异常识别模型的表达式为：

10、；

11、式中：s为输入数据，输入数据为相应机电设备的功能监测数据；输出数据为功能异常值gb(s)；

12、通过功能异常模型对设备信息模型中相应机电设备的功能监测数据进行实时分析，获得各机电设备实时的功能异常值；

13、根据各机电设备的功能异常值生成功能异常曲线，功能异常曲线的横轴为时间，纵轴为功能异常值。

14、进一步地，根据功能异常曲线判断各机电设备是否功能故障的方法包括：

15、对功能异常曲线进行拟合，获得功能曲线函数，将功能曲线函数标记为gn(t)，t为时间；

16、根据公式计算相应机电设备的功能评估值；

17、式中：pa为功能评估值；δt为系数函数，系数函数；t0为起点时间，起点时间为距离当前时间最近的δt=0时对应的时间；

18、当功能评估值大于阈值x1时，评估功能故障；

19、当功能评估值不大于阈值x1时，评估功能正1。

20、进一步地，进行功能故障分析的方法包括：

21、获取各机电设备具有的功能故障类型，对各功能故障类型进行分类，获得直接分类和验证分类；

22、根据机电设备的功能故障确定对应的功能故障类型，根据功能故障类型进行分类匹配；

23、当机电设备属于直接分类时，判定设备故障，根据功能故障类型确定机电设备的故障类型；

24、当机电设备属于验证分类时，进行功能故障验证，获得对应的验证结果，验证结果包括设备原因和非设备原因，当验证结果为非设备原因时，判定设备正常；当验证结果为设备原因时，判定设备故障，根据功能故障类型确定机电设备的故障类型。

25、进一步地，对各功能故障类型进行分类的方法包括：

26、建立等同分类模型，等同分类模型的表达式为：

27、；

28、式中：q为输入数据，输入数据为进行比较的功能故障类型；输出数据为等同分类值tb(q)；

29、通过等同判断模型对各功能故障类型之间进行分析，获得各功能故障类型之间的等同分类值；根据各等同分类值对各功能故障类型进行分类，获得直接分类和验证分类。

30、所述故障定位模块用于进行故障定位，识别各机电设备的设备故障分析结果；将设备故障分析结果为设备故障的机电设备标记为故障设备；识别故障设备的故障类型；

31、根据故障设备、故障类型和设备信息模型确定对应的故障位置。

32、进一步地，故障位置的确定方法包括：

33、根据故障设备进行故障位置分析，获得故障位置或故障区间；

34、当获得故障区间时，识别故障类型，根据故障类型确定各待选故障定位方式；

35、对各待选故障定位方式进行成本评估，获得各待选故障定位方式对应的定位成本；

36、获取各待选故障定位方式的故障定位精度；

37、将获得的定位成本和故障定位精度分别标记为rb和kd；

38、根据公式计算对应的排序值；

39、式中：pu为排序值；e为自然常数；

40、将各待选故障定位方式按照排序值从高到低的顺序进行排序，获得第一序列；

41、将第一序列向用户进行展示，确定目标定位方式，根据目标定位方式对故障区间进行定位，获得故障位置。

42、一种高速公路机电设备故障定位方法，方法包括：

43、设置设备信息模型；根据各机电设备信息设置各机电设备的功能监测方式；通过各功能监测方式对各机电设备进行功能监测，获得各机电设备的功能监测数据；将各功能监测数据在设备信息模型中进行展示；

44、基于设备信息模型对各机电设备进行功能异常分析，获得各机电设备对应的功能异常曲线；根据功能异常曲线判断各机电设备是否功能故障；

45、当判断功能正常时，不进行相应操作；

46、当判断功能故障时，进行功能故障分析，获取设备故障分析结果；

47、将设备故障分析结果为设备故障的机电设备标记为故障设备；识别故障设备的故障类型；

48、根据故障设备、故障类型和设备信息模型确定对应的故障位置。

49、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

50、通过功能监测模块、故障识别模块和故障定位模块之间的相互配合，实现对机电设备的统一故障定位；通过识别各基点设备的功能特性，能够精准地判断设备是否处于异常状态，避免了传统人工巡检中可能存在的疏漏和误判；基于设备的功能和关联设备的情况，智能分析故障类型和原因，为维修人员提供准确的故障信息，降低了故障排查的难度；通过实时监测和预警，能够及时故障，减少因设备故障导致的交通事故和安全隐患。

技术特征：

1.一种高速公路机电设备故障定位系统，其特征在于，包括功能监测模块、故障识别模块和故障定位模块；

2.根据权利要求1所述的一种高速公路机电设备故障定位系统，其特征在于，基于设备信息模型对各机电设备进行功能异常分析的方法包括：

3.根据权利要求1所述的一种高速公路机电设备故障定位系统，其特征在于，根据功能异常曲线判断各机电设备是否功能故障的方法包括：

4.根据权利要求1所述的一种高速公路机电设备故障定位系统，其特征在于，进行功能故障分析的方法包括：

5.根据权利要求4所述的一种高速公路机电设备故障定位系统，其特征在于，对各功能故障类型进行分类的方法包括：

6.根据权利要求1所述的一种高速公路机电设备故障定位系统，其特征在于，故障位置的确定方法包括：

7.一种高速公路机电设备故障定位方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6中任一项所述的一种高速公路机电设备故障定位系统，方法包括：

技术总结
本发明公开了一种高速公路机电设备故障定位方法及系统，属于高速公路机电设备故障定位技术领域，方法包括：设置设备信息模型；根据各机电设备信息设置各机电设备的功能监测方式；通过各功能监测方式对各机电设备进行功能监测，获得各机电设备的功能监测数据；将各功能监测数据在设备信息模型中进行展示；基于设备信息模型对各机电设备进行功能异常分析，获得各机电设备对应的功能异常曲线；根据功能异常曲线判断各机电设备是否功能故障；当判断功能故障时，进行功能故障分析，获取设备故障分析结果；将设备故障分析结果为设备故障的机电设备标记为故障设备；识别故障设备的故障类型；根据故障设备、故障类型和设备信息模型确定对应的故障位置。

技术研发人员：闫军,郭庆雷,赵旭东,杨玉红,王圣桥,邵常池,钱东岳,王树森,张典涛,宋朝
受保护的技术使用者：山东通维信息工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23