本發(fā)明涉及城市軌道交通，尤其涉及城市軌道交通工業(yè)控制系統(tǒng)的智能監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

1、城市軌道交通工業(yè)控制系統(tǒng)是指在城市軌道交通運(yùn)營過程中，對軌道、列車、信號(hào)、供電以及車站等各方面進(jìn)行綜合管理和控制，且隨著智能化技術(shù)的迅速發(fā)展，如今已越來越多的由數(shù)字化、自動(dòng)化方向?qū)Τ鞘熊壍澜煌üI(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以保證其長期高效平穩(wěn)的運(yùn)行；

2、但由于城市軌道交通規(guī)模相對較大，且涉及速度、位置、壓力等多方面安全因素，因此確保軌道交通正常運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)相對較多，進(jìn)而使得相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸信道可能高負(fù)載運(yùn)行，并導(dǎo)致監(jiān)測到的某些異常數(shù)據(jù)無法及時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)終端，進(jìn)一步的可能對城市軌道交通帶來一定程度的影響，此外城市軌道交通中部分區(qū)域可能受壓力、散熱以及擠壓等原因而時(shí)常出現(xiàn)故障，但在故障初期檢修人員可能因故障不明顯而未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而可能耽誤故障解決，增大了不必要的麻煩和成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的城市軌道交通工業(yè)控制系統(tǒng)的智能監(jiān)測方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：城市軌道交通工業(yè)控制系統(tǒng)的智能監(jiān)測方法，包括以下步驟：

3、步驟一：基于城市軌道交通控制需求，針對控制系統(tǒng)各關(guān)鍵設(shè)備匹配相應(yīng)傳感器，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)參數(shù)，并通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行傳輸，生成原始數(shù)據(jù)采集報(bào)表；

4、步驟二：基于網(wǎng)絡(luò)通信中各個(gè)信道負(fù)載指標(biāo)，根據(jù)歷史負(fù)載和流量預(yù)設(shè)每個(gè)信道的負(fù)載閾值，檢查信道狀態(tài)，通過信道狀態(tài)反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整流量分配，完成對所述原始數(shù)據(jù)采集報(bào)表的傳輸，生成數(shù)據(jù)傳輸方案；

5、步驟三：基于所述數(shù)據(jù)傳輸方案，將原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至云端，并進(jìn)行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，提取關(guān)鍵特征，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，采用機(jī)械學(xué)習(xí)構(gòu)建故障診斷算法，篩選異常數(shù)據(jù)，識(shí)別故障類型，通過時(shí)間序列分析和預(yù)測設(shè)備性能退化趨勢，生成診斷預(yù)測報(bào)告；

6、步驟四：基于所述診斷預(yù)測報(bào)告，匹配設(shè)備性能退化所預(yù)測的對應(yīng)時(shí)間，結(jié)合設(shè)備性能冗余和退化危害，計(jì)算緊急權(quán)重占比并進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，設(shè)立多級(jí)預(yù)警機(jī)制，生成故障警示報(bào)表；

7、步驟五：基于所述故障警示報(bào)表，按優(yōu)先級(jí)逐一整合各待處理設(shè)備的已知信息，同時(shí)調(diào)取歷史數(shù)據(jù)，按設(shè)定時(shí)間周期統(tǒng)計(jì)設(shè)備處理次數(shù)，并標(biāo)記頻繁處理設(shè)備，調(diào)整監(jiān)測和應(yīng)急資源分配，生成待處理派遣報(bào)告；

8、步驟六：基于所述待處理派遣報(bào)告，通過無人機(jī)攜帶維修輔助工具，并進(jìn)行多維度掃描核定，同時(shí)通過ar眼鏡實(shí)時(shí)展示對應(yīng)設(shè)備狀態(tài)，生成可視化輔助報(bào)告；

9、步驟七：基于所述可視化輔助報(bào)告，進(jìn)行周期性反饋，評估監(jiān)測效率與準(zhǔn)確性，根據(jù)反饋信息優(yōu)化監(jiān)測算法和模型，生成監(jiān)測管理記錄報(bào)表。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述原始數(shù)據(jù)采集報(bào)表包括溫度、振動(dòng)、電流、電壓、壓力、速度、位置、煙霧和加速度，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境條件，提供基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)，其中溫度和壓力用于檢測系統(tǒng)熱力學(xué)狀態(tài)，振動(dòng)和加速度用于反映機(jī)械系統(tǒng)健康狀況，電流和電壓用于分析電氣設(shè)備工作效率，速度與位置用于動(dòng)態(tài)跟蹤設(shè)備運(yùn)動(dòng)，煙霧濃度用于防火安全判斷。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述負(fù)載指標(biāo)包括信道吞吐量、延遲和隊(duì)列長度，通過信道吞吐量衡量單位時(shí)間內(nèi)成功傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，判斷網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，通過延遲反映數(shù)據(jù)從源端到達(dá)目的端所需的時(shí)間，判斷用戶體驗(yàn)和實(shí)時(shí)應(yīng)用響應(yīng)速度，通過隊(duì)列長度體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備緩存區(qū)中等待處理的數(shù)據(jù)包數(shù)量，判斷出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞和丟包現(xiàn)象的概率。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，生成所述數(shù)據(jù)傳輸方案的具體步驟為：

13、基于所述負(fù)載指標(biāo)，逐一對各個(gè)信道進(jìn)行負(fù)載閾值確定，判斷出現(xiàn)擁塞、丟包、延遲增高的信道并進(jìn)行標(biāo)記，生成信道健康表；

14、基于所述信道健康表，對比各個(gè)信道健康狀態(tài)，實(shí)時(shí)篩選低負(fù)載信道，生成備選信道表；

15、基于所述備選信道表，對原始數(shù)據(jù)采集報(bào)表內(nèi)待傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分流，生成數(shù)據(jù)傳輸方案。

16、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述預(yù)處理的具體步驟為：

17、基于所述原始數(shù)據(jù)，對存在過多缺失的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，使用均值、中位數(shù)以及最常見值填補(bǔ)缺失數(shù)據(jù)，同時(shí)配合插值對連續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行去重，生成數(shù)據(jù)清理集；

18、基于所述數(shù)據(jù)清理集，在邏輯上對不同類型的數(shù)據(jù)列進(jìn)行檢查，并對不符合格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化，生成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集；

19、基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集，通過內(nèi)連接以及外連接將同類型下的不同數(shù)據(jù)整合至統(tǒng)一框架中，完成數(shù)據(jù)預(yù)處理。

20、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，生成所述診斷預(yù)測報(bào)告的具體步驟為：

21、基于所述歷史數(shù)據(jù)，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬，分析各歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)在事件中的關(guān)聯(lián)性，建立故障算法；

22、基于所述故障算法，逐一匹配當(dāng)前已知特征信息和已知故障類型，并標(biāo)記未知故障類型信息，生成故障識(shí)別報(bào)表；

23、基于所述故障識(shí)別報(bào)表，通過lstm神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并結(jié)合故障特征信息，預(yù)測對應(yīng)設(shè)備無補(bǔ)救措施下的性能變化趨勢和交叉干擾方向，生成診斷預(yù)測報(bào)告。

24、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述預(yù)警機(jī)制包括彈窗、郵件、短信、電話和警示鈴。

25、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述監(jiān)測和應(yīng)急資源包括監(jiān)測用傳感器和故障應(yīng)急維修人員，并根據(jù)故障設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)原因制定相關(guān)定期檢查和維護(hù)計(jì)劃，同時(shí)根據(jù)故障設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分配對應(yīng)等級(jí)的應(yīng)急資源。

26、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述ar眼鏡實(shí)時(shí)展示對應(yīng)設(shè)備狀態(tài)的具體步驟為：

27、基于mqtt協(xié)議進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，并通過虛擬標(biāo)簽、圖表以及圖標(biāo)方式展示已知信息；

28、基于空間錨點(diǎn)將信息與對應(yīng)設(shè)備連接，并通過浮動(dòng)的信息框展示設(shè)備當(dāng)前數(shù)據(jù)；

29、基于無人機(jī)掃描和傳感器檢測，通過websocket技術(shù)將實(shí)時(shí)刷新的數(shù)據(jù)推送至ar眼鏡，更新展示內(nèi)容，核對維修人員處理結(jié)果。

30、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述優(yōu)化監(jiān)測算法和模型通過評估指標(biāo)對模型的性能進(jìn)行評估，并對模型預(yù)測結(jié)果與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行差異分析，定期通過超參數(shù)優(yōu)化訓(xùn)練出最優(yōu)模型并應(yīng)用。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

32、1．本發(fā)明中，通過結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)，可模擬各監(jiān)測設(shè)備的性能變化趨勢，同時(shí)將模擬結(jié)果與閾值比較，以在故障不明顯時(shí)提前進(jìn)行預(yù)警，預(yù)留更加充分的處理時(shí)間，進(jìn)而最大程度的降低隱患所帶來的威脅，且通過對故障頻發(fā)設(shè)備進(jìn)行標(biāo)記和分析，可增強(qiáng)響應(yīng)速度，降低軌道交通其受影響概率。

33、2．本發(fā)明中，通過對無線網(wǎng)絡(luò)信道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測分析可篩選出低負(fù)載信道，同時(shí)可對高負(fù)載信道進(jìn)行標(biāo)記，從而在避免繼續(xù)增大高負(fù)載信道傳輸壓力的同時(shí)通過靈活選擇合適的信道，來實(shí)現(xiàn)城市軌道交通工業(yè)控制系統(tǒng)中，各傳感器所監(jiān)測原始數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳遞，進(jìn)而通過不斷刷新當(dāng)前數(shù)據(jù)可提高隱患故障被發(fā)現(xiàn)的效率，避免其持續(xù)發(fā)展而引發(fā)危險(xiǎn)事件。

34、3．本發(fā)明中，通過無人機(jī)可在維修人員前往待處理設(shè)備前對部分故障設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步掃描核對，以驗(yàn)證算法和模型的預(yù)測結(jié)果，避免浪費(fèi)維修力量，同時(shí)通過ar眼鏡可在引導(dǎo)維修人員的同時(shí)展示各類已知信息，進(jìn)而在維修結(jié)束后通過實(shí)時(shí)刷新傳感器采集的數(shù)據(jù)信息來核驗(yàn)維修結(jié)果，形成高效精準(zhǔn)的智能化維修閉環(huán)。