Fault detection of high-speed train axle bearings based on a hybridized physical and data-driven temperature model

方位(导航) 断层(地质) 人工神经网络 故障检测与隔离 工程类 火车 实时计算 汽车工程 计算机科学 模拟 人工智能 结构工程 地图学 地震学 地理 执行机构 地质学
作者
Zu-Xing Yang,Bichen Wu,Junjie Shao,Xiao Lu,Lele Zhang,Yang Xu,Geng Chen
出处
期刊:Mechanical Systems and Signal Processing [Elsevier BV]
卷期号:208: 111037-111037
标识
DOI:10.1016/j.ymssp.2023.111037
摘要

As a key component connecting axle and frame, axle bearings of the high-speed train are essential for the safe operation of modern high-speed trains. The current on-board fault detection system, which compares the axle box temperature measured from the sensor to a predefined threshold value, faces problems such as poor adaptability to varied service conditions, undesired high rate of false alarms and missing alarms, and lack of potential to be optimized. To solve these problems, in the present study, a novel hybrid model is proposed which predicts the temperature of a healthy bearing under the given service condition, and based on that detects the bearing fault. The hybrid model includes a physical model reflecting the thermal behavior of the axle box and two data-driven models adopting the same inputs but representing the relationship by means of back-propagation (BP) neural network and long-short term memory neural network (LSTM). After calibrating these models by real-life operation data collected from 2.25 million kilometers and using all results as inputs, a fault discriminant mechanism is established. The performance of this new mechanism is superior than the current on-board system and all stand-alone models in terms of indicators such as precision, recall and F1 score. This way, the study shows that similar hybrid models can be a viable solution for the future on-board fault detection system.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
青青完成签到 ,获得积分10
1秒前
Justtry完成签到,获得积分10
1秒前
酷波er应助韭菜采纳,获得10
3秒前
zyw完成签到,获得积分10
4秒前
Wdd完成签到,获得积分10
4秒前
唱唱哟完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
yue完成签到,获得积分10
7秒前
xingmeng完成签到,获得积分10
8秒前
刘成财发布了新的文献求助10
10秒前
陌上尘开完成签到 ,获得积分10
10秒前
橘子的哈哈怪完成签到,获得积分10
12秒前
Yami完成签到 ,获得积分10
12秒前
const完成签到,获得积分10
13秒前
午午午午完成签到 ,获得积分10
13秒前
16秒前
ymxlcfc完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
陶世立完成签到 ,获得积分10
18秒前
热情醉冬完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
奥雷里亚诺完成签到 ,获得积分10
20秒前
庾楼月宛如昨完成签到 ,获得积分10
21秒前
fortune完成签到,获得积分10
21秒前
大饼完成签到 ,获得积分10
21秒前
c1302128340完成签到,获得积分10
21秒前
刘成财完成签到,获得积分10
24秒前
韭菜发布了新的文献求助10
25秒前
居居侠完成签到 ,获得积分10
26秒前
King完成签到,获得积分10
26秒前
23333完成签到,获得积分10
27秒前
木康薛完成签到,获得积分10
28秒前
LLL完成签到,获得积分10
29秒前
松柏完成签到 ,获得积分10
30秒前
houbinghua完成签到,获得积分10
32秒前
嗯是我完成签到,获得积分10
32秒前
韭菜完成签到,获得积分20
33秒前
无敌暴龙战神完成签到,获得积分10
33秒前
迅速凝竹完成签到 ,获得积分10
34秒前
研友_ZA2B68完成签到,获得积分10
35秒前
高分求助中
Applied Survey Data Analysis (第三版, 2025) 800
Assessing and Diagnosing Young Children with Neurodevelopmental Disorders (2nd Edition) 700
Images that translate 500
引进保护装置的分析评价八七年国外进口线路等保护运行情况介绍 500
Algorithmic Mathematics in Machine Learning 500
Handbook of Innovations in Political Psychology 400
Mapping the Stars: Celebrity, Metonymy, and the Networked Politics of Identity 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3840885
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3382790
关于积分的说明 10526580
捐赠科研通 3102659
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1708933
邀请新用户注册赠送积分活动 822781
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 773632