本發(fā)明涉及一種基于數(shù)據(jù)挖掘的車載信號(hào)設(shè)備智能維修方法。

背景技術(shù)：

城市軌道交通中的列車控制系統(tǒng)(atc)分為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)(atp)、列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(ato)、列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)(ats)和無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)(dcs)5個(gè)主要部分，其中atp與ato合稱為車載信號(hào)設(shè)備，直接控制列車的運(yùn)行，對(duì)列車安全運(yùn)行起著重要作用。車載信號(hào)設(shè)備智能維修日志包含列車運(yùn)行中記錄的atp、ato、平臺(tái)等數(shù)據(jù)信息，其現(xiàn)有存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)各不相同，而且數(shù)據(jù)中各項(xiàng)關(guān)聯(lián)性規(guī)則也各異。因此，亟需一種適應(yīng)于各種存儲(chǔ)模型的分析方法，通過(guò)規(guī)則庫(kù)調(diào)用不同的分析策略，對(duì)列車運(yùn)行中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)車載信號(hào)設(shè)備的智能維修。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于數(shù)據(jù)挖掘的車載信號(hào)設(shè)備智能維修方法，以對(duì)列車運(yùn)行中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)車載信號(hào)設(shè)備的智能維修。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種基于數(shù)據(jù)挖掘的車載信號(hào)設(shè)備智能維修方法，主要包括以下步驟：

第一，數(shù)據(jù)整合和統(tǒng)一，將分散的、無(wú)特定存儲(chǔ)格式的日志進(jìn)行提取、轉(zhuǎn)換、合并、導(dǎo)入的操作，以使其成為易操作、有特定規(guī)律的日志；

第二，數(shù)據(jù)清洗，即將已生成的特定格式的有規(guī)律的日志進(jìn)行清洗，剔除不需要的信息，并對(duì)日志進(jìn)行最終的規(guī)則化，以使之適應(yīng)后續(xù)的預(yù)處理；

第三，建立規(guī)則庫(kù)，所述規(guī)則庫(kù)為人為生成，涵蓋日志檢中所有檢查項(xiàng)的檢查規(guī)則；

第四，數(shù)據(jù)分析，即調(diào)用規(guī)則庫(kù)將第二步留下的規(guī)則化的日志中的檢查項(xiàng)進(jìn)行逐一檢查，以篩選和過(guò)濾出所需的異常信息；

第五，描述和可視化，對(duì)所篩選出的異常信息逐一進(jìn)行分析排查，以找出故障原因。

優(yōu)選地，所述第一步中數(shù)據(jù)整合和統(tǒng)一，包括有日志存儲(chǔ)形式和文本格式的整合和統(tǒng)一。

優(yōu)選地，所述第五步中的故障包括顯性故障和隱性故障；對(duì)顯性故障，找出其發(fā)生的原因，并生成解決方法，而對(duì)隱性故障，則定位出問(wèn)題原因，以達(dá)到“事前修”的目的。

本發(fā)明對(duì)信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備日常運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘。通過(guò)對(duì)車載日志的數(shù)據(jù)信息構(gòu)建相關(guān)性分組或關(guān)聯(lián)規(guī)則，形成相應(yīng)的因果對(duì)應(yīng)關(guān)系，并通過(guò)對(duì)列車運(yùn)行狀態(tài)的趨勢(shì)分析和運(yùn)行事件的組合比對(duì)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行過(guò)程中的顯性或隱性故障進(jìn)行報(bào)警和提前預(yù)測(cè)，從而降低信號(hào)系統(tǒng)部件故障對(duì)運(yùn)營(yíng)造成的負(fù)面影響，這對(duì)列車故障的維修具有明顯的指導(dǎo)意義，有助于提高列車的運(yùn)行質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的流程圖；

圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)整合、統(tǒng)一和清洗的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)分析的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

參照?qǐng)D1～3，本發(fā)明實(shí)施例一種基于數(shù)據(jù)挖掘的車載信號(hào)設(shè)備智能維修方法，主要包括以下步驟：

第一，數(shù)據(jù)整合和統(tǒng)一，將分散的、無(wú)特定存儲(chǔ)格式的日志進(jìn)行提取、轉(zhuǎn)換、合并、導(dǎo)入的操作，以使其成為易操作、有特定規(guī)律的日志；

第二，數(shù)據(jù)清洗，即將已生成的特定格式的有規(guī)律的日志進(jìn)行清洗，剔除不需要的信息，并對(duì)日志進(jìn)行最終的規(guī)則化，以使之適應(yīng)后續(xù)的預(yù)處理；

第三，建立規(guī)則庫(kù)，所述規(guī)則庫(kù)為人為生成，涵蓋日志檢中所有檢查項(xiàng)的檢查規(guī)則；

第四，數(shù)據(jù)分析，即調(diào)用規(guī)則庫(kù)將第二步留下的規(guī)則化的日志中的檢查項(xiàng)進(jìn)行逐一檢查，以篩選和過(guò)濾出所需的異常信息；

第五，描述和可視化，對(duì)所篩選出的異常信息逐一進(jìn)行分析排查，以找出故障原因；對(duì)顯性故障，找出其發(fā)生的原因，并生成解決方法，而對(duì)隱性故障，則定位出問(wèn)題原因，以達(dá)到“事前修”的目的。

參照?qǐng)D1～3，所述第一步中數(shù)據(jù)整合和統(tǒng)一，包括有日志存儲(chǔ)形式和文本格式的整合和統(tǒng)一?；谀壳叭罩镜拇鎯?chǔ)模式和原始分析策略，現(xiàn)采用vba+excel的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)日志中的異常信息進(jìn)行檢測(cè)與提取。vba+excel方法不僅可以直接調(diào)用excel自有的各種功能，還可以兼容visualbasic的編程語(yǔ)言，因而在最大限度地縮減了檢測(cè)與提取時(shí)間，基本上可以實(shí)現(xiàn)excel處理數(shù)據(jù)的全自動(dòng)化運(yùn)行，即實(shí)現(xiàn)真正的“辦公軟件自動(dòng)化”。日志存儲(chǔ)采用分時(shí)形式，即每小時(shí)記錄一個(gè)文件，文件格式為二進(jìn)制格式或文本格式。對(duì)于二進(jìn)制文件，可以將其直接轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)表格文件，再將該車當(dāng)天的數(shù)據(jù)合并為獨(dú)立文件；對(duì)于文本文件，直接合并為獨(dú)立文件后，將其導(dǎo)入數(shù)據(jù)表格。

通過(guò)數(shù)據(jù)整合與統(tǒng)一，日志被轉(zhuǎn)換為特定的存儲(chǔ)格式，但該日志中還不適用于后期的分析處理，必須實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的規(guī)則化、最簡(jiǎn)化、無(wú)錯(cuò)化。通過(guò)該步驟后，無(wú)論前期的日志存儲(chǔ)格式和內(nèi)容是否發(fā)生變化，都可以保證后期的分析過(guò)程不受影響。所述第二步數(shù)據(jù)清洗的功能主要是通過(guò)增加、刪除、排序、糾正等措施，對(duì)不同來(lái)源數(shù)據(jù)按照特定規(guī)則模式進(jìn)行格式化處理。

規(guī)則庫(kù)是數(shù)據(jù)分析過(guò)程中最復(fù)雜、最重要的環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)整合與統(tǒng)一和數(shù)據(jù)清洗2個(gè)部分也是為規(guī)則庫(kù)的建立和后期分析處理做準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)分析規(guī)則庫(kù)的建立是基于固定的數(shù)據(jù)模型，該模型的任何變動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致規(guī)則庫(kù)失去作用。規(guī)則庫(kù)包含日志分析與檢查中用到的所有策略，是以特定的邏輯判斷表達(dá)式存在。檢查策略是基于一種相關(guān)性分組或關(guān)聯(lián)規(guī)則的方法，基本分為2類：(1)橫向匹配。當(dāng)給定一個(gè)確定輸入時(shí)，在特定限制條件下，判斷輸出是否符合邏輯。(2)縱向匹配。連續(xù)時(shí)間內(nèi)，某項(xiàng)輸出的結(jié)果在邏輯上有一定關(guān)系，判斷該連續(xù)輸出是否符合相應(yīng)邏輯。通過(guò)該策略可以挖掘出已發(fā)生故障及其所在的時(shí)間點(diǎn)等信息，也可以發(fā)現(xiàn)列車運(yùn)行中的潛在故障隱患。規(guī)則庫(kù)內(nèi)檢查項(xiàng)由各子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員提供，通過(guò)特定方式將其轉(zhuǎn)化為可供調(diào)用的相應(yīng)策略。隨著檢查策略不斷完善，故障檢查的完備性也會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。

基于完善的規(guī)則庫(kù)，可以得到更全面的分析結(jié)果。數(shù)據(jù)分析的過(guò)程主要包含補(bǔ)充參考值、篩選異常項(xiàng)、添加輔助信息、生成故障描述4個(gè)步驟。每一子類的分析，都需要建立相應(yīng)的結(jié)果模板，作用主要在于存放篩選結(jié)果，再通過(guò)調(diào)用原始數(shù)據(jù)，得到分析該異常所需的輔助信息；存放列車相關(guān)的固定數(shù)據(jù)信息，如應(yīng)答器安裝位置、錯(cuò)誤原因代碼表、線路地圖數(shù)據(jù)等。

由上述分析過(guò)程可以得到各顯性故障和隱性故障的基本信息，再根據(jù)每一條分析策略的具體檢查目的，對(duì)其進(jìn)行綜合性描述。常規(guī)情況下，一天的日志包含多個(gè)大類，其全部分析過(guò)程所需時(shí)間較長(zhǎng)。因此，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)分析過(guò)程不僅可節(jié)約人力與時(shí)間成本，還可以使分析結(jié)果更加規(guī)范明了和簡(jiǎn)潔全面。通過(guò)前期大量的分析結(jié)果，有助于后期對(duì)該分析系統(tǒng)進(jìn)行完善，從而使其達(dá)到越來(lái)越智能的效果和目的。

本發(fā)明對(duì)信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備日常運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘。通過(guò)對(duì)車載日志的數(shù)據(jù)信息構(gòu)建相關(guān)性分組或關(guān)聯(lián)規(guī)則，形成相應(yīng)的因果對(duì)應(yīng)關(guān)系，并通過(guò)對(duì)列車運(yùn)行狀態(tài)的趨勢(shì)分析和運(yùn)行事件的組合比對(duì)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行過(guò)程中的顯性或隱性故障進(jìn)行報(bào)警和提前預(yù)測(cè)，從而降低信號(hào)系統(tǒng)部件故障對(duì)運(yùn)營(yíng)造成的負(fù)面影響，以實(shí)現(xiàn)車載信號(hào)設(shè)備的智能維修，這對(duì)列車故障的維修具有明顯的指導(dǎo)意義，有助于提高列車的運(yùn)行質(zhì)量。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。