本發(fā)明涉及軌道交通運維，特別是涉及一種基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著城市軌道交通系統(tǒng)的快速發(fā)展，供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性成為了保障運營效率與乘客安全的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)監(jiān)控與運維模式往往依賴于人工巡檢與定期維護，這種方式不僅效率低下，而且難以及時發(fā)現(xiàn)和預防潛在故障，對于突發(fā)故障的響應(yīng)速度也有限。因此，開發(fā)一套智能化的軌道交通供電系統(tǒng)監(jiān)控與運維系統(tǒng)顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)，能夠提高運維效率。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)，包括：

4、數(shù)據(jù)采集單元，用于實時采集軌道交通供電系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)；

5、交互傳輸單元，用于對設(shè)定時段內(nèi)的運行數(shù)據(jù)進行緩存，并根據(jù)出棧規(guī)則對各緩存數(shù)據(jù)進行通信傳輸；

6、孿生監(jiān)控單元，用于根據(jù)在設(shè)定時段內(nèi)接收的數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)字孿生模型，并基于所述數(shù)字孿生模型進行故障預測以及維修調(diào)度，確定運維方案；所述運維方案包括輸出故障預警信號以及資源調(diào)度信號；

7、遠程設(shè)備，用于可視化展示各運行數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述故障預警信號進行示警，以及根據(jù)所述資源調(diào)度信號向?qū)?yīng)的監(jiān)管人員進行調(diào)度提示。

8、可選地，所述數(shù)據(jù)采集單元包括多個在設(shè)定區(qū)域內(nèi)設(shè)置的傳感器；所述傳感器用于實時采集軌道交通供電系統(tǒng)的電流、電壓及溫度數(shù)據(jù)。

9、可選地，每兩個所述傳感器之間還設(shè)有中繼節(jié)點。

10、可選地，所述交互傳輸單元，具體包括：緩存器和通信模塊；所述緩存器的輸入端與所述數(shù)據(jù)采集單元的輸出端連接；所述緩存器的輸出端與所述通信模塊的輸入端連接；所述通信模塊的輸出端與所述孿生監(jiān)控單元連接；

11、其中，所述緩存器用于按照時間順序?qū)⒆钚聲r刻的數(shù)據(jù)添加到上一時刻的數(shù)據(jù)頂部，作為棧頂進行緩存，并當滿足設(shè)定時段要求時，從棧頂移出各數(shù)據(jù)至所述通信模塊中進行傳輸。

12、可選地，所述通信模塊采用i/o接口或無線通信模塊。

13、可選地，所述孿生監(jiān)控單元，具體包括：依次連接的故障預警模塊和維修調(diào)度模塊；所述故障預警模塊還與所述交互傳輸單元連接；所述維修調(diào)度模塊還與所述遠程設(shè)備連接；

14、其中，所述故障預警模塊用于對在設(shè)定時段內(nèi)接收的數(shù)據(jù)進行預處理，并提取經(jīng)預處理后數(shù)據(jù)的特征，根據(jù)所述特征構(gòu)建及優(yōu)化數(shù)字孿生模型，將下一時刻實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)輸入優(yōu)化好的數(shù)字孿生模型中進行故障預測，并根據(jù)數(shù)據(jù)異常狀態(tài)輸出對應(yīng)的故障預警信號；所述維修調(diào)度模塊用于根據(jù)數(shù)據(jù)異常狀態(tài)對維修資源進行調(diào)度，輸出對應(yīng)的資源調(diào)度信號。

15、可選地，所述故障預警模塊包括依次連接的模型構(gòu)建子模塊和模型優(yōu)化子模塊；所述模型構(gòu)建子模塊還與所述交互傳輸單元連接；所述模型優(yōu)化子模塊還與所述維修調(diào)度模塊連接；

16、其中，所述模型構(gòu)建子模塊用于對在設(shè)定時段內(nèi)接收的數(shù)據(jù)進行預處理，并提取經(jīng)預處理后數(shù)據(jù)的特征，根據(jù)所述特征構(gòu)建數(shù)字孿生模型；所述模型優(yōu)化子模塊用于利用梯度下降策略對所述數(shù)字孿生模型進行優(yōu)化訓練，并將訓練好的數(shù)字孿生模型用于下一時刻的故障預測，得到數(shù)據(jù)異常狀態(tài)對應(yīng)的故障預警信號。

17、可選地，所述遠程設(shè)備包括個人計算機、筆記本電腦、智能手機、平板電腦和便攜式可穿戴設(shè)備中的至少一種。

18、根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

19、本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、交互傳輸單元、孿生監(jiān)控單元和遠程設(shè)備；其中，數(shù)據(jù)采集單元用于實時采集軌道交通供電系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)；交互傳輸單元用于對設(shè)定時段內(nèi)的運行數(shù)據(jù)進行緩存，并根據(jù)出棧規(guī)則對各緩存數(shù)據(jù)進行通信傳輸；孿生監(jiān)控單元用于根據(jù)在設(shè)定時段內(nèi)接收的數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)字孿生模型，并基于所述數(shù)字孿生模型進行故障預測以及維修調(diào)度，確定運維方案；所述運維方案包括輸出故障預警信號以及資源調(diào)度信號；遠程設(shè)備用于可視化展示各運行數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述故障預警信號進行示警，以及根據(jù)所述資源調(diào)度信號向?qū)?yīng)的監(jiān)管人員進行調(diào)度提示。本發(fā)明能夠提高運維效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元包括多個在設(shè)定區(qū)域內(nèi)設(shè)置的傳感器；所述傳感器用于實時采集軌道交通供電系統(tǒng)的電流、電壓及溫度數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)，其特征在于，每兩個所述傳感器之間還設(shè)有中繼節(jié)點。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)，其特征在于，所述交互傳輸單元，具體包括：緩存器和通信模塊；所述緩存器的輸入端與所述數(shù)據(jù)采集單元的輸出端連接；所述緩存器的輸出端與所述通信模塊的輸入端連接；所述通信模塊的輸出端與所述孿生監(jiān)控單元連接；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)，其特征在于，所述通信模塊采用i/o接口或無線通信模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)，其特征在于，所述孿生監(jiān)控單元，具體包括：依次連接的故障預警模塊和維修調(diào)度模塊；所述故障預警模塊還與所述交互傳輸單元連接；所述維修調(diào)度模塊還與所述遠程設(shè)備連接；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)，其特征在于，所述故障預警模塊包括依次連接的模型構(gòu)建子模塊和模型優(yōu)化子模塊；所述模型構(gòu)建子模塊還與所述交互傳輸單元連接；所述模型優(yōu)化子模塊還與所述維修調(diào)度模塊連接；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)，其特征在于，所述遠程設(shè)備包括個人計算機、筆記本電腦、智能手機、平板電腦和便攜式可穿戴設(shè)備中的至少一種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種基于數(shù)字孿生的軌道交通供電智慧運維系統(tǒng)，涉及軌道交通運維技術(shù)領(lǐng)域。系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集單元、交互傳輸單元、孿生監(jiān)控單元和遠程設(shè)備；其中，數(shù)據(jù)采集單元用于實時采集軌道交通供電系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)；交互傳輸單元用于對設(shè)定時段內(nèi)的運行數(shù)據(jù)進行緩存，并根據(jù)出棧規(guī)則對各緩存數(shù)據(jù)進行通信傳輸；孿生監(jiān)控單元用于根據(jù)在設(shè)定時段內(nèi)接收的數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)字孿生模型，并基于數(shù)字孿生模型進行故障預測以及維修調(diào)度，確定運維方案；運維方案包括輸出故障預警信號以及資源調(diào)度信號；遠程設(shè)備用于可視化展示各運行數(shù)據(jù)，并根據(jù)故障預警信號進行示警，以及根據(jù)資源調(diào)度信號向?qū)?yīng)的監(jiān)管人員進行調(diào)度提示。本發(fā)明能夠提高運維效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王靜,王海蕓,霍芳霄,哈彥梅,胡學海
受保護的技術(shù)使用者：四川鐵道職業(yè)學院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19