基于改進決策樹的軌道電路故障診斷方法研究.pdf

1、軌道電路是鐵路上保障列車安全運行必不可少的基礎(chǔ)信號設(shè)備，同時它的正常工作與否將直接影響鐵路運輸效率。目前，鐵路現(xiàn)場通過電務(wù)人員定期檢修或故障修的方式對軌道電路進行維護，其故障發(fā)生伴隨著較大的不確定性與隨機性，且診斷過程盲目性大、復(fù)雜性強，缺乏清晰的故障邏輯機理分析。如何快速準確地診斷其故障，成為電務(wù)維護人員所面臨的一大難題。
　　針對上述問題，本文主要研究內(nèi)容如下所述:
　　首先，介紹站內(nèi)25Hz相敏軌道電路系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成與

2、工作原理，并對系統(tǒng)常見故障進行分析，利用均勻傳輸線理論建立相敏軌道電路等效四端網(wǎng)模型，結(jié)合具體參數(shù)推導(dǎo)模型各節(jié)點監(jiān)測量值，建立相敏軌道電路的診斷決策表。針對系統(tǒng)故障特征的模糊性與不確定性，提出一種基于PSO-FDT的故障診斷方法，使用Min-Ambiguity算法對診斷決策表進行訓練建立模糊決策樹，同時利用PSO算法對影響決策樹性能的兩個參數(shù)進行優(yōu)化，從建立的模糊決策樹中提取規(guī)則建立診斷規(guī)則庫作為軌道電路故障診斷的依據(jù)。利用模擬數(shù)據(jù)進行

3、仿真分析，實驗結(jié)果表明PSO-FDT方法降低了依據(jù)經(jīng)驗設(shè)置參數(shù)方法進行建樹的盲目性，對相敏軌道電路進行故障診斷是可行的。
　　其次，以ZPW-2000A型無絕緣移頻軌道電路作為研究對象，針對系統(tǒng)組成的復(fù)雜性和故障特征的冗余性，提出一種基于C4.5的組合決策樹方法對軌道電路進行故障診斷。根據(jù)ZPW-2000A軌道電路結(jié)構(gòu)特點劃分多種故障模式，建立組合網(wǎng)絡(luò)診斷模型，實現(xiàn)軌道電路故障由粗到細的逐級劃分，選擇粗糙集屬性約簡方法為粗分網(wǎng)絡(luò)的

4、各樹節(jié)點提取合適的特征屬性，由此得到各樹節(jié)點的診斷決策表，再用C4.5對各決策表分別訓練學習提取故障規(guī)則。利用模擬數(shù)據(jù)推導(dǎo)組合決策樹診斷模型建立過程，仿真測試結(jié)果表明該模型能夠從結(jié)構(gòu)上改善診斷分類器的性能，從而達到較好的診斷效果。
　　最后，根據(jù)以上研究利用VC++6.0平臺與MFC類庫進行可視化界面編程，開發(fā)基于改進決策樹算法的軌道電路故障診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)對軌道電路相關(guān)故障診斷的功能。將相關(guān)故障特征數(shù)據(jù)輸入診斷系統(tǒng)，能夠得到相應(yīng)診