本發(fā)明涉及鐵路隧道維修和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制領(lǐng)域，監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和維修驗(yàn)證，具體地說是一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、鐵路隧道作為鐵路交通的重要組成部分，其安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)營(yíng)對(duì)于鐵路運(yùn)輸?shù)捻槙持陵P(guān)重要。然而，由于隧道結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和運(yùn)行環(huán)境的多變性，鐵路隧道常常面臨各種安全隱患和故障風(fēng)險(xiǎn)，傳統(tǒng)的鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)方法往往依賴于人工巡檢和定期檢測(cè)，而現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，還有對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析和處理，從而能夠更及時(shí)地發(fā)現(xiàn)潛在的問題。通過先進(jìn)的傳感技術(shù)和通信技術(shù)，監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取隧道內(nèi)的各種參數(shù)信息，如溫度、濕度、變形、振動(dòng)等，為維修決策提供了更準(zhǔn)確、全面的數(shù)據(jù)支持。

2、然而，現(xiàn)有技術(shù)仍然存在一些不足之處：

3、1.傳統(tǒng)的鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)方法往往依賴于人工巡檢和定期檢測(cè)，這種方式不僅效率低下，而且難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障。

4、2.現(xiàn)有的鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)沒有對(duì)隧道故障的預(yù)測(cè)功能，功能不夠直觀，只能夠進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理，無(wú)法系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)測(cè)。

5、3，現(xiàn)有技術(shù)中隧道情況不夠直觀，發(fā)現(xiàn)故障并處理后還需人為進(jìn)行判斷和認(rèn)定，浪費(fèi)了人力和時(shí)間，可能導(dǎo)致修復(fù)不及時(shí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，包括：

3、監(jiān)測(cè)模塊：所述監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)并收集鐵路隧道狀態(tài)參數(shù)；

4、存儲(chǔ)模塊：所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)模塊收集的數(shù)據(jù)；

5、控制中心：所述控制中心用于根據(jù)監(jiān)測(cè)模塊傳輸?shù)蔫F路隧道狀態(tài)參數(shù)生成監(jiān)測(cè)報(bào)告；

6、維修管理模塊：所述維修管理模塊用于根據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)告生成維修計(jì)劃，并記錄隧道維修的歷史記錄，包括維修時(shí)間、維修內(nèi)容和維修人員；

7、用戶界面模塊：所述用戶界面模塊用于提供可視化面板；

8、警報(bào)模塊：所述報(bào)警模塊用于根據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)告結(jié)果發(fā)出警報(bào)；

9、所述一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)模塊之間的功能交互關(guān)系如下：

10、監(jiān)測(cè)模塊將獲取到的參數(shù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送至存儲(chǔ)模塊，用于生成隧道日志文件備份，并將其傳輸至控制中心，控制中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析生成監(jiān)測(cè)報(bào)告，監(jiān)測(cè)報(bào)告?zhèn)鬏斨辆S修管理模塊，維修管理模塊根據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)告生成維修計(jì)劃，用戶界面模塊將系統(tǒng)模塊可視化并進(jìn)行展示，警報(bào)模塊根據(jù)控制中心預(yù)測(cè)結(jié)果發(fā)出警報(bào)。

11、優(yōu)選的，所述監(jiān)測(cè)模塊包括安裝在隧道內(nèi)部的傳感器，收集鐵路隧道結(jié)構(gòu)的狀態(tài)和參數(shù)，包括位置、溫度、濕度、振動(dòng)、風(fēng)壓、水壓、空氣中各物質(zhì)濃度和位移參數(shù)；

12、優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)模塊包括歷史維修記錄存儲(chǔ)單元和監(jiān)測(cè)日志存儲(chǔ)單元；

13、所述歷史維修記錄單元用于存儲(chǔ)鐵路隧道維修歷史維修記錄和歷史故障信息，歷史故障信息包括故障情況、故障參數(shù)和維修詳情；

14、所述監(jiān)測(cè)日志存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)模塊采集的數(shù)據(jù)生成鐵路隧道監(jiān)測(cè)日志。

15、優(yōu)選的，所述控制中心包括故障預(yù)測(cè)單元、維修建議單元和監(jiān)測(cè)報(bào)告單元；

16、所述故障預(yù)測(cè)單元用于根據(jù)鐵路隧道狀態(tài)參數(shù)和歷史故障記錄進(jìn)行故障預(yù)測(cè)；

17、所述維修建議單元根據(jù)故障預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)結(jié)果和歷史維修記錄獲取一個(gè)維修建議報(bào)告；

18、所述監(jiān)測(cè)報(bào)告單元用于根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果和維修建議生成監(jiān)測(cè)報(bào)告，監(jiān)測(cè)報(bào)告內(nèi)容包括鐵路隧道狀態(tài)各項(xiàng)參數(shù)、故障預(yù)測(cè)結(jié)果和維修建議。

19、優(yōu)選的，所述故障預(yù)測(cè)單元通過樸素貝葉斯算法進(jìn)行故障分析，數(shù)學(xué)公式如下：

20、先驗(yàn)概率：p(ci)，表示故障ci在總體故障中出現(xiàn)的概率；

21、條件概率：p(x|ci)，表示隧道狀態(tài)特征參數(shù)x在故障ci下出現(xiàn)的概率；

22、根據(jù)貝葉斯算法，計(jì)算后驗(yàn)概率的公式為：

23、

24、其中，p(x)是所有隧道狀態(tài)特征參數(shù)的聯(lián)合概率，聯(lián)合概率是通過各個(gè)特征的條件概率相乘得到；

25、樸素貝葉斯算法的步驟如下：

26、首先根據(jù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的故障特征數(shù)據(jù)計(jì)算先驗(yàn)概率和條件概率；根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的鐵路隧道狀態(tài)特征參數(shù)，計(jì)算出每個(gè)故障類別的后驗(yàn)概率作為預(yù)測(cè)結(jié)果。

27、優(yōu)選的，所述維修管理模塊包括維修計(jì)劃單元和維修驗(yàn)證單元；

28、所述維修計(jì)劃單元用于根據(jù)控制中心的預(yù)測(cè)結(jié)果生成維修計(jì)劃，維修計(jì)劃內(nèi)容包括維修時(shí)間、維修地點(diǎn)、維修方法和維修人員；

29、所述維修驗(yàn)證單元用于在維修結(jié)束后發(fā)送指令給監(jiān)測(cè)單元，監(jiān)測(cè)單元重新收集隧道狀態(tài)參數(shù)發(fā)送至控制中心分析。

30、優(yōu)選的，所述用戶界面模塊將系統(tǒng)內(nèi)容可視化，包括鐵路隧道狀態(tài)日志、監(jiān)測(cè)報(bào)告、維修計(jì)劃、維修驗(yàn)證結(jié)果和報(bào)警信息。

31、優(yōu)選的，所述警報(bào)模塊用于控制中心預(yù)測(cè)到故障時(shí)發(fā)出警報(bào)。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

33、1、本發(fā)明通過監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)對(duì)鐵路隧道內(nèi)部環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患和故障風(fēng)險(xiǎn)，提高了鐵路隧道的安全性和降低工作人員的巡檢風(fēng)險(xiǎn)。

34、2、本發(fā)明通過采用樸素貝葉斯算法進(jìn)行故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，通過對(duì)歷史故障數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和分析，能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)鐵路隧道的故障類型和發(fā)生概率，為維修決策提供了更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

35、3、本發(fā)明通過維修管理模塊生成簡(jiǎn)單明了維修計(jì)劃，在用戶界面模塊可視化供相關(guān)工作人員查閱，維修管理模塊并在維修計(jì)劃時(shí)間結(jié)束后對(duì)維修結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，節(jié)省了人力物力，提高了維修效率和準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測(cè)模塊包括安裝在隧道內(nèi)部的傳感器，收集鐵路隧道結(jié)構(gòu)的狀態(tài)和參數(shù)，包括位置、溫度、濕度、振動(dòng)、風(fēng)壓、水壓、空氣各物質(zhì)濃度和位移參數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述存儲(chǔ)模塊包括歷史維修記錄存儲(chǔ)單元和監(jiān)測(cè)日志存儲(chǔ)單元；

4.如權(quán)利要求3所述一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制中心包括故障預(yù)測(cè)單元、維修建議單元和監(jiān)測(cè)報(bào)告單元；

5.如權(quán)利要求4所述一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述故障預(yù)測(cè)單元通過樸素貝葉斯算法進(jìn)行故障預(yù)測(cè)分析，公式如下：

6.如權(quán)利要求1所述一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述維修管理模塊包括維修計(jì)劃單元和維修驗(yàn)證單元；

7.如權(quán)利要求1所述一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述用戶界面模塊將系統(tǒng)內(nèi)容可視化，包括鐵路隧道狀態(tài)日志、監(jiān)測(cè)報(bào)告、維修計(jì)劃、維修驗(yàn)證結(jié)果和報(bào)警信息。

8.如權(quán)利要求1所述一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述警報(bào)模塊用于控制中心預(yù)測(cè)到故障時(shí)發(fā)出警報(bào)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及鐵路隧道維修和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制領(lǐng)域，具體地說是一種鐵路隧道維修監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和維修驗(yàn)證。監(jiān)測(cè)模塊將獲取到的參數(shù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送至存儲(chǔ)模塊，用于生成隧道日志文件備份，并將其傳輸至控制中心，控制中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析生成監(jiān)測(cè)報(bào)告，監(jiān)測(cè)報(bào)告?zhèn)鬏斨辆S修管理模塊，維修管理模塊根據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)告生成維修計(jì)劃，用戶界面模塊將系統(tǒng)模塊可視化并進(jìn)行展示，警報(bào)模塊根據(jù)控制中心預(yù)測(cè)結(jié)果發(fā)出警報(bào)。本發(fā)明通過采用樸素貝葉斯算法進(jìn)行故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和維修結(jié)果驗(yàn)證，能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)鐵路隧道的故障風(fēng)險(xiǎn)，提高了維修效率。

技術(shù)研發(fā)人員：馬偉斌,支洋,趙鵬,李堯,張翠兵,董武,郭小雄,安哲立,常凱,姜文超,王軍,顏明冬,柴金飛,王勇,袁振宇,彭旸,隨意,張森,盧博祎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鐵道建筑研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23