Rolling Stock Diagnostics using RBF networks
Keywords:
RBF networks, VBA programming, diagnostics of traction rolling stock failures, automated control systems, maintenance and repairAbstract
Modern automated control systems are created as cyberphysical production systems, when information is collected from several information systems for making management decisions. During maintenance and repair of traction rolling stock, automated control systems must receive information from on-board diagnostic systems to determine the pre-failure conditions of the equipment and plan an individual repair volume. The affiliation of the diagnosed event is determined by proximity to the class vector. The article is based on examples from the Internet of calculating the belonging of the diagnostic object to one of the possible classes according to the training sample data, based on which a proprietary program in the algorithmic language Visual Basic for Applications in the MS Excel environment has been developed. The program has been verified using test examples. The program automatically determines the size of the training sample and the number of classes, and allows to perform many iterative calculations. It is proposed to control the percentage of belonging to each class. Using the program, calculations were performed for a specially compiled training sample of the currents in four traction electric motors of one section of the locomotive: 10 events for each class. There are 5 classes in total: serviceable condition («normal») and failures of each of the four engines. The data has a random spread of values within the class. Simultaneous failures and pre-failure conditions of one, two and three engines are simulated. Calculations have shown the high efficiency of the method, especially in terms of determining the belonging to the «norm» class. The conclusion is made about the effectiveness of the proposed algorithm. It is proposed to use it as encapsulated in software when planning an individual volume of maintenance and repair with constant training by replenishing the sample.
References
ГОСТ Р 27.102-2021. Надежность в технике. Надежность объекта. Термины и определения. Введ. 2022–01–01. М. : Российский институт стандартизации, 2021. 40 с.
Горский А.В., Воробьев А.А. Надежность электроподвижного состава. М. : Маршрут, 2005. 303 с.
Эксплуатация и техническое обслуживание подвижного состава / В.А. Гапанович, В.Е. Андреев, Митрохин Ю.В. и др. М. : ИРИС-ГРУПП, 2012. 575 с.
Автоматизированная система управления локомотивным хозяйством. АСУТ / И.К. Лакин, Ю.В. Смирнов, А.Ю. Тимченко и др. М. : Отраслевой центр внедрения новой техники и технологий, 2002. 514 с.
Шабалин Н.Г. Организация эксплуатации и технического обслуживания тягового подвижного состава с использованием современных информационных технологий : дис. … канд. техн. наук. М., 1999. 171 с.
Пустовой И.В. Разработка информационно-динамической модели управления сервисным техническим обслуживанием и ремонтом локомотивов : дис. … канд. техн. наук. Омск, 2018. 181 с.
Семёнов А.П. Модель управления жизненным циклом локомотивов с использованием современных методов технического диагностирования : дис. … д-ра техн. наук. М., 2021. 379 с.
Грачев В.В. Научные основы применения методов интеллектуального анализа данных для контроля технического со-стояния локомотивов : дис. … д-ра техн. наук. СПб., 2019. 434 с.
Аболмасов А.А. Управление техническим состоянием тягового подвижного состава в условиях сервисного обслуживания : дис. … канд. техн. наук. М., 2017. 180 с.
Лакин И.К., Пустовой И.В., Аболмасов А.А. Автоматизированная система управления эксплуатационным жизненным циклом локомотивов // Эксплуатация и обслуживание электронного и микропроцессорного оборудования тягового подвижного состава : тр. всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Красноярск, 2020. С. 223–242.
Ratchev S. Cyber Physical Production Systems // Connected Everything : сайт. URL : https: // connectedeverything.ac.uk/wp-content/uploads/2018/06/cyber-physical-production-systems.pdf (Дата обращения 07.06.2024).
Лакин И.И. Мониторинг технического состояния локомотивов по данным бортовых аппаратно-программных комплек-сов : дис. … канд. техн. наук. М., 2016. 195 с.
Хромов И.Ю. Анализ влияния режимов эксплуатации на техническое состояние локомотивов : дис. … канд. техн. наук. М., 2021. 187 с.
Мельников В.А. Совершенствование методов диагностирования тепловозов 2ТЭ116У с применением данных борто-вых систем управления : дис. … канд. техн. наук. М., 2022. 210 с.
Мониторинг технического состояния и режимов эксплуатации локомотивов. Теория и практика / К.В. Липа, А.А. Белинский, В.Н. Пустовой и др. М. : Локомотивные Технологии, 2015. 212 с.
Moody J., Darken C.J. Fast Learning in Networks of Locally-Tuned Processing Units // Neural Computation. 1989. Vol. 1. Iss. 2. P. 281–294. DOI:10.1162/neco.1989.1.2.281.
Сеть радиальных базисных функций // Распознавание : сайт. URL : http://www.machinelearning.ru/wiki/index.php?title=Сеть_радиальных_базисных_функций (Дата обращения 07.06.2024).
Проектирование RBF-сети в MS Excel // Rutube : сайт. URL : https://rutube.ru/video/d259ee0113d687e0961a1cbfe83eb32e/ (Дата обращения 07.06.2024).
Уокенбах Д. Excel 2010: профессиональное программирование на VBA. М. [и др] : Диалектика, 2012. 944 с.
Справочник по VBA для Excel // Microsoft Learn : сайт. URL : https://learn.microsoft.com/ru-ru/office/vba/api/overview/excel (Дата обращения 07.06.2024).