基于SA-LSTM的高速列车D电缆剩余使用寿命预测方法OA
为准确预测高速列车的D电缆剩余使用寿命,保证列车安全、高效运行,提出1种基于SA-LSTM的高速列车D电缆剩余使用寿命预测方法。首先,分析D电缆的内部结构、主要失效模式和失效机理,构建D电缆的有限元模型;其次,基于热击穿失效机理,构建D电缆在不同热应力条件下的全生命周期加速退化数据集;然后,通过随机森林(RF)算法主动筛选关键退化特征,引入自注意力(SA)机制,融合统计特征并且结合长短时记忆(LSTM)网络实现剩余使用寿命(RUL)的准确预测;最后,通过D电缆退化模拟数据集验证所提方法的有效性。结果表明:所提方法性能表现优异,相较于传统LSTM,GRU,SVR和FNN等方法,在6种典型热应力工况下的平均绝对误差降低52.4%、均方根误差平均值降低49.7%,提高了复杂工况下D电缆的RUL预测精度。该方法对于提高铁路风险防控水平、保障列车运行安全具有参考价值。
柴琳果;张平;张辉;上官伟;陈俊杰;王剑;蔡伯根
北京交通大学自动化与智能学院,北京100044 北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心,北京100044北京交通大学自动化与智能学院,北京100044中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所,北京100081北京交通大学自动化与智能学院,北京100044 北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室,北京100044 北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心,北京100044北京交通大学自动化与智能学院,北京100044 北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心,北京100044北京交通大学自动化与智能学院,北京100044 北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室,北京100044 北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心,北京100044北京交通大学自动化与智能学院,北京100044 北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室,北京100044 北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心,北京100044
交通工程
剩余使用寿命预测D电缆疲劳裂纹扩展有限元分析自注意力机制
《中国铁道科学》 2026 (1)
P.171-184,14
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2025JBZX039)北京市自然科学基金资助项目(L231003)北京高校卓越青年科学家计划项目(JWZQ20240101010)中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划课题(K2023S020)。
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