基于影响因子聚类与分布拟合的补偿电容剩余寿命预测

作者：孟景辉^*

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 1-10.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20231614

• 补偿电容
• 动态检测
• 寿命预测
• 聚类分析
• 分布拟合

补偿电容是保证无绝缘轨道电路正常传输的重要设备，广泛安装于我国高速线路。为了研究补偿电容在实际运用环境下的剩余寿命，提出了一种影响因子聚类与分布拟合相结合的补偿电容剩余寿命预测方法。首先以补偿电容维修数据为研究对象，建立了补偿电容退化趋势数据模型；分析了补偿电容功能退化潜在影响因子，以这些影响因子作为特征属性建立数学模型描述，基于补偿电容历史数据构建特征样本集；通过聚类算法对特征样本集进行类簇划分得到多个子类特征样本集，通过极大似然估计法针对每个子类特征样本集计算威布尔分布拟合参数；最后通过补偿电容与各子类特征样本集的隶属度以及计算的分布曲线计算补偿电容剩余寿命。为了验证本文所提方法的性能，分别与采用LSTM的补偿电容故障预测方法、威布尔分布拟合的方法在单个补偿电容剩余寿命预测及补偿电容故障数量预测方面进行准确性对比试验。基于27000余条补偿电容实际维修数据的实验结果表明：1）在单个补偿电容剩余寿命预测方面，所提方法与威布尔分布方法的预测准确性最高分别为95.0%、87.0%，且随着测试样本数量的增加，本文所提方法性能降低速度更慢；2）在补偿电容故障数量预测方面，所提方法的正确率相比基于LSTM和威布尔分布拟合的故障数量预测方法分别提高了5.6%和41.3%。

• 出版日期2023
• 单位中国铁道科学研究院集团有限公司