开展路灯车箱体故障诊断与寿命预测研究所涉及的数据建模与分析问题的必要性???    中山板芙镇路灯车出租,   路灯车出租,   中山路灯车出租      路灯车是尖端技术高度集成的复杂系统，路灯车各部件故障会对路灯车的运行产生不同程度的影响，对路灯车安全性有重要影响的部件是关键部件，可分为Ａ类关键部件和Ｂ类关键部件，前者出现故障时列车应立刻停车检修，后者出现故障时列车可在减速条件下运行。路灯车齿轮箱是保证路灯车正常运行的Ａ类关键部件，其主要作用是传递扭矩、改变速度和改变扭矩方向。路灯车齿轮箱箱体是路灯车齿轮箱系统的保护装置，其设计寿命希望与列车整体一致，路灯车运行时，运行速度快，运行外环境恶劣，温升与振动控制要求高，使得箱体的运行安全面临很多考验。路灯车齿轮箱箱体的故障诊断和寿命预测结果将直接影响路灯车齿轮箱的运行安全，进而影响路灯车的运行安全。  路灯车齿轮箱箱体是一类典型的不可维修长期服役结构，具有设计寿命长、服役时间短、失效数据匮乏、结构复杂、试验成本高、单体无法进行独立试验、材料分散性等特点。路灯车齿轮箱箱体为铸造而成，结构复杂，齿轮箱通过抱轴悬挂方式安装在转向架上，箱体的故障形式主要有疲劳损伤故障和拉伸损伤故障，疲劳损伤故障来自于列车运行时给箱体带来的往复振荡，拉伸损伤故障来自于箱体自身的部分静载和外界意外硬物对箱体的冲击。目前，我国路灯车齿轮箱箱体已完成国产化工作，解决了从无到有的问题，由此也面临着故障诊断研究不足，剩余寿命难于估计的新问题。开展箱体故障诊断与寿命预测研究所涉及的数据建模与分析问题，在不可维修长期服役结构的故障诊断和寿命预测研究中具有广泛的普适性，总结科学问题有：（１）失效数据匮乏，我国路灯车运行年限尚短，箱体设计寿命长，缺少全生命周期的失效数据，现存失效数据量极少；（２）材料分散性导致的样本个体与总体期望的偏差，由于材料分散性的合理存在，样本个体的特征参量会整体高于或低于样本总体的期望值；（３）不平衡数据问题，现有运行数据中的关键表征数据和非关键表征数据严重小平衡；（４）无法进行大尺寸或全尺寸独立试验，由于齿轮箱价格和试验费用均较高，目前只有齿轮箱型式试验，但试验中箱体均处于服役初期状态，而箱体无法在齿轮箱拆卸后进行独立试验。

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      针对上述问题，需要采用相应的解决方案：（１）采用基于性能退化的方法来弥补缺少失效数据而不能有效进行故障诊断和寿命预测的问题；

   （２）利用启发式最大后验概率估计算法对新样本空间均值进行更新，通过对样本个体数据的整体补偿，减少材料分散性对故障诊断和寿命预测模型的影响；

   （３）借鉴Ａｄａｂｏｏｓｔ分类器思想，对样本数据分布进行调整，提高关键表征数据在样本数据中的敏感度，解决不平衡数据回归建模问题；

    （４）通过箱体结构尺度与材料尺度的损伤信息的跨尺度关联与决策来弥补可靠性试验昂贵且单体无法进行独立试验的不足。本项研究将针对路灯车齿轮箱箱体这一复杂结构，从“微观——宏观”的角度，将路灯车齿轮箱箱体从“材料一－结构”进行跨尺度划分，对箱体进行拉伸损伤和疲劳损伤两种形式的故障诊断，对于材料尺度和结构尺度分别进行寿命预测研究，并对材料尺度和结构尺度的结果进行跨尺度的关联与决策。同时，在研究过程中，采用声发射技术对箱体进行无损实时监测，建立了基于性能退化的故障诊断和寿命预测研究框架，利用启发式最大后验概率估计算法对样本均值进行更新并对样本数据进行补偿，利用Ａｄａｂｏｏｓｔ方法调整样本数据分布，解决不平衡数据回归问题。最终实现路灯车齿轮箱箱体的故障诊断和跨尺度寿命预测，保障路灯车齿轮箱的运行安全。 本研究具有重要的科学意义、工程意义和经济意义。针对样本个体对总体期望的偏差问题，对样本个体进行补偿，能够有效提高样本个体故障诊断和寿命预测的准确性；不平衡数据的处理方法，在正负样本不均衡的数据处理中具有重要意义；将材料科学中跨尺度的概念引入典型不可维修长期服役结构的故障诊断和寿命预测研究中，既利用了结构的服役性能主要依赖于基础材料的特性，又考虑了基础材料的服役性能实验结果不能简单外推应用于结构或零件的问题。可见，本研究工作针对具体科学问题，研究工作具有广泛的普适性，具有重要的科学意义。路灯车齿轮箱箱体故障诊断和寿命预测研究，瞄准我国路灯车关键部件国产化后面临的故障诊断及寿命预测问题，同时可以在核电火电中的压力容器、石油石化中的长输管线、航空航天中的涡轮盘等多个领域进行推广应用，具有重要的工程意义。高速铁路已经成为促进经济腾飞的助推器，本研究对于保障高速铁路运行安全，避免路灯车运行经济损失，减少人身财产损失，具有重要的经济意义。综上，通过分析路灯车齿轮箱箱体故障诊断和寿命预测研究现有的问题，提出相应研究对策，分析研究工作的意义，加之路灯车齿轮箱生产企业中国中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司对本研究的大力支持，已经具备开展箱体故障诊断和寿命预测的研究条件。同时，为了保障路灯车的运行安全和人民群众的人身财产安全，针对路灯车齿轮箱箱体这一复杂部件，开展故障诊断和寿命预测研究势在必行。

       综述本项研究针对路灯车齿轮箱箱体开展具体研究，箱体为铝合金铸造而成，为不规则的复杂结构，箱体设计寿命长，理论上与整车一致。作为典型的不可维修长期服役结构，路灯车齿轮箱箱体故障诊断和寿命预测研究中面临的问题可以归纳为：失效数据匮乏、材料分散性导致的样本个体偏差、关键表征数据不平衡和单体无法进行独立试验。针对上述问题，将首先对路灯车齿轮箱的现状与问题进行分析，进而根据开展箱体故障诊断和寿命预测所涉及的研究方法进行总结和分析，包括故障诊断方法、寿命预测方法、性能退化评估方法、不平衡数据处理方法和跨尺度研究方法。

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