KR102527319B1 - System and method for machine learning prognostics and health management(phm) based on feature vector data of rolling stock parts - Google Patents
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Abstract
철도 차량의 부품 및 운영 환경 특징 벡터 정보 기반의 기계 학습 고장 진단 시스템 및 그 방법이 개시된다. 차량의 고장 진단 방법은 차량의 부품, 또는 선로에 설치된 상태 센서들로부터 수신한 상태 센서 정보를 이용하여 부품 특징 벡터 정보를 생성하는 단계; 상기 선로가 포함된 차량의 운영 구간에 설치된 환경 센서로부터 수신한 환경 센서 정보 및 차량의 운영 실적 정보를 이용하여 운영 특징 벡터 정보를 생성하는 단계; 검증 알고리즘을 이용하여 상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보들의 고장 진단용 우선 순위를 결정하는 단계; 상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보 및 상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보의 고장 진단용 우선 순위를 이용하여 상기 차량의 부품의 고장 진단 환경을 설정하는 단계; 상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보를 이용하여 트레이닝 정보 세트와 테스트 정보 세트를 생성하는 단계; 트레이닝 정보 세트와 테스트 정보 세트를 고장 진단을 위한 기계 학습 모델에 적용하여 고장 진단 결과를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.A machine learning failure diagnosis system and method based on feature vector information of parts of a railway vehicle and an operating environment are disclosed. A method for diagnosing a vehicle failure includes generating component feature vector information using state sensor information received from state sensors installed on vehicle parts or tracks; generating operation feature vector information using environmental sensor information received from an environment sensor installed in an operating section of a vehicle including the track and operating performance information of the vehicle; determining priorities for fault diagnosis of the component feature vector information and the operating feature vector information using a verification algorithm; setting a failure diagnosis environment for the parts of the vehicle by using the part feature vector information, the operating feature vector information, and priorities for fault diagnosis of the part feature vector information and the operating feature vector information; generating a training information set and a test information set using the component feature vector information and the operating feature vector information; and outputting a failure diagnosis result by applying the training information set and the test information set to a machine learning model for failure diagnosis.
Description
본 발명은 철도 차량의 부품 및 운영 환경 특징 벡터 정보를 이용하여 기계 학습으로 차량의 고장을 진단하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for diagnosing a vehicle failure through machine learning using feature vector information of parts of a railroad vehicle and an operating environment.
종래의 철도 고속차량과 화물차량에 대한 정비작업은 정비소로 입고되는 시점에서 현장의 유지보수 작업자의 판정에 의해 예방차원의 조치가 진행되며, 유지보수 이력관리도 정보로서 독립적으로 활용되고 있다. Maintenance work for conventional high-speed rail vehicles and freight vehicles is carried out as a preventive measure by the judgment of maintenance workers on the site at the time of storage at the repair shop, and maintenance history management is also used independently as information.
종래의 차량의 고장진단 장치(제2011-0053906호)는 가솔린 또는 경유를 사용하는 차량을 엘피지를 사용하는 차량으로 개조하는 데에 요구되는 차량 전장의 인터페이스가 기 구비중인 전자 제어 유닛에 있는 상태에서, 엘피지용 전자 제어 유닛은 기 구비 중이던 전자 제어 유닛으로 입력되는 차량 운행정보를 모니터링하여 개조된 차량의 고장 여부를 판별하고 있다. 종래의 차량의 고장진단 장치는 고장징후를 식별하여 고장상태를 실시간으로 관리자에게 알려주거나 고장진단을 위한 센서로부터 획득된 온도 등 상태정보를 전송하는 방법에 관한 것으로 고장이 발생되기 전에 현재 상태의 징후와 수리가 요구되는 대상 부품에 대한 고장진단 결과를 제공할 수 없다는 한계가 있다.Conventional vehicle fault diagnosis device (No. 2011-0053906) is in the state where the interface of the vehicle electric field required to convert a vehicle using gasoline or diesel into a vehicle using LPG is in the equipped electronic control unit , The electronic control unit for the LPG monitors the vehicle operation information input to the electronic control unit that is being equipped to determine whether the modified vehicle is out of order. A conventional fault diagnosis device for a vehicle identifies a fault condition and informs a manager of the fault condition in real time or transmits status information such as temperature obtained from a sensor for fault diagnosis, and indicates the current state before a fault occurs. However, there is a limitation in not being able to provide failure diagnosis results for target parts requiring repair.
또한, 철도차량 및 시설 유지보수분야에서 사용되는 고장진단 값에 대한 기준이 작업자의 경험에 의해 결정되며, 제조자의 유효수명 정보와 운영자의 이력 관리 정보와 연계성이 낮은 문제점이 있다. In addition, the standard for the diagnostic value used in the field of maintenance of railway vehicles and facilities is determined by the experience of the operator, and there is a problem in that the linkage between the manufacturer's useful life information and the operator's history management information is low.
따라서, 철도 고속차량과 화물차량에 부착된 센서들로부터 수집된 정보를 특징벡터 정보로 선정한 결과에 대해 고장진단 관점에서 검증할 수 있는 방법 및 장치가 요청되고 있다.Therefore, there is a demand for a method and apparatus capable of verifying the results of selecting feature vector information from sensors attached to high-speed trains and freight cars from a failure diagnosis point of view.
본 발명은 철도 차량의 부품에 대한 고장 진단 정확도를 향상시킴으로써, 주기적인 정비에 의한 유지보수 작업시간을 최소화하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide an apparatus and method for minimizing maintenance work time due to periodic maintenance by improving the accuracy of fault diagnosis for parts of a railway vehicle.
또한, 본 발명은 기계 학습 모델을 이용하여 부품의 잔존 수명을 예측함으로써, 부품에 대한 유지보수 시점을 결정하여 안전한 철도차량 운영이 가능한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a device and method capable of safely operating a railway vehicle by determining a maintenance point for a part by predicting the remaining life of the part using a machine learning model.
본 발명의 일실시예에 따른 차량의 고장 진단 방법은 차량의 부품, 또는 선로에 설치된 상태 센서들로부터 수신한 상태 센서 정보를 이용하여 부품 특징 벡터 정보를 생성하는 단계; 상기 선로가 포함된 차량의 운영 구간에 설치된 환경 센서로부터 수신한 환경 센서 정보 및 차량의 운영 실적 정보를 이용하여 운영 특징 벡터 정보를 생성하는 단계; 검증 알고리즘을 이용하여 상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보들의 고장 진단용 우선 순위를 결정하는 단계; 상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보 및 상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보의 고장 진단용 우선 순위를 이용하여 상기 차량의 부품의 고장 진단 환경을 설정하는 단계; 상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보를 이용하여 트레이닝 정보 세트와 테스트 정보 세트를 생성하는 단계; 트레이닝 정보 세트와 테스트 정보 세트를 고장 진단을 위한 기계 학습 모델에 적용하여 고장 진단 결과를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.A method for diagnosing a vehicle failure according to an embodiment of the present invention includes generating component feature vector information using state sensor information received from state sensors installed on parts of a vehicle or a track; generating operation feature vector information using environmental sensor information received from an environment sensor installed in an operating section of a vehicle including the track and operating performance information of the vehicle; determining priorities for fault diagnosis of the component feature vector information and the operating feature vector information using a verification algorithm; setting a failure diagnosis environment for the parts of the vehicle by using the part feature vector information, the operating feature vector information, and priorities for fault diagnosis of the part feature vector information and the operating feature vector information; generating a training information set and a test information set using the component feature vector information and the operating feature vector information; and outputting a failure diagnosis result by applying the training information set and the test information set to a machine learning model for failure diagnosis.
본 발명의 일실시예에 의하면, 철도 차량의 부품에 대한 고장 진단 정확도를 향상시킴으로써, 주기적인 정비에 의한 유지보수 작업시간을 최소화할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, maintenance work time due to periodic maintenance can be minimized by improving the accuracy of fault diagnosis for parts of a railway vehicle.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 기계 학습 모델을 이용하여 부품의 잔존 수명을 예측함으로써, 부품에 대한 유지보수 시점을 결정하여 안전한 철도차량 운영이 가능해질 수 있다. In addition, according to one embodiment of the present invention, by predicting the remaining life of parts using a machine learning model, it is possible to safely operate a railway vehicle by determining a maintenance point for parts.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고장 진단 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 상태 센서의 일례이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 환경 센서의 일례이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고장 진단 서버를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 특징 벡터 정보를 생성하는 과정의 일례이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 특징 벡터 정보를 관리하는 과정의 일례이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 고장 진단 및 잔존 수명을 예지하는 과정의 일례이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고장 진단 방법을 도시한 플로우차트이다.1 is a diagram showing a failure diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
2 is an example of a state sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is an example of an environmental sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a failure diagnosis server according to an embodiment of the present invention.
5 is an example of a process of generating feature vector information according to an embodiment of the present invention.
6 is an example of a process of managing feature vector information according to an embodiment of the present invention.
7 is an example of a process of diagnosing a failure and predicting a remaining life according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a failure diagnosis method according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 일실시예에 따른 고장 진단 방법은 고장 진단 시스템에 의해 수행될 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A failure diagnosis method according to an embodiment of the present invention may be performed by a failure diagnosis system.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고장 진단 시스템을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram showing a failure diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 고장 진단 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 고장 진단 서버(110), 상태 센서(120), 및 환경 센서(130)로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1 , a failure diagnosis system according to an embodiment of the present invention may include a
상태 센서(120)는 여객 철도 차량 및 물류 철도 차량의 주요 부품에 부착되거나, 차량이 이동하는 선로상에 설치될 수 있다. 예를 들어, 철도 차량의 주요 부품은 차륜, 모터블록, 배전반, 대차, 베어링 등일 수 있다. 그리고, 상태 센서(120)는 진동, 온도, 초음파, 로드셀과 같은 상태 센서 정보를 차량의 부품별로 획득하여 고장 진단 서버(110)로 전송할 수 있다.The
환경 센서(130)는 여객 철도 차량 및 물류 철도 차량이 이동하는 선로상에 설치되어 선로 상태 및 철도 차량의 운영 구간에 대한 온도, 습도, 눈, 비, 냉각 상태를 측정할 수 있다. 그리고, 환경 센서(130)는 측정 결과에 따라 생성된 환경 센서 정보를 고장 진단 서버(110)로 전송할 수 있다.The
고장 진단 서버(110)는 상태 센서(120)로부터 수신한 상태 센서 정보와 환경 센서(130)로부터 수신한 환경 센서 정보로부터 각각 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보를 생성할 수 있다. 그리고, 고장 진단 서버(110)는 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보를 기계 학습 모델에 적용하여 고장 진단을 수행함으로써, 유지보수 작업의 정확성 및 효율성을 향상할 수 있다. 고장 진단 서버(110)의 구체적인 구성 및 동작은 이하 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.The
본 발명의 일실시예에 따른 고장 진단 시스템은 철도 차량의 부품에 대한 고장진단 정확도를 향상시킬 수 있다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 고장 진단 시스템은 종래의 고장 진단 시스템에 비하여 철도 차량의 부품에 고장 진단 정확도가 향상되므로 주기적인 정비에 의한 유지보수 작업시간을 최소화할 수 있다. The fault diagnosis system according to an embodiment of the present invention can improve fault diagnosis accuracy for parts of a railway vehicle. In addition, the failure diagnosis system according to an embodiment of the present invention can minimize maintenance work time due to periodic maintenance because the failure diagnosis accuracy of parts of a railway vehicle is improved compared to the conventional failure diagnosis system.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 고장 진단 시스템은 기계 학습 모델을 이용하여 부품의 잔존 수명을 예측함으로써, 부품에 대한 유지보수 시점을 결정하여 안전한 철도차량 운영이 가능해질 수 있다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 고장 진단 시스템은 부품의 잔존 수명을 예측할 수 있으므로, 고장 발생 전에 부품 교체 및 수리를 할 수 있다. 따라서, 부품 수급 비용 및 부품 수리 비용도 절감할 수 있다.In addition, the fault diagnosis system according to an embodiment of the present invention predicts the remaining life of parts using a machine learning model, thereby determining a maintenance point for parts, thereby enabling safe operation of the railway vehicle. In addition, since the failure diagnosis system according to an embodiment of the present invention can predict the remaining life of parts, parts can be replaced and repaired before failure occurs. Accordingly, parts supply and demand costs and parts repair costs can be reduced.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 상태 센서의 일례이다. 2 is an example of a state sensor according to an embodiment of the present invention.
상태 센서(120)는 차량의 부품들 각각에 설치되어 부품들을 센싱할 수 있다. 그리고, 상태 센서(120)는 차량의 부품들을 센싱하여 생성한 상태 센서 정보를 차량들 각각에 설치된 통신기(210)에 유선, 또는 무선으로 전송할 수 있다.The
이때, 통신기(210)는 상태 센서(120)들로부터 수신한 상태 센서 정보를 무선 중계기(220)로 전송할 수 있다. 이때, 무선 중계기(220)는 통신기(210)및 다른 차량에 설치된 통신기(230)들로부터 수신한 상태 센서 정보를 취합하여 고장 진단 서버(110)로 전송할 수 있다. At this time, the
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 환경 센서의 일례이다. 3 is an example of an environmental sensor according to an embodiment of the present invention.
환경 센서(310)는 도 3에 도시된 바와 같이 선로에서 일정 거리 안에 설치되거나, 선로의 하부에 선로 상태 및 철도 차량의 운영 구간에 대한 온도, 습도, 눈, 비, 냉각 상태를 측정할 수 있다. As shown in FIG. 3, the
그리고, 중계기(320)는 환경 센서(310)들이 측정 결과에 따라 생성한 환경 센서 정보들을 취합하여 고장 진단 서버(110)로 전송할 수 있다.In addition, the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고장 진단 서버를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a failure diagnosis server according to an embodiment of the present invention.
고장 진단 서버(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 부품 특징 벡터 정보 생성 장치(410), 운영 특징 벡터 정보 생성 장치(420), 운영 계획 및 실적 관리 장치(430), 특징 벡터 정보 관리 장치(440), 및 고장 진단 장치(450)를 포함할 수 있다. 이때, 부품 특징 벡터 정보 생성 장치(410), 운영 특징 벡터 정보 생성 장치(420), 운영 계획 및 실적 관리 장치(430), 특징 벡터 정보 관리 장치(440), 및 고장 진단 장치(450)는 서로 다른 프로세스, 또는 하나의 프로세스에 포함된 프로그램을 수행하기 위한 각각의 모듈일 수 있다.As shown in FIG. 4, the
부품 특징 벡터 정보 생성 장치(410)는 차량의 부품, 또는 선로에 설치된 상태 센서(120)들로부터 수신한 상태 센서 정보를 이용하여 부품 특징 벡터 정보를 생성할 수 있다.The component feature vector
운영 특징 벡터 정보 생성 장치(420)는 선로가 포함된 차량의 운영 구간에 설치된 환경 센서(130)로부터 수신한 환경 센서 정보 및 차량의 운영 실적 정보를 이용하여 운영 특징 벡터 정보를 생성할 수 있다. The operating feature vector
운영 계획 및 실적 관리 장치(430)는 철도 차량별 운영 계획 정보 및 운영 실적 정보를 저장 및 관리할 수 있다. 예를 들어, 운영 계획 및 실적 관리 장치(430)는 철도 차량 운영 계획 및 실적 관리 시스템일 수 있다. 그리고, 운영 계획 및 실적 관리 장치(430)는 운영 특징 벡터 정보 생성 장치(420)의 요청에 따라 철도 차량별 운영 계획 정보 및 운영 실적 정보를 운영 특징 벡터 정보 생성 장치(420)로 전송할 수 있다. The operation plan and
예를 들어, 철도 차량별 운영 실적 정보는 운영 구간의 이동거리, 소요 시간, 이동 선로 구간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 철도 차량별 운영 계획 정보는 이동곡선 구간 수에 따른 및 곡선구간 이동방향 회전각 및 거리, 브레이크 사용회수, 브레이크 사용시점 이동속도, 정차 또는 감속 구간 도달 소요시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.For example, the operation performance information for each railroad vehicle may include at least one of a moving distance, a required time, and a moving track section of an operating section. In addition, the operation plan information for each railroad vehicle may include at least one of the rotation angle and distance according to the number of curve sections and the movement direction of the curve section, the number of brakes used, the movement speed at the time of brake use, and the time required to reach a stop or deceleration section. .
특징 벡터 정보 관리 장치(440)는 부품 특징 벡터 정보 생성 장치(410)가 생성한 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보 생성 장치(420)가 생성한 운영 특징 벡터 정보들을 분산 저장 및 관리할 수 있다. The feature vector
이때, 특징 벡터 정보 관리 장치(440)는 검증 알고리즘을 이용하여 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보들의 고장 진단용 우선 순위를 결정할 수 있다. 다음으로, 특징 벡터 정보 관리 장치(440)는 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보 및 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보의 고장 진단용 우선 순위를 이용하여 차량의 부품의 고장 진단 환경을 설정할 수 있다. 그 다음으로, 특징 벡터 정보 관리 장치(440)는 차량의 부품의 고장 진단 환경에서 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보를 이용하여 트레이닝 정보 세트와 테스트 정보 세트를 생성할 수 있다.At this time, the feature vector
고장 진단 장치(450)는 트레이닝 정보 세트와 테스트 정보 세트를 고장 진단을 위한 기계 학습 모델에 적용하여 고장 진단 결과를 출력할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 특징 벡터 정보를 생성하는 과정의 일례이다.5 is an example of a process of generating feature vector information according to an embodiment of the present invention.
부품 특징 벡터 정보 생성 장치(410)의 상태 센서 정보 수신부(510)는 상태 센서(120)로부터 상태 센서 정보를 수신할 수 있다. The state sensor
이때, 부품 특징 벡터 정보 생성 장치(410)의 부품 특징 벡터 정보 생성부(511)는 상태 센서 정보에서 고장 진단에 필요한 특징값들을 추출하여 부품 특징 벡터 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 부품 특징 벡터 정보는 고장요인이 될 수 있는 임계치 기준으로 생성한 값, 측정회수, 누적값과 생성된 결과값에 의해 부품들의 심각도, 고장확률, 잔존수명 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In this case, the part feature vector
이때, 부품 특징 벡터 정보 생성부(511)는 특징 벡터 정보 관리 장치(440)의 부품 특징 벡터 정보 정제 내역 추출부(630)로부터 부품 특징 벡터 정보의 정제 내역을 수신할 수 있다.At this time, the part feature vector
그리고, 부품 특징 벡터 정보 생성 장치(410)의 정보 전송기(513)는 생성된 부품 특징 벡터 정보를 특징 벡터 정보 관리 장치(440)의 특징 정보 저장/관리부(610)로 전송할 수 있다. 이때, 정보 전송기(513)가 부품 특징 벡터 정보를 특징 정보 저장/관리부(610)로 전송하는 시간은 운영 개시 시간의 여유시간 동안 또는 운영 완료 시점일 수 있다. 또한, 정보 전송기(513)는 운영 개시 시간의 여유시간 동안 또는 운영 완료 시점에서 운영 계획 및 실적 관리 장치(430)로부터 철도 차량 운영 실적 정보를 운영 계획 및 실적 관리 장치(430)에 저장할 수 있다.Also, the
운영 특징 벡터 정보 생성 장치(420)의 환경 센서 정보 수신부(521)는 환경 센서(130)로부터 환경 센서 정보를 수신할 수 있다. The environment sensor
운영 특징 벡터 정보 생성 장치(420)의 차량 운영 실적 정보 수신부(522)는 운영 계획 및 실적 관리 장치(430)의 계획 실적 관리부(531) 및 철도 차량 운영 환경 관리부(532)에서 철도 차량별 운영 계획 정보 및 운영 실적 정보를 조회할 수 있다. 그리고, 차량 운영 실적 정보 수신부(522)는 운영 계획 및 실적 관리 장치(430)로부터 조회한 철도 차량별 운영 계획 정보 및 운영 실적 정보를 수신할 수 있다. The vehicle operation performance
운영 특징 벡터 정보 생성 장치(420)의 운영 특징 벡터 정보 생성부(523)는 환경 센서 정보 수신부(521)가 수신한 환경 센서 정보, 차량 운영 실적 정보 수신부(522)가 수신한 철도 차량별 운영 계획 정보 및 운영 실적 정보 중 적어도 하나를 이용하여 운영 특징 벡터 정보를 생성할 수 있다. 이때, 운영 특징 벡터 정보 생성부(523)는 환경 센서 정보를 환경 센서 정보가 생성된 시간대별로 분류하여 운영 특징 벡터 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 운영 특징 벡터 정보는 환경 센서(130)로부터 수신한 온도, 습도와 같은 선로 상태 값과 운영실시에 따른 이동구간 중 곡선구간 원주율, 감속, 정지를 위한 브레이크 압력, 정지거리, 이동거리, 시간, 속도 등의 기준 값에 대하여 고장에 영향을 미치는 가중치 값을 부여하여 생성될 수 있다.The operation feature vector
이때 차량부품의 고장요인으로 작용할 수 있는 운영 특징 벡터 정보는 부품별 영향을 많이 미치는 부품에 대하여 상관관계가 많은 차륜, 대차, 브레이크 패드 등 철도차량 외부에 부착된 부품들을 대상으로 고장진단을 위한 입력 정보로 사용하여 고장진단 절차를 수행할 수 있도록 특징벡터 정보를 제공할 수 있다.At this time, the operation feature vector information that can act as a failure factor of vehicle parts is an input for failure diagnosis for parts attached to the outside of the railway vehicle, such as wheels, bogies, and brake pads, which have a lot of correlation with respect to parts that have a lot of influence on each part. Feature vector information can be provided so that failure diagnosis procedures can be performed by using it as information.
그리고, 운영 특징 벡터 정보 생성 장치(420)의 정보 전송기(524)는 생성된 운영 특징 벡터 정보를 특징 벡터 정보 관리 장치(440)의 특징 정보 저장/관리부(610)로 전송할 수 있다. 이때, 정보 전송기(524)가 운영 특징 벡터 정보를 특징 정보 저장/관리부(610)로 전송하는 시간은 운영 개시 시간의 여유시간 동안 또는 운영 완료 시점일 수 있다.Also, the
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 특징 벡터 정보를 관리하는 과정의 일례이다.6 is an example of a process of managing feature vector information according to an embodiment of the present invention.
특징 벡터 정보 관리 장치(440)의 특징 정보 저장/관리부(610)는 정보 전송기(513)와 정보 전송기(524)로부터 각각 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보를 수신할 수 있다. 특징 정보 저장/관리부(610)는 수신한 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보에 인덱스를 생성하고, 복수의 서버, 또는 단말기에 분산 저장하여 관리할 수 있다.The feature information storage/
특징 벡터 정보 관리 장치(440)의 특징 정부 분석부(620)는 검증 알고리즘을 이용하여 특징 정보 저장/관리부(610)가 분산 저장한 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보들의 고장 진단용 우선 순위를 결정할 수 있다. 예를 들어, 검증 알고리즘은 Chi-squared Test 알고리즘일 수 있다.The feature
특징 벡터 정보 관리 장치(440)의 부품 특징 벡터 정보 정제 내역 추출부(630)는 특징 정부 분석부(620)로부터 부품 특징 벡터 정보들 중 기계학습에 활용되지 않을 부품 특징 벡터 정보들의 내역을 수신할 수 있다. 그리고, 부품 특징 벡터 정보 정제 내역 추출부(630)는 수신한 부품 특징 벡터 정보의 정제 내역을 부품 특징 벡터 정보 생성부(511)로 피드백함으로써, 부품 특징 벡터 정보 생성부(511)가 기계학습에 활용되지 않을 부품 특징 벡터 정보를 생성하는 것을 방지할 수 있다.The part feature vector information refinement
즉, 부품 특징 벡터 정보 정제 내역 추출부(630)는 기계 학습에 활용되지 않을 부품 특징 벡터 정보들을 부품 특징 벡터 정보 생성부(511)로 피드백함으로써, 부품 특징 벡터 정보 생성부(511)가 기계 학습에 최적화된 부품 특징 벡터 정보를 생성하도록 할 수 있다. That is, the part feature vector information
특징 벡터 정보 관리 장치(440)의 운영 특징 벡터 정보 정제 내역 추출부(640)는 특징 정부 분석부(620)로부터 운영 특징 벡터 정보들 중 기계학습에 활용되지 않을 운영 특징 벡터 정보들의 내역을 수신할 수 있다. 그리고, 운영 특징 벡터 정보 정제 내역 추출부(640)는 수신한 운영 특징 벡터 정보의 정제 내역을 운영 특징 벡터 정보 생성부(523)로 피드백함으로써, 운영 특징 벡터 정보 생성부(523)가 기계학습에 활용되지 않을 운영 특징 벡터 정보를 생성하는 것을 방지할 수 있다.The operating feature vector information refinement
즉, 운영 특징 벡터 정보 정제 내역 추출부(640)는 기계 학습에 활용되지 않을 운영 특징 벡터 정보들을 운영 특징 벡터 정보 생성부(523)로 피드백함으로써, 운영 특징 벡터 정보 생성부(523)가 기계 학습에 최적화된 운영 특징 벡터 정보를 생성하도록 할 수 있다. That is, the operating feature vector information
특징 벡터 정보 관리 장치(440)의 운영 특징 벡터 정보 정제 내역 추출부(640)는 특징 정부 분석부(620)로부터 운영 특징 벡터 정보의 정제 내역을 추출하여 운영 특징 벡터 정보 생성부(523)로 전송할 수 있다.The operation feature vector information refinement
특징 벡터 정보 관리 장치(440)의 고장 진단 환경 설정부(650)는 특징 정보 저장/관리부(610)가 분산 저장한 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보 및 특징 정부 분석부(620)가 결정한 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보의 고장 진단용 우선 순위를 이용하여 차량의 부품의 고장 진단 환경을 설정할 수 있다. The failure diagnosis
구체적으로, 고장 진단 환경 설정부(650)는 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보의 고장 진단용 우선 순위, 또는 운영 특징 벡터 정보, 또는 수동 모드로 고장 진단을 수행하고자 하는 관리자로부터 입력받은 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보를 이용하여 트레이닝 정보 세트 및 테스트 정보 세트에 사용될 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보를 결정할 수 있다.Specifically, the failure diagnosis
또한, 고장 진단 환경 설정부(650)는 트레이닝 정보 세트 및 테스트 정보 세트에 사용될 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보의 생성 비율, 특징 벡터 정보가 생성된 기간, 및 고장 진단 대상 부품에 대한 기계학습 알고리즘을 선택할 수 있다.In addition, the failure diagnosis
특징 벡터 정보 관리 장치(440)의 트레이닝 정보 세트 생성부(660)는 고장 진단 환경 설정부(650)가 선택한 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보를 특징 정보 저장/관리부(610)에서 수신하여 트레이닝 정보 세트를 생성할 수 있다.The training information set
특징 벡터 정보 관리 장치(440)의 테스트 정보 세트 생성부(670)는 고장 진단 환경 설정부(650)가 선택한 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보를 특징 정보 저장/관리부(610)에서 수신하여 테스트 정보 세트를 생성할 수 있다.The test information set
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 고장 진단 및 잔존 수명을 예지하는 과정의 일례이다.7 is an example of a process of diagnosing a failure and predicting a remaining life according to an embodiment of the present invention.
고장 진단 장치(450)의 기계 학습 수행부(720)는 트레이닝 정보 세트 생성부(660)로부터 수신한 트레이닝 정보 세트(701) 및 테스트 정보 세트 생성부(670)로부터 수신한 테스트 정보 세트(702)에 기계 학습 모델에 따른 ETL(추출, 변환, 로딩) 로직을 적용하여 메모리에 저장할 수 있다. 그리고, 기계 학습 수행부(720)는 기계 학습이 완료되면, 다음 부품에 기계 학습 모델을 적용하기 전에 메모리에 저장한 정보들을 삭제할 수 있다.The machine
이때, 기계 학습 수행부(720)가 사용하는 기계 학습 모델은 고장 진단 환경 설정부(650)에서 설정된 철도차량 부품별 고장진단을 위한 기계 학습 모델, 또는 관리자가 선택한 기계 학습 모델일 수 있다.At this time, the machine learning model used by the
그리고, 기계 학습 수행부(720)는 메모리에 저장된 정보에 기계 학습 모델을 적용하여 고장 진단 결과 정보(703)을 출력할 수 있다. 이때, 기계 학습 수행부(720)는 고장 진단 결과 정보(703)를 2 또는 3개 이상의 진단 레벨별 클래스(ML1, ML2,..., MLn로 분류하여 출력할 수 있다.In addition, the
또한, 기계 학습 수행부(720)는 고장 진단 예상과 불일치한 특징 벡터 정보를 출력할 수 있다.In addition, the
학습 결과 분석부(730)는 관리자가 기계 학습 모델을 수동으로 선택하는 모드인 경우에 동작할 수 있다. 이때, 학습 결과 분석부(730)는 기계 학습 수행부(720)가 복수의 기계 학습 모델을 이용하여 각각 기계 학습한 수행 결과를 비교결과 값과 각 항목별 우선순위로 정렬하여 관리자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 수행 결과는 기계 학습 모델 별 정확도, 민감도, 특이도, 및 f-value 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
이때, 학습 결과 분석부(730)는 각 부품별로 고장진단을 위한 기계학습 모델들 중에서 최적의 기계 학습 모델을 선택하기 위해 부품명에 대하여 함수기반, 확률기반, 트리구조(5-5) 등의 기계학습 모델 목록에 포함된 기계 학습 모델들을 순차적으로 수행한 후, 정확도가 높은 기계학습 모델을 선택하기 위한 기준 값을 제공할 수 있다.At this time, the learning
고장 진단 기계 학습 선택부(710)는 학습 결과 분석부(730)의 비교 결과에 따라 관리자가 선택한 기계 학습 모델을 기계 학습 수행부(720)가 사용할 기계 학습 모델로 선택하여 등록할 수 있다.The failure diagnosis machine
이때, 기계 학습 수행부(720)는 고장 진단 기계 학습 선택부(710)가 등록한 기계 학습 모델에 따라 트레이닝 정보 세트(701)에 ETL(추출, 변환, 로딩) 로직을 적용하고, 기계 학습을 수행할 수 있다.At this time, the machine
고장 진단 결과 정보(703)는 고장진단 전문가와 유지보수 작업자에 전송하여 제공되는 정보일 수 있다. 예를 들어, 고장 진단 결과 정보(703)는 정상, 양호, 점검대상, 고장 등으로 분류된 결과 값일 수 있다.The failure diagnosis result
고장 진단 결과 분석부(750)는 고장 진단 결과 정보(703)의 분류 결과 값에 따라 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보 중에서 잘못 분류된 값을 확인할 수 있다. 그리고, 고장 진단 결과 분석부(750)는 잘못 분류된 부품 특징 벡터 정보 또는 운영 특징 벡터 정보를 관리자에게 제공할 수 있다. The fault
결과 검증부(740)는 고장 진단 결과 정보(703)를 수신한 진단전문가와 유지보수 작업자로부터 고장 진단 결과 정보(703)와 실제 점검 결과 또는 유지보수 작업 결과 값과 일치 여부 및 진단 클래스 값을 입력받아 등록할 수 있다.The
특징 벡터 정보 정제 내역 관리부(760)는 고장 진단 결과 정보(703)와 불일치한 특징 벡터 정보의 클래스 값을 변경하여 특징 벡터 정보 정제 내역을 생성 및 관리할 수 있다. 특징 벡터 정보 정제 내역 관리부(760)는 고장 진단 결과 정보(703)와 불일치한 특징 벡터 정보의 클래스 값을 변경함으로써, 고장 진단 결과 정보(703)와 불일치한 특징 벡터 정보를 입력 정보로 사용할 수 있다.The feature vector information refinement
이때, 특징 벡터 정보 정제 내역 관리부(760)는 클래스 값을 변경한 특징 벡터 정보를 특징 정보 저장/관리부(770)에 분산 저장할 수 있다. At this time, the feature vector information refinement
고장 진단 장치(450)는 상기 과정을 통해 반복적으로 고장진단을 수행함으로써, 전문가 및 유지보수 작업자의 판단과 일치하는 고장진단 결과를 제공할 수 있다. The
또한, 고장 진단 장치(450)의 잔존 수명 분석부(780)는 현재 고장진단 결과 값과 운영거리 기준으로 운영 특징 벡터 정보와 부품 특징 벡터 정보 및 운영실적 기반으로 맵핑된 특징 벡터 정보를 순서화할 수 있다. 다음으로, 잔존 수명 분석부(780)는 고장진단 결과 값 기준으로 특징 벡터 정보의 위치 범위를 조회할 수 있다. 그 다음으로, 잔존 수명 분석부(780)는 잔여이동 가능 거리 값을 생성할 수 있다. In addition, the remaining
그리고, 잔존 수명 분석부(780)는 운영 계획 및 실적 관리 장치(430)로부터 차량 배차 계획 및 운영 기간 정보(704)를 수신할 수 있다.Also, the remaining
이때, 잔존 수명 분석부(780)는 차량 배차 계획 및 운영 기간 정보(704)에 포함된 철도차량 배차 계획 정보기준 이동거리 값과 잔여 이동거리 값 보다 잔여이동 가능 거리 값이 적은 시점을 기준으로 운영가능 기간 값을 생성할 수 있다.At this time, the remaining
그리고, 잔존 수명 분석부(780)는 운영가능 기간 값에 따라 잔존 이동가능 거리, 운영가능 기간 값이 포함된 잔존 수명 분석 결과 정보(705)를 출력할 수 있다.Also, the remaining
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고장 진단 방법을 도시한 플로우차트이다.8 is a flowchart illustrating a failure diagnosis method according to an embodiment of the present invention.
단계(810)에서 부품 특징 벡터 정보 생성 장치(410)는 상태 센서(120)들로부터 수신한 상태 센서 정보를 이용하여 부품 특징 벡터 정보를 생성할 수 있다.In
단계(820)에서 운영 특징 벡터 정보 생성 장치(420)는 환경 센서(130)로부터 수신한 환경 센서 정보 및 차량의 운영 실적 정보를 이용하여 운영 특징 벡터 정보를 생성할 수 있다.In
단계(830)에서 특징 벡터 정보 관리 장치(440)는 검증 알고리즘을 이용하여 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보들의 고장 진단용 우선 순위를 결정할 수 있다.In
단계(840)에서 특징 벡터 정보 관리 장치(440)는 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보 및 고장 진단용 우선 순위를 이용하여 차량의 부품의 고장 진단 환경을 설정할 수 있다.In
단계(850)에서 특징 벡터 정보 관리 장치(440)는 고장 진단 환경에 따라 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보를 이용하여 트레이닝 정보 세트와 테스트 정보 세트를 생성할 수 있다.In
단계(860)에서 고장 진단 장치(450)는 트레이닝 정보 세트와 테스트 정보 세트를 고장 진단을 위한 기계 학습 모델에 적용하여 고장 진단 결과를 출력할 수 있다.In
본 발명은 철도 차량의 부품에 대한 고장 진단 정확도를 향상시킴으로써, 주기적인 정비에 의한 유지보수 작업시간을 최소화할 수 있다. The present invention can minimize maintenance work time due to periodic maintenance by improving the accuracy of fault diagnosis for parts of a railway vehicle.
또한, 본 발명은 기계 학습 모델을 이용하여 부품의 잔존 수명을 예측함으로써, 부품에 대한 유지보수 시점을 결정하여 안전한 철도차량 운영이 가능해질 수 있다. In addition, the present invention predicts the remaining life of parts using a machine learning model, thereby determining a maintenance point for parts, thereby enabling safe operation of the railway vehicle.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.Meanwhile, the method according to the present invention is written as a program that can be executed on a computer and can be implemented in various recording media such as magnetic storage media, optical reading media, and digital storage media.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 정보 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.Implementations of the various techniques described herein may be implemented in digital electronic circuitry, or in computer hardware, firmware, software, or combinations thereof. Implementations may be a computer program product, i.e. an information carrier, e.g. a machine-readable storage, for processing by, or for controlling the operation of, an information processing device, e.g. a programmable processor, computer, or plurality of computers. It can be implemented as a computer program tangibly embodied in a device (computer readable medium) or a radio signal. A computer program, such as the computer program(s) described above, may be written in any form of programming language, including compiled or interpreted languages, and may be written as a stand-alone program or in a module, component, subroutine, or computing environment. It can be deployed in any form, including as other units suitable for the use of. A computer program can be deployed to be processed on one computer or multiple computers at one site or distributed across multiple sites and interconnected by a communication network.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 정보를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 정보를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 정보를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 정보를 수신하거나 이것들에 정보를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 정보를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.Processors suitable for processing a computer program include, by way of example, both general and special purpose microprocessors, and any one or more processors of any kind of digital computer. Generally, a processor will receive instructions and information from read only memory or random access memory or both. Elements of a computer may include at least one processor that executes instructions and one or more memory devices that store instructions and information. Generally, a computer may include, receive information from, send information to, or both, one or more mass storage devices that store information, such as magnetic, magneto-optical disks, or optical disks. It can also be combined to become. Information carriers suitable for embodying computer program instructions and information include, for example, semiconductor memory devices, for example, magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, compact disk read only memory (CD-ROM) ), optical media such as DVD (Digital Video Disk), magneto-optical media such as Floptical Disk, ROM (Read Only Memory), RAM (RAM) , Random Access Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), and the like. The processor and memory may be supplemented by, or included in, special purpose logic circuitry.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.In addition, computer readable media may be any available media that can be accessed by a computer, and may include both computer storage media and transmission media.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.Although this specification contains many specific implementation details, they should not be construed as limiting on the scope of any invention or what is claimed, but rather as a description of features that may be unique to a particular embodiment of a particular invention. It should be understood. Certain features that are described in this specification in the context of separate embodiments may also be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features that are described in the context of a single embodiment can also be implemented in multiple embodiments individually or in any suitable subcombination. Further, while features may operate in particular combinations and are initially depicted as such claimed, one or more features from a claimed combination may in some cases be excluded from that combination, and the claimed combination is a subcombination. or sub-combination variations.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.Similarly, while actions are depicted in the drawings in a particular order, it should not be construed as requiring that those actions be performed in the specific order shown or in the sequential order, or that all depicted actions must be performed to obtain desired results. In certain cases, multitasking and parallel processing can be advantageous. Further, the separation of various device components in the embodiments described above should not be understood as requiring such separation in all embodiments, and the program components and devices described may generally be integrated together into a single software product or packaged into multiple software products. You have to understand that you can.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in this specification and drawings are only presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is obvious to those skilled in the art that other modified examples based on the technical idea of the present invention can be implemented.
110: 고장 진단 서버
120: 상태 센서
130: 환경 센서110: fault diagnosis server
120: state sensor
130: environment sensor
Claims (10)
상기 선로가 포함된 차량의 운영 구간에 설치된 환경 센서로부터 수신한 환경 센서 정보 및 차량의 운영 실적 정보를 이용하여 운영 특징 벡터 정보를 생성하는 단계;
상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보를 고장 진단을 위한 기계 학습 모델에 적용하여 고장 진단 결과를 출력하는 단계;
상기 고장 진단 결과와 운영거리 기준으로 운영 특징 벡터 정보와 부품 특징 벡터 정보 및 운영실적 기반으로 맵핑된 특징 벡터 정보를 순서화하는 단계;
상기 고장 진단 결과를 기준으로 상기 특징 벡터 정보의 위치 범위를 조회하여 잔여이동 가능 거리를 생성하는 단계; 및
차량 배차 계획 및 운영 기간 정보에 포함된 철도차량 배차 계획 정보기준 이동 거리와 잔여 이동거리 보다 상기 잔여이동 가능 거리가 적은 시점을 기준으로 운영가능 기간을 생성하는 단계
를 포함하는 차량의 고장 진단 방법.generating component feature vector information by using state sensor information received from state sensors installed on parts of a vehicle or a track;
generating operation feature vector information using environmental sensor information received from an environment sensor installed in an operating section of a vehicle including the track and operating performance information of the vehicle;
outputting a failure diagnosis result by applying the component feature vector information and the operating feature vector information to a machine learning model for failure diagnosis;
ordering feature vector information mapped on the basis of the failure diagnosis result and operating distance, operating feature vector information, component feature vector information, and operating performance;
generating a remaining movable distance by inquiring a location range of the feature vector information based on a result of the failure diagnosis; and
Generating an operable period based on a point in time when the remaining possible movement distance is less than the movement distance based on the railroad vehicle allocation plan information included in the vehicle allocation plan and operation period information and the remaining movement distance
Vehicle fault diagnosis method comprising a.
상기 부품 특징 벡터 정보는,
고장요인이 될 수 있는 임계치 기준으로 생성한 값, 측정회수, 누적값과 생성된 결과값에 의해 부품들의 심각도, 고장확률, 잔존수명 중 적어도 하나를 포함하는 차량의 고장 진단 방법.According to claim 1,
The part feature vector information,
A method for diagnosing a vehicle failure including at least one of severity, failure probability, and remaining lifespan of parts based on a value generated based on a threshold value that may be a failure factor, the number of measurements, an accumulated value, and a generated result value.
상기 운영 특징 벡터 정보는
상기 환경 센서로부터 수신한 온도, 습도와 같은 선로 상태 값과 운영실시에 따른 이동구간 중 곡선구간 원주율, 감속, 정지를 위한 브레이크 압력, 정지거리, 이동거리, 시간, 속도 등의 기준 값에 대하여 고장에 영향을 미치는 가중치 값을 부여하여 생성되는 차량의 고장 진단 방법.According to claim 1,
The operating feature vector information is
The line condition values such as temperature and humidity received from the environmental sensor and the reference values such as the circumference of the curved section during the movement section according to the operation, deceleration, brake pressure for stopping, stopping distance, moving distance, time, speed, etc. A method for diagnosing vehicle failures created by assigning weight values that affect
검증 알고리즘을 이용하여 상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보들의 고장 진단용 우선 순위를 결정하는 단계; 및
상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보 및 상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보의 고장 진단용 우선 순위를 이용하여 상기 차량의 부품의 고장 진단 환경을 설정하는 단계
를 더 포함하는 차량의 고장 진단 방법.According to claim 1,
determining priorities for fault diagnosis of the component feature vector information and the operating feature vector information using a verification algorithm; and
Setting a failure diagnosis environment for parts of the vehicle by using the parts feature vector information, the operating feature vector information, and priorities for fault diagnosis of the part feature vector information and the operating feature vector information.
Fault diagnosis method of a vehicle further comprising a.
상기 고장 진단 환경을 설정하는 단계는,
트레이닝 정보 세트 및 테스트 정보 세트에 사용될 부품 특징 벡터 정보와 운영 특징 벡터 정보의 생성 비율, 특징 벡터 정보가 생성된 기간, 및 고장 진단 대상 부품에 대한 기계학습 알고리즘을 선택하는 차량의 고장 진단 방법.According to claim 4,
The step of setting the failure diagnosis environment,
A method for diagnosing vehicle failures that selects the generation ratio of part feature vector information and operational feature vector information to be used in the training information set and test information set, the period during which feature vector information is generated, and the machine learning algorithm for the part subject to failure diagnosis.
상기 고장 진단 결과를 출력하는 단계는,
상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보를 이용하여 트레이닝 정보 세트와 테스트 정보 세트를 생성하는 단계; 및
트레이닝 정보 세트와 테스트 정보 세트를 고장 진단을 위한 기계 학습 모델에 적용하여 고장 진단 결과를 출력하는 단계
를 포함하는 차량의 고장 진단 방법.According to claim 1,
In the step of outputting the failure diagnosis result,
generating a training information set and a test information set using the component feature vector information and the operating feature vector information; and
Outputting a failure diagnosis result by applying a training information set and a test information set to a machine learning model for failure diagnosis
Vehicle fault diagnosis method comprising a.
상기 고장 진단 결과에 따라 상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보 중에서 잘못 분류된 부품 특징 벡터 정보 또는 운영 특징 벡터 정보를 확인하여 관리자에게 제공하는 단계
를 더 포함하는 차량의 고장 진단 방법.According to claim 1,
Checking incorrectly classified part feature vector information or operating feature vector information among the part feature vector information and the operating feature vector information according to the failure diagnosis result and providing the information to a manager
Fault diagnosis method of a vehicle further comprising a.
고장 진단을 위한 기계 학습 모델들을 이용하여 각각 기계 학습을 수행하고, 수행 결과를 정렬하여 관리자에게 제공하는 단계를 더 포함하고,
상기 수행 결과는,
기계 학습 모델 별 정확도, 민감도, 특이도, 및 f-value 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 고장 진단을 위한 기계 학습 모델은,
고장 진단을 위한 기계 학습 모델들 중에서 상기 수행 결과에 따라 관리자에게 선택된 기계 학습 모델인 차량의 고장 진단 방법.According to claim 1,
Further comprising the step of performing machine learning using machine learning models for fault diagnosis, sorting the execution results and providing them to a manager,
As a result of the above,
At least one of accuracy, sensitivity, specificity, and f-value for each machine learning model,
The machine learning model for fault diagnosis is
A method for diagnosing a breakdown of a vehicle, which is a machine learning model selected by a manager according to the execution result from among machine learning models for failure diagnosis.
상기 선로가 포함된 차량의 운영 구간에 설치된 환경 센서로부터 수신한 환경 센서 정보 및 차량의 운영 실적 정보를 이용하여 운영 특징 벡터 정보를 생성하는 운영 특징 벡터 정보 생성 장치; 및
상기 부품 특징 벡터 정보와 상기 운영 특징 벡터 정보를 고장 진단을 위한 기계 학습 모델에 적용하여 고장 진단 결과를 출력하는 고장 진단 장치
를 포함하고,
상기 고장 진단 장치는,
상기 고장 진단 결과와 운영거리 기준으로 운영 특징 벡터 정보와 부품 특징 벡터 정보 및 운영실적 기반으로 맵핑된 특징 벡터 정보를 순서화하며,
상기 고장 진단 결과를 기준으로 상기 특징 벡터 정보의 위치 범위를 조회하여 잔여이동 가능 거리를 생성하고,
차량 배차 계획 및 운영 기간 정보에 포함된 철도차량 배차 계획 정보기준 이동 거리와 잔여 이동거리 보다 상기 잔여이동 가능 거리가 적은 시점을 기준으로 운영가능 기간을 생성하는 차량의 고장 진단 서버.
a part feature vector information generating device for generating part feature vector information by using state sensor information received from state sensors installed on a part of a vehicle or a track;
an operating feature vector information generating device for generating operating feature vector information using environmental sensor information received from an environmental sensor installed in an operating section of a vehicle including the track and operating performance information of the vehicle; and
A fault diagnosis device that outputs a fault diagnosis result by applying the part feature vector information and the operating feature vector information to a machine learning model for fault diagnosis.
including,
The fault diagnosis device,
Ordering feature vector information mapped based on operation feature vector information, part feature vector information, and operation performance based on the failure diagnosis result and operating distance;
Based on the failure diagnosis result, a position range of the feature vector information is inquired to generate a remaining movable distance;
A vehicle fault diagnosis server that generates an operable period based on a point in time when the remaining possible travel distance is less than the standard travel distance and remaining travel distance included in the vehicle allocation plan and operation period information.
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