KR20190131845A - System and method for predicting error of electric rail car - Google Patents

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KR20190131845A KR1020180056754A KR20180056754A KR20190131845A KR 20190131845 A KR20190131845 A KR 20190131845A KR 1020180056754 A KR1020180056754 A KR 1020180056754A KR 20180056754 A KR20180056754 A KR 20180056754A KR 20190131845 A KR20190131845 A KR 20190131845A
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Abstract

The present application discloses a system and method for predicting a failure of an electric vehicle. According to an embodiment of the present application, provided is a system for predicting a failure of an electric vehicle, which comprises: a data generation unit for generating an integrated failure code table based on collected fault information, analyzing the integrated failure code table, and generation a frequency of failure data by extracting a frequency of each failure code occurred within a certain reference day; a data processing unit for generating a time series graph based on the failure frequency data and converting the time series graph into a stable time series graph; and a data prediction unit for analyzing the time series graph to drive an optimal parameter for application to an ARIMA model, and obtaining failure prediction result data by substituting the ARIMA model completed through the optimal parameter into an ARIMA prediction function.

Description

전동차의 고장을 예측하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PREDICTING ERROR OF ELECTRIC RAIL CAR}System and method for predicting failure of electric vehicle {SYSTEM AND METHOD FOR PREDICTING ERROR OF ELECTRIC RAIL CAR}

본원은 전동차의 고장을 예측하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 특정 기준일 이내에 발생한 전동차의 고장 빈도를 추출한 데이터를 토대로 전동차의 고장을 예측하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for predicting a failure of an electric vehicle, and more particularly, to a system and a method for predicting a failure of an electric vehicle based on data obtained by extracting a frequency of failure of an electric vehicle generated within a specific reference day.

중요한 대중교통 수단의 하나로서 많은 사람들이 이용하고 있는 지하철은 복수개의 전동차가 연결된 형태로 형성된다. 전동차는 조명과 같은 비교적 단순한 센서부터 전동차에 전력을 제공하는 중요한 전력선까지 다양한 전자 부품들로 구성되어 있다. 이와 같이, 전동차를 구성하는 대부분의 요소들은 전자 부품들이므로 신호 전송 오류나 전력 차단과 같은 고장들로부터 자유롭지 못하다.As an important means of public transportation, the subway used by many people is formed by connecting a plurality of electric cars. Electric cars are made up of a variety of electronic components, from relatively simple sensors such as lighting to critical power lines that power electric cars. As such, most of the components of the electric vehicle are electronic components and thus are not free from failures such as signal transmission error or power interruption.

사람들이 많이 이용하는 지하철의 경우, 전동차를 구성하는 전자 부품들의 사소한 고장이 화재나 인명 사고와 같은 사고로 이어질 수 있다. 또한, 이는 대중교통의 특성상 대형 사고를 야기할 수 있는 바, 전동차의 고장 여부는 24시간 모니터링 되어야 할 필요가 있다.In the subway, which is used by many people, minor failures of the electronic components that make up the electric train can lead to an accident such as a fire or a human accident. In addition, this may cause a large accident due to the nature of public transportation, it is necessary to monitor the breakdown of the train 24 hours.

이에 따라, 지하철은 역마다 관제센터를 구비하여 실시간으로 전동차의 고장 여부를 모니터링하고 있다. 그러나, 이러한 모니터링을 통해 획득한 각종 고장 관련 데이터들은 일회성으로 고장 부품을 판단하여 해당 부품을 수리하는 용도로만 사용되고 있을 뿐 고장의 재발 여부나 고장을 예측하기 위한 수단으로는 사용되고 있지 않은 실정이다.Accordingly, the subway is equipped with a control center for each station to monitor the failure of the train in real time. However, various failure-related data obtained through such monitoring are used only for the purpose of determining a faulty part and repairing the corresponding part only once, and are not used as a means for predicting a recurrence or failure of the fault.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 특정 기준일 이내에 발생한 전동차의 고장 빈도를 추출한 데이터를 아리마 모형을 이용하여 분석함으로써 전동차의 고장을 예측하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a technical problem to be achieved by the present invention is a system and method for predicting a failure of an electric vehicle by analyzing data using a Arima model, which extracts a frequency of failure of the electric vehicle occurring within a specific reference date. To provide.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본원의 일 실시예는, 전동차의 고장을 예측하는 시스템에 있어서, 기 수집된 상기 전동차의 고장 정보들을 토대로 상기 전동차에 대한 통합 고장 코드 테이블을 생성하고, 상기 통합 고장 코드 테이블을 분석하여 특정 기준일 이내에 발생한 상기 전동차의 고장 빈도를 기초로 고장 빈도 데이터를 생성하는 데이터 생성부, 그리고, 상기 고장 빈도 데이터를 토대로 시계열 그래프를 생성하고 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환하는 데이터 가공부, 그리고, 상기 시계열 그래프를 분석하여 아리마 모형에 적용하기 위한 최적 파라미터를 도출하고, 상기 최적 파라미터를 통해 완성한 아리마 모형을 아리마 예측 함수에 대입하여 상기 전동차에 대한 고장 예측 결과 데이터를 획득하는 데이터 예측부를 포함하는 전동차 고장 예측 시스템을 제공한다.In order to solve the above technical problem, an embodiment of the present disclosure provides a system for predicting a failure of an electric vehicle, and generates an integrated fault code table for the electric vehicle based on previously collected fault information of the electric vehicle and generates the integrated fault code. A data generation unit for generating failure frequency data based on a failure frequency of the electric vehicle generated within a specific reference date by analyzing a table; and generating a time series graph based on the failure frequency data and converting the time series graph into a stable time series graph. A processing unit and data for analyzing the time series graph to derive an optimal parameter for applying to the Arima model, and substituting the Arima model completed through the optimum parameter into an Arima prediction function to obtain failure prediction result data for the train. Predictive Part Provides a train failure prediction system.

본 실시예에 있어서, 상기 기 수집된 고장 정보들은 상기 전동차의 열차 고장 코드 정보, 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보 및 차륜 삭정 정보를 포함하고, 상기 통합 고장 코드 테이블은 상기 열차 고장 코드 정보, 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보 및 차륜 삭정 정보에 따른 상기 전동차의 고장 횟수, 고장 날짜, 고장 코드, 고장 부위 및 고장 명칭의 중 적어도 어느 하나 이상의 상기 전동차의 고장 데이터를 포함할 수 있다.In the present embodiment, the collected fault information includes train fault code information, train driving record information, train maintenance information, and wheel correction information of the electric vehicle, and the integrated fault code table may include the train fault code information and a train. It may include fault data of at least one of the number of faults, fault dates, fault codes, fault spots and fault names of the train according to driving record information, train maintenance information and wheel correction information.

본 실시예에 있어서, 상기 데이터 생성부는 상기 통합 고장 코드 테이블을 분석하되, 일별로 발생한 고장 횟수를 기준으로 하여 3일 이내에 발생한 상기 전동차의 고장 빈도를 추출하여 고장 빈도 데이터를 생성할 수 있다.In the present embodiment, the data generation unit may analyze the integrated failure code table, and may generate failure frequency data by extracting a failure frequency of the electric vehicle generated within three days based on the number of failures generated per day.

본 실시예에 있어서, 상기 데이터 가공부는 상기 시계열 그래프를 로그 함수로 변환한 후 상기 로그 함수를 차분 함수로 변환하여 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환할 수 있다.In the present embodiment, the data processing unit may convert the time series graph into a log function and then convert the log function into a differential function to convert the time series graph into a stable time series graph.

본 실시예에 있어서, 상기 데이터 예측부가 생성한 상기 고장 예측 결과 데이터는 x축이 날짜, y축이 고장 빈도수로 설정된 그래프로 형성되고, 상기 데이터 예측부는 상기 고장 빈도수가 1 이상인 날짜의 데이터를 추출할 수 있다.In the present embodiment, the failure prediction result data generated by the data prediction unit is formed as a graph in which the x-axis is a date and the y-axis is a failure frequency, and the data prediction unit extracts data of a date having the failure frequency of 1 or more. can do.

본 실시예에 있어서, 상기 최적 파라미터는 상기 시계열 그래프를 분석하여 아리마 모형에 적용하기 위한 ARIMA(p, d, q)에 해당하고, 여기서 d는 차분 차수, p는 자기 회귀(AR) 모형 차수, q는 이동 평균(MA) 모형 차수일 수 있다.In the present embodiment, the optimal parameter corresponds to ARIMA (p, d, q) for analyzing the time series graph and applying it to the Arima model, where d is the difference order, p is the autoregressive (AR) model order, q may be a moving average (MA) model order.

본 실시예에 있어서, 상기 아리마 모형은 과거 데이터의 가중합을 기초로 하는 자기 회귀 모형과 과거 예측의 오차의 가중합을 기초로 하는 이동 평균 모형일 결합한 모형일 수 있다.In the present embodiment, the Arima model may be a combination of a regression model based on a weighted sum of historical data and a moving average model based on a weighted sum of errors of past predictions.

또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본원의 다른 실시예는, 데이터 생성부, 데이터 가공부 및 데이터 예측부를 포함하는 전동차 고장 예측 시스템을 이용한 전동차 고장 예측 방법에 있어서, 상기 데이터 생성부가 기 수집된 상기 전동차의 고장 정보들을 토대로 상기 전동차에 대한 통합 고장 코드 테이블을 생성하고, 상기 통합 고장 코드 테이블을 분석하여 특정 기준일 이내에 발생한 상기 전동차의 고장 빈도를 기초로 고장 빈도 데이터를 생성하는 데이터 생성 단계, 상기 데이터 가공부가 상기 고장 빈도 데이터를 토대로 시계열 그래프를 생성하고 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환하는 데이터 가공 단계, 그리고, 상기 데이터 예측부가 상기 시계열 그래프를 분석하여 아리마 모형에 적용하기 위한 최적 파라미터를 도출하고, 상기 최적 파라미터를 통해 완성한 아리마 모형을 아리마 예측 함수에 대입하여 상기 전동차에 대한 고장 예측 결과 데이터를 획득하는 데이터 예측 단계를 포함하는 전동차 고장 예측 방법을 제공한다.In addition, another embodiment of the present application to solve the technical problem, in the electric vehicle failure prediction method using an electric vehicle failure prediction system comprising a data generation unit, a data processing unit and a data prediction unit, the data generation unit previously collected A data generation step of generating an integrated fault code table for the electric vehicle based on fault information of the electric vehicle, and generating fault frequency data based on a fault frequency of the electric vehicle generated within a specific reference date by analyzing the integrated fault code table; A data processing step in which a processing unit generates a time series graph based on the failure frequency data and converts the time series graph into a stable time series graph, and the data predictor analyzes the time series graph to derive an optimal parameter for applying to an Arima model. , The Arima model completed with the optimal parameter provides a failure prediction result train failure prediction comprising the prediction data comprising: obtaining a data for the train by applying the prediction function Arima.

본 실시예에 있어서, 상기 기 수집된 고장 정보들은 상기 전동차의 열차 고장 코드 정보, 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보 및 차륜 삭정 정보를 포함하고, 상기 통합 고장 코드 테이블은 상기 열차 고장 코드 정보, 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보 및 차륜 삭정 정보에 따른 상기 전동차의 고장 횟수, 고장 날짜, 고장 코드, 고장 부위 및 고장 명칭의 중 적어도 어느 하나 이상의 상기 전동차의 고장 데이터를 포함할 수 있다.In the present embodiment, the collected fault information includes train fault code information, train driving record information, train maintenance information, and wheel correction information of the electric vehicle, and the integrated fault code table may include the train fault code information and a train. It may include fault data of at least one of the number of faults, fault dates, fault codes, fault spots and fault names of the train according to driving record information, train maintenance information and wheel correction information.

본 실시예에 있어서, 상기 데이터 생성 단계는 상기 통합 고장 코드 테이블을 분석하되, 일별로 발생한 고장 횟수를 기준으로 하여 3일 이내에 발생한 상기 전동차의 고장 빈도를 추출하여 고장 빈도 데이터를 생성하는 과정을 포함할 수 있다.In the present embodiment, the step of generating data includes analyzing the integrated failure code table, and extracting a failure frequency of the electric vehicle generated within three days based on the number of failures generated per day to generate failure frequency data. can do.

본 실시예에 있어서, 상기 데이터 가공 단계는 상기 시계열 그래프를 로그 함수로 변환한 후 상기 로그 함수를 차분 함수로 변환하여 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환하는 과정을 포함할 수 있다.In the present embodiment, the data processing may include converting the time series graph into a logarithmic function and then converting the log function into a differential function to convert the time series graph into a stable time series graph.

본 실시예에 있어서, 상기 데이터 예측 단계를 통해 생성된 상기 고장 예측 결과 데이터는 x축이 날짜, y축이 고장 빈도수로 설정된 그래프이고, 상기 데이터 예측 단계는 상기 고장 빈도수가 1 이상인 날짜의 데이터를 추출하는 과정을 포함할 수 있다.In the present embodiment, the failure prediction result data generated through the data prediction step is a graph in which the x axis is a date and the y axis is a failure frequency, and the data prediction step is a data of a date having the failure frequency of 1 or more. It may include the process of extraction.

본 실시예에 있어서, 상기 최적 파라미터는 상기 시계열 그래프를 분석하여 아리마 모형에 적용하기 위한 ARIMA(p, d, q)에 해당하고, 여기서 d는 차분 차수, p는 자기 회귀(AR) 모형 차수, q는 이동 평균(MA) 모형 차수일 수 있다.In the present embodiment, the optimal parameter corresponds to ARIMA (p, d, q) for analyzing the time series graph and applying it to the Arima model, where d is the difference order, p is the autoregressive (AR) model order, q may be a moving average (MA) model order.

본 실시예에 있어서, 상기 아리마 모형은 과거 데이터의 가중합을 기초로 하는 자기 회귀 모형과 과거 예측의 오차의 가중합을 기초로 하는 이동 평균 모형일 결합한 모형일 수 있다.In the present embodiment, the Arima model may be a combination of a regression model based on a weighted sum of historical data and a moving average model based on a weighted sum of errors of past predictions.

본 발명에 따르면, 특정 기준일 이내에 발생한 전동차의 고장 빈도를 추출한 데이터를 아리마 모형을 이용하여 분석함으로써 전동차의 고장을 예측할 수 있다.According to the present invention, it is possible to predict the failure of the electric vehicle by analyzing data using the Arima model, which extracts the frequency of failure of the electric vehicle occurring within a specific reference day.

또한, 본 발명에 따르면, 일회성으로만 쓰이던 각종 전동차 관련 고장 데이터들을 고장의 재발 여부나 고장을 예측하기 위한 수단으로 사용할 수 있고, 빅데이터 기술을 활용하여 고장 관련 관측 데이터들 및 예측 데이터들을 통합적으로 관리할 수 있다.In addition, according to the present invention, various electric vehicle-related fault data used only once can be used as a means for predicting whether a fault recurs or failure, and integrated fault-related observation data and prediction data by using big data technology. Can manage

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, but should be understood to include all the effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동차 고장 예측 시스템의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 생성 과정을 더욱 상세하게 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안정적 시계열 그래프를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 최적 파라미터와 아리마 모형을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 함수를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동차 고장 예측 방법의 절차를 도시한 흐름도이다.
1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric vehicle failure prediction system according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are diagrams for explaining in more detail the data generation process according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams for explaining a stable time series graph according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams for explaining the optimal parameter and Arima model according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a prediction function according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a procedure of a method for predicting a failure of an electric vehicle according to another exemplary embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에 나타난 각 구성요소의 크기, 형태, 형상은 다양하게 변형될 수 있고, 명세서 전체에 대하여 동일/유사한 부분에 대해서는 동일/유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In addition, the accompanying drawings are intended to facilitate understanding of the embodiments disclosed herein, but are not limited to the technical spirit disclosed herein by the accompanying drawings, all changes included in the spirit and scope of the present invention. It is to be understood to include water, equivalents and substitutes. And the part not related to the description in order to clearly describe the present invention in the drawings are omitted, the size, shape, shape of each component shown in the drawings may be variously modified, the same / similar parts for the entire specification Identical / similar reference numerals are used.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하였다.The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed herein, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description is omitted.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(구비 또는 마련)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 “포함(구비 또는 마련)”할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted or coupled) with another part, it is not only when it is" directly connected (connected, contacted or coupled) ", but also in between. This includes cases in which "indirectly connected (connecting, contacting or coupling)" therebetween. Also, when a part is said to "include (or prepare)" a component, it is not to exclude other components, but to "include (or prepare)" other components, unless specifically stated otherwise. That means you can.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며, 분산되어 실시되는 구성요소들은 특별한 제한이 있지 않는 한 결합된 형태로 실시될 수도 있다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular forms "a", "an" and "the" are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동차 고장 예측 시스템(이하, “전동차 고장 예측 시스템(10)”)의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric vehicle failure prediction system (hereinafter, "electric vehicle failure prediction system 10") according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전동차 고장 예측 시스템(10)은 데이터 생성부(11), 데이터 가공부(12) 및 데이터 예측부(13)를 포함하며, 데이터베이스(14)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the electric vehicle failure prediction system 10 may include a data generator 11, a data processor 12, and a data predictor 13, and may further include a database 14.

데이터 생성부(11)는 기 수집된 전동차의 고장 정보들을 토대로 상기 전동차에 대한 통합 고장 코드 테이블을 생성하고, 상기 통합 고장 코드 테이블을 분석하여 특정 기준일 이내에 발생한 상기 전동차의 고장 빈도를 기초로 고장 빈도 데이터를 생성한다.The data generating unit 11 generates an integrated fault code table for the electric vehicle based on previously collected fault information of the electric vehicle, analyzes the integrated fault code table and analyzes the fault frequency based on the fault frequency of the electric vehicle generated within a specific reference date. Generate data.

또한, 데이터 생성부(11)는 상기 통합 고장 코드 테이블을 분석하되, 일별로 발생한 고장 횟수를 기준으로 하여 3일 이내에 발생한 상기 전동차의 고장 빈도를 추출하여 고장 빈도 데이터를 생성할 수 있다.In addition, the data generation unit 11 may analyze the integrated failure code table, and generate failure frequency data by extracting a failure frequency of the electric vehicle generated within three days based on the number of failures generated per day.

데이터 생성부(11)가 이용하는 기 수집된 고장 정보들은 열차 고장 코드 정보, 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보 및 차륜 삭정 정보 중 적어도 어느 하나 이상의 정보들일 수 있다.The collected fault information used by the data generator 11 may be at least one or more pieces of information, such as train fault code information, train driving record information, train maintenance information, and wheel cutting information.

또한, 데이터 생성부(11)가 생성하는 통합 고장 코드 테이블은 상기 열차 고장 코드 정보, 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보 및 차륜 삭정 정보에 따른 각 정보들의 고장 횟수, 고장 날짜, 고장 코드, 고장 부위 및 고장 명칭 중 적어도 어느 하나 이상의 기록을 포함할 수 있다. In addition, the integrated failure code table generated by the data generation unit 11 is the number of failures of each information according to the train failure code information, train driving record information, train maintenance information and wheel correction information, failure date, failure code, failure site And at least one record of the fault name.

데이터 가공부(12)는 상기 고장 빈도 데이터를 토대로 시계열 그래프를 생성하고 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환한다.The data processor 12 generates a time series graph based on the failure frequency data, and converts the time series graph into a stable time series graph.

또한, 데이터 가공부(12)는 상기 시계열 그래프를 로그 함수로 변환한 후 상기 로그 함수를 차분 함수로 변환하여 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환할 수 있다.In addition, the data processing unit 12 may convert the time series graph into a log function and then convert the log function into a differential function to convert the time series graph into a stable time series graph.

데이터 예측부(13)는 상기 시계열 그래프를 분석하여 아리마 모형에 적용하기 위한 최적 파라미터를 도출하고, 상기 최적 파라미터를 통해 완성한 아리마 모형을 아리마 예측 함수에 대입하여 상기 전동차에 대한 고장 예측 결과 데이터를 획득한다.The data predictor 13 analyzes the time series graph to derive an optimal parameter for applying to the Arima model, and obtains a failure prediction result data for the electric vehicle by substituting the Arima model completed through the optimal parameter into an Arima prediction function. do.

본 명세서에서 설명되는 아리마(ARIMA) 모형은 Auto-regressive Integrated Moving Average로서, 자기 회귀(Auto-Regressive)모형과 이동 평균(Moving Average)모형의 결합(Integration)에 해당하며, 데이터 분석 방법에 해당한다.The Arima model described herein is an auto-regressive integrated moving average, which corresponds to an integration of an auto-regressive model and a moving average model, and corresponds to a data analysis method. .

데이터 예측부(13)가 생성한 상기 고장 예측 결과 데이터는 x축이 날짜, y축이 고장 빈도수로 설정된 그래프로 형성될 수 있고, 데이터 예측부(13)는 상기 고장 빈도수가 1 이상인 날짜의 데이터를 추출할 수 있다.The failure prediction result data generated by the data predictor 13 may be formed as a graph in which the x-axis is a date and the y-axis is a failure frequency, and the data predictor 13 is data of a date having the failure frequency of 1 or more. Can be extracted.

데이터베이스(14)는 데이터 생성부(11), 데이터 가공부(12) 및 데이터 예측부(13)를 통해 생성, 가공된 데이터들을 저장할 수 있으며, 테이터들을 지표화, 수치화하여 기록함으로써, 추후 빅데이터 자료 생성을 수행할 수 있다.The database 14 may store data generated and processed through the data generator 11, the data processor 12, and the data predictor 13, and index and digitize the data to record the data later. You can perform the generation.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 생성 과정을 더욱 상세하게 설명하기 위해 도시한 도면이다. 2 and 3 are diagrams for explaining in more detail the data generation process according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명한 데이터 생성부(11)는 열차 고장 코드 정보와 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보, 이상 검지 정보, 차륜 삭정 정보와 같이 전동차에서 발생한 이벤트의 데이터를 토대로 통합 고장 코드 테이블을 생성한다. 통합 고장 코드 테이블은 기 수집된 고장 정보들 뿐만 아니라 추가로 발생하는 고장 정보 역시 포함할 수 있도록 생성될 수 있다. 예컨대, 데이터 생성부(11)는 열차 고장 코드 정보의 경우 별도의 전동차 데이터 수집용 프로그램을 이용하여 실시간으로 해당 전동차의 고장 기록을 조회하고 해당 상기 고장 기록에 해당하는 고장 코드 정보를 통합 고장 코드 테이블에 등록할 수 있다. The data generator 11 described with reference to FIG. 1 generates an integrated fault code table based on data of an event generated in an electric vehicle such as train fault code information, train driving record information, train maintenance information, abnormality detection information, and wheel correction information. do. The integrated fault code table may be generated to include additionally generated fault information as well as previously collected fault information. For example, in the case of the train fault code information, the data generator 11 inquires the fault record of the corresponding electric vehicle in real time using a separate train data collection program, and integrates the fault code information corresponding to the fault record into the fault code table. You can register at

구체적으로, 상술한 열차 운행 기록 정보의 일 예를 도시한 도 2를 참조하면, 데이터 생성부(11)는 PC나 키오스크와 같은 별도의 장치를 통해 열차 운행 기록 정보의 논리 오류를 판단하는 규칙(Rule)을 생성하고, 특정 전동차의 열차 운행 기록 정보를 수집한 후 수집된 데이터 중 생성된 상기 규칙에 해당하는 부분의 열차 운행 기록 정보를 추출하여 추출된 정보의 고장 코드를 통합 고장 코드 테이블에 반영할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 2 showing an example of the above-described train driving record information, the data generator 11 determines a logic error of the train driving record information through a separate device such as a PC or a kiosk ( Rule), collect train operation record information of a specific train, and extract train operation record information of the corresponding part of the collected data from the collected data and reflect the fault code of the extracted information in the integrated fault code table can do.

예컨대, 도 2를 참조하면, 데이터 생성부(11)는 규칙을 정하고 Rule 정보에 각종 고장 명칭, 고장 결과 등에 해당하는 고장 코드를 등록한다. 또한, 데이터 생성부(11)는 Rule 상세 부분의 Val1에는 정보 리스트 중 하나를 입력하고, Val2에는 정보 리스트와 숫자를 입력하며, 기호에는 두 Val의 수식을 입력하고, 연결구분에는 다음 Rule과의 관계를 등록할 수 있다. 여기서, 정보리스트는 열차 운행 기록 정보의 데이터 리스트를 의미한다. For example, referring to FIG. 2, the data generator 11 sets rules and registers failure codes corresponding to various failure names, failure results, and the like in Rule information. In addition, the data generation unit 11 inputs one of the information lists in Val1 of the Rule detail part, inputs an information list and a number in Val2, inputs two Val formulas in the symbol, and connects the next rule with the next rule. You can register a relationship. Here, the information list means a data list of train driving record information.

또한, 상술한 열차 정비 정보의 일 예를 도시한 도 3을 참조하면, 데이터 생성부(11)는 PC나 키오스크와 같은 별도의 장치를 통해 열차 정비 정보에서 고장 코드 추출을 위한 단어(필터)를 서술하고 연결구분을 정의하여 등록하면, 기 설정된 Rule을 통해 수집된 열차 정비 데이터에 서술되어 있는 텍스트 기록 중 해당 Rule을 포함하는 데이터가 검색될 수 있고, 데이터 생성부(11)는 이에 해당하는 고장 코드를 통합 고장 코드 테이블에 등록할 수 있다. In addition, referring to FIG. 3 illustrating an example of the above-described train maintenance information, the data generator 11 may generate a word (filter) for extracting a fault code from the train maintenance information through a separate device such as a PC or a kiosk. After describing and defining the connection division, the data including the corresponding rule can be searched among the text records described in the train maintenance data collected through the preset rule, and the data generator 11 corresponds to the corresponding failure. Codes can be registered in the integrated fault code table.

이상 검지 정보 역시 마찬가지로, 데이터 생성부(11)는 별도의 데이터 수집 프로그램을 통해 해당 설비의 이상 검지 데이터를 수집하고 기준 데이터를 기반으로 열, 진동 발생 등의 이상 검지 여부를 확인하고 이상이 있는 데이터의 고장 코드를 통합 고장 코드 테이블에 등록할 수 있다.Similarly, the abnormality detection information, the data generation unit 11 collects the abnormality detection data of the equipment through a separate data collection program, and confirms whether or not the abnormality detection such as heat, vibration, etc. based on the reference data and the abnormal data Fault codes can be registered in the integrated fault code table.

또한, 데이터 생성부(11)는 별도의 데이터 수집 프로그램을 통해 전동차의 차륜 삭정 데이터를 수집하고 기준 데이터를 기반으로 데이터의 이상 여부를 확인하여 이상이 있는 데이터의 고장 코드를 통합 고장 코드 테이블에 등록한다. In addition, the data generator 11 collects the wheel cutting data of the electric vehicle through a separate data collection program and checks whether the data is abnormal based on the reference data, and registers the fault code of the faulty data in the integrated fault code table. do.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안정적 시계열 그래프를 설명하기 위해 도시한 도면이다.4 and 5 are diagrams for explaining a stable time series graph according to an embodiment of the present invention.

상술한 바와 같이, 데이터 가공부(12)는 상기 고장 빈도 데이터를 토대로 시계열 그래프를 생성하고 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환한다. 이 때, As described above, the data processing unit 12 generates a time series graph based on the failure frequency data and converts the time series graph into a stable time series graph. At this time,

안정적 시계열 그래프란 그래프가 시간의 추이와 관계없이 평균이 불변하거나, 분산이 불변하는 경우, 또는 그래프 상의 두 시점 간의 공분산이 기준시점과 무관한 경우의 시계열 그래프를 의미한다. 따라서, 도 4에 도시된 그래프와 같이, 데이터 가공부(12)가 데이터 생성부(11)가 생성한 고장 빈도 데이터에 고장 빈도수가 0인 날짜가 포함되는 경우, 이러한 고장 빈도 데이터를 토대로 형성한 시계열 그래프는 안정적 시계열 그래프에 해당하지 않는다. A stable time series graph refers to a time series graph in which the graph is invariant in time regardless of time, the variance is invariant, or the covariance between two time points on the graph is independent of the reference time point. Therefore, as shown in the graph shown in FIG. 4, when the failure frequency data generated by the data generator 11 includes a date having a failure frequency of 0, the data processing unit 12 is formed based on the failure frequency data. Time series graphs do not correspond to stable time series graphs.

이에 따라, 데이터 가공부(12)는 상기 시계열 그래프를 로그 함수로 변환한 후 상기 로그 함수를 차분 함수로 변환하여 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환할 수 있다. 이 때 도 5에 도시된 바와 같은 알고리즘을 이용할 수 있다.Accordingly, the data processing unit 12 may convert the time series graph into a log function and then convert the log function into a differential function to convert the time series graph into a stable time series graph. At this time, an algorithm as shown in FIG. 5 may be used.

구체적으로, 도 5를 참조하면, 정상적인 시계열이라면 다음과 같은 특징이 있다.Specifically, referring to FIG. 5, the normal time series has the following characteristics.

먼저, AR모형일 경우 ACF는 처음 상관 계수가 높다가 서서히 줄어든다. 자기 상관 계수이므로 과거값 일수록 상관관계가 적어진다. 이동 평균(MA)모형일 경우 ACF는 k시점 이후 완전히 감소하며, 이는 이동 평균은 k시점 이후는 고려하지 않기 때문이다. 자기 회귀(AR)모형일 경우 PACF는 k시점 이후 완전히 감소한다. MA모형일 경우 PACF는 처음 상관 계수가 높다가 서서히 줄어든다.First, in the AR model, the ACF has a high initial correlation coefficient and then gradually decreases. Since the autocorrelation coefficient, the past value decreases the correlation. In the moving average model, the ACF decreases completely after time k because the moving average does not take into account after time k. In the autoregressive (AR) model, PACF decreases completely after k. In the MA model, PACF has a high initial correlation coefficient and then gradually decreases.

이러한 특징을 통해서 아리마(ARIMA)계수의 p,d,q를 파악해볼 수 있는데, 본 실시예에서는 기 존재하는 auto.arima 함수를 통해 최적의 계수를 자동으로 도출할 수 있다 여기서, d는 차분 차수, p는 자기 회귀(AR) 모형 차수, q는 이동 평균(MA)모형 차수에 해당한다.Through this feature, it is possible to determine the p, d, q of the ARIMA coefficient. In this embodiment, the optimal coefficient can be automatically derived through the existing auto.arima function, where d is the difference order. , p is the autoregressive (AR) model order, q is the moving average (MA) model order.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 최적 파라미터와 아리마 모형을 설명하기 위해 도시한 도면이다.6 and 7 are diagrams for explaining the optimal parameter and Arima model according to an embodiment of the present invention.

최적 파라미터는 아리마(ARIMA) 모형 적용을 위해 기 설정된 수식을 통해 추출한다. 기 설정된 수식은 도 7과 같은 알고리즘으로 형성될 수 있다. 마찬가지로 ARIMA(p, d, q)에서 d는 차분 차수, p는 자기 회귀(AR) 모형 차수, q는 이동 평균(MA) 모형 차수 를 나타낸다.The optimal parameter is extracted through a preset formula for applying the ARIMA model. The preset equation may be formed by an algorithm as shown in FIG. 7. Similarly, in ARIMA (p, d, q), d is the difference order, p is the autoregressive (AR) model order, q is the moving average (MA) model order.

도 7에 도시된 알고리즘을 이용하여 도출한 최적 파라미터를 상술한 시계열 그래프에 적용하여 아리마 모형을 만든다. 상술한 바와 같이 자기이동회귀평균(아리마, ARIMA, Autoregressive integrated moving average) 방법은 과거의 데이터의 가중합(AR:자기 회귀)과 과거의 예측의 오차의 가중합(MA,이동 평균)을 혼합해서 모형을 도출하는 방식을 의미한다.The Arima model is created by applying the optimal parameters derived using the algorithm shown in FIG. 7 to the time series graph described above. As described above, the autoregressive integrated moving average (ARIMA) method combines the weighted sum of past data (AR) and the weighted sum of errors of past prediction (MA, moving average). It means how the model is derived.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 함수를 설명하기 위해 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a prediction function according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 생성된 아리마 모형을 가지고 3일 이후의 데이터를 기 설정된 예측 함수를 통해 예측 하고, 해당 값의 빈도가 1 이상인 값을 찾아 발생 가능한 고장으로 판단할 수 있다. Referring to FIG. 8, the data of three days or more may be predicted using a generated Arima model through a preset prediction function, and a value having a frequency of 1 or more may be determined as a possible failure.

다시 말해, 최적 파라미터가 적용된 ARIMA 모형을 기 존재하는 예측 forecast.Arima 함수에 적용하여 예측 값을 구하고 해당데이터의 빈도가 1이상인 값을 찾아 데이터와 이미지를 데이터베이스에 저장하여 예측된 고장 코드로 표시할 수 있다.In other words, apply an ARIMA model with optimal parameters to an existing prediction forecast.Arima function to obtain a prediction value, find a value with a frequency of 1 or more, and store the data and images in a database to display the predicted failure code. Can be.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동차 고장 예측 시스템의 일 구현예를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.9 is a block diagram illustrating an embodiment of an electric vehicle failure prediction system according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동차 고장 예측 방법의 절차를 도시한 흐름도로서, 본 실시예에 따른 전동차 고장 예측 방법은 앞서 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 전동차 고장 예측 시스템(10)을 이용한 전동차 고장 예측 방법이다. 따라서, 이하에서는 상술한 내용과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.9 is a flowchart illustrating a procedure of a method for predicting a failure of an electric vehicle according to another exemplary embodiment of the present invention. The method for predicting a failure of an electric vehicle according to the present exemplary embodiment of the present invention is described with reference to FIGS. 1 to 8. It is a method of predicting failure of a train using Therefore, hereinafter, description overlapping with the above description will be omitted.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 전동차 고장 예측 방법은 데이터 생성부, 데이터 가공부 및 데이터 예측부를 포함하는 전동차 고장 예측 시스템을 이용한 전동차 고장 예측 방법에 있어서, 상기 데이터 생성부가 기 수집된 고장 정보들을 토대로 통합 고장 코드 테이블을 생성하고, 상기 통합 고장 코드 테이블을 분석하며, 특정 기준일 이내에 발생한 각 고장 코드들의 빈도를 추출하여 고장 빈도 데이터를 생성하는 데이터 생성 단계(S91)와, 상기 데이터 가공부가 상기 고장 빈도 데이터를 시계열 그래프로 생성하고 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환하는 데이터 가공 단계(S92)와, 상기 데이터 예측부가 상기 시계열 그래프를 분석하여 아리마 모형 적용을 위한 최적 파라미터를 도출하고, 상기 최적 파라미터를 통해 생성한 아리마 모형을 예측 함수에 대입하여 고장 예측 결과 데이터를 획득하는 데이터 예측 단계(S93)를 포함한다.Referring to FIG. 9, a method for predicting a failure of an electric vehicle according to the present embodiment may include a fault collected by the data generator in a method of predicting a failure of a vehicle using an electric vehicle fault prediction system including a data generator, a data processor, and a data predictor. A data generation step (S91) of generating an integrated fault code table based on the information, analyzing the integrated fault code table, extracting a frequency of each fault code generated within a specific reference date and generating fault frequency data, and the data processing unit A data processing step of generating the failure frequency data as a time series graph and converting the time series graph into a stable time series graph, and the data predictor analyzing the time series graph to derive an optimal parameter for application of an Arima model, Arima created with optimal parameters By substituting the prediction type to the function it includes a data prediction step (S93) for obtaining a prediction result of failure data.

여기서 상기 기 수집된 고장 정보들은 열차 고장 코드 정보, 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보 및 차륜 삭정 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 통합 고장 코드 테이블은 상기 열차 고장 코드 정보, 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보 및 차륜 삭정 정보에 따른 각 정보들의 고장 횟수, 고장 날짜, 고장 코드, 고장 부위 및 고장 명칭 중 적어도 어느 하나 이상의 기록을 포함할 수 있다.Here, the collected fault information may include train fault code information, train driving record information, train maintenance information, and wheel cutting information. The integrated fault code table may include at least one or more of the number of faults, fault dates, fault codes, fault spots, and fault names of each information according to the train fault code information, train driving record information, train maintenance information, and wheel correction information. May include a record.

데이터 생성 단계(S91)는 상기 통합 고장 코드 테이블을 분석하되 일별 발생 고장 코드 기준으로 3일 이내에 발생한 고장 코드의 빈도를 추출하여 고장 빈도 데이터를 생성하는 과정을 포함할 수 있다.The data generation step S91 may include analyzing the integrated failure code table, and generating failure frequency data by extracting a frequency of the failure code that occurs within 3 days on the basis of the daily failure code.

데이터 가공 단계(S92)는 상기 시계열 그래프를 로그 함수로 변환한 후 상기 로그 함수를 차분 함수로 변환하여 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 형성하는 과정을 포함할 수 있다.The data processing step S92 may include converting the time series graph into a log function and then converting the log function into a differential function to form the time series graph as a stable time series graph.

또한, 데이터 예측 단계(S93)를 통해 생성된 상기 고장 예측 결과 데이터는 x축이 날짜, y축이 고장 빈도수로 설정된 그래프일 수 있다. 이 때, 데이터 예측 단계(S93)는 상기 고장 빈도수가 1 이상인 날짜의 데이터를 추출하는 과정을 포함할 수 있다. In addition, the failure prediction result data generated through the data prediction step S93 may be a graph in which the x-axis is set as the date and the y-axis is set as the failure frequency. At this time, the data prediction step (S93) may include a process of extracting the data of the date of the failure frequency of 1 or more.

본 실시예에 따른 전동차 고장 예측 방법에서도 역시, 상기 최적 파라미터는 상기 시계열 그래프를 분석하여 아리마 모형에 적용하기 위한 ARIMA(p, d, q)에 해당하고, 여기서 d는 차분 차수, p는 자기 회귀(AR) 모형 차수, q는 이동 평균(MA) 모형 차수일 수 있으며, 상기 아리마 모형은 과거 데이터의 가중합을 기초로 하는 자기 회귀 모형과 과거 예측의 오차의 가중합을 기초로 하는 이동 평균 모형일 결합한 모형일 수 있다.Also in the method for predicting a failure of an electric vehicle according to the present embodiment, the optimum parameter corresponds to ARIMA (p, d, q) for analyzing the time series graph and applying the Arima model, where d is a difference order and p is a self-regression. (AR) model order, q may be a moving average (MA) model order, wherein the Arima model is a regression model based on the weighted sum of historical data and a moving average model based on the weighted sum of the errors of past predictions. It can be a combined model.

이상과 같은 전동차 고장 예측 시스템(10)과 전동차 고장 예측 방법은 각각 모바일 PC와 모바일 어플리케이션을 통해서도 구현이 가능하다. 예컨대, 전동차 고장 예측 시스템(10)은 스마트폰과 같은 형태로 구현될 수 있고, 데이터 생성부(11), 데이터 가공부(12), 데이터 예측부(13)와 데이터베이스(14)의 기능들은 스마트폰에 장착된 무선 통신 기술, 중앙 처리 장치(Application Processor), 액정 디스플레이, RAM과 같은 저장 장치를 통해 구현될 수 있으며, 각 절차들은 스마트폰에 내장되어 있거나 다운로드 받은 스마트폰용 어플리케이션을 통해 수행이 가능할 수 있다.The electric vehicle failure prediction system 10 and the electric vehicle failure prediction method may be implemented through a mobile PC and a mobile application, respectively. For example, the electric vehicle failure prediction system 10 may be implemented in the form of a smart phone, and the functions of the data generator 11, the data processor 12, the data predictor 13, and the database 14 are smart. It can be implemented through storage devices such as wireless communication technology, application processor, liquid crystal display, and RAM installed in the phone, and each procedure can be performed through the application for smartphone that is built in or downloaded. Can be.

상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is represented by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present invention.

Claims (14)

전동차의 고장을 예측하는 시스템에 있어서,
기 수집된 상기 전동차의 고장 정보들을 토대로 상기 전동차에 대한 통합 고장 코드 테이블을 생성하고, 상기 통합 고장 코드 테이블을 분석하여 특정 기준일 이내에 발생한 상기 전동차의 고장 빈도를 기초로 고장 빈도 데이터를 생성하는 데이터 생성부;
상기 고장 빈도 데이터를 토대로 시계열 그래프를 생성하고 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환하는 데이터 가공부;
상기 시계열 그래프를 분석하여 아리마 모형에 적용하기 위한 최적 파라미터를 도출하고, 상기 최적 파라미터를 통해 완성한 아리마 모형을 아리마 예측 함수에 대입하여 상기 전동차에 대한 고장 예측 결과 데이터를 획득하는 데이터 예측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 시스템.
In the system which predicts the failure of an electric vehicle,
Generating an integrated fault code table for the electric vehicle based on previously collected fault information of the electric vehicle, generating data for generating fault frequency data based on the fault frequency of the electric vehicle generated within a specific reference date by analyzing the integrated fault code table. part;
A data processing unit generating a time series graph based on the failure frequency data and converting the time series graph into a stable time series graph;
And analyzing the time series graph to derive an optimal parameter for applying to the Arima model, and substituting the Arima model completed through the optimal parameter into an Arima prediction function to obtain failure prediction result data for the train. Electric vehicle failure prediction system characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 기 수집된 고장 정보들은 상기 전동차의 열차 고장 코드 정보, 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보 및 차륜 삭정 정보를 포함하고,
상기 통합 고장 코드 테이블은 상기 열차 고장 코드 정보, 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보 및 차륜 삭정 정보에 따른 상기 전동차의 고장 횟수, 고장 날짜, 고장 코드, 고장 부위 및 고장 명칭의 중 적어도 어느 하나 이상의 상기 전동차의 고장 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 시스템.
The method of claim 1,
The collected fault information includes train fault code information, train driving record information, train maintenance information, and wheel correction information of the electric vehicle,
The integrated fault code table may include at least one of the number of faults of the electric vehicle according to the train fault code information, train driving record information, train maintenance information, and wheel cutting information, a fault date, a fault code, a fault region, and a fault name. An electric vehicle failure prediction system, comprising fault data of an electric vehicle.
제1항에 있어서,
상기 데이터 생성부는 상기 통합 고장 코드 테이블을 분석하되, 일별로 발생한 고장 횟수를 기준으로 하여 3일 이내에 발생한 상기 전동차의 고장 빈도를 추출하여 고장 빈도 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 시스템.
The method of claim 1,
The data generator analyzes the integrated fault code table, and extracts a fault frequency of the train generated within 3 days based on the number of faults generated per day to generate fault frequency data.
제1항에 있어서,
상기 데이터 가공부는 상기 시계열 그래프를 로그 함수로 변환한 후 상기 로그 함수를 차분 함수로 변환하여 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환하는 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 시스템.
The method of claim 1,
And the data processing unit converts the time series graph into a log function and then converts the log function into a differential function to convert the time series graph into a stable time series graph.
제1항에 있어서,
상기 데이터 예측부가 생성한 상기 고장 예측 결과 데이터는 x축이 날짜, y축이 고장 빈도수로 설정된 그래프로 형성되고, 상기 데이터 예측부는 상기 고장 빈도수가 1 이상인 날짜의 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 시스템.
The method of claim 1,
The failure prediction result data generated by the data prediction unit is formed as a graph in which the x axis is a date and the y axis is a failure frequency, and the data prediction unit extracts data of a date having the failure frequency of 1 or more. Fault prediction system.
제1항에 있어서,
상기 최적 파라미터는 상기 시계열 그래프를 분석하여 아리마 모형에 적용하기 위한 ARIMA(p, d, q)에 해당하고,
여기서 d는 차분 차수, p는 자기 회귀(AR) 모형 차수, q는 이동 평균(MA) 모형 차수인 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 시스템.
The method of claim 1,
The optimal parameter corresponds to ARIMA (p, d, q) for analyzing the time series graph and applying it to the Arima model,
Wherein d is a difference order, p is an autoregressive (AR) model order, q is a moving average (MA) model order.
제1항에 있어서,
상기 아리마 모형은 과거 데이터의 가중합을 기초로 하는 자기 회귀 모형과 과거 예측의 오차의 가중합을 기초로 하는 이동 평균 모형일 결합한 모형인 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 시스템.
The method of claim 1,
The Arima model is a model for combining a regression model based on a weighted sum of historical data and a moving average model based on a weighted sum of errors of past predictions.
데이터 생성부, 데이터 가공부 및 데이터 예측부를 포함하는 전동차 고장 예측 시스템을 이용한 전동차 고장 예측 방법에 있어서,
상기 데이터 생성부가 기 수집된 상기 전동차의 고장 정보들을 토대로 상기 전동차에 대한 통합 고장 코드 테이블을 생성하고, 상기 통합 고장 코드 테이블을 분석하여 특정 기준일 이내에 발생한 상기 전동차의 고장 빈도를 기초로 고장 빈도 데이터를 생성하는 데이터 생성 단계;
상기 데이터 가공부가 상기 고장 빈도 데이터를 토대로 시계열 그래프를 생성하고 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환하는 데이터 가공 단계; 및
상기 데이터 예측부가 상기 시계열 그래프를 분석하여 아리마 모형에 적용하기 위한 최적 파라미터를 도출하고, 상기 최적 파라미터를 통해 완성한 아리마 모형을 아리마 예측 함수에 대입하여 상기 전동차에 대한 고장 예측 결과 데이터를 획득하는 데이터 예측 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 방법.
In a train failure prediction method using a train failure prediction system comprising a data generation unit, a data processing unit and a data prediction unit,
The data generator generates an integrated fault code table for the electric vehicle based on the fault information of the electric vehicle collected previously, analyzes the integrated fault code table, and analyzes the fault frequency data based on the fault frequency of the electric vehicle generated within a specific reference date. Generating data generation step;
A data processing step of the data processing unit generating a time series graph based on the failure frequency data and converting the time series graph into a stable time series graph; And
The data prediction unit analyzes the time series graph to derive an optimal parameter for applying to the Arima model, and substitutes the Arima model completed through the optimum parameter into an Arima prediction function to obtain failure prediction result data for the train. Electric vehicle failure prediction method comprising the step.
제8항에 있어서,
상기 기 수집된 고장 정보들은 상기 전동차의 열차 고장 코드 정보, 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보 및 차륜 삭정 정보를 포함하고,
상기 통합 고장 코드 테이블은 상기 열차 고장 코드 정보, 열차 운행 기록 정보, 열차 정비 정보 및 차륜 삭정 정보에 따른 상기 전동차의 고장 횟수, 고장 날짜, 고장 코드, 고장 부위 및 고장 명칭의 중 적어도 어느 하나 이상의 상기 전동차의 고장 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 방법.
The method of claim 8,
The collected fault information includes train fault code information, train driving record information, train maintenance information, and wheel correction information of the electric vehicle,
The integrated fault code table may include at least one of the number of faults of the electric vehicle according to the train fault code information, train driving record information, train maintenance information, and wheel cutting information, a fault date, a fault code, a fault region, and a fault name. An electric vehicle fault prediction method comprising fault data of an electric car.
제8항에 있어서,
상기 데이터 생성 단계는 상기 통합 고장 코드 테이블을 분석하되, 일별로 발생한 고장 횟수를 기준으로 하여 3일 이내에 발생한 상기 전동차의 고장 빈도를 추출하여 고장 빈도 데이터를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 방법.
The method of claim 8,
The data generation step may include analyzing the integrated fault code table, and generating fault frequency data by extracting a fault frequency of the train occurring within 3 days based on the number of breakdowns generated per day. Failure prediction method.
제8항에 있어서,
상기 데이터 가공 단계는 상기 시계열 그래프를 로그 함수로 변환한 후 상기 로그 함수를 차분 함수로 변환하여 상기 시계열 그래프를 안정적 시계열 그래프로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 방법.
The method of claim 8,
The data processing step includes converting the time series graph into a log function and then converting the log function into a differential function to convert the time series graph into a stable time series graph.
제8항에 있어서,
상기 데이터 예측 단계를 통해 생성된 상기 고장 예측 결과 데이터는 x축이 날짜, y축이 고장 빈도수로 설정된 그래프이고,
상기 데이터 예측 단계는 상기 고장 빈도수가 1 이상인 날짜의 데이터를 추출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 방법.
The method of claim 8,
The failure prediction result data generated through the data prediction step is a graph in which the x-axis is set to the date and the y-axis is set to the failure frequency.
The data predicting step includes the step of extracting the data of the date of the failure frequency of 1 or more.
제8항에 있어서,
상기 최적 파라미터는 상기 시계열 그래프를 분석하여 아리마 모형에 적용하기 위한 ARIMA(p, d, q)에 해당하고,
여기서 d는 차분 차수, p는 자기 회귀(AR) 모형 차수, q는 이동 평균(MA) 모형 차수인 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 방법.
The method of claim 8,
The optimal parameter corresponds to ARIMA (p, d, q) for analyzing the time series graph and applying it to the Arima model,
Wherein d is a difference order, p is an autoregressive (AR) model order, and q is a moving average (MA) model order.
제8항에 있어서,
상기 아리마 모형은 과거 데이터의 가중합을 기초로 하는 자기 회귀 모형과 과거 예측의 오차의 가중합을 기초로 하는 이동 평균 모형일 결합한 모형인 것을 특징으로 하는 전동차 고장 예측 방법.
The method of claim 8,
The Arima model is a model for combining a regression model based on a weighted sum of historical data and a moving average model based on a weighted sum of errors of past predictions.
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