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X1 传感器1W1W2...X2... 传感器2数据融合XX3 传感器3W3
图5 自适应加权融合估计算法模型
算法先对各传感器在某一时刻的测量值进行估计，当估计真值为常量时，就可根据各个传感器历史数据的均值来进行估计。
因为不同的传感器都有相应的加权数，在总均方误差最小这一最优条件下，根据各个传感器所得到的测量值，以自适应的方式寻找其对应的权数，可使图5融合后的x达到最优。
5.2 故障诊断技术
故障诊断就是根据从系统运行过程中得到的信息，进行分析和判断，确定系统是否存在故障及存在何种故障的过程。这个过程实际上是对系统运行的模式进行分类，因此故障诊断也是模式识别问题。选择合适的故障特征是故障诊断的关键问题。
故障诊断主要由五个部分组成，如下图所示。
图6 故障诊断组成
故障诊断流程如下：
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图7 故障诊断流程
1）数据获取
根据需要通过传感器测取有关参量，来自传感器的信号要用计算机可以运算的符号来表示。通常输入对象的信息有一维波形(如机械振动和噪声)、二维图像(如光弹图像、文字、图片等)、物理参量和逻辑值(如压力、温度，或对状态的描述，如关或开可用逻辑值即。或1表示)等。
通过测量、采样、量化、编码、数据形式的转换和校准，使信号变成可以计算的数据，其数据可以用向量或矩阵表示一维波形或二维图像，这就是数据获取的过程。
2）预处理
预处理的目的是提高信号的信噪比，如剔除奇异项，去掉电平漂移，必要时零均值化，消除趋势项和平滑滤波等，以便突出有用的信息，并对输入测量仪器或其他原因所造成的退化现象进行复原。
3）特征提取与选择
特征可以分为三类，即物理方面的、结构方面的和数学方面的特征。人们通常习惯于从物理和结构方面的特征去识别对象，因为这
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些特征容易被感觉器官所发现，也便于认识和理解。但是只有对相应的工业设备或系统工作机理有了深入的了解，才有可能从物理和结构上的合适特征去识别系统的故障。数学方面的特征主要是指运用数理统计方法等得到的特征，如均值、方差、协方差函数及线性预测模型的参数等等。
4）故障模式分类
如果每一个模式有n个特征数据，则它对应于n维模式空间的一个矢量或一个点。模式分类的问题就是把这些模式空间中的矢量(或点)确定为一个适当的模式类中。模式空间事先被划分成互不相交的区域，每个区域与一个类别的模式相对应。对于故障诊断，就是在已知各种故障类别及已知一些故障样本点的条件下，去判别被观测的样本届于哪一种故障。在进行故障诊断以前，这些已知的信息是通过上述的学习过程输入到计算机中去的。
5） 分析决策
这里通过对某发动机的故障诊断来说明用模式识别方法进行故障诊断的过程。根据所测试发动机运行时的各部分的温度和压力，经特征提取压缩数据后形成两维矢量，如图所示，横坐标为温度，纵坐标为压力。每一次测量形成一个矢量，矢量的始端为原点，末端标志为平面上的一个点，这就代表一个运行模式。经过对发动机运行状态的一系列测试后，得到的测点分为两类，一类为良好工作状态点，如图所示S1 类；另一类为较差或故障工作状态点．如图所示S2 类。对发动机的某一运行状态，得到测点z，人们可以通过判断它属于S1 类还是S2 类来识别它的工作良好程度。很明显，z点属于S1 类。
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6. 系统功能结构
铁路客运站设备在线监测与维护管理系统主要包括基础数据维护、在线监测、关键设备预防维修、故障事故管理、故障诊断、设备质量评估、系统管理、统计报表等。见下图8所示。
图8 设备在线监测与维护管理系统
7. 功能说明
7.1 基础数据维护
用于建立设备的静态履历台账，即设备的基本属性信息，包括设备名称、设备类别（售、检票类、电梯类、安检类、空调类等）、设备品牌、设备型号、设备串码、投入使用时间、使用区域、安装位置、使用状态（在用、停用、维修、借入、借出、调入、报废）、维修记录（最后一次维修时间）、借调用记录（最后一次借调用时间）、计量
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单位、数量、备注等。
可以灵活配置设备的类别，并能按各种类别形式用树状结构展示； 可以自主添加和删除设备的基础项目和字段； 可以自动生成设备的借、调用记录表。
7.2 在线监测
能实时监测关键设备的状态，如广播、引导屏、闸机、视频状态，
并用三种报警灯正常、注意、异常来表示。
7.3 关键设备的预防维修
能预测未来一段时间内关键设备的状态，从而方便车站工作人员
启动维修或应急机制。
当用算法测出设备即将故障后，立即在系统中提示维修。若无人应答，且实时数据通过新一轮的检测运算后仍得出设备即将故障的结果，则通过组态软件智能发送短消息给设备主要负责人，进行维修检测。
7.4 设备故障诊断
根据系统运行的故障信息或传感器采集的信息，进行分析和判断，
对这些信息特征进行分类，运用各种模式识别方法，确定是否存在故障以及何种故障。
7.5 故障事故管理
故障事故管理根据设备的详细故障信息，展示了用户需要完成的
工作任务。不同用户登录系统后，根据用户权限和工作内容不同，展示的工作任务不同。
（1） 任何用户：任何用户指除设备车间主任、包修人外的其他所有
用户。提交了设备报修单据后，显示设备报修状态为“报修”，签收状态为“未签收”。
（2） 设备车间主任：对报修单据进行派工，确认单据正确后，显示
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设备在线监测与维护管理系统设计技术方案
