عنوان :
كاربرد روشهاي يادگيري ماشين در تشخيص عيب ياتاقان چرخ اتوبوس مسافربري به كمك سيگنالهاي ارتعاشي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، 74ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
دادهبرداري ميداني , عيب يابي , يادگيري ماشين , ياتاقان چرخ , پردازش سيگنال , ماشين بردار پشتيبان , يادگيري جمعي
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/06/06
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/06/11
چكيده فارسي :
چكيده
تشخيص عيوب ياتاقانهاي چرخ اتوبوسها به دليل تأثير مستقيم بر ايمني و كارايي سيستمهاي حمل و نقل عمومي و همچنين كاهش هزينههاي نگهداري و تعميرات يك چالش مهم و ضروري است. خرابي ياتاقان چرخ ميتواند منجر به توقفهاي ناگهاني، افزايش هزينههاي تعميرات و درصورت عدم تشخيص به موقع ميتواند باعث بروز حوادث خطرناكي از جمله قفل شدن چرخها و يا لق شدن آنها شود. اين پژوهش با هدف استفاده از ابزارهاي يادگيري ماشين براي كاربري خاص كه تشخيص هوشمند عيب ياتاقان چرخ اتوبوس است، انجام شده است. دادههاي ارتعاشي از ياتاقان چرخ اتوبوس در جاده و در شرايط عملياتي واقعي با استفاده از يك حسگر دقيق جمعآوري و تحليل شدند تا از تطابق مدلهاي توسعهيافته با شرايط واقعي اطمينان حاصل شود. ابتدا دادهها پيشپردازش شدند و ويژگيهاي كليدي شامل پارامترهاي آماري استخراج شدند. سپس، از الگوريتمهاي يادگيري ماشين شامل ماشين بردار پشتيبان، يادگيري جمعي مبتني بر ماشين بردار پشتيبان و K-نزديكترين همسايه براي توسعه مدلهاي تشخيص عيب استفاده شدند. مدلها با استفاده از دادههاي جمعآوريشده آموزش داده شدند و سپس با استفاده از دادههاي آزمون ارزيابي گرديدند. نتايج نشان داد كه مدلهاي ماشين بردار پشتيبان با كرنل شعاعي و يادگيري جمعي بر پايه ماشين بردار پشتيبان و كرنل شعاعي عملكرد بهتري در تشخيص عيب ياتاقان داشتند و دقت تشخيص بالاتري ارائه دادند. اين مدلها قادر به شناسايي زودهنگام عيب بودند و توانستند از خرابيهاي ناگهاني جلوگيري كنند. استفاده از روشهاي پيشرفته يادگيري ماشين در اين پژوهش بهطور مؤثري به بهبود ايمني، كاهش هزينههاي نگهداري و افزايش بهرهوري سيستمهاي حمل و نقل عمومي كمك ميكند. اين تحقيق نشاندهنده پتانسيل بالاي روشهاي پردازش سيگنال و يادگيري ماشين در بهبود عملكرد و ايمني سيستمهاي مكانيكي پيچيده در شرايط عملياتي و واقعي است.
چكيده انگليسي :
Abstract
The detection of bus wheelset bearing defects is a critical and essential challenge due to its direct impact on the safety and efficiency of public transportation systems, as well as the reduction of maintenance and repair costs. Bearing failures can lead to sudden stoppages, increased repair expenses, and, if not detected in time, can result in hazardous incidents such as wheel lockups or looseness. This study aims to leverage machine learning tools for the specific application of intelligent fault detection in bus wheelset bearings. Vibration data from bus wheelset bearings were collected and analyzed under real road and operational conditions using precise sensors to ensure that the developed models align with real-world scenarios. Initially, the data underwent preprocessing, and key features, including statistical parameters, were extracted. Subsequently, machine learning algorithms, including Support Vector Machines (SVM), Ensemble Learning based on SVM, and K-Nearest Neighbors (KNN), were employed to develop fault detection models. The models were trained on the collected data and then evaluated on test datasets. The results demonstrated that SVM models with radial basis function (RBF) kernels and Ensemble Learning based on SVM with RBF kernels outperformed other methods in detecting bearing faults, offering higher detection accuracy. These models were capable of early fault detection and could effectively prevent sudden failures. The application of advanced machine learning techniques in this study contributes significantly to improving safety, reducing maintenance costs, and enhancing the efficiency of public transportation systems. This research underscores the high potential of signal processing and machine learning methods in enhancing the performance and safety of complex mechanical systems under operational and real-world conditions.
استاد داور :
سعيد ضيائي راد , علي لقماني