基于灰色二次回歸的軸溫預測模型

王 超，鄒益勝，鄧佳林，羅怡瀾

（西南交通大學機械工程學院先進設計與制造研究所，四川 成都 610031）

1 引言

隨著機車車輛運行速度的提高，運行安全顯得尤為重要，必須在提升速度的同時保障旅客的人身安全。軸箱軸承作為列車走行部的關鍵零部件，一旦發生故障，嚴重時可造成列車脫軌，產生運營事故[1]。由于正常軸承在運轉過程中有一定的溫度波動范圍及熱平衡線，而故障軸承則內部振動增大、摩擦增大使得軸承產生的熱量增加，最終導致軸承溫度高于正常軸承的溫度波動范圍，因此可以使用溫度作為判定軸承是否正常工作的指標。

車載軸溫監測報警系統被設計用來監測列車轉向架上各軸承的溫度，通常分為暖軸預警及熱軸報警兩個等級，均由一定設定的溫度限及流程邏輯進行控制[2]。如果軸溫報警系統發出報警信號，則必須進行停車處理，嚴重影響行車調度，同時也造成不良的社會影響和較大的經濟損失。因此，如果能夠預測軸溫的發展趨勢，便可爭取更充足的處理時間，以便采用更多的處理手段來保障行車安全、同時降低社會影響和經濟損失。

在基于時序的經典預測模型中，灰色模型由于建模樣本量小、計算效率高和短期預測精度較高等特點，得到了眾多研究者的青睞。其中GM（1，1）模型是在預測領域使用最為廣泛的模型之一，通過一階微分方程及一階累加算子進行構造[3]。同時，對GM（1，1）模型的改進也在不斷研究當中，模型的改進主要分為三個方面[4]：（1）原始序列數據變換方面，文獻[5]提出一種“冪函數-指數函數”復合變換的數據變換形式；……