PUKYONG

머신러닝 기반 경전철용 고무타이어 상태분류에 관한 연구

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Abstract
The wheel of railway vehicles is a crucial component of railway operation safety. However, current railway vehicle wheel inspections are limited to post-maintenance procedures that only involve periodical visual inspections and maintenance by personnel in the event of physical abnormalities, such as vibration and noise, are detected during heavy overhaul and light maintenance of railway vehicles, rather than proactive maintenance.
Accordingly, predictive technology for wheel conditions became necessary to prevent railway vehicle damage, human casualties, and other accidents that are associated with defective wheels. However, the current lack of predictive technology for railway vehicle wheel conditions led to the background of this study.
This is a condition classification study examining the light rail vehicle wheel (rubber tires) conditions by employing machine learning methods. Experimentations were conducted by applying Support Vector Machine, Random Forest, and 1D-CNN algorithms by measuring five factors including three-axis acceleration, temperature, and pressure. The use of 1D-CNN algorithm yielded an exceptional accuracy rate of 98.9% in condition classification recognition.
Author(s)
이진한
Issued Date
2023
Awarded Date
2023-08
Type
Dissertation
Keyword
머신러닝, 딥러닝, 고무타이어, 상태분류
Publisher
부경대학교
URI
https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/33358
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000693690
Affiliation
부경대학교 대학원
Department
대학원 제어계측공학과
Advisor
이춘권
Table Of Contents
제 1 장 서론 1
제 2 장 머신러닝 기법 4
2.1 랜덤 포레스트 기법 및 관련연구 4
2.2 서포트 벡터 머신 및 관련연구 14
제 3 장 딥러닝 기법 22
3.1 1D Convolutional Neural Network 기법 및 관련연구 22
제 4 장 계측장비 설치 26
4.1 센서 및 데이터 수집 장치(DAQ) 26
4.2 계측장비 구성도 및 신호 계통도 30
제 5 장 머신러닝 기반 주요 인자 분석 37
5.1 경전철용 타이어 상태분류 관련 인자분석 연구 37
5.2 현용/고품 상태별 타이어 가속도 인자의 특성 분석 39
5.3 현용/고품 상태별 타이어 가속도 인자의 상관 분석 46
5.4 경전철 주행 계측 데이터 인자 분석 53
제 6 장 상태분류를 위한 학습데이터 생성 64
6.1 경전철 계측 데이터 변환 및 학습데이터 Annotation 64
6.2 경전철 계측 데이터 샘플링 및 이상치 제거 66
제 7 장 머신러닝 기반 타이어 상태분류 68
7.1 가속도 데이터를 활용한 머신러닝 기반 타이어 상태분류 68
7.2 주행 데이터를 활용한 머신러닝 기반 타이어 상태분류 71
제 8 장 딥러닝 기반 타이어 상태분류 73
8.1 딥러닝 기반 타이어 상태분류를 위한 주요인자 분석 연구 73
8.2 1D-CNN 모델 설계 및 학습 78
8.3 경전철 타이어 운행 계측데이터 분석 82
8.4 1D-CNN 기반 타이어 상태분류 모델학습 검증 85
제 9 장 결론 89
참고문헌 91
감사의 글 95
Degree
Doctor
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대학원 > 제어계측공학과
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  • Embargo2023-08-07
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