Bài báo đề xuất phương pháp chẩn đoán sớm lỗi cho hệ pantograph -catenary trên đường sắt tốc độ cao dựa trên học sâu từ nhiều cảm biến. Các tín hiệu gồm lực tiếp xúc, dao động, dòng điện, tốc độ tàu, nhiệt độ và độ ẩm được tiền xử lý, chuẩn hóa và chia thành các cửa sổ thời gian.
DOI: http://doi.org/10.64588/jc.10.05.2026
TÁC GIẢ:
Nguyễn Văn Hải
Trường Đại học Giao thông vận tải
Email: haiktd@utc.edu.vn
THÔNG TIN BÀI BÁO:
Chuyên mục: Khoa học công nghệ
Ngày nhận bài: 11/4/2026
Ngày sửa bài: 25/4/2026
Ngày chấp nhận đăng: 4/5/2026
Ngày xuất bản Online: 10/5/2026
Tác giả liên hệ:
Email: haiktd@utc.edu.vn
TÓM TẮT:
Bài báo đề xuất phương pháp chẩn đoán sớm lỗi cho hệ pantograph -catenary trên đường sắt tốc độ cao dựa trên học sâu từ nhiều cảm biến. Các tín hiệu gồm lực tiếp xúc, dao động, dòng điện, tốc độ tàu, nhiệt độ và độ ẩm được tiền xử lý, chuẩn hóa và chia thành các cửa sổ thời gian.
Mô hình CNN-LSTM kết hợp cơ chế Attention được sử dụng nhằm trích xuất các đặc trưng cục bộ, học các mối quan hệ phụ thuộc theo thời gian và tập trung vào các đoạn tín hiệu bất thường. Kết quả cho thấy phương pháp đề xuất cải thiện khả năng phát hiện sớm lỗi so với một số mô hình học máy và học sâu thông dụng, góp phần hỗ trợ giám sát tình trạng và dự báo bảo trì cho hệ thống đường sắt tốc độ cao.
Từ khóa: Pantograph - catenary; chẩn đoán sớm; học sâu đa cảm biến; CNN-LSTM; Attention; bảo trì dự báo.
TÀI LIỆU THM KHẢO:
[1] Bocciolone, M., Bucca, G., Collina, A., & Comolli, L. Pantograph - catenary monitoring by means of fiber Bragg grating sensors: Results from tests in an underground line. Mechanical Systems and Signal Processing, 41(1-2), 226-238. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2013.06.030, 2013.
[2] Hai, N. V., Tiem, N. V., Lan, L. H., & Vo, T. H. Pantograph catenary contact force regulation based on modified Takagi-Sugeno fuzzy models. Engineering, Technology & Applied Science Research, 13(1), 9879-9887. https://doi.org/10.48084/etasr.5443, 2023.
[3] Huang, S., Chen, W., Sun, B., Tao, T., & Yang, L. Arc detection and recognition in the pantograph-catenary system based on multi-information fusion. Transportation Research Record, 2674(8), 229-240. https://doi.org/10.1177/0361198120937964, 2020.
[4] Huang, S., Zhai, Y., Zhang, M., & Hou, X. Arc detection and recognition in pantograph - catenary system based on convolutional neural network. Information Sciences, 501, 363-376. https://doi.org/10.1016/j.ins.2019.06.006, 2019.
[5] Pappalardo, C. M., Patel, M. D., Tinsley, B., & Shabana, A. A. Contact force control in multibody pantograph/catenary systems. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-body Dynamics, 230(4), 307-328. https://doi.org/10.1177/1464419315604756, 2016.
[6] Sainz-Aja, J. A., Pombo, J., Thite, A. N., et al. Investigation on monitoring system for pantograph and overhead lines. Shock and Vibration, 2019, Article 3839191. https://doi.org/10.1155/2019/3839191, 2019.
[7] Tan, M., Li, H., & Nie, L. Defect diagnosis of rigid catenary system based on pantograph vibration performance. Actuators, 13(5), Article 162. https://doi.org/10.3390/act13050162, 2024.
[8] Wu, G., Dong, K., & Huang, X. Pantograph–catenary electrical contact system of high-speed railways: Recent progress, challenges, and outlooks. Railway Engineering Science, 30(4), 437-467. https://doi.org/10.1007/s40534-022-00281-2, 2022.
[9] Xin, T., Roberts, C., Weston, P., & Stewart, E. Condition monitoring of railway pantographs to achieve fault detection and fault diagnosis. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit. https://doi.org/10.1177/0954409718800567, 2018.
[10] Yokoyama, M., Yokoyama, S., Sakakibara, H., Kobayashi, S., Usuda, T., & Ikeda, M. Modeling and robust control of a high-speed train pantograph. Mechanical Engineering Journal, 2(3), 15-00041. https://doi.org/10.1299/mej.15-00041, 2015.
[11] Zhou, N., Yang, W., Liu, J., Zhang, W., & Wang, D. Investigation on monitoring system for pantograph and catenary based on condition-based recognition of pantograph. Shock and Vibration, 2019, Article 3839191. https://doi.org/10.1155/2019/3839191, 2019.
[12] Nguyễn Văn Hải, Nguyễn Văn Tiềm. Đánh giá ổn định bền vững của hệ thống cần tiếp điện và đường dây tiếp xúc trong hệ thống cấp điện cho đoàn tàu. Tạp chí Giao thông vận tải, Bộ Giao thông Vận tải, ISSN: 2354-0818, pp: 130-134, 2022.
[13] Nguyễn Văn Hải, Nguyễn Văn Tiềm, Lê Hùng Lân, Nguyễn Thị Thủy. Phương pháp điều khiển lực tiếp xúc cần-dây trong hệ thống cung cấp điện cho tàu điện sử dụng logic mờ. Tạp chí Giao thông vận tải, ISSN: 2354-0818, pp: 39-44.
[14] Nguyen Van Hai. Robust Control of Pantograph-Catenary Contact Force Under Hight Disturbance: Acomparative Study. Journal of Information Systems Engineering and Management, ISSN: 2468-4376, Vol.10. No. 47s, pp: 12-23; http://dx.doi.org/10.52783/jisem.v10i47s.921.
Xem bài báo tại đây
