論文の概要: CVCM Track Circuits Pre-emptive Failure Diagnostics for Predictive Maintenance Using Deep Neural Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.09054v1
- Date: Tue, 12 Aug 2025 16:13:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-13 21:07:34.498953
- Title: CVCM Track Circuits Pre-emptive Failure Diagnostics for Predictive Maintenance Using Deep Neural Networks
- Title(参考訳): 深部ニューラルネットワークを用いた予測保守のためのCVCMトラック回路のプリエンプティブ故障診断
- Authors: Debdeep Mukherjee, Eduardo Di Santi, Clément Lefebvre, Nenad Mijatovic, Victor Martin, Thierry Josse, Jonathan Brown, Kenza Saiah,
- Abstract要約: 線路回路は鉄道の運行にとって重要であり、列車を見つけるための主要な信号線サブシステムとして機能している。
多くの障害は、時間とともに進化する微妙な異常として発生し、しばしば監視された信号では視覚的に見えなくなる。
本稿では,障害にエスカレートする前に,異常を適切に分類する予測保守フレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.15056924758531146
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Track circuits are critical for railway operations, acting as the main signalling sub-system to locate trains. Continuous Variable Current Modulation (CVCM) is one such technology. Like any field-deployed, safety-critical asset, it can fail, triggering cascading disruptions. Many failures originate as subtle anomalies that evolve over time, often not visually apparent in monitored signals. Conventional approaches, which rely on clear signal changes, struggle to detect them early. Early identification of failure types is essential to improve maintenance planning, minimising downtime and revenue loss. Leveraging deep neural networks, we propose a predictive maintenance framework that classifies anomalies well before they escalate into failures. Validated on 10 CVCM failure cases across different installations, the method is ISO-17359 compliant and outperforms conventional techniques, achieving 99.31% overall accuracy with detection within 1% of anomaly onset. Through conformal prediction, we provide uncertainty estimates, reaching 99% confidence with consistent coverage across classes. Given CVCMs global deployment, the approach is scalable and adaptable to other track circuits and railway systems, enhancing operational reliability.
- Abstract(参考訳): 線路回路は鉄道の運行にとって重要であり、列車を見つけるための主要な信号線サブシステムとして機能している。
連続可変電流変調(CVCM)はそのような技術の一つである。
現場に配備された、安全に重要な資産のように、それは失敗し、カスケードの破壊を引き起こす可能性がある。
多くの障害は、時間とともに進化する微妙な異常として発生し、しばしば監視された信号では視覚的に見えなくなる。
信号の明確な変化に依存する従来のアプローチは、早期発見に苦慮している。
障害タイプを早期に識別することは、メンテナンス計画の改善、ダウンタイムと収益損失の最小化に不可欠である。
深層ニューラルネットワークを活用することで、障害にエスカレートする前に、異常を適切に分類する予測保守フレームワークを提案する。
ISO-17359準拠で、従来の手法より優れており、異常発生の1%以内の検出で全体の99.31%の精度を達成している。
整合予測を通じて不確実性の推定を行い、クラス間で一貫したカバレッジで99%の信頼を得る。
CVCMのグローバル展開を考えると、このアプローチは他の軌道回路や鉄道システムにも拡張性があり、運用上の信頼性を高めている。
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