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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (5): 985-993.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.05.007
王双旺, 阳斌, 钟庆丰, 陈良武
WANG Shuangwang, YANG Bin, ZHONG Qingfeng, CHEN Liangwu#br#
摘要: 针对常规特征值报警方式在低速重载超大型滚动轴承故障诊断中误诊、漏诊率高,以及深度学习依赖大样本、轴承信号特征缓变且采集难的问题,提出一种基于通道注意力机制(channel attention mechanism, CAM)的一维卷积神经网络(1 dimensional convolutional neural network, 1DCNN)智能诊断方法。首先,设计低频率、长采样与电荷放大器的信号采集方案,采集低速重载超大型滚动轴承故障特征信号;其次,对采集到的数据集采用定长随机分割与重叠采样相结合的方法,既能保证样本多样性,又能避免固定分割导致特征丢失,有效扩充小样本下的训练数据量,以构建训练集、验证集和测试集;再次,将CAM模块融入1DCNN,增强模型对关键特征的学习能力;然后,使用训练数据对所构建的CAM-1DCNN模型进行训练,利用反向传播优化每一层的网络参数,进而得到基于CAM的1DCNN故障诊断模型;最后,经验证集调参,完成故障分类。通过在盾构主轴承试验台的试验结果显示: 该方法诊断低速重载超大型滚动轴承故障的准确率达97.13%,相较于传统1DCNN性能更优,且在小样本场景下仍保持稳定准确率,有效降低了深度学习对大样本数据的依赖性。