基于多尺度的双轴注意力 GCN 剩余寿命预测模型
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作者:
作者单位:

1.河北工业大学电子信息工程学院 天津 300130;2.河北工业大学创新研究院(石家庄) 石家庄 050299

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通讯作者:

中图分类号:

TN807

基金项目:

河北工业大学创新研究院(石家庄)石家庄市科技合作专项基金(SJZZXB23005、SJZZXC24011)项目资助


Multi-scale dual-axis attention GCN model for remaining useful life prediction
Author:
Affiliation:

1.College of Electronic Information Engineering, Hebei University of Technology,Tianjin 300130, China; 2.Innovation Research Institute, Hebei University of Technology (Shijiazhuang),Shijiazhuang 050299, China

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    摘要:

    准确预测设备的剩余使用寿命(RUL)能够优化维护策略、降低成本并提高效率。然而现有的方法大多依赖于分离式地提取时间特征与空间特征,无法充分融合时间信息与空间信息。为此本文提出了一种基于多尺度特征提取的双轴注意力图卷积剩余寿命预测模型。模型首先通过级联的尺度可塑卷积模块对原始特征进行多尺度时空特征提取,获得不同维度的时空特征;随后利用这些不同维度的时空特征构造时空图,通过图卷积操作挖掘数据深层次的依赖关系;最后设计双轴注意力机制,对时间维度与空间维度的特征进行动态加权,实现关键特征的增强。在C-MAPSS数据集的FD001和FD004子集的实验验证中,RMSE和Score分别为11.87、236和13.44、816。结果表明,该方法相较于其他方法具有更高的精度。

    Abstract:

    Accurate prediction of equipment remaining useful life (RUL) can optimize maintenance strategies, reduce costs, and improve overall efficiency. However, most existing methods rely on separately extracting temporal and spatial features, which hinders the effective fusion of temporal and spatial information. To address this issue, this paper proposes a dual-axis attention graph convolutional network based on multi-scale feature extraction for RUL prediction. The model first utilizes a cascaded scale-adaptive convolution module to perform multi-scale spatiotemporal feature extraction from raw sensor data, capturing spatiotemporal features across different dimensions. These features are then used to construct a spatiotemporal graph, where graph convolution operations are applied to uncover deep dependencies within the data. Finally, a dual-axis attention mechanism is designed to dynamically weight features along both the temporal and spatial dimensions, thereby enhancing the representation of critical features. In the experimental validation on the FD001 and FD004 subsets of the C-MAPSS dataset, the RMSE and Score were 11.87 and 236 for FD001, and 13.44 and 816 for FD004, respectively. The results show that this method has higher accuracy compared with other methods.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

郑森潇,郭志涛,李义博,贠智.基于多尺度的双轴注意力 GCN 剩余寿命预测模型[J].电子测量技术,2026,49(3):146-154

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