一种道岔动作电流曲线的特征提取方法技术

本发明专利技术提供一种道岔动作电流曲线的特征提取方法，包括以下步骤：对道岔动作电流进行采样，并建立道岔动作电流曲线；将道岔动作电流曲线中最后一个电流数据标记为转换结束点D；查找出电流幅值最大的电流数据标记为道岔启动点A；通过滑动平均法依次计算出位于道岔启动点A和转换结束点D之间的第j个电流数据点及其后n‑1个电流数据点的平均值

A feature extraction method of switch action current curve

The invention provides a characteristic switch action current curve extraction method, which comprises the following steps: sampling the switch action current, and a curve of switch action current; the last current data marker for converting switch action current curve end point D; to find out the current amplitude of current data the biggest turnout is the starting point of A marker followed by the calculation; the sliding average method out of Yu Daocha starting point A and the average value of N conversion 1 current data point to the end of the current j data point between D and

【技术实现步骤摘要】
一种道岔动作电流曲线的特征提取方法
本专利技术涉及铁路领域里道岔故障诊断方法，具体的说，涉及了一种道岔动作电流曲线的特征提取方法。
技术介绍
道岔的主要作用是引导车轮的运行方向以实现列车的转线和跨线运行，是保障铁路运输安全与效率的关键设备之一。道岔动作电流曲线是反映道岔运用质量的一个重要指标，如图1所示，为道岔动作电流曲线的标准图，该曲线显示了道岔动作过程中的动作时间、方向、时长以及电流曲线波形。由于道岔动作曲线受各种环境影响，且个体差异较大，导致道岔动作曲线缺少定量分析方法，信号维护人员往往需要通过个人经验对道岔动作过程进行判断，对于道岔动作过程中的异常情况缺少自动分析。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种道岔动作电流曲线的特征提取方法。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种道岔动作电流曲线的特征提取方法，包括以下步骤：步骤1，对道岔动作电流进行采样，获取m个道岔动作的电流数据，以道岔动作时间为横坐标、离散的电流数据为纵坐标建立道岔动作电流曲线；步骤2，将道岔动作电流曲线中第m个电流数据标记为转换结束点D；步骤3，在道岔动作电流曲线中遍历所有电流数据，查找出电流幅值最大的电流数据标记为道岔启动点A；步骤4，在道岔动作电流曲线中，通过滑动平均法依次计算出位于道岔启动点A和转换结束点D之间的第j个电流数据点及其后n-1个电流数据点的平均值以及方差Kj，其中第a个电流数据为道岔启动点A，j∈(a,m)；步骤5，将方差Kj与预设阈值x比较，当Kj≤x时，将方差的值置为1，当Kj>x时，将方差的值置为0；步骤6，建立方差曲线图，并根据方差Kj与方差Kj-1、方差Kj+1的关系，查找方差曲线图中的所有上升沿起点和所有下降沿终点，将第一个上升沿起点所对应的电流数据标记为道岔动作电流起点B，将最后一个下降沿终点所对应的电流数据标记为道岔动作电流终点C。基于上述，步骤6中，查找方差曲线图中的所有上升沿起点和所有下降沿终点的具体步骤为：遍历j，将方差Kj与其前方差Kj-1、其后方差Kj+1进行比较，同时将平均值与其前平均值其后平均值进行比较，当Kj-1＜Kj＝Kj+1且时，记方差Kj为方差曲线的上升沿起点；当Kj+1＜Kj＝Kj-1且时，记方差Kj为方差曲线的下降沿终点。本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，正常的道岔电流动作曲线分为解锁一转换－锁闭三个阶段来进行分析，本专利技术根据道岔电流动作曲线的分段分析特性以及这单个阶段对应的4个端点的特性，通过数学计算的方法将道岔电流曲线的关键特征值提取出来，极大简化了道岔转换阶段划分及后续的故障模式识别工作，大大降低了故障诊断的计算复杂度，并将最终极大提高诊断正确性，为提高道岔监测与维护工作的效率奠定了坚实基础。附图说明图1是道岔动作电流曲线的标准图。图2是本专利技术的流程图。图3是道岔动作电流曲线的实例。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。如图2所示，一种道岔动作电流曲线的特征提取方法，包括以下步骤：步骤1，等间隔对道岔动作电流进行采样，获取m个道岔动作的电流数据，以道岔动作时间为横坐标、离散的电流数据为纵坐标建立道岔动作电流曲线；步骤2，将道岔动作电流曲线中第m个电流数据标记为转换结束点D，将转换结束点D的横坐标标记为道岔转换结束时间T4；步骤3，在道岔动作电流曲线中遍历所有电流数据，查找出电流幅值最大的电流数据标记为道岔启动点A，将道岔启动点A的横坐标标记为道岔启动时间T1；步骤4，在道岔动作电流曲线中，通过滑动平均法依次计算出位于道岔启动点A和转换结束点D之间的第j个电流数据点及其后n-1个电流数据点的平均值以及方差Kj，其中第a个电流数据为道岔启动点A，j∈(a,m)；步骤5，将方差Kj与预设阈值x比较，当Kj≤x时，将方差的值置为1，当Kj>x时，将方差的值置为0；步骤6，建立方差曲线图，并根据方差Kj与方差Kj-1、方差Kj+1的关系，查找方差曲线图中的所有上升沿起点和所有下降沿终点，将第一个上升沿起点所对应的电流数据标记为道岔动作电流起点B，将道岔动作电流起点B的横坐标标记为道岔动作开始时间T2，将最后一个下降沿终点所对应的电流数据标记为道岔动作电流终点C，将道岔动作电流终点C的横坐标标记为道岔动作结束时间T3。其中，T4为道岔结束时间，T1为道岔启动时间，T2与T3之差为道岔动作时间，T3与T4之差为道岔锁闭时间。具体的，步骤6中，查找方差曲线图中的所有上升沿起点和所有下降沿终点的具体步骤为：遍历j，将方差Kj与其前方差Kj-1、其后方差Kj+1进行比较，同时将平均值与其前平均值其后平均值进行比较，当Kj-1＜Kj＝Kj+1且时，记方差Kj为方差曲线的上升沿起点；当Kj+1＜Kj＝Kj-1且时，记方差Kj为方差曲线的下降沿终点。为了便于清楚直观的理解本专利技术，以如图1所示的道岔动作电流曲线的标准图为例：以50ms的等间隔对道岔动作电流进行采样，每一次均以1DQJ继电器的吸起、落下作为数据采集的开始、结束点，共得到130个AD数据，具体的，130个AD数据如下：为了便于识别，还需将上述16进制数格式的AD数据通过AD-电流转换公式转换为电流值：电流＝(AD*(ADMax-ADMin)/ADn+ADMin)*Cx+Cp其中，ADMax为测量最大值：10A；ADMin为测量最小值：0A；ADn为AD位数：8位AD，即256；Cx为线性系数：1.0；Cp为便宜系数：0；故简化后的公式为：电流＝AD*10/256。采用冒泡排序法查找出电流幅值最大的电流数据即AD值为4A的数据所对应的电流数据标记为道岔启动点A；将道岔动作电流曲线中第130个电流数据标记为转换结束点D。通过滑动平均法计算道岔动作电流曲线中位于道岔启动点A和转换结束点D之间的每个电流数据点及其后4个电流数据点的平均值其中，第6个电流数据为道岔启动点A，Ti为第j个电流数据点的电流数值；根据方差公式计算出位于道岔启动点A和转换结束点D之间的每个电流数据点及其后4个电流数据点的方差Kj：将方差Kj与预设阈值x比较，优选的，预设阈值x＝3；当Kj≤3时，将方差的值置为1，当Kj>3时，将方差的值置为0；遍历j，将方差Kj值与其前方差Kj-1、其后方差Kj+1进行比较，同时将平均值与其前平均值其后平均值进行比较，当Kj-1＝0,Kj＝Kj+1＝1且时，说明方差Kj为方差曲线的上升沿起点；当Kj-1＝1,Kj＝Kj+1＝0且时，则说明方差Kj为方差曲线的下降沿终点。每一个上升沿起点与其后的下降沿终点间的数据即为上台阶电流或上峰值电流，每一个下降沿终点与其后的上升沿起点间的数据即为下台阶电流或下峰值电流，最后一个下降沿终点至数据尾间的数据即为锁闭电流；通过上述步骤可计算出经过滤除合理波动后的上下尖峰、台阶电流的数量O。最后将第一个上升沿起点所对应的电流数据标记为道岔动作电流起点B，将最后一个下降沿终点所对应的电流数据标记为道岔动作电流终点C，即完成所有关键点及关键数据的提取，从而对将转辙机动作曲线波形进行分段分析。其中，启动电流峰值为A点纵坐标；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道岔动作电流曲线的特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对道岔动作电流进行采样，获取m个道岔动作的电流数据，以道岔动作时间为横坐标、离散的电流数据为纵坐标建立道岔动作电流曲线；步骤2，将道岔动作电流曲线中第m个电流数据标记为转换结束点D；步骤3，在道岔动作电流曲线中遍历所有电流数据，查找出电流幅值最大的电流数据标记为道岔启动点A；步骤4，在道岔动作电流曲线中，通过滑动平均法依次计算出位于道岔启动点A和转换结束点D之间的第j个电流数据点及其后n‑1个电流数据点的平均值

【技术特征摘要】
1.一种道岔动作电流曲线的特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对道岔动作电流进行采样，获取m个道岔动作的电流数据，以道岔动作时间为横坐标、离散的电流数据为纵坐标建立道岔动作电流曲线；步骤2，将道岔动作电流曲线中第m个电流数据标记为转换结束点D；步骤3，在道岔动作电流曲线中遍历所有电流数据，查找出电流幅值最大的电流数据标记为道岔启动点A；步骤4，在道岔动作电流曲线中，通过滑动平均法依次计算出位于道岔启动点A和转换结束点D之间的第j个电流数据点及其后n-1个电流数据点的平均值以及方差Kj，其中第a个电流数据为道岔启动点A，j∈(a,m)；步骤5，将方差Kj与预设阈值x比较，当Kj≤x时，将方差Kj的值置为1，当Kj>x时，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵春阳，王彬，张硕，
申请(专利权)人：河南辉煌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41