道岔转辙机故障识别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种道岔转辙机故障识别方法及装置，只有在确定样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离、LB_Keogh下界距离均小于当前最小DTW距离，才会计算样本电流时间序列曲线与待识别电流时间序列曲线之间的DTW距离，并将所有DTW距离中最小DTW距离对应的样本电流时间序列曲线携带的故障信息作为待识别电流时间序列曲线对应的故障信息。如此可以剔除道岔转辙机故障电流数据库中大量与待识别电流时间序列曲线不相近的曲线，可以大大缩短检索的时间，进而提供故障信息的识别效率。

【技术实现步骤摘要】
道岔转辙机故障识别方法及装置
本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种道岔转辙机故障识别方法及装置。
技术介绍
道岔转辙机是道岔的转换装置，可用来转换道岔或锁闭道岔。道岔转辙机的故障可能会导致在轨列车的出轨，从而导致巨大的经济损失与人员伤亡。道岔转辙机的电流时间序列曲线，可以被用来判断道岔转辙机所处的工作状态，例如判断道岔转辙机是否处于正常工作状态，如果处于异常工作状态，进一步判断道岔转辙机处于哪一种异常工作状态。依据道岔转辙机的电流时间序列曲线判断转辙机所处的工作状态的核心，是对于给定的道岔转辙机的待检索电流时间序列曲线，检索给定的道岔转辙机故障电流数据库中是否存在形状上与待检索电流时间序列曲线相似的曲线。判断曲线形状上是否相似，最简单的方法是采用欧式距离度量：即逐点计算两条曲线之间欧氏距离，然后对所有点欧氏距离之和取平均。采用欧式距离评估两条曲线的相似度存在以下几个方面问题：首先，欧式距离无法正确计算曲线出现扭曲形变之后的真实相似度；其次，欧氏距离面对复杂曲线时，表现能力较弱。如图1所示，为两条形状发生平移的曲线Q和C，通过计算欧式距离的方式无法正确计算二者之间的相似度。因此，对于两条曲线之间的相似度计算常采用动态时间归整(DynamicTimeWarping，DTW)距离，DTW距离能够应对曲线之间的扭曲、平移与变换，具有很强的鲁棒性。但是由于DTW距离计算时间复杂度高，若是计算道岔转辙机故障电流数据库中每一条电流时间序列曲线与待检索电流时间序列曲线之间的DTW距离，整体则需要耗费大量时间，无法实际使用。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种道岔转辙机故障识别方法及装置，用以解决现有技术中存在的缺陷。本专利技术实施例提供一种道岔转辙机故障识别方法，包括：获取道岔转辙机的待识别电流时间序列曲线，并对所述待识别电流时间序列曲线进行预处理；对于道岔转辙机故障电流数据库中的每一条样本电流时间序列曲线，确定所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离，若判断获知所述LB_Kim下界距离小于当前最小动态时间规整DTW距离，则确定所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Keogh下界距离；所述样本电流时间序列曲线经过预处理且携带有道岔转辙机的故障信息；所述当前最小DTW距离的初始值为无穷大；若判断获知所述LB_Keogh下界距离小于所述当前最小DTW距离，则计算所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的DTW距离；将所有DTW距离中最小DTW距离对应的样本电流时间序列曲线携带的故障信息作为所述待识别电流时间序列曲线对应的故障信息。根据本专利技术一个实施例的道岔转辙机故障识别方法，还包括：若判断获知所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的DTW距离小于所述当前最小DTW距离，则更新所述当前最小DTW距离为所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的DTW距离。根据本专利技术一个实施例的道岔转辙机故障识别方法，还包括：若判断获知所述LB_Kim下界距离大于等于所述当前最小DTW距离，则结束对所述样本电流时间序列曲线的后续计算，并继续计算其他样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离。根据本专利技术一个实施例的道岔转辙机故障识别方法，还包括：若判断获知所述LB_Keogh下界距离大于等于所述当前最小DTW距离，则结束对所述样本电流时间序列曲线的后续计算，并继续计算其他样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离。根据本专利技术一个实施例的道岔转辙机故障识别方法，所述对所述待识别电流时间序列曲线进行预处理，具体包括：将所述待识别电流时间序列曲线采样至指定长度；将指定长度的待识别电流时间序列曲线进行零-均值规范化处理。根据本专利技术一个实施例的道岔转辙机故障识别方法，所述确定所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Keogh下界距离，具体包括：计算所述待识别电流时间序列曲线的LB_Keogh下界；计算所述待识别电流时间序列曲线的LB_Keogh下界与预先确定的所述样本电流时间序列曲线的LB_Keogh下界的距离，并将所述距离作为所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Keogh下界距离。根据本专利技术一个实施例的道岔转辙机故障识别方法，所述确定所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离，具体包括：分别计算所述待识别电流时间序列曲线的LB_Kim下界以及所述样本电流时间序列曲线的LB_Kim下界；计算所述待识别电流时间序列曲线的LB_Kim下界与所述样本电流时间序列曲线的LB_Kim下界的距离，并将所述距离作为所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离。本专利技术实施例还提供一种道岔转辙机故障识别系统，包括：曲线获取模块、下界距离确定模块、DTW距离确定模块以及故障信息确定模块。其中，曲线获取模块用于获取道岔转辙机的待识别电流时间序列曲线，并对所述待识别电流时间序列曲线进行预处理；下界距离确定模块用于对于道岔转辙机故障电流数据库中的每一条样本电流时间序列曲线，确定所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离，若判断获知所述LB_Kim下界距离小于当前最小动态时间规整DTW距离，则确定所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Keogh下界距离；所述样本电流时间序列曲线经过预处理且携带有道岔转辙机的故障信息；所述当前最小DTW距离的初始值为无穷大；DTW距离确定模块用于若判断获知所述LB_Keogh下界距离小于所述当前最小DTW距离，则计算所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的DTW距离；故障信息确定模块用于将所有DTW距离中最小DTW距离对应的样本电流时间序列曲线携带的故障信息作为所述待识别电流时间序列曲线对应的故障信息。本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述道岔转辙机故障识别方法的步骤。本专利技术实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述道岔转辙机故障识别方法的步骤。本专利技术实施例提供的道岔转辙机故障识别方法及装置，在计算每个样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的DTW距离之前，先后判断样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离、LB_Keogh下界距离是否小于当前最小DTW距离，只有在确定样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离、LB_Keogh下界本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道岔转辙机故障识别方法，其特征在于，包括：/n获取道岔转辙机的待识别电流时间序列曲线，并对所述待识别电流时间序列曲线进行预处理；/n对于道岔转辙机故障电流数据库中的每一条样本电流时间序列曲线，确定所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离，若判断获知所述LB_Kim下界距离小于当前最小动态时间规整DTW距离，则确定所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Keogh下界距离；所述样本电流时间序列曲线经过预处理且携带有道岔转辙机的故障信息；所述当前最小DTW距离的初始值为无穷大；/n若判断获知所述LB_Keogh下界距离小于所述当前最小DTW距离，则计算所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的DTW距离；/n将所有DTW距离中最小DTW距离对应的样本电流时间序列曲线携带的故障信息作为所述待识别电流时间序列曲线对应的故障信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种道岔转辙机故障识别方法，其特征在于，包括：
获取道岔转辙机的待识别电流时间序列曲线，并对所述待识别电流时间序列曲线进行预处理；
对于道岔转辙机故障电流数据库中的每一条样本电流时间序列曲线，确定所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离，若判断获知所述LB_Kim下界距离小于当前最小动态时间规整DTW距离，则确定所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Keogh下界距离；所述样本电流时间序列曲线经过预处理且携带有道岔转辙机的故障信息；所述当前最小DTW距离的初始值为无穷大；
若判断获知所述LB_Keogh下界距离小于所述当前最小DTW距离，则计算所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的DTW距离；
将所有DTW距离中最小DTW距离对应的样本电流时间序列曲线携带的故障信息作为所述待识别电流时间序列曲线对应的故障信息。


2.根据权利要求1所述的道岔转辙机故障识别方法，其特征在于，还包括：
若判断获知所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的DTW距离小于所述当前最小DTW距离，则更新所述当前最小DTW距离为所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的DTW距离。


3.根据权利要求1所述的道岔转辙机故障识别方法，其特征在于，还包括：
若判断获知所述LB_Kim下界距离大于等于所述当前最小DTW距离，则结束对所述样本电流时间序列曲线的后续计算，并继续计算其他样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离。


4.根据权利要求1所述的道岔转辙机故障识别方法，其特征在于，还包括：
若判断获知所述LB_Keogh下界距离大于等于所述当前最小DTW距离，则结束对所述样本电流时间序列曲线的后续计算，并继续计算其他样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲线之间的LB_Kim下界距离。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的道岔转辙机故障识别方法，其特征在于，所述对所述待识别电流时间序列曲线进行预处理，具体包括：
将所述待识别电流时间序列曲线采样至指定长度；
将指定长度的待识别电流时间序列曲线进行零-均值规范化处理。


6.根据权利要求1-4中任一项所述的道岔转辙机故障识别方法，其特征在于，所述确定所述样本电流时间序列曲线与所述待识别电流时间序列曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹卓，李振，
申请(专利权)人：交控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11