铁路接触网硬点诊断方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种铁路接触网硬点诊断方法及装置，该方法包括：对待测铁路接触网的受电弓垂向振动加速度信号进行CEEMDAN

【技术实现步骤摘要】
铁路接触网硬点诊断方法及装置


[0001]本专利技术涉及电气化铁路供电
，尤其涉及一种铁路接触网硬点诊断方法及装置。

技术介绍

[0002]在接触网系统中，接触线底面不平顺或接触线铅垂弹性突变的点称为硬点。长期的硬点也会导致接触线的弯曲应力增大，造成接触线异常磨损、疲劳甚至断裂，严重时，会影响运营车辆的供电，甚至会影响车辆运行的安全性，因此对接触网状态进行分析，特别是对铁路接触网硬点进行诊断是至关重要。
[0003]现有方法一般对弓网动态响应检测数据进行特征分析，来对接触网状态进行分析。现有方法首先提出了一种频域分析方法，以利用傅里叶(Fourier)变换进行的频谱分析为代表，可以计算得到信号在各个频率成分的分量大小，但频域分析无法得到数字信号频率随时间空间的变化特征，当信号为频率随时间变化的非平稳信号时，频域分析方法无法完整反映信号频率特征随时间变化的特性，可能会出现多组不同时间空间信号对应同一个频谱图的情况。时频分析方法解决了上述问题，能够有效地分析数字信号各频率成分随时间空间变化的特性。WVD在单分量信号的时频特征提取中取得了良好的效果，具有最好的时频聚集性，但由于是典型的二次型变换，在多分量信号的时频分析中会存在交叉干扰项。
[0004]在此基础上，现有方法提出了基于整合经验模态分解法(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)，通过判断加速度原始信号的幅值是否超出阈值来诊断硬点，实现接触网的故障诊断，但这种方法由于加速度原始信号的幅值变化波动大，静态的阈值设定会使得诊断时的错误率增高，从而使得对硬点的病害诊断时的准确度不高。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种铁路接触网硬点诊断方法，用以提高硬点诊断的准确性，该方法包括：
[0006]对待测铁路接触网的受电弓垂向振动加速度信号进行CEEMDAN
‑
SPWVD时频分析，得到所述受电弓垂向振动加速度信号的时频分布；
[0007]根据所述受电弓垂向振动加速度信号的时频分布，确定待测铁路接触网的移动滤波边际谱；
[0008]对所述移动滤波边际谱进行归一化处理，得到待测铁路接触网的接触网边际指数；
[0009]根据待测铁路接触网的接触网边际指数，确定待测铁路接触网硬点病害诊断的接触网边际指数阈值。
[0010]本专利技术实施例还提供一种铁路接触网硬点诊断装置，用以提高硬点诊断的准确性，该装置包括：
[0011]时频分析模块，用于对待测铁路接触网的受电弓垂向振动加速度信号进行
CEEMDAN
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SPWVD时频分析，得到所述受电弓垂向振动加速度信号的时频分布；
[0012]移动滤波边际谱确定模块，用于根据所述受电弓垂向振动加速度信号的时频分布，确定待测铁路接触网的移动滤波边际谱；
[0013]接触网边际指数确定模块，用于对所述移动滤波边际谱进行归一化处理，得到待测铁路接触网的接触网边际指数；
[0014]阈值确定模块，用于根据待测铁路接触网的接触网边际指数，确定待测铁路接触网硬点病害诊断的接触网边际指数阈值。
[0015]本专利技术实施例还提供一种计算机设备，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计算机程序时实现上述铁路接触网硬点诊断方法。
[0016]本专利技术实施例也提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述铁路接触网硬点诊断方法的计算机程序。
[0017]本专利技术实施例中，通过对待测铁路接触网的受电弓垂向振动加速度信号进行CEEMDAN
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SPWVD时频分析，得到受电弓垂向振动加速度信号的时频分布；根据受电弓垂向振动加速度信号的时频分布，确定待测铁路接触网的移动滤波边际谱；对移动滤波边际谱进行归一化处理，得到待测铁路接触网的接触网边际指数；根据待测铁路接触网的接触网边际指数，确定待测铁路接触网硬点病害诊断的接触网边际指数阈值。通过根据受电弓垂向振动加速度信号的时频分布，确定待测铁路接触网的移动滤波边际谱，进行归一化后得到接触网边际指数，实现了从能量的角度刻画弓网冲击所引起受电弓垂向振动加速度的高频特性，由于硬点存在时积累的冲击能量大，因而能够迅速准确地确定接触网边际指数阈值，解决了现有技术中直接通过受电弓垂向振动加速度信号幅值诊断硬点时，绝对阈值难以确定的问题；基于准确的接触网边际指数阈值对铁路接触网进行硬点诊断，进而能够提高硬点诊断的准确性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例中铁路接触网硬点诊断方法的示意图。
[0020]图2为本专利技术具体实施例中步骤101的实现过程示意图。
[0021]图3为本专利技术具体实施例中步骤102的实现过程示意图。
[0022]图4为本专利技术具体实施例中步骤103的实现过程示意图。
[0023]图5为本专利技术具体实施例中步骤104的实现过程示意图。
[0024]图6为本专利技术具体实例中CEEMDAN
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SPWVD时频分析方法的实现过程示意图。
[0025]图7为本专利技术具体实例中CEEMDAN详细计算步骤的示意图。
[0026]图8为本专利技术具体实例中受电弓垂向振动加速度原始信号示意图。
[0027]图9为本专利技术具体实例中各阶IMF信号及残余项信号波形图。
[0028]图10为本专利技术具体实例中各阶IMF信号及残余项信号的SPWVD时频图。
[0029]图11为本专利技术具体实例中图8所示的原始信号转换后的CEEMDAN
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SPWVD时频图。
[0030]图12为本专利技术具体实例中图8所示的原始信号转换后的WVD时频图。
[0031]图13为本专利技术具体实例中接触网边际指数法计算流程示意图。
[0032]图14为本专利技术具体实例中信号移动滤波边际谱计算图。
[0033]图15为本专利技术具体实例中一受电弓垂向加速度原始信号示意图。
[0034]图16为本专利技术具体实例中由图15所示的受电弓垂向加速度原始信号计算得到的接触网边际指数示意图。
[0035]图17为本专利技术具体实例中第一次通过K1+078附近的受电弓垂向振动加速度原始波形示意图。
[0036]图18为本专利技术具体实例中第二次通过K1+078附近的受电弓垂向振动加速度原始波形示意图。
[0037]图19为本专利技术具体实例中第一次通过K1+078附近的接触网边际指数示意图。
[0038]图20为本专利技术具体实例中第二次通过K1+078附近的接触网边际指数示意图。
[0039]图21为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路接触网硬点诊断方法，其特征在于，包括：对待测铁路接触网的受电弓垂向振动加速度信号进行CEEMDAN
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SPWVD时频分析，得到所述受电弓垂向振动加速度信号的时频分布；根据所述受电弓垂向振动加速度信号的时频分布，确定待测铁路接触网的移动滤波边际谱；对所述移动滤波边际谱进行归一化处理，得到待测铁路接触网的接触网边际指数；根据待测铁路接触网的接触网边际指数，确定待测铁路接触网硬点病害诊断的接触网边际指数阈值。2.如权利要求1所述的铁路接触网硬点诊断方法，其特征在于，对待测铁路接触网的受电弓垂向振动加速度信号进行CEEMDAN
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SPWVD时频分析，得到所述受电弓垂向振动加速度信号的时频分布，包括：对待测铁路接触网的受电弓垂向振动加速度信号进行CEEMDAN分解，得到多个单分量信号；对多个单分量信号进行SPWVD变换，得到每个单分量信号的时频分布；叠加每个单分量信号的时频分布，得到所述受电弓垂向振动加速度信号的时频分布。3.如权利要求1所述的铁路接触网硬点诊断方法，其特征在于，根据所述受电弓垂向振动加速度信号的时频分布，确定待测铁路接触网的移动滤波边际谱，包括：根据所述受电弓垂向振动加速度信号的时频分布，确定滤波范围；基于所述滤波范围对所述受电弓垂向振动加速度信号的时频分布进行指定频率范围的移动窗计算，得到移动滤波边际谱。4.如权利要求1所述的铁路接触网硬点诊断方法，其特征在于，对所述移动滤波边际谱进行归一化处理，得到待测铁路接触网的接触网边际指数，包括：计算待测铁路接触网划分出的每个单元的移动边际谱，根据每个单元的移动边际谱，确定每个单元的单元边际值；根据同速度等级线路的多个单元的单元边际值，确定标定参数；利用标定参数，对所述移动滤波边际谱进行归一化处理，得到待测铁路接触网的接触网边际指数。5.如权利要求1所述的铁路接触网硬点诊断方法，其特征在于，根据待测铁路接触网的接触网边际指数，确定待测铁路接触网硬点诊断的阈值，包括：确定待测铁路接触网的接触网边际指数随里程变化的波形；对所述波形的峰值进行分析，确定待测铁路接触网硬点诊断的阈值。6.一种铁路接触网硬点诊断装置，其特征在于，包括：时频分析模块，用于对待测铁路接触网的受电弓垂向振动加速度信号进行CEEMDAN
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【专利技术属性】
技术研发人员：丁宇鸣，刘金朝，徐晓迪，张文轩，杨志鹏，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京铁科英迈技术有限公司，
类型：发明
国别省市：