轨道电路补偿电容故障预测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种轨道电路补偿电容故障预测方法和装置，该方法包括：获取预设区域内的轨道电路补偿电容的历史数据；对轨道电路补偿电容的历史数据进行向量化处理，确定样本数据集；实时采集预设区域内的温度和湿度数据，结合轨道电路补偿电容的历史数据，确定瞬时样本数据集；根据样本数据集和瞬时样本数据集，确定候选结果集；根据候选结果集，确定预设区域内补偿电容剩余寿命；根据预设区域内补偿电容剩余寿命，确定维修预警信息。本发明专利技术可以准确预测近期内所管辖范围内补偿电容的故障个数，则可更加有效地准备补偿电容备品，节约维修成本，合理安排维修计划。合理安排维修计划。合理安排维修计划。

【技术实现步骤摘要】
轨道电路补偿电容故障预测方法和装置


[0001]本专利技术涉及补偿电容故障预测
，尤其涉及一种轨道电路补偿电容故障预测方法和装置。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]补偿电容是轨道电路的重要组成部分，一般等间距加装于钢轨之间，主要用于改善信号在轨道线路中的传输性能，提高信号的有效传输距离。补偿电容的故障会影响到轨道电路的正常工作，可能会使空闲的轨道显示被占用，影响行车效率；也可能会导致轨道电路短路，使机车信号接收不到正常控制信息而出现错误动作，危害行车安全。
[0004]随着高速铁路建设的快速发展，轨道电路补偿电容在既有线路上被大量铺设，极大地增加了运维部门对设备的检测和维修难度。现有技术主要通过周期性派遣人工或电务检测车开展一次普查，而后针对故障设备进行更换或维修。由于普查普测的间隔时间难以精准把握，时间过长会导致部分设备得不到及时维修，时间过短则造成一定资源浪费。补偿电容发生故障一般都采用更换方式，因此每次开展普查普测前运维部门都会准备好足量的备品以供更换。但由于补偿电容发生故障充满随机性和不确定性，对于提前估算备品数量也造成一定困难。
[0005]因此，如何提供一种新的方案，其能够解决上述技术问题是本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供一种轨道电路补偿电容故障预测方法，准确预测近期内所管辖范围内补偿电容的故障个数，则可更加有效地准备补偿电容备品，节约维修成本，合理安排维修计划，该方法包括：
[0007]获取预设区域内的轨道电路补偿电容的历史数据；
[0008]对轨道电路补偿电容的历史数据进行向量化处理，确定样本数据集；
[0009]实时采集预设区域内的温度和湿度数据，结合轨道电路补偿电容的历史数据，确定瞬时样本数据集；
[0010]根据样本数据集和瞬时样本数据集，确定候选结果集；
[0011]根据候选结果集，确定预设区域内补偿电容剩余寿命；
[0012]根据预设区域内补偿电容剩余寿命，确定维修预警信息。
[0013]本专利技术实施例还提供一种轨道电路补偿电容故障预测装置，包括：
[0014]历史数据获取模块，用于获取预设区域内的轨道电路补偿电容的历史数据；
[0015]样本数据集确定模块，用于对轨道电路补偿电容的历史数据进行向量化处理，确定样本数据集；
[0016]瞬时样本数据集确定模块，用于实时采集预设区域内的温度和湿度数据，结合轨道电路补偿电容的历史数据，确定瞬时样本数据集；
[0017]候选结果集确定模块，用于根据样本数据集和瞬时样本数据集，确定候选结果集；
[0018]预设区域内补偿电容剩余寿命确定模块，用于根据候选结果集，确定预设区域内补偿电容剩余寿命；
[0019]维修预警信息确定模块，用于根据预设区域内补偿电容剩余寿命，确定维修预警信息。
[0020]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一种轨道电路补偿电容故障预测方法。
[0021]本专利技术实施例还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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种轨道电路补偿电容故障预测方法。
[0022]本专利技术实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种轨道电路补偿电容故障预测方法。
[0023]本专利技术实施例提供的一种轨道电路补偿电容故障预测方法和装置，包括：获取预设区域内的轨道电路补偿电容的历史数据；对轨道电路补偿电容的历史数据进行向量化处理，确定样本数据集；实时采集预设区域内的温度和湿度数据，结合轨道电路补偿电容的历史数据，确定瞬时样本数据集；根据样本数据集和瞬时样本数据集，确定候选结果集；根据候选结果集，确定预设区域内补偿电容剩余寿命；根据预设区域内补偿电容剩余寿命，确定维修预警信息。准确预测近期内所管辖范围内补偿电容的故障个数，则可更加有效地准备补偿电容备品，节约维修成本，合理安排维修计划；本专利技术实现区域化补偿电容普测周期的精准把握：传统方法难以准确了解补偿电容的普测周期，因此只能选择较短周期，造成检测车辆和人员频繁出动，带来一定资源浪费。本专利技术提供了一种区域化的补偿电容故障预测方案，检测部门以区域为基本单位制定测量计划，可以精确估算检测范围，避免对故障发生率较小区域的过度频繁检测。本专利技术节省了补偿电容备用品的仓储资源开销：目前补偿电容发生故障一般都采用更换方式，因此每次开展普查普测前运维部门都会准备好足量的备品以供更换。但由于现有手段无法精准预测此次检测范围内补偿电容的故障数量，只能储备更多数量的备用件，造成极大的仓储资源开销。本专利技术可以以区域为单位精准预测故障发生的数量，且随着时间的推移预测机制会根据最新数据变化逐步更新，可以帮助运维部门制定较为合理的备件仓储计划。本专利技术实现了实时非现场补偿电容故障检测，本专利技术是一种实时补偿电容故障检测方案，当预测到区域内设备故障数量超过一定阈值后即会发出预警，提醒运营部门制定检测计划。同时本专利技术所提方法无需运维人员到达现场检测，且不需要在补偿电容旁增加额外监测设备，可实时不间断集中监测各区域内补偿电容故障情况。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。在附图中：
[0025]图1为本专利技术实施例一种轨道电路补偿电容故障预测方法示意图。
[0026]图2为本专利技术实施例一种轨道电路补偿电容故障预测方法的流程图。
[0027]图3为本专利技术实施例一种轨道电路补偿电容故障预测方法的数据向量化预处理流程图。
[0028]图4为本专利技术实施例一种轨道电路补偿电容故障预测方法的在线监测计算瞬时样本数据实施流程图。
[0029]图5为本专利技术实施例一种轨道电路补偿电容故障预测方法的余弦相似度及补偿电容剩余寿命计算流程图。
[0030]图6为本专利技术实施例一种轨道电路补偿电容故障预测方法的区域化轨道电路补偿电容故障维修预警信息确定流程图。
[0031]图7为运行本专利技术实施的一种轨道电路补偿电容故障预测方法的计算机设备示意图。
[0032]图8为本专利技术实施例一种轨道电路补偿电容故障预测装置示意图。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道电路补偿电容故障预测方法，其特征在于，包括：获取预设区域内的轨道电路补偿电容的历史数据；对轨道电路补偿电容的历史数据进行向量化处理，确定样本数据集；实时采集预设区域内的温度和湿度数据，结合轨道电路补偿电容的历史数据，确定瞬时样本数据集；根据样本数据集和瞬时样本数据集，确定候选结果集；根据候选结果集，确定预设区域内补偿电容剩余寿命；根据预设区域内补偿电容剩余寿命，确定维修预警信息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轨道电路补偿电容的历史数据，至少包括：上次检测时间，故障发生时间，厂商类型，载频信息，分时温度信息，分时湿度信息，上次检测电流，检测电压，检测电容。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对轨道电路补偿电容的历史数据进行向量化处理，确定样本数据集，包括：对轨道电路补偿电容的历史数据进行向量化处理，确定分时温度向量化数据、分时湿度向量化数据、厂商类型向量化数据、载频向量化数据和数值电气向量化数据；根据分时温度向量化数据、分时湿度向量化数据、厂商类型向量化数据、载频向量化数据和数值电气向量化数据，确定样本数据集。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，确定分时温度向量化数据，包括：将从上次检测时间至故障发生时间之间对应的分时温度信息作为温度样本数据；对温度样本数据进行聚类计算，剔除异常边缘点，确定温度聚类中心；以温度聚类中心为基础将温度划分为预设温度区间；根据温度样本数据、温度聚类中心和预设温度区间，确定分时温度向量化数据。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，按照如下方式，确定分时温度向量化数据：其中，T
t
为分时温度向量化数据；为第t日第i(1≤i≤24)小时的温度值，为第t日第1小时的温度值；m为温度聚类中心的个数；k为中间参量。6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，确定分时湿度向量化数据，包括：将从上次检测时间至故障发生时间之间对应的分时湿度信息作为湿度样本数据；对湿度样本数据进行聚类计算，剔除异常边缘点，确定湿度聚类中心；以湿度聚类中心为基础将湿度划分为预设湿度区间；根据湿度样本数据、湿度聚类中心和预设湿度区间，确定分时湿度向量化数据。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，按照如下方式，确定分时湿度向量化数据：其中，H
t
为分时湿度向量化数据；为第t日第i(1≤i≤24)小时的湿度值，为第t日第1小时的湿度值；n为湿度聚类中心的个数；k为中间参量。8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按照如下方式，确定厂商类型向量化数据：
VType＝[v1,v2,
…
,v
Nv
]其中，VType为厂商类型向量化数据；N
v
为厂商类型数量；v
i
为代表补偿电容是否为第i号厂商产品的标识。9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按照如下方式，确定载频向量化数据：CF＝[cf1,cf2,
…
,cfNCF]其中，CF为载频向量化数据；N
CF
为载频数量；cf
i
为代表补偿电容是否位于第i号载频的标识。10.如权利要求3所述的方法，其特征在于，确定数值电气向量化数据，包括：将上次检测电流、检测电压和检测电容进行标准化和归一化处理得到结果值，以结果值作数值电气向量化数据。11.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据分时温度向量化数据、分时湿度向量化数据、厂商类型向量化数据、载频向量化数据和数值电气向量化数据，确定样本数据集，包括：将同一时间的时温度向量化数据、分时湿度向量化数据、厂商类型向量化数据、载频向量化数据和数值电气向量化数据整合为一组基础样本数据作为特征向量；将预设时间内的特征向量和对应的补偿电容寿...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟景辉，罗依梦，许庆阳，杨吉，刘晓亮，康晖，
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：