【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及城市轨道监测领域，尤其涉及基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统。
技术介绍
1、随着城市轨道交通的快速发展，对直流牵引供电系统的安全可靠性要求越来越高,直流牵引回流系统作为直流牵引供电系统的重要组成部分，日益受到重视。直流牵引回流系统由钢轨、回流电缆、钢轨电位限制装置、单向导通装置、排流柜以及道床、隧道结构钢筋等环节组成，各部分相辅相成，共同构成了牵引电流的回流通路，保证牵引电流常规情况和故障情况下都能顺利回流到电源负极。直流牵引供电系统担负着为机车和各种附属设备供电的重要任务，主要由牵引变电所、接触轨和回流系统组成。其中钢轨电位过高时会对人身安全产生危害，杂散电流会对金属产生腐蚀，影响混凝土结构的强度和寿命，并危害到埋地管线等市政工程；因此直流牵引回流系统的安全可靠运行是整个城市轨道交通安全畅通运行的基础，因此对直流牵引回流系统进行分析并研究其防护技术具有十分重要的意义。
2、现有的城市轨道交通回流监测控制系统需工作人员手动寻参，增加工作人员工作量，且无法对杂散电流做到精确控制；现有的城市轨道交通回流监测控制系统无法采集不同系统的监控平台的日志数据，需每次收集日志都进行配置操作，为此，我们提出基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、基于边缘计算
4、其中，所述边缘计算设备用于采集城市轨道电流信息以及极化电压进行采集；
5、所述分布式传感器用于对城市轨道泄漏电流以及轨道绝缘进行监测；
6、所述电力牵引网用于为城市轨道进行供电；
7、所述监控平台用于工作人员对城市轨道各项数据进行查看，并向各子模块下发操作指令；
8、所述移动终端用于工作人员登陆监控平台；
9、所述排流控制模块用于对城市轨道出现的杂散电流进行分析控制；
10、所述分析优化模块用于对排流控制模块分析性能进行检测，并实时对其进行更新优化；
11、所述日志监测模块用于收集监控平台生产的日志数据进行风险评估；
12、所述效能调整模块用于对监控平台连接性能进行优化。
13、作为本专利技术的进一步方案，所述边缘计算设备具体包括智能传感器、可编程逻辑控制器、边缘智能路由器以及ict融合网关；
14、所述分布式传感器与边缘计算设备构成杂散电流收集网；
15、所述移动终端包括笔记本电脑、台式电脑以及智能收集。
16、作为本专利技术的进一步方案，所述排流控制模块分析控制具体步骤如下：
17、步骤一：排流控制模块接收接收边缘计算设备以及分布式传感器采集到的城市轨道杂散电流信息，同时统计采集的钢轨总数，并对单边供电条件下的走轨电位以及杂散电流进行计算；
18、步骤二：依据杂散电流分布规律将监测到的极化电压分为三类以代表三种不同程度的腐蚀状态，之后收集过往监测数据，并构建一组卷积神经网络，同时将各组过往监测数据导入卷积神经网络中，并通过卷积、池化、全连接和输出进行学习训练以获取分析控制模型；
19、步骤三：将采集到的各组数据处理成统一格式的数据，之后对各组数据进行归一化处理转换至0到1的区间内，并对各组数据进行特征降维处理，再将各组数据划分为训练集以及测试集；
20、步骤四：设置具体参数，并对训练集进行标准化处理以获取训练样本，之后将训练样本导入分析控制模型中以对该模型进行迭代训练，之后将测试集导入训练完成的分析控制模型中，输出分析曲线，并依据分析曲线向外部自动排流柜下发相关控制指令对杂散电流进行处理。
21、作为本专利技术的进一步方案，步骤一所述走轨电位与杂散电流具体计算公式如下：
22、
23、
24、
25、式中，u(x)代表走轨对地电位，rs1代表走轨纵向电阻，rg1代表走轨对地的过渡电阻，ig(x)代表杂散电流泄漏总量，l代表牵引变电所与列车之间的距离，x代表该点到列车的距离。
26、作为本专利技术的进一步方案，所述分析优化模块更新优化具体步骤如下：
27、步骤(1)：采集分析控制模型运行信息，并通过焦点损失函数计算该模型损失值，同时判断该模型当前损失值是否满足工作人员预设的期望值；
28、步骤(2)：若不满足，则从云数据库中采集多组过往城市轨道监测数据，之后筛除重复数据，并将剩余信息整合成测验数据集；
29、步骤(3)：从测验数据集中任意选取一组数据作为观测数据，并将剩余数据拟合成一组测验模型，然后使用观测数据来验证该测验模型精度信息，并重复多次通过均方根误差对该测验模型的预测能力进行计算，并收集计算生成的精度参数；
30、步骤(4)：初始化参数范围，并按照管理人员设置的步长以及学习率生成所有可能的数据结果，之后选取任意一个子集作为测试集，其余子集作为训练集，训练模型后对测试集进行预测，统计测试结果的均方根误差；
31、步骤(5)：将测试集更换为另一子集，再取剩余子集作为训练集，再次统计均方根误差，直至对所有数据都进行一次预测，通过选取均方根误差最小时对应的组合参数作为数据区间内分析控制模型最优的参数；
32、步骤(6)：对更换参数后的分析控制模型进行测试，若测试损失值满足期望值，则停止训练，对满足期望值的分析控制模型进行性能评估。
33、作为本专利技术的进一步方案，步骤(1)中所述焦点损失函数具体计算公式如下：
34、fl(pi)＝-α(1-pi)βlog(pi) (4)
35、式中，pi表示预测值，α表示权重因子，β表示聚焦参数；
36、步骤(3)中所述均方根误差具体计算公式如下：
37、
38、其中，e(yi)表示第i个实际观测值，yi为模型反演出的第i个预测值，n是观测样本总数。
39、作为本专利技术的进一步方案，所述日志监测模块风险评估具体步骤如下：
40、步骤①：日志监测模块在不同系统的监控云平台部署相对应的采集插件以获取各用户云平台所生成的日志数据，之后依据预先设定的条件值对获取到的各组日志数据进行筛选；
41、步骤②：将满足要求的日志数据处理为统一格式，再有序地对日志数据执行相关处理操作，之后将日志数据中记录的用户操作行为与攻击者行为特征进行匹配，并将匹配结果进行输出；
42、步骤③：收集输出结果并进行判断，若输出结果满足一个或多个预设告警条件,则进行风险告警，并生成相对应的告警信息，同时对该条告警信息的风险分数进行计算，并将计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统，其特征在于，包括边缘计算设备、分布式传感器、电力牵引网、监控平台、移动终端、排流控制模块、分析优化模块、日志监测模块以及效能调整模块；
2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统，其特征在于，所述边缘计算设备具体包括智能传感器、可编程逻辑控制器、边缘智能路由器以及ICT融合网关；
3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统，其特征在于，所述排流控制模块分析控制具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统，其特征在于，步骤一所述走轨电位与杂散电流具体计算公式如下：
5.根据权利要求3所述的基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统，其特征在于，所述分析优化模块更新优化具体步骤如下：
6.根据权利要求5所述的基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统，其特征在于，步骤(1)中所述焦点损失函数具体计算公式如下：
7.根据权利要求1所述的基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统，其特
8.根据权利要求1所述的基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统，其特征在于，所述效能调整模块性能优化具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统，其特征在于，包括边缘计算设备、分布式传感器、电力牵引网、监控平台、移动终端、排流控制模块、分析优化模块、日志监测模块以及效能调整模块；
2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统，其特征在于，所述边缘计算设备具体包括智能传感器、可编程逻辑控制器、边缘智能路由器以及ict融合网关；
3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统，其特征在于，所述排流控制模块分析控制具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的城市轨道交通回流监测控制系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹明，王浩先，赵岩，
申请(专利权)人：苏州先研电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。