CN110705729B - 轨道供电***故障检测方法、装置及服务器、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种轨道供电***故障检测方法、装置及服务器、存储介质，涉及轨道交通技术领域。该轨道供电***故障检测方法通过基于阻抗、预建立的实际回流比例预测模型生成地网的预期回流比例；如果预期回流比例不在预设的阈值范围内，则生成故障告警提示；将故障告警提示下发至电子设备显示，通过上述的方式生成轨道供电***故障告警提示，无需必须依赖铁路轨道修建完毕，轨道供电***投入使用，对轨道供电***的调整简单方便，无需花费大量的人力成本与时间成本。
Description
技术领域
本申请涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道供电***故障检测方法、装置及服务器、存储介质。
背景技术
电气化铁路需要外部电力为列车提供交流工频25kV电压的牵引电源，因此，需要牵引变电所将线路所处区域的市电高电压等级(如110kV、220kV等)的电源转换为铁路所需要的交流工频25kV电压，然后传送至铁路接触网，为列车输送能源。牵引变电所的内部有大量大功率电气电子设备，因此，在地面以下的特定位置，安装扁钢或铜缆等水平和垂直接地体构成的地网。地网用于收集列车牵引过程中通过钢轨泄入大地中的牵引回流，然后通过地网至牵引变压器的回流电缆，将电流输送回牵引变电所，还可以为建筑物提供遭遇雷击时的能量泄放通道，避免损害建筑物内的电气设备。另一方面，电气化铁路通过牵引变电所以及接触网向轨道上的列车输送能源，然后通过与轨道电连接的回流导体(钢轨、回流导线等)返回至牵引变电所，从而构成一个完整的电气闭合回路，即牵引供电***。可以理解地，线路回流导体、地网二者共同承担了线路的牵引回流，目前铁路标准规范对二者应该遵循的回流比例进行了规定，当超出回流比例范围时，说明轨道供电***的铺设存在一定的故障，维护人员应当对轨道至牵引变电所的回流***进行检修。
在现有技术中，对牵引变电所进行地网回流比例检测的方式为：通过在牵引变电所内的集中接地箱中装设测试设备和电流传感器，对地网和整体牵引回流进行测试并记录列车经过时的完整电流波形有效值，然后分析地网回流占总牵引回流的比例。但是上述的地网回流比例检测方式，必须依赖铁路轨道修建完毕，牵引供电***投入使用，铁路轨道上有电力机车按照指定功率条件和行驶速度运行，且整个牵引供电***内电流的馈出和返回状态下，才能够进行检测。如果检测到轨道供电***的铺设存在问题，由于列车已经投入运行，再行调整需要花费大量的人力成本与时间成本。
发明内容
本申请实施例提供了一种轨道供电***故障检测方法、装置及***，以至少解决相关技术中的检测到轨道供电***的铺设存在故障时，花费大量的人力成本与时间成本进行检测的问题。本公开的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种轨道供电***故障检测方法，所述方法包括：
获得电子设备上传的轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的阻抗；
基于所述阻抗、预建立的实际回流比例预测模型生成所述地网的预期回流比例；
如果所述预期回流比例不在预设的阈值范围内，则生成故障告警提示；
将所述故障告警提示下发至所述电子设备显示。
第二方面，本申请实施例还提供了一种轨道供电***故障检测装置，所述装置包括：
信息获得单元，被配置成执行获得电子设备上传的轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的阻抗；
预期回流比例生成单元，被配置成执行基于所述阻抗、预建立的实际回流比例预测模型生成所述地网的预期回流比例；
告警提示生成单元，被配置成执行如果所述预期回流比例不在预设的阈值范围内，则生成故障告警提示；
信息发送单元，被配置成执行将所述故障告警提示下发至所述电子设备显示。
第三方面，本申请实施例还提供了一种服务器，包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如本申请实施例第一方面提供的轨道供电***故障检测方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，当所述存储介质中的指令由服务器的处理器执行时，使得服务器能够执行本申请实施例第一方面提供的轨道供电***故障检测方法。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：通过基于阻抗、预建立的实际回流比例预测模型生成地网的预期回流比例；如果预期回流比例不在预设的阈值范围内，则生成故障告警提示；将故障告警提示下发至电子设备显示，通过上述的方式生成轨道供电***故障告警提示，无需必须依赖铁路轨道修建完毕，轨道供电***投入使用，对轨道供电***的调整简单方便，无需花费大量的人力成本与时间成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的电子设备与服务器之间的交互示意图；
图2为本申请实施例提供的一种实施例的轨道供电***故障检测方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的多个第一历史回流数据组的线性拟合示意图；
图4为本申请实施例提供的一种实施例的轨道供电***故障检测方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的多个历史轨道接地电阻及对应的历史回流比例的分布示意图；
图6为本申请实施例提供的多个第二历史回流数据组的线性拟合示意图；
图7为本申请实施例提供的一种实施例的轨道供电***故障检测装置的功能单元框图；
图8为本申请实施例提供的一种实施例的轨道供电***故障检测装置的功能单元框图；
图9为本申请实施例提供的一种实施例的服务器的电路连接框图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
请参阅图1，本申请实施例提供了一种轨道供电***故障检测方法，应用于服务器102，如图2所示，服务器102与电子设备101通过网络通信连接，以便进行交互。所述方法包括：
S11：获得电子设备101上传的轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的阻抗。
其中，电子设备101可以是阻抗检测表，也可以是智能手机、电脑，用户可以将检测到的数据输入到安装于智能手机、电脑的目标应用程序，并上传至服务器102。
可以理解地，地网安装于地表以下的位置，可以通过大地作为导体，收集列车牵引回流。通过阻抗检测表即可测得轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的阻抗。
S12：基于阻抗、预建立的实际回流比例预测模型生成地网的预期回流比例。
预期回流比例即预期地网回流占总牵引回流的比例。
S13：确定预期回流比例是否在预设的阈值范围内，如果否，则执行S14。
S14：生成故障告警提示。
预期回流比例既不能超出预设的第一阈值(如50％)，预期回流比例过高会导致牵引供电出现短路故障或者雷击状态下的牵引变电所地表电位抬升过高，危及人员及轨道供电***的线路设备安全；也不能太低(如小于20％)，预期回流比例过低说明地网的连接或地网的接地性能存在故障，导致对列车牵引回流的回收率低。因此，在预期回流比例不在预设的阈值范围内时，需要生成故障告警提示。
S15：将故障告警提示下发至电子设备101显示。
维护人员即可在电子设备101了解到当前的轨道供电***的铺设存在故障，需要进行检修。
本申请实施例提供的一种轨道供电***故障检测方法，通过基于阻抗、预建立的实际回流比例预测模型生成地网的预期回流比例；如果预期回流比例不在预设的阈值范围内，则生成故障告警提示；将故障告警提示下发至电子设备101显示，通过上述的方式生成轨道供电***故障告警提示，无需必须依赖铁路轨道修建完毕，轨道供电***投入使用，对轨道供电***的调整简单方便，无需花费大量的人力成本与时间成本。
可选地，实际回流比例预测模型为曲线回归模型，曲线回归模型基于多个第一历史回流数据组得到，其中，每个第一历史回流数据组包括轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的历史阻抗值及其对应的历史回流比例。
例如，曲线回归模型是根据历史上采集的海量的轨道至地网之间的阻抗，结合线性回归模型得到，如图3所示。具体地，例如，经过大量的历史经验数据进行拟合，曲线回归模型可以为Y＝100％·(0.0238·X-2.24)，其中，Y表示地网回流比例，单位百分比；X表示轨道至地网之间的阻抗，单位欧姆Ω。另外，为便于工程计算，可以将曲线回归模型简化为Y＝2.4％·X-2.24。
另外，考虑到阻抗检测表检测轨道至地网之间的阻抗时，仍然需要对一些线路进行断电，比较麻烦。为了进一步减少工作量，如图4所示，在S11之前，所述方法还包括：
S41：获得电子设备101上传的轨道接地电阻。
其中，电子设备101可以是阻抗检测表，也可以是智能手机、电脑，用户可以将检测到的数据输入到安装于智能手机、电脑的目标应用程序，并上传至服务器102。需要说明的是，对于测量轨道接地电阻而言，无需对线路进行断电，直接用阻抗检测表测量即可，方便快捷。
S42：根据轨道接地电阻、预建立的最大回流比例预测模型生成地网的预期最大回流比例。
其中，预期最大回流比例是指根据当前测量得到的轨道接地电阻，回流比例可能存在的最大值。
S43：确定预期最大回流比例是否大于预设的阈值，如果是，则执行S44。
S44：生成阻抗测量提示。
可以理解地，当预期最大回流比例大于预设的阈值时，预期回流比例才有可能超出预设的阈值，此时可以生成阻抗测量提示，以提示工作人员可以拆除部分线路进行断电，进一步测量轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的阻抗，以便得知当前是否需要对轨道供电***进行检修。反之，预期最大回流比例小于预设的阈值时，则说明预期回流比例不会超出预设的阈值，无需拆除部分线路进行断电，测量轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的阻抗，进一步减少了工作量。
具体地，最大回流比例预测模型为直线回归模型，直线回归模型基于多个第二历史回流数据组得到，每个第二历史回流数据组包括历史轨道接地电阻及其所属电阻区间的最大回流比例。
具体地，可以划分多个电阻区间，采集海量的历史轨道接地电阻及对应的回流比例。然后提取出多个电阻区间的最大回流比例及对应的历史轨道接地电阻，经进行线性拟合，得到直线回归模型。
例如，如图5所示，可以检测与牵引变电所预设距离范围内(1km-10km)的轨道的历史轨道接地电阻及对应的历史回流比例。如图6所示，然后提取出多个电阻区间的最大回流比例及对应的历史轨道接地电阻，经进行线性拟合得到直线回归模型，Y＝100％·(0.6-0.51·X)，其中，Y表示地网回流比例，单位百分比；X表示轨道接地电阻，单位欧姆Ω。另外，为便于工程计算，可简化直线回归模型为Y＝60％-50％·X。
请参阅图7，本申请实施例还提供了一种轨道供电***故障检测装置700，需要说明的是，本申请实施例所提供的轨道供电***故障检测装置700，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本申请实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。所述装置700包括信息获得单元701、预期回流比例生成单元702、告警提示生成单元703以及信息发送单元704，其中，
信息获得单元701，被配置成执行获得电子设备101上传的轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的阻抗。
预期回流比例生成单元702，被配置成执行基于阻抗、预建立的实际回流比例预测模型生成地网的预期回流比例。
告警提示生成单元703，被配置成执行如果预期回流比例不在预设的阈值范围内，则生成故障告警提示。
信息发送单元704，被配置成执行将故障告警提示下发至电子设备101显示。
本申请实施例提供的一种轨道供电***故障检测装置700，在执行时可以实现如下功能：通过基于阻抗、预建立的实际回流比例预测模型生成地网的预期回流比例；如果预期回流比例不在预设的阈值范围内，则生成故障告警提示；将故障告警提示下发至电子设备101显示，通过上述的方式生成轨道供电***故障告警提示，无需必须依赖铁路轨道修建完毕，轨道供电***投入使用，对轨道供电***的调整简单方便，无需花费大量的人力成本与时间成本。
具体地，实际回流比例预测模型为曲线回归模型，曲线回归模型基于多个第一历史回流数据组得到，其中，每个第一历史回流数据组包括轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的历史阻抗值及其对应的历史回流比例。
另外，可选地，信息获得单元701还被配置成执行获得电子设备101上传的轨道接地电阻。如图8所示，所述装置700还包括：
最大回流比例生成单元801，被配置成执行根据轨道接地电阻、预建立的最大回流比例预测模型生成地网的预期最大回流比例。
测量提示生成单元802，被配置成执行如果预期最大回流比例大于预设的阈值，则生成阻抗测量提示。
具体地，最大回流比例预测模型为直线回归模型，直线回归模型基于多个第二历史回流数据组得到，每个第二历史回流数据组包括历史轨道接地电阻及其所属电阻区间的最大回流比例。
需要说明的是，实施例1所提供方法的各步骤的执行主体均可以是同一设备，或者，该方法也由不同设备作为执行主体。比如，步骤11和步骤12的执行主体可以为设备1，步骤13的执行主体可以为设备2；又比如，步骤11的执行主体可以为设备1，步骤12和步骤13的执行主体可以为设备2；等等。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
图9是本申请的一个实施例的服务器102的结构示意图。请参考图9，在硬件层面，该服务器102包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该服务器102还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成轨道供电***故障检测装置700。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
获得电子设备101上传的轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的阻抗；
基于阻抗、预建立的实际回流比例预测模型生成地网的预期回流比例；
如果预期回流比例不在预设的阈值范围内，则生成故障告警提示；
将故障告警提示下发至电子设备101显示。
上述如本申请图1所示实施例揭示的轨道供电***故障检测装置700执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
该服务器102还可执行图1的方法，并实现轨道供电***故障检测装置700在图1所示实施例的功能，本申请实施例在此不再赘述。
当然，除了软件实现方式之外，本申请的服务器102并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的便携式服务器102执行时，能够使该便携式服务器102执行图1所示实施例的方法，并具体用于执行以下操作：
获得电子设备101上传的轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的阻抗；
基于阻抗、预建立的实际回流比例预测模型生成地网的预期回流比例；
如果预期回流比例不在预设的阈值范围内，则生成故障告警提示；
将故障告警提示下发至电子设备101显示。
总之，以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述实施例阐明的***、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
Claims (6)
1.一种轨道供电***故障检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获得电子设备上传的轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的阻抗；
基于所述阻抗、预建立的实际回流比例预测模型生成所述地网的预期回流比例；
如果所述预期回流比例不在预设的阈值范围内，则生成故障告警提示；
将所述故障告警提示下发至所述电子设备显示；
其中，在所述获得电子设备上传的轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的阻抗之前，所述方法还包括：
获得所述电子设备上传的轨道接地电阻；
根据所述轨道接地电阻、预建立的最大回流比例预测模型生成所述地网的预期最大回流比例；
如果所述预期最大回流比例大于预设的阈值，则生成阻抗测量提示；
所述最大回流比例预测模型为直线回归模型，所述直线回归模型基于多个第二历史回流数据组得到，每个所述第二历史回流数据组包括历史轨道接地电阻及其所属电阻区间的最大回流比例；
划分多个电阻区间，采集海量的历史轨道接地电阻及对应的回流比例；然后提取出多个电阻区间的最大回流比例及对应的历史轨道接地电阻，经进行线性拟合，得到直线回归模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实际回流比例预测模型为曲线回归模型，所述曲线回归模型基于多个第一历史回流数据组得到，其中，每个第一历史回流数据组包括轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的历史阻抗值及其对应的历史回流比例。
3.一种轨道供电***故障检测装置，其特征在于，所述装置包括：
信息获得单元，被配置成执行获得电子设备上传的轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的阻抗；
预期回流比例生成单元，被配置成执行基于所述阻抗、预建立的实际回流比例预测模型生成所述地网的预期回流比例；
告警提示生成单元，被配置成执行如果所述预期回流比例不在预设的阈值范围内，则生成故障告警提示；
信息发送单元，被配置成执行将所述故障告警提示下发至所述电子设备显示；
所述信息获得单元还被配置成执行获得所述电子设备上传的轨道接地电阻；
所述装置还包括：最大回流比例生成单元，被配置成执行根据所述轨道接地电阻、预建立的最大回流比例预测模型生成所述地网的预期最大回流比例；
测量提示生成单元，被配置成执行如果所述预期最大回流比例大于预设的阈值，则生成阻抗测量提示；
所述最大回流比例预测模型为直线回归模型，所述直线回归模型基于多个第二历史回流数据组得到，每个所述第二历史回流数据组包括历史轨道接地电阻及其所属电阻区间的最大回流比例；
划分多个电阻区间，采集海量的历史轨道接地电阻及对应的回流比例；然后提取出多个电阻区间的最大回流比例及对应的历史轨道接地电阻，经进行线性拟合，得到直线回归模型。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述实际回流比例预测模型为曲线回归模型，所述曲线回归模型基于多个第一历史回流数据组得到，其中，每个第一历史回流数据组包括轨道与对列车牵引回流进行收集的地网之间的历史阻抗值及其对应的历史回流比例。
5.一种服务器，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如权利要求1或2所述的轨道供电***故障检测方法。
6.一种存储介质，当所述存储介质中的指令由服务器的处理器执行时，使得服务器能够执行如权利要求1或2所述的轨道供电***故障检测方法。
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