CN114254017B - 一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法 - Google Patents

一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，具体包括以下步骤：步骤一、工作定义；步骤二、功率提取；步骤三、信息比照；步骤四、异常采样，本发明涉及道岔故障诊断技术领域。该基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，对转辙机功率曲线进行实时检测，生成标准对比曲线并与实际运行功率曲线的比较，对道岔故障进行分析判断，从而有效判断转辙机的运行状态，进而对转辙机的故障进行预判，实现提前检修，有效降低装置检修成本，设定离散度标准，作为标准对比曲线的安全运行范围，在超出设定离散度标准后，直接进行报警，通知工作人员前来查看故障原因，自动化预警，使用起来更加便利。

Description

一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法
技术领域
本发明涉及道岔故障诊断技术领域，具体为一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法。
背景技术
转辙机是道岔控制***的执行机构，用于转换锁闭道岔尖轨或心轨，表示监督联锁区内道岔尖轨或心轨的位置和状态。
对于提速道岔的故障，分析方法大都依靠人工经验，并没有综合性的且准确率高的分析方式，因此对现场故障排查及故障分析造成了不便，同时也影响了故障维修的及时性与准确性，为此，特提出一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，通过对转辙机功率曲线进行检测，可以有效判断转辙机的运行状态，从而对转辙机的故障进行预判，实现提前检修，有效降低装置检修成本。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，解决了上述的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，具体包括以下步骤：
步骤一、工作定义：利用工作定义单元根据道岔动作的先后顺序，定义道岔动作的分为解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段；
步骤二、功率提取：通过功率提取单元利用电流功率综合采集器采集转辙机的运行功率，并生成对应运行功率的时间戳，生成对应时间戳的运行功率走势曲线，并在对应的走势曲线上分阶段标示出解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段；
步骤三、信息比照：利用信息比照单元进行调试，检测并确定转辙机的运行处于正常状态，重复步骤二的操作，生成对应解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段的正常运行功率曲线，进行存储，作为标准对比曲线，正常工作时，重复步骤二的操作，生成实时运行功率曲线，与标准对比曲线进行对比，设定离散度标准，在实时运行功率曲线超出对应阶段的离散度标准后，标注为异常曲线，通知工作人员前往查看原因；
步骤四、异常采样：对于步骤三中标识的异常曲线，在工作人员查出对应的故障后，异常采样单元将异常曲线走势与故障类型统一打包，标记为故障数据和在该故障数据下的功率特征曲线进行存储，并且在下次发生异常时，与功率热证曲线进行相似度对比，直接确定故障数据，在确定对应故障数据后，通知相关工作人员前来勘察并确定故障程度，相关人员不同故障程度的信息作为补充数据填充到故障数据中进行存储，再一次发生类似功率特征曲线的故障时，定位故障数据和故障程度。
通过采用上述技术方案，通过对转辙机功率曲线进行实时检测，并通过时间戳生成功率曲线，通过对标准对比曲线和实际运行功率曲线的比较，对道岔故障进行分析判断，从而有效判断转辙机的运行状态，进而对转辙机的故障进行预判，实现提前检修，有效降低装置检修成本。
本发明进一步设置为：所述工作定义单元包括解锁定义模块、转换定义模块和锁闭定义模块；
所述解锁定义模块用于定义岔道动作的解锁阶段；
所述转换定义模块用于定义岔道动作转换阶段；
所述锁闭定义模块用于定义岔道动作的锁闭阶段。
本发明进一步设置为：所述功率提取单元包括功率实时同步模块、时间戳添加模块和曲线生成模块，其中功率实时同步模块与时间戳添加模块对接，所述时间戳添加模块与曲线生成模块对接。
本发明进一步设置为：所述功率实时同步模块用于利用电流功率综合采集器采集转辙机的运行功率，并将运行功率数据传输到曲线生成模块中；
所述时间戳添加模块用于生成对应运行功率的时间戳，并将时间戳数据传输到曲线生成模块中；
所述曲线生成模块用于生成对应时间戳的运行功率走势曲线，并在对应的走势曲线上分阶段标示出解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段。
本发明进一步设置为：所述信息比照单元包括特征曲线生成模块、标准曲线存储模块、曲线对比模块和异常曲线标注模块，其中特征曲线生成模块与标准曲线存储模块对接，所述标准曲线存储模块与曲线对比模块对接，所述曲线对比模块与异常曲线标注模块对接。
本发明进一步设置为：所述特征曲线生成模块用于调试，检测并确定转辙机的运行处于正常状态，并生成对应解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段的正常运行功率曲线，进行存储，作为标准对比曲线；
所述标准曲线存储模块用于存储对应解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段的正常运行功率曲线，作为标准对比曲线；
所述曲线对比模块用于设定离散度标准，在生成实时运行功率曲线，与标准对比曲线进行对比；
所述异常曲线标注模块用于在实时运行功率曲线超出对应阶段的离散度标准后，标注为异常曲线，通知工作人员前往查看原因。
通过采用上述技术方案，设定离散度标准，作为标准对比曲线的安全运行范围，在超出设定离散度标准后，直接进行报警，通知工作人员前来查看故障原因，自动化预警，使用起来更加便利。
本发明进一步设置为：所述异常采样单元包括异常触发模块、信息核验模块和异常补述模块，其中异常触发模块与信息核验模块对接，所述信息核验模块与异常补述模块对接。
本发明进一步设置为：所述异常触发模块用于接收信息比照单元中标识的异常曲线，在工作人员查出对应的故障后，将异常曲线走势与故障类型统一打包，标记为故障数据和在该故障数据下的功率特征曲线；
所述信息核验模块用于将标记为故障数据和在该故障数据下的功率特征曲线存储在信息比照单元中，并且在下次发生异常时，与功率热证曲线进行相似度对比，直接确定故障数据，在确定对应故障数据后，通知相关工作人员前来勘察并确定故障程度；
所述异常补述模块用于将相关人员检测的不同故障程度信息作为补充数据填充到故障数据中，并存储在信息比照单元中，再一次发生类似功率特征曲线的故障时，定位故障数据和故障程度。
通过采用上述技术方案，对异常曲线走势和故障类型进行存储，便于下次发生同种故障类型的维修，并且利用相关工作人员对同类型故障的故障程度进行分析，有效提高了根据异常曲线走势判断对应故障的精准度，且随着数据的不断补充，实现了信息的成长，有效降低后续的维修难度。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法。具备以下有益效果：
(1)该基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，通过对转辙机功率曲线进行实时检测，并通过时间戳生成功率曲线，通过对标准对比曲线和实际运行功率曲线的比较，对道岔故障进行分析判断，从而有效判断转辙机的运行状态，进而对转辙机的故障进行预判，实现提前检修，有效降低装置检修成本。
(2)该基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，通过设定离散度标准，作为标准对比曲线的安全运行范围，在超出设定离散度标准后，直接进行报警，通知工作人员前来查看故障原因，自动化预警，使用起来更加便利。
(3)该基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，通过对异常曲线走势和故障类型进行存储，便于下次发生同种故障类型的维修，并且利用相关工作人员对同类型故障的故障程度进行分析，有效提高了根据异常曲线走势判断对应故障的精准度，且随着数据的不断补充，实现了信息的成长，有效降低后续的维修难度。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明工作定义单元的原理框图；
图3为本发明功率提取单元的原理框图；
图4为本发明信息比照单元的原理框图；
图5为本发明异常采样单元的原理框图。
图中，1、工作定义单元；2、功率提取单元；3、信息比照单元；4、异常采样单元；5、解锁定义模块；6、转换定义模块；7、锁闭定义模块；8、功率实时同步模块；9、时间戳添加模块；10、曲线生成模块；11、特征曲线生成模块；12、标准曲线存储模块；13、曲线对比模块；14、异常曲线标注模块；15、异常触发模块；16、信息核验模块；17、异常补述模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，具体包括以下步骤：
步骤一、工作定义：利用工作定义单元1根据道岔动作的先后顺序，定义道岔动作的分为解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段，进一步说明，如附图2所示，工作定义单元1包括解锁定义模块5、转换定义模块6和锁闭定义模块7；
解锁定义模块5用于定义岔道动作的解锁阶段；
转换定义模块6用于定义岔道动作转换阶段；
锁闭定义模块7用于定义岔道动作的锁闭阶段；
步骤二、功率提取：通过功率提取单元2利用电流功率综合采集器采集转辙机的运行功率，并生成对应运行功率的时间戳，生成对应时间戳的运行功率走势曲线，并在对应的走势曲线上分阶段标示出解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段，进一步说明，如附图3所示，功率提取单元2包括功率实时同步模块8、时间戳添加模块9和曲线生成模块10，其中功率实时同步模块8与时间戳添加模块9对接，时间戳添加模块9与曲线生成模块10对接，功率实时同步模块8用于利用电流功率综合采集器采集转辙机的运行功率，并将运行功率数据传输到曲线生成模块10中；
时间戳添加模块9用于生成对应运行功率的时间戳，并将时间戳数据传输到曲线生成模块10中；
曲线生成模块10用于生成对应时间戳的运行功率走势曲线，并在对应的走势曲线上分阶段标示出解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段；
步骤三、信息比照：利用信息比照单元3进行调试，检测并确定转辙机的运行处于正常状态，重复步骤二的操作，生成对应解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段的正常运行功率曲线，进行存储，作为标准对比曲线，正常工作时，重复步骤二的操作，生成实时运行功率曲线，与标准对比曲线进行对比，设定离散度标准，在实时运行功率曲线超出对应阶段的离散度标准后，标注为异常曲线，通知工作人员前往查看原因，进一步说明，如附图4所示，信息比照单元3包括特征曲线生成模块11、标准曲线存储模块12、曲线对比模块13和异常曲线标注模块14，其中特征曲线生成模块11与标准曲线存储模块12对接，标准曲线存储模块12与曲线对比模块13对接，曲线对比模块13与异常曲线标注模块14对接，特征曲线生成模块11用于调试，检测并确定转辙机的运行处于正常状态，并生成对应解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段的正常运行功率曲线，进行存储，作为标准对比曲线；
标准曲线存储模块12用于存储对应解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段的正常运行功率曲线，作为标准对比曲线；
曲线对比模块13用于设定离散度标准，在生成实时运行功率曲线，与标准对比曲线进行对比；
异常曲线标注模块14用于在实时运行功率曲线超出对应阶段的离散度标准后，标注为异常曲线，通知工作人员前往查看原因；
步骤四、异常采样：对于步骤三中标识的异常曲线，在工作人员查出对应的故障后，异常采样单元4将异常曲线走势与故障类型统一打包，标记为故障数据和在该故障数据下的功率特征曲线进行存储，并且在下次发生异常时，与功率热证曲线进行相似度对比，直接确定故障数据，在确定对应故障数据后，通知相关工作人员前来勘察并确定故障程度，相关人员不同故障程度的信息作为补充数据填充到故障数据中进行存储，再一次发生类似功率特征曲线的故障时，定位故障数据和故障程度，进一步说明，如附图5所示，异常采样单元4包括异常触发模块15、信息核验模块16和异常补述模块17，其中异常触发模块15与信息核验模块16对接，信息核验模块16与异常补述模块17对接，异常触发模块15用于接收信息比照单元3中标识的异常曲线，在工作人员查出对应的故障后，将异常曲线走势与故障类型统一打包，标记为故障数据和在该故障数据下的功率特征曲线；
信息核验模块16用于将标记为故障数据和在该故障数据下的功率特征曲线存储在信息比照单元3中，并且在下次发生异常时，与功率热证曲线进行相似度对比，直接确定故障数据，在确定对应故障数据后，通知相关工作人员前来勘察并确定故障程度；
异常补述模块17用于将相关人员检测的不同故障程度信息作为补充数据填充到故障数据中，并存储在信息比照单元3中，再一次发生类似功率特征曲线的故障时，定位故障数据和故障程度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一、工作定义：利用工作定义单元(1)根据道岔动作的先后顺序，定义道岔动作的分为解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段；
步骤二、功率提取：通过功率提取单元(2)利用电流功率综合采集器采集转辙机的运行功率，并生成对应运行功率的时间戳，生成对应时间戳的运行功率走势曲线，并在对应的走势曲线上分阶段标示出解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段；
步骤三、信息比照：利用信息比照单元(3)进行调试，检测并确定转辙机的运行处于正常状态，重复步骤二的操作，生成对应解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段的正常运行功率曲线，进行存储，作为标准对比曲线，正常工作时，重复步骤二的操作，生成实时运行功率曲线，与标准对比曲线进行对比，设定离散度标准，在实时运行功率曲线超出对应阶段的离散度标准后，标注为异常曲线，通知工作人员前往查看原因；
步骤四、异常采样：对于步骤三中标识的异常曲线，在工作人员查出对应的故障后，异常采样单元(4)将异常曲线走势与故障类型统一打包，标记为故障数据和在该故障数据下的功率特征曲线进行存储，并且在下次发生异常时，与功率热证曲线进行相似度对比，直接确定故障数据，在确定对应故障数据后，通知相关工作人员前来勘察并确定故障程度，相关人员不同故障程度的信息作为补充数据填充到故障数据中进行存储，再一次发生类似功率特征曲线的故障时，定位故障数据和故障程度。
2.根据权利要求1所述的一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，其特征在于：所述工作定义单元(1)包括解锁定义模块(5)、转换定义模块(6)和锁闭定义模块(7)；
所述解锁定义模块(5)用于定义岔道动作的解锁阶段；
所述转换定义模块(6)用于定义岔道动作转换阶段；
所述锁闭定义模块(7)用于定义岔道动作的锁闭阶段。
3.根据权利要求1所述的一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，其特征在于：所述功率提取单元(2)包括功率实时同步模块(8)、时间戳添加模块(9)和曲线生成模块(10)，其中功率实时同步模块(8)与时间戳添加模块(9)对接，所述时间戳添加模块(9)与曲线生成模块(10)对接。
4.根据权利要求3所述的一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，其特征在于：所述功率实时同步模块(8)用于利用电流功率综合采集器采集转辙机的运行功率，并将运行功率数据传输到曲线生成模块(10)中；
所述时间戳添加模块(9)用于生成对应运行功率的时间戳，并将时间戳数据传输到曲线生成模块(10)中；
所述曲线生成模块(10)用于生成对应时间戳的运行功率走势曲线，并在对应的走势曲线上分阶段标示出解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段。
5.根据权利要求1所述的一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，其特征在于：所述信息比照单元(3)包括特征曲线生成模块(11)、标准曲线存储模块(12)、曲线对比模块(13)和异常曲线标注模块(14)，其中特征曲线生成模块(11)与标准曲线存储模块(12)对接，所述标准曲线存储模块(12)与曲线对比模块(13)对接，所述曲线对比模块(13)与异常曲线标注模块(14)对接。
6.根据权利要求5所述的一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，其特征在于：所述特征曲线生成模块(11)用于调试，检测并确定转辙机的运行处于正常状态，并生成对应解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段的正常运行功率曲线，进行存储，作为标准对比曲线；
所述标准曲线存储模块(12)用于存储对应解锁阶段、转换阶段和锁闭阶段的正常运行功率曲线，作为标准对比曲线；
所述曲线对比模块(13)用于设定离散度标准，在生成实时运行功率曲线，与标准对比曲线进行对比；
所述异常曲线标注模块(14)用于在实时运行功率曲线超出对应阶段的离散度标准后，标注为异常曲线，通知工作人员前往查看原因。
7.根据权利要求1所述的一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，其特征在于：所述异常采样单元(4)包括异常触发模块(15)、信息核验模块(16)和异常补述模块(17)，其中异常触发模块(15)与信息核验模块(16)对接，所述信息核验模块(16)与异常补述模块(17)对接。
8.根据权利要求7所述的一种基于时间序列的转辙机功率曲线特征提取应用方法，其特征在于：所述异常触发模块(15)用于接收信息比照单元(3)中标识的异常曲线，在工作人员查出对应的故障后，将异常曲线走势与故障类型统一打包，标记为故障数据和在该故障数据下的功率特征曲线；
所述信息核验模块(16)用于将标记为故障数据和在该故障数据下的功率特征曲线存储在信息比照单元(3)中，并且在下次发生异常时，与功率热证曲线进行相似度对比，直接确定故障数据，在确定对应故障数据后，通知相关工作人员前来勘察并确定故障程度；
所述异常补述模块(17)用于将相关人员检测的不同故障程度信息作为补充数据填充到故障数据中，并存储在信息比照单元(3)中，再一次发生类似功率特征曲线的故障时，定位故障数据和故障程度。
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